matlab和C语言编程是一回事吗?

Python012

matlab和C语言编程是一回事吗?,第1张

这是两者级别不同的语言。两者的编译方法以及编译语言都不一样。

区别就在于:

(1)两者语言级别不同。Matlab是第4代语言,属于高级语言,C语言是第3代中级语言。

(2)两者用处不同。Matlab是一种脚本语言,主要用于数学计算科学计算,是一种商业数学软件,是一种数值计算环境和编程语言,而C语言是一种面向过程程序设计语言,主要用于底层硬件或操作系统的程序设计,是一种通用的、程序式的编程语言,广泛用于系统与应用软件的开发。

(3)两者语言特征不同。C语言具有高效、灵活、功能丰富、表达力强和较高的移植性等特点,而Matlab本身基于矩阵运算,并无成长空间,且有一些插件是可以MATLAB代码生成C语言。

会不会英语关系不大,只要愿意花时间去背一些常用的单词就可以的。

扩展资料:

MATLAB是matrix&laboratory两个词的组合,意为矩阵工厂(矩阵实验室)。

是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,

为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C、Fortran)的编辑模式,代表了当今国际科学计算软件的先进水平。

MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似,

故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多,并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。

在新的版本中也加入了对C,FORTRAN,C++,JAVA的支持。

参考资料:MATLAB_百度百科

MATLAB是解释语言,c是编译语言。

MATLAB是一种由美国MathWorks公司出品的商业数学软件,是一种数值计算环境和编程语言,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。MATLAB基于矩阵(英语:Matrix)运算,其全称MATrix LABoratory即得名于此。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。 

C语言,是一种通用的、程序式的编程语言,广泛用于系统与应用软件的开发。具有高效、灵活、功能丰富、表达力强和较高的移植性等特点,在程序员中备受青睐。

20世纪70年代,美国新墨西哥大学计算机科学系主任Cleve Moler为了减轻学生编程的负担,用FORTRAN编写了最早的MATLAB。1984年由Little、Moler、Steve Bangert合作成立了的MathWorks公司正式把MATLAB推向市场。到20世纪90年代,MATLAB已成为国际控制界的标准计算软件。

虽然它以一种科学软件的面目出现,但它更像一种语言,透过工程人员比较容易理解和学习的方式,借助积木般的构建和解决问题的方式,将目前工程和科学界重要的问题通过软件制作成工具包。最基础的两个部分是 matlab和simulink,但最强大的部分却是它的工具箱,每一代matlab都会增加一些工具箱,而且很多科学家还在不断完善这些工具箱,一些爱好者也会在新闻组中发布自己的工具箱。例如在matlab7.01版本中,SimMechanics工具箱就提供了很好的解决机械仿真的工具箱,而此前如果要实现这个功能就需要更专业的软件或者通过更专业的编程才能完成。

目前 MATLAB 产品族可以用来进行以下各种工作: 数值分析、 数值和符号计算、 工程与科学绘图、 控制系统的设计与方针、 数字图像处理、 数字信号处理、 通讯系统设计与仿真、 财务与金融工程

C语言是由UNIX的研制者丹尼斯·里奇(Dennis Ritchie)和肯·汤普逊(Ken Thompson)于1970年研制出的B语言的基础上发展和完善起来的。目前,C语言编译器普遍存在于各种不同的操作系统中,例如UNIX、MS-DOS、Microsoft Windows及Linux等。C语言的设计影响了许多后来的编程语言,例如C++、Java、C#等。

后来于1980年代,为了避免各开发厂商用的C语言语法产生差异,由美国国家标准局(American National Standard Institution)为C语言订定了一套完整的国际标准语法,称为ANSI C,作为C语言的标准。1980年代至今的有关程式开发工具,一般都支持符合ANSI C的语法。

matlab的语法跟c也不同. 另外,MATLAB本身,除了符号计算部分MATLAB使用的是MAPLE内核,其他主要部分都是使用C编写的哦。而且个人认为matlab编程语言类似于vb,呵呵,同为解释型语言,同样有友好界面。

通过把耗时长的函数用c语言实现,并编译成mex函数可以加快执行速度。Matlab本身是不带c语言的编译器的,所以要求你的机器上已经安装有VC,BC或Watcom

C中的一种。如果你在安装Matlab时已经设置过编译器,那么现在你应该就可以使用mex命令来编译c语言的程序了。如果当时没有选,就在Matlab里键入mex

-setup,下面只要根据提示一步步设置就可以了。需要注意的是,较低版本的在设置编译器路径时,只能使用路径名称的8字符形式。比如我用的VC装在路径C:\PROGRAM

