Qt与MATLAB混合编程

Qt与MATLAB混合编程

前言：本文主要讲述以Qt来开发，MATLAB做数学计算，c++来编写程序，将计算的结果生成相应的库文件或者直接生成一个可执行文件给Qt调用，以此来实现Qt与MATLAB混合编程。

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环境概述：
操作系统：Win10 64位
Qt版本：Qt5.12.0
Matlab版本：Matlab2016a

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1.设置MATLAB的编译器

mbuild -setup // 1打开MATLAB，输入此命令

Welcome to mbuild -setup. This utility will help you set up
a default compiler. For a list of supported compilers, see
http://www.mathworks.com/support/compilers/R2012b/win32.html

Please choose your compiler for building shared libraries or COM components:

Would you like mbuild to locate installed compilers [y]/n? y // 2输入y，允许mbuild定位编译器

Select a compiler:
[1] Lcc-win32 C 2.4.1 in D:\DEVELO~1\MATLAB\R2012b\sys\lcc
[2] Microsoft Visual C++ 2010 in D:\DevelopProgramFiles\VS2010
[0] None

Compiler: 1 // 3选择编译器，输入1即选用了[1] Lcc编译器，如果安装了VS2010可以选择2

Please verify your choices:

Compiler: Lcc-win32 C 2.4.1
Location: D:\DEVELO~1\MATLAB\R2012b\sys\lcc

Are these correct [y]/n? y // 4确认路径正确，输入y

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Warning: Support for LCC with MATLAB Compiler and builder products
will be discontinued in a future release.
For a list of currently supported compilers see:
http://www.mathworks.com/support/compilers/R2012b/win32.html

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Trying to update options file: C:\Users\shansanmeng\AppData\Roaming\MathWorks\MATLAB\R2012b\compopts.bat
From template: D:\DEVELO~1\MATLAB\R2012b\bin\win32\mbuildopts\lcccompp.bat

Done . . .

2.打开MATLAB，选择New->Function，写一个测试文件test.m，内容如下

function y = test( )
% a test for qt and matlab mixed program
% Detailed explanation goes here
x = 0:0.01:25;
y = -x.^2 + 4 * x + 450;
plot(x, y, ‘LineWidth’, 2);
end

点击”Run”后，显示结果如下:

3.将MATLAB的当前工作路径切换到test.m所在的文件夹，输入：

mcc -W lib:testdll -T link:lib test.m

4编译成功后会出现以下所示的文件

5.显式链接法，即显式调用testdll.dll（见示例：testProgramWithMatlab）
（1）新建一个Qt测试程序，将testdll.dll拷贝到Qt运行后生成的Debug文件夹下
（2）确定系统的环境变量中有下面变量，路径根据自己的安装目录所定
D:\DevelopProgramFiles\MATLAB\R2012b\runtime\win32
（3）在pro文件中添加以下内容，路径要根据你的安装情况而定

INCLUDEPATH += D:/DevelopProgramFiles/MATLAB/R2012b/extern/include
INCLUDEPATH += D:/DevelopProgramFiles/MATLAB/R2012b/extern/include/win32

LIBS += -LD:/DevelopProgramFiles/MATLAB/R2012b/extern/lib/win32/microsoft -llibmx
#LIBS += -LD:/DevelopProgramFiles/MATLAB/R2012b/extern/lib/win32/microsoft -lmclmcr
#LIBS += -LD:/DevelopProgramFiles/MATLAB/R2012b/extern/lib/win32/microsoft -lmclmcrrt

（4）在mainwindow.ui上添加两个按钮，分别进入他们的clicked()槽函数

（5）在mainwindow.h中添加一个QLibrary对象m_lib

（6）用Denpendency Walker查看生成的dll文件的export函数，程序里要使用

（7）修改mainwindow.cpp文件如下

#include “mainwindow.h”
#include “ui_mainwindow.h”

#include
#include

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :
QMainWindow(parent),
ui(new Ui::MainWindow)
{
ui->setupUi(this);
}

