【转】matlab与C/C++混合编程——在Windows/Linux上调用Matlab编译的动态库文件

转自：matlab与C/C++混合编程——在Windows/Linux上调用Matlab编译的动态库文件_sinat_18131557的博客-CSDN博客

date	version	comments
2019/9/9	V0.1	Init
2019/9/27	V0.2	添加报错信息写入log的实现

文章目录

- - MATLAB生成Dll文件调用
  - - - 生成dll文件
      - 调用dll文件
  - MATLAB生成.so文件调用
  - - - Linux安装Matlab
      - 生成.so文件
      - 调用.so在Linux实现matlab代码内容
      - 添加调试的写入log文件的功能

主要是想使用MATLAB的m文件，生成可以使用C/C++调用的文件，两种方式

生成dll文件，在Windows下调用，使用VS构建调用的工程
生成so文件在Linux下调用，调用代码使用g++编译

MATLAB生成Dll文件调用

生成dll文件

在Windows上安装Matlab过程略，在Matlab中创建函数：

function myplot(y,mytitle)
%UNTITLED 此处显示有关此函数的摘要plot(y);title(mytitle);saveas(gcf,'myplot.jpg');
end

这样写的好处在于传递了数组类型，还传递了字符串类型，使用了绘图功能,能全面看下变量怎么传递的。
然后在APP栏目下找到Library Compiler进去，或者在命令行中输入deploytool1：
在这里插入图片描述
得到如下界面：

上方选择C/C++ Shared Library，EXPORTED FUNCTIONS的加号点一下，选中要输出的文件，Library Name可以更加需要选择改或者不改，另外这里只有一个文件需要转化，如果这个文件中调用了另外一个自己写的函数中的内容，需要把这个函数放在Files required for your library to run中，当右边的Package变为绿色就可以点击Package，选择保存目录，等待一会让就好了。完成后会得到三个文件，选择for_redistribution_files_only进入就有了如下文件：
在这里插入图片描述

调用dll文件

打开vs创建一个新的C++的控制台工程。第一步将解算方案平台改为x64，不然后面可能会报错:
在这里插入图片描述然后配置2：
项目-> 项目属性-> VC++目录->包含目录添加…\MATLAB\R2016a\extern\include
库目录添加…C:\Program Files\MATLAB\R2016a\extern\lib\win64\microsoft

在链接器里面添加这几项(这里只用到了myplot.lib 和mclmcrrt.lib，资料上其他应用有用到其他几个)：
myplot.lib (自己的lib文件)
mclmcr.lib (以下都是matlab的文件)
mclmcrrt.lib
libmx.lib
libmex.