Java与Matlab混合编程+Web呈现的详细流程

Java与Matlab混合编程是一种运用Matlab数学方面的优势处理一些数学算法、数据、图像后，转换成Java可识别的一种Jar包，在Java中继续编程其余后台功能的一种手段，实现了技术优势的结合。
一般来讲，很多数学问题基本上需要用python和matlab去编程才能简单、高效地解决。我作为一名数学+软件双专业的学生，因为需要做一个数学课题的应用网站，所以在核心数学功能编写上采用了此种混合编程的方法。可能是因为这个技术很low（现在比较流行的方法可能是直接用python去编写或者调用python的数学库），所以资料还是比较少的，在这边记录一下自己使用过程。

1.matlab编程并打包

首先需要下载一个matlab应用程序，下载安装的过程中最好工具都下载全，不然后续可能会出现缺乏某些组件或工具的情况。接着在自己的电脑上安装好与你下载的matlab版本内置要求的jdk相一致的jdk（不同版本需要的jdk版本不一样，像我下载的是matlab2015a，它要求的jdk版本就是jdk1.7及以下的版本）。上述步骤完成后进行编程，matlab可打包的是function函数，参考代码如下

image.png

需要New 一个function函数，X,D,count是要输出的结果，也是你在后面Java调用时得到的结果，A，eps为未知变量，也是你在Java调用时需要赋值的参数。接着在主窗口敲入deploytool，然后在跳出的选项中点击Library Compiler

image.png

选择Java Package，点+号选择要打包的.m文件，然后可以对包名和类名进行修改，最后点击Package进行打包

image.png

打包后会出现如下文件夹，打开for_redistribution_files_only

image.png

将其中的jar复制，同时还要去\matlab\bin\test\for_redistribution_files_only中去复制javabuilder.jar

image.png

image.png

2.Jar包放入Java

我用的编辑器是Idea，直接把Jar包拷入项目中，右键点击Add as Library

image.png

因为项目是web项目，还需要把jar包添加进/WEB-INF/lib。步骤是点击file-点击project structure-点击Artifacts，右键jar包点击Put into/WEB-INF/lib

image.png

3.编写调用类

我这个主要是输入矩阵，输出矩阵特征值、特征向量和迭代次数

    MWNumericArray q = null;
    MWNumericArray z=null;
    Object[] result1 = null;
    Jacobi js=null;
    int[][] data={{2, -1, 1}, {1, -2, 1}, {1, 1, -1}};
    double ps=Math.pow(Math.E,-12);
    
    try
    {
        q =new

                MWNumericArray(data, MWClassID.DOUBLE);
        z=new
                MWNumericArray(ps,MWClassID.DOUBLE);
        String str2 = String.valueOf(q);
        System.out.println(str2);
        js=new Jacobi();
        result1 =js.eig_Jacobi(2,q,z);
        System.out.println(result1[0]);
        System.out.println(result1[1]);
        String value= String.valueOf(result1[0]);
        System.out.println(value);


    } catch(
            MWException e)

    {
        e.printStackTrace();
    } finally

    {
        MWArray.disposeArray(z);
        MWArray.disposeArray(q);
        MWArray.disposeArray(result1);

        js.dispose();
    }
}

运行结果如下

image.png

4.矩阵输入的前端页面处理

动态表格传入矩阵，html代码

     

                                

                                
您要输入行列的矩阵
                                
                                    

                                        

                                              


                                                      

                                                         

                                                         

                                                      

js代码

function table() {
    if (document.getElementById("hang").value == "" || document.getElementById("hang").value.search("^[0-9]*$") == -1) {
        document.getElementById("errmsg1").style.display = "block";//判断payNum是否为空或不是数字    提示错误
        document.getElementById("errmsg1").innerHTML = "提示信息：行数为空或不是数字！";
    }else if(document.getElementById("lie").value == "" || document.getElementById("lie").value.search("^[0-9]*$") == -1){
        document.getElementById("errmsg2").style.display = "block";//判断payNum是否为空或不是数字    提示错误
        document.getElementById("errmsg2").innerHTML = "提示信息：列数为空或不是数字！";
    }
    else {
        document.getElementById("errmsg1").style.display = "none";//隐藏提示信息
        document.getElementById("errmsg2").style.display = "mall";//隐藏提示信息
        var Num1 = parseInt(document.getElementById("hang").value); //获取分期数
        var Num2 = parseInt(document.getElementById("lie").value); //获取分期数
        var flag = true;
        var data = "";
        data += " ";
        for (var i = 0; i <= Num1-1; i++) {
            data += "";
            for (var j = 0; j <= Num2-1; j++){

                data += "";
            }
            data += "";
        }
        data += "";
        document.getElementById("div1").style.display = "block";
        document.getElementById("table1").innerHTML = data;
    }
}

表格页面展示如下

image.png

5.矩阵结果的后端处理

调用jar求出的矩阵特征值等结果是一个result[]对象，为了让其在前端页面以矩阵的形式展示，我使用的是将对象转换为String类型的字符串，取出其中的元素，在前端页面进行拼接，处理的后端代码如下

public static List> conversion(String matrix) {

        String[] str = matrix.split("\n");
        List> list1 = new ArrayList<>();
        for (String s : str) {
            List list11 = new ArrayList<>();
            s = s.trim();
            String[] strings = s.split("   ");
            for (String string : strings) {

                if (string != "" && string != null && string != " " && string != "  " && string.length() != 0&& !"".equals(string)){
                    string = string.trim();
                    list11.add(string);
                }
            }
            list1.add(list11);
        }
            return list1;
    }

前端的拼接如下

  

                                
特征值：
                            
                            

                                
                                

                                    
                                        
                                                ${val}   
                                        
                                        

                                    
                                
                                
                            

展示结果如下

image.png

6.web展示matlab图像的方法

如果在function函数中有plot画一些函数图像，可以参考如下方法将matlab生成的图像展示到web页面
https://zhidao.baidu.com/question/745824287999373692.html?qq-pf-to=pcqq.c2c
https://blog.csdn.net/xd15010130025/article/details/89508732
里面的配置还是很详细，没有什么大问题的，以下是我在Controller层、Service层、页面上的一些代码

@Controller("methodController")
@RequestMapping("/difference")
public class MethodController {

    @Autowired
    private DifferenceService differenceService;


//
//    int array[][]={{2,-1,0},{-1,-2,-1},{0,-1,2}};
//    String data=String.valueOf(array);
//    double ps=1.1;


    @RequestMapping("/go")
    public String differenceMethod(@Param("a")double a ,@Param("h") double h, @Param("tao")double tao,@Param("t")double t,@Param("l")double l,
                              @Param("method")int method, HttpSession session, Model model) {
        Difference difference=new Difference();
        difference.setA(a);
        difference.setH(h);
        difference.setTao(tao);
        difference.setT(t);
        difference.setL(l);

        if(method==0){
            model.addAttribute("error","请选择求解方法");
            return  "bouncy";
        }

        ArrayList FC = differenceService.difference(difference);
        WebFigure wb1=FC.get(0);
        WebFigure wb2=FC.get(1);
//        model.addAttribute("wb",wb);
        session.setAttribute("wb1",wb1);
        session.setAttribute("wb2",wb2);
        return "Result";
    }
}

@Service("differenceService")
public class DifferenceServiceImpl implements DifferenceService {


    @Override
    public ArrayList difference(com.tt.Domain.Difference difference) {
//        int a=1;
//        double h=0.1;
//        double tao=0.0025;
//        double T=0.4;
//        int l=1;
        MWNumericArray A = null, B = null, C = null, D = null, E = null;
        Object[] result = null;
        Difference dd = null;
        WebFigure wb1=null;
        WebFigure wb2=null;
        ArrayList fc=new ArrayList();

        try {
            A = new MWNumericArray(difference.getA(), MWClassID.DOUBLE);
            B = new MWNumericArray(difference.getH(), MWClassID.DOUBLE);
            C = new MWNumericArray(difference.getTao(), MWClassID.DOUBLE);
            D = new MWNumericArray(difference.getT(), MWClassID.DOUBLE);
            E = new MWNumericArray(difference.getL(), MWClassID.DOUBLE);

            dd = new Difference();
            result = dd.forward(2, A, B, C, D, E);
            System.out.println(result[0]);
            System.out.println(result[1]);
             wb1 = (WebFigure) ((MWJavaObjectRef) Array.get(result, 0)).get();
            wb2 = (WebFigure) ((MWJavaObjectRef) Array.get(result, 1)).get();

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            MWArray.disposeArray(A);
            MWArray.disposeArray(B);
            MWArray.disposeArray(C);
            MWArray.disposeArray(D);
            MWArray.disposeArray(E);

//            MWArray.disposeArray(result);
//
//            dd.dispose();

            fc.add(wb1);
            fc.add(wb2);
            return fc;
        }
    }
}

<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<%@ taglib prefix="wf" uri="/WEB-INF/webfigures.tld" %>
<%@ page import="com.mathworks.toolbox.javabuilder.webfigures.WebFigure" %>
<%@ page import="com.mathworks.toolbox.javabuilder.MWJavaObjectRef" %>
<%@ page import="difference.Difference" %>
<%@ page import="com.mathworks.toolbox.javabuilder.*" %>
<%@ page import="com.mathworks.toolbox.javabuilder.internal.*" %>


    

相关参考文章
https://me.csdn.net/myFavorite/weixin_34082854（是这个人写过的，这位老哥是真的能写，啥都有）