MainWindow::~MainWindow()
{
delete ui;
}

// 定义函数指针，以备调用
typedef bool MW_CALL_CONV (Fun)(int, mxArray*);
typedef bool MW_CALL_CONV (*Fun2)(void);
typedef void MW_CALL_CONV (*Fun3)(void);

void MainWindow::on_pushButton_clicked()
{
m_lib.setFileName(“testdll.dll”);
if (m_lib.load()) // 加载库
{
Fun open = (Fun)m_lib.resolve("_mlfTest"); // 援引_mlfTest函数
Fun2 init = (Fun2)m_lib.resolve("_testdllInitialize"); // 援引_testdllInitialize
if (open)
{
if ( init() ) // 初始化DLL库
{
open(1, NULL); // 执行功能函数，即m文件里的函数
}
}
}void MainWindow::on_pushButton_2_clicked()
{
Fun3 termi = (Fun3)m_lib.resolve("_testdllTerminate"); // 援引_testdllTerminate
termi(); // 结束DLL库
m_lib.unload();
QMessageBox::information(NULL, “ok”, “Dll is termi”);
}

（8）编辑完成后点击运行会报错，如下，说不认识“maxInt64”和“maxUint64”

（9）双击错误打开报错文件mclmcr.h，可以看到一串宏开关语句，这里面应经定义了这两种数据类型了，他需要根据编译器的类型或者应该说平台进行选择，因为这个不是标准类型的原因吧。

（10）因为我们前面采用的是LCC编译器，所以这里还需要在pro文件里加入一句

DEFINES += LCC

（11）再编译就可以通过了，这时点击“显示”结果如下，可以看到结果和在MATLAB中运行的一样，这样就说明我们调用成功了

说明：上面采用的是LCC编译器，当然也可以用VS2010所带的编译器，你可以在这个网http://www.mathworks.com/support/compilers/R2012b/win32.html 查看你的MATLAB支持的编译器类型。
按照之前的步骤用VS2010编译器去编译test.m，生成的dll文件用Dependency Walker查看如下所示，可以看到函数名不是_xxx类型的，而是和头文件里的一致。

需要说明的是，本应该将pro文件里的DEFINES += LCC 更改为DEFINES += _MSC_VER，但是改完之后会报错。从前面可以知道， __LCC__和_MSC_VER对maxInt64与maxUint64的定义是一样的，所以这里可以继续用DEFINES += LCC。

6.隐式链接法（见示例：testlib）
（1）将第三步编译生成的testdll.h和testdll.lib拷贝到testlib工程文件夹下，将testdll.dll拷贝到Qt编译生成的debug文件夹下(注：其实这些都不是固定的，只要你的工程能够找到他们即可，可按照自己的习惯配置)。
（2）修改pro文件，将testdll.lib加进来，并将testdll.h加入到工程里面

（3）添加相应的头文件，直接使用testdll.h里面的函数就可以了，要注意导出的函数名。

7.采用进程的方式，即将m文件编译成可执行文件在Qt中调用，参见示例文件testexe
将MATLAB的当前工作路径切换到test.m所在的文件夹，输入：

mcc -m test
编译成功后就会生成test.exe文件，这样就可以在Qt中用进程来调用了。

两点说明：
（1）关于使用MATLAB引擎的方式，因为需要安装完整的MATLAB,独立性差，所以这里就不做介绍了，具体的方法可以参见甄梓宁的《C语言环境中调用Matlab程序指南》，推荐看看这篇文章。
（2）上面介绍的三种方式，程序发布时，在目标机器上至少需要安装MCR，可到官网下载。综合来看，采用显式链接的方式较好。

参考文章：
[1]http://blog.sina.com.cn/s/blog_4dc31b560100qqcw.html
[2]C语言环境中调用Matlab程序指南.甄梓宁
[3]http://wenku.baidu.com/link?url=ghNZ0WPZDolFQ5jUvpw5ZC1Oh7fJS3w-JKwmuPT-GjTy4hyi50YCBUwFUEMVZvmNfBBzlQgLQ1KztbdyHAnnm4rSPvuBm21lBI07L6Nb18q
[4]http://zhidao.baidu.com/link?url=zFisP1UOrkr3yi0_Oj5-gx8f8aOh9SculfTufallBFKarBMeE7FQjctDZaRTYMQphf2qlM2eZmG92xQ5pVIvzK