作者lihgong (人生,是一句引用句)
看板MATLAB
标题[心得] 用 Matlab 写 MEX 函数加速 vol.2
时间Thu May 17 01:46:39 2007
在继续走下去之前, 先打开 Matlab, 输入 helpwin
关於这个主题, Matlab 提供的说明在...
Contents/ MATLAB/ External Interfaces/
Calling C and Fortran Programs from MATLAB
Creating C Language MEX-Files
上述两个章节跟这个主题的关系很密切
Matlab的 help 写得相当好
有问题都可以在这找到答案, 不用可惜啊
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MEX 函数的用途, 是用 C 语言加速 Matlab 函数
既然是函数, 就会有输入, 输出
这一篇针对输出介面做说明
输出, 顾名思义, 函数丢出的东西
Matlab语言允许函数有多个输出, 例如
[a, b] = myfun(c, d, e)
这个例子里有三个输入, 两个输出
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传统上, C语言的 main() 的输入变数的数目一开始无法确定
所以用了类似下面这种语法...
int main(int argc, char *argv[])
int argc 告诉 main(), 有几个参数丢进来
char *argv[] 则是指向一张参数表, programmer 可以透过 argv[] 存取每个参数
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回过头来看 mex function 的 prototype
void mexFunction(
int nlhs, mxArray *plhs[],
int nrhs, const mxArray *prhs[])
nlhs -> Number of Left-Hand-Side (input)
plhs -> Parameter of Left-Hand-Side (input)
nrhs -> Number of Right-Hand-Side (output)
prhs -> Parameter of Right-Hand-Side (output)
这种写法, 是不是和上面的 main() 基本上一模一样
藉由这种作法, 我们可以让 MEX function 有多个输出入数值
如此一来, 就可以对应到 Matlab 的指令
[a, b] = myfun(c, d, e)
在这个例子里
nlhs = 2
plhs[0] = a
plhs[1] = b
nrhs = 3
prhs[0] = c
prhs[1] = d
prhs[2] = e
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最後来个范例, 这个范例程式不会理会输入 (nrhs, prhs)
只会丢出一个 3x2x4 的 Matrix
这个程式会用 mxCreateNumericArray() 建造输出的 Matrix
详细的 API 使用可以看 help
mxArray 是 Matlab 内部实作的 data type
里面放了 Matrix 的 dimension, data-type, 还有 data
data是以一维阵列的方式储存, 对於 N-Dimension 存取时
要根据 N-dimension 每个维度, 计算在一维阵列的位置
这部分就有点 tricky 了, 因为 Matlab 内部实作是 Fortran 而不是 C
所以资料在排列的时, 是先排 column 才是 row
以 3x2 Matrix 来讲:
0 3
1 4
2 5 (Fortran Style)
一般习惯的 C-style 是
0 1
2 3
4 5
#include "mex.h"
#include <math.h>
#include <stdio.h>
// Program test for output
// usage:
// mex test1.c
// a = test1
// note: type "a=test1" in Matlab Command Window
void mexFunction(
int nlhs, mxArray *plhs[],
int nrhs, const mxArray *prhs[])
{
int output_dimension[3] = {3, 2, 4};
double *out;
int i, j, k;
int counter;
int dim_x = output_dimension[0];
int dim_y = output_dimension[1];
int dim_z = output_dimension[2];
plhs[0] = mxCreateNumericArray(
3, // 3-D matrix
output_dimension, // specify dimension of each dimension
mxDOUBLE_CLASS, // use DOUBLE data type
mxCOMPLEX); // output is COMPLEX
out = mxGetPr(plhs[0]); // get pointer of real-part data
// mx: Matrix
// Get: Get
// P: Pointer
// r: Real
// The function has a counterpart: mxGetPi()
counter = 0;
for(k=0; k<4; k++)
for(j=0; j<2; j++)
for(i=0; i<3; i++)
{
out[i + j*dim_x + k*dim_x*dim_y] = counter;
counter++;
}
}
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Practice.
1. 修改上面程式, 用 C 建立一个 3 x 4 的 Matrix, 并让内容为
1 2 3
4 5 6
2. 承(1), 在 Matlab 输入 a = [1 2 3; 4 5 6]
输入 a(1), a(2), a(3), a(4), a(5), a(6)
体验一下, Fortran-style 和 C-style 的不同
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