FILES\DEVSTUDIO下,那在设置路径时就要写成:“C:\PROGRA~1”这样设置完之后,mex就可以执行了。为了测试你的路径设置正确与否,把下面的程序存为hello.c。

/*hello.c*/

#include

"mex.h"

void

mexFunction(int

nlhs,

mxArray

*plhs[],

int

nrhs,

const

mxArray

*prhs[])

{

mexPrintf("hello,world!\n")

}

假设你把hello.c放在了C:\TEST\下,在Matlab里用CD

C:\TEST\

将当前目录改为C:\

TEST\(注意,仅将C:\TEST\加入搜索路径是没有用的)。现在敲:

mex

hello.c

如果一切顺利,编译应该在出现编译器提示信息后正常退出。如果你已将C:\TEST\加

入了搜索路径,现在键入hello,程序会在屏幕上打出一行:

hello,world!

看看C\TEST\目录下,你会发现多了一个文件:HELLO.DLL。这样,第一个mex函数就算完成了。分析hello.c,可以看到程序的结构是十分简单的,整个程序由一个接口子过程

mexFunction构成。

void

mexFunction(int

nlhs,

mxArray

*plhs[],

int

nrhs,

const

mxArray

*prhs[])

前面提到过,Matlab的mex函数有一定的接口规范,就是指这

nlhs:输出参数数目

plhs:指向输出参数的指针

nrhs:输入参数数目

例如,使用

[a,b]=test(c,d,e)

调用mex函数test时,传给test的这四个参数分别是

2,plhs,3,prhs

其中:

prhs[0]=c

prhs[1]=d

prhs[2]=e

当函数返回时,将会把你放在plhs[0],plhs[1]里的地址赋给a和b,达到返回数据的目的。

细心的你也许已经注意到,prhs[i]和plhs[i]都是指向类型mxArray类型数据的指针。

这个类型是在mex.h中定义的,事实上,在Matlab里大多数数据都是以这种类型存在。当然还有其他的数据类型,可以参考Apiguide.pdf里的介绍。

为了让大家能更直观地了解参数传递的过程,我们把hello.c改写一下,使它能根据输

入参数的变化给出不同的屏幕输出:

//hello.c

2.0

#include

"mex.h"

void

mexFunction(int

nlhs,

mxArray

*plhs[],

int

nrhs,

const

mxArray

*prhs[])

{

int

i

i=mxGetScalar(prhs[0])

if(i==1)

mexPrintf("hello,world!\n")

else

mexPrintf("大家好!\n")

}

将这个程序编译通过后,执行hello(1),屏幕上会打出:

hello,world!

而hello(0)将会得到:

大家好!

现在,程序hello已经可以根据输入参数来给出相应的屏幕输出。在这个程序里,除了用到了屏幕输出函数mexPrintf(用法跟c里的printf函数几乎完全一样)外,还用到了一个函数:mxGetScalar,调用方式如下:

i=mxGetScalar(prhs[0])

"Scalar"就是标量的意思。在Matlab里数据都是以数组的形式存在的,mxGetScalar的作用就是把通过prhs[0]传递进来的mxArray类型的指针指向的数据(标量)赋给C程序里的变量。这个变量本来应该是double类型的,通过强制类型转换赋给了整形变量i。既然有标量,显然还应该有矢量,否则矩阵就没法传了。看下面的程序:

//hello.c

2.1

#include

"mex.h"

void

mexFunction(int

nlhs,

mxArray

*plhs[],

int

nrhs,

const

mxArray

*prhs[])

{

int

*i

i=mxGetPr(prhs[0])

if(i[0]==1)

mexPrintf("hello,world!\n")

else

mexPrintf("大家好!\n")

}

这样,就通过mxGetPr函数从指向mxArray类型数据的prhs[0]获得了指向double类型的指针。

但是,还有个问题,如果输入的不是单个的数据,而是向量或矩阵,那该怎么处理呢

?通过mxGetPr只能得到指向这个矩阵的指针,如果我们不知道这个矩阵的确切大小,就

没法对它进行计算。

为了解决这个问题,Matlab提供了两个函数mxGetM和mxGetN来获得传进来参数的行数

和列数。下面例程的功能很简单,就是获得输入的矩阵,把它在屏幕上显示出来:

//show.c

1.0

#include

"mex.h"

#include

"mex.h"

void

mexFunction(int

nlhs,

mxArray

*plhs[],

int

nrhs,

const

mxArray

*prhs[])

{

double

*data

int

M,N

int

i,j

data=mxGetPr(prhs[0])

