Visual Studio 编译引擎应用MATLAB 程序

程序员文章站 2022-03-04 14:37:57

...

1.问题描述

控制算法仿真测试过程中需要同时使用Visual Studio 和MATLAB 软件，Visual Studio编写Code C,MATLAB用做数据分析。经常遇到编译完一个软件还要打开另一个软件的问题。因此想到使用Visual Studio 直接配置使用MATLAB。

2.软件版本

Visual Studio 17

MATLAB R2018b

3.使用MATLAB提供的库

3.1 说明

1.MATLAB提供了使用demo，位于matlabroot\extern\examples\eng_mat\ [matlabroot:MATLAB安装目录]，可作为基本使用参考代码；

e.g: file://engdemo.c

 /*
  *  engdemo.c
  *
  *  A simple program to illustrate how to call MATLAB
  *  Engine functions from a C program.
  *
  * Copyright 1984-2016 The MathWorks, Inc.
  * All rights reserved
  */
 #include <stdlib.h>
 #include <stdio.h>
 #include <string.h>
 #include "engine.h"
 #define  BUFSIZE 256
 
 int main()
 
 {
     Engine *ep;
     mxArray *T = NULL, *result = NULL;
     char buffer[BUFSIZE+1];
     double time[10] = { 0.0, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0, 9.0 };
 
     /*
      * Call engOpen with a NULL string. This starts a MATLAB process 
      * on the current host using the command "matlab".
      */
     if (!(ep = engOpen(""))) {
         fprintf(stderr, "\nCan't start MATLAB engine\n");
         return EXIT_FAILURE;
     }
 
     /*
      * PART I
      *
      * For the first half of this demonstration, send data
      * to MATLAB, analyze the data, and plot the result.
      */
 
     /* 
      * Create a variable for the data
      */
     T = mxCreateDoubleMatrix(1, 10, mxREAL);
     memcpy((void *)mxGetPr(T), (void *)time, sizeof(time));
     /*
      * Place the variable T into the MATLAB workspace
      */
     engPutVariable(ep, "T", T);
 
     /*
      * Evaluate a function of time, distance = (1/2)g.*t.^2
      * (g is the acceleration due to gravity)
      */
     engEvalString(ep, "D = .5.*(-9.8).*T.^2;");
 
     /*
      * Plot the result
      */
     engEvalString(ep, "plot(T,D);");
     engEvalString(ep, "title('Position vs. Time for a falling object');");
     engEvalString(ep, "xlabel('Time (seconds)');");
     engEvalString(ep, "ylabel('Position (meters)');");
 
     /*
      * use fgetc() to pause long enough to be
      * able to see the plot
      */
     printf("Hit return to continue\n\n");
     fgetc(stdin);
     /*
      * We're done for Part I! Free memory, close MATLAB figure.
      */
     printf("Done for Part I.\n");
     mxDestroyArray(T);
     engEvalString(ep, "close;");
 
 
     /*
      * PART II
      *
      * For the second half of this demonstration, we will request
      * a MATLAB string, which should define a variable X.  MATLAB
      * will evaluate the string and create the variable.  We
      * will then recover the variable, and determine its type.
      */
       
     /*
      * Use engOutputBuffer to capture MATLAB output, so we can
      * echo it back.  Ensure first that the buffer is always NULL
      * terminated.
      */
 
     buffer[BUFSIZE] = '\0';
     engOutputBuffer(ep, buffer, BUFSIZE);
     while (result == NULL) {
         char str[BUFSIZE+1];
         char *input = NULL;
         /*
          * Get a string input from the user
          */
         printf("Enter a MATLAB command to evaluate.  This command should\n");
         printf("create a variable X.  This program will then determine\n");
         printf("what kind of variable you created.\n");
         printf("For example: X = 1:5\n");
         printf(">> ");
 
         input = fgets(str, BUFSIZE, stdin);
       
         /*
          * Evaluate input with engEvalString
          */
         engEvalString(ep, str);
         
         /*
          * Echo the output from the command.  
          */
         printf("%s", buffer);
         
         /*
          * Get result of computation
          */
         printf("\nRetrieving X...\n");
         if ((result = engGetVariable(ep,"X")) == NULL)
           printf("Oops! You didn't create a variable X.\n\n");
         else {
         printf("X is class %s\t\n", mxGetClassName(result));
         }
     }
 
     /*
      * We're done! Free memory, close MATLAB engine and exit.
      */
     printf("Done!\n");
     mxDestroyArray(result);
     engClose(ep);
     
     return EXIT_SUCCESS;
 }

2.配置过程中主要遇到如下两个问题：

（1）.LINK2019错误；

（2）.程序无法启动,缺少libmx.dll库；

3.2 LINK2019错误

问题现象：

 错误  LNK2019 无法解析的外部符号 engOpen，该符号在函数 "int __cdecl MatlabEngine(void)" ([email protected]@YAHXZ) 中被引用   MatEngine   D:\Coder\MatEngine\MatEngine\stdafx.obj 1   
 错误  LNK2019 无法解析的外部符号 mxDestroyArray_800，该符号在函数 "int __cdecl MatlabEngine(void)" ([email protected]@YAHXZ) 中被引用    MatEngine   D:\Coder\MatEngine\MatEngine\stdafx.obj 1   
 错误  LNK2019 无法解析的外部符号 engClose，该符号在函数 "int __cdecl MatlabEngine(void)" ([email protected]@YAHXZ) 中被引用  MatEngine   D:\Coder\MatEngine\MatEngine\stdafx.obj 1

原因分析：

编译链接过程中，缺少MATLAB第三方静态库*.lib

解决方式：

具体的配置过程参照：[2].《How can I build a C++ program using MATLAB Engine in Visual Studio?》

https://ww2.mathworks.cn/matlabcentral/answers/467518-how-can-i-build-a-c-program-using-matlab-engine-in-visual-studio

设置项目静态依赖库（*.lib）的时候，教程中间只调用了libMatlabEngine.lib;libMatlabDataArray.lib没有调用以下【引擎库 - matlabroot/extern/lib/win64/microsoft/libeng.lib】和【MATLAB 矩阵库 - matlabroot/extern/lib/win64/microsoft/libmx.lib】需要把这两个库加上。

具体描述如下：

 您需要 libeng 和 libmx 共享库。文件的名称是特定于平台的。将这些库名称添加到您的 IDE 配置中。有关说明，请参阅您的 IDE 产品文档。
 
 Windows 库
 Microsoft
 
 引擎库 - matlabroot/extern/lib/win64/microsoft/libeng.lib
 
 MATLAB 矩阵库 - matlabroot/extern/lib/win64/microsoft/libmx.lib
 
 MinGW
 
 引擎库 - matlabroot/extern/lib/win64/mingw64/libeng.lib
 
 MATLAB 矩阵库 - matlabroot/extern/lib/win64/mingw64/libmx.lib
 
 Linux 库
 引擎库 - matlabroot/extern/bin/glnxa64/libeng.so
 
 MATLAB 矩阵库 - matlabroot/extern/bin/glnxa64/libmx.so
 
 macOS 库
 引擎库 - matlabroot/extern/bin/maci64/libeng.dylib
 
 MATLAB 矩阵库 - matlabroot/extern/bin/maci64/libmx.dylib

3.3 程序无法启动,缺少libmx.dll库

现象描述：

程序无法启动，缺少libmx.dll。

原因分析：

matlab2018b版本的环境变量导致；libmx.dll是存在于matlabroot/MATLAB/R2018b/bin/win64文件夹中。

解决方式：

把matlabroot/MATLAB/R2018b/bin/win64添加到环境变量即可。

PS: 关于关于环境变量[7] [8]

4.使用BAT不显示GUI执行MATLAB脚本

(1)matlab-operator.bat

 matlab -nosplash -nodesktop -r "run H:\...\Draw_R1.m" -sd "H:\..."

(2)main.cpp

 void main()
 {
     system("start matlab-operator.bat ");
     system("pause");
 }

解释：运行main.cpp通过system函数调用matlab-operator.bat脚本，matlab-operator以matlab支持的方式运行matlab，其本质是通过DOS启动matlab并运行指定脚本Draw_R1.m

3、4中两种方式的效果基本一致；

5.附录

 附加包含目录：
 C:\Program Files\MATLAB\R2018b\extern\include
 
 库目录：
 C:\Program Files\MATLAB\R2018b\extern\lib\win64\microsoft
 C:\Program Files\MATLAB\R2018b\extern\lib\win64\mingw64
 C:\Program Files\MATLAB\R2018b\extern\bin\win64
 
 
 C:\Program Files\MATLAB\R2018b\bin\win64\libmx.dll
 库：
 
 libMatlabEngine.lib;libMatlabDataArray.lib;
 libeng.lib;libmx.lib;
 
 调试环境：
 PATH=C:\Program Files\MATLAB\R2018b\extern\bin\win64;%PATH%
 C:\Program Files\MATLAB\R2018b\bin\win64

Reference:

[1].《使用 IDE 编译引擎应用程序》https://ww2.mathworks.cn/help/matlab/matlab_external/compiling-engine-applications-in-an-ide.html

[2].《How can I build a C++ program using MATLAB Engine in Visual Studio?》

https://ww2.mathworks.cn/matlabcentral/answers/467518-how-can-i-build-a-c-program-using-matlab-engine-in-visual-studio

[3] 《error LNK2019: 无法解析的外部符号》

https://blog.csdn.net/maizousidemao/article/details/81452279

[4] “error LNK2019: 无法解析的外部符号”的几种可能原因

https://blog.csdn.net/shenziheng1/article/details/54588457#commentBox

[5] 《计算机中丢失libmx.dll 错误解决》

https://www.geek-share.com/detail/2597388862.html

[6] 《windows用户变量和系统变量的区别》

https://blog.csdn.net/sxhlovehmm/article/details/44274633