//获得指向矩阵的指针

M=mxGetM(prhs[0])

//获得矩阵的行数

N=mxGetN(prhs[0])

//获得矩阵的列数

for(i=0i<Mi++)

{

for(j=0j<Nj++)

mexPrintf("%4.3f

",data[j*M+i])

mexPrintf("\n")

}

}

编译完成后,用下面的命令测试一下:

a=1:10

b=[aa+1]

show(a)

show(b)

需要注意的是,在Matlab里,矩阵第一行是从1开始的,而在C语言中,第一行的序数为零,Matlab里的矩阵元素b(i,j)在传递到C中的一维数组大data后对应于data[j*M+i]

输入数据是在函数调用之前已经在Matlab里申请了内存的,由于mex函数与Matlab共用同一个地址空间,因而在prhs[]里传递指针就可以达到参数传递的目的。但是,输出参数却需要在mex函数内申请到内存空间,才能将指针放在plhs[]中传递出去。由于返回指针类型必须是mxArray,所以Matlab专门提供了一个函数:mxCreateDoubleMatrix来实现内存的申请,函数原型如下:

mxArray

*mxCreateDoubleMatrix(int

m,

int

n,

mxComplexity

ComplexFlag)

m:待申请矩阵的行数

n:待申请矩阵的列数

为矩阵申请内存后,得到的是mxArray类型的指针,就可以放在plhs[]里传递回去了。但是对这个新矩阵的处理,却要在函数内完成,这时就需要用到前面介绍的mxGetPr。使用

mxGetPr获得指向这个矩阵中数据区的指针(double类型)后,就可以对这个矩阵进行各种操作和运算了。下面的程序是在上面的show.c的基础上稍作改变得到的,功能是将输

//reverse.c

1.0

#include

"mex.h"

void

mexFunction(int

nlhs,

mxArray

*plhs[],

int

nrhs,

const

mxArray

*prhs[])

{

double

*inData

double

*outData

int

M,N

int

i,j

inData=mxGetPr(prhs[0])

M=mxGetM(prhs[0])

N=mxGetN(prhs[0])

plhs[0]=mxCreateDoubleMatrix(M,N,mxREAL)

outData=mxGetPr(plhs[0])

for(i=0i<Mi++)

for(j=0j<Nj++)

outData[j*M+i]=inData[(N-1-j)*M+i]

}

当然,Matlab里使用到的并不是只有double类型这一种矩阵,还有字符串类型、稀疏矩阵、结构类型矩阵等等,并提供了相应的处理函数。本文用到编制mex程序中最经常遇到的一些函数,其余的详细情况清参考Apiref.pdf。

通过前面两部分的介绍,大家对参数的输入和输出方法应该有了基本的了解。具备了这些知识,就能够满足一般的编程需要了。但这些程序还有些小的缺陷,以前面介绍的re由于前面的例程中没有对输入、输出参数的数目及类型进行检查,导致程序的容错性很差,以下程序则容错性较好

#include

"mex.h"

void

mexFunction(int

nlhs,

mxArray

*plhs[],

int

nrhs,

const

mxArray

*prhs[])

{

double

*inData

double

*outData

int

M,N

//异常处理

//异常处理

if(nrhs!=1)

mexErrMsgTxt("USAGE:

b=reverse(a)\n")

if(!mxIsDouble(prhs[0]))

mexErrMsgTxt("the

Input

Matrix

must

be

double!\n")

inData=mxGetPr(prhs[0])

M=mxGetM(prhs[0])

N=mxGetN(prhs[0])

plhs[0]=mxCreateDoubleMatrix(M,N,mxREAL)

outData=mxGetPr(plhs[0])

for(i=0i<Mi++)

for(j=0j<Nj++)

outData[j*M+i]=inData[(N-1-j)*M+i]

}

在上面的异常处理中,使用了两个新的函数:mexErrMsgTxt和mxIsDouble。MexErrMsgTxt在给出出错提示的同时退出当前程序的运行。MxIsDouble则用于判断mxArray中的数据是否double类型。当然Matlab还提供了许多用于判断其他数据类型的函数,这里不加详述。

需要说明的是,Matlab提供的API中,函数前缀有mex-和mx-两种。带mx-前缀的大多是对mxArray数据进行操作的函数,如mxIsDouble,mxCreateDoubleMatrix等等。而带mx前缀的则大多是与Matlab环境进行交互的函数,如mexPrintf,mxErrMsgTxt等等。了解了这一点,对在Apiref.pdf中查找所需的函数很有帮助。

至此为止,使用C编写mex函数的基本过程已经介绍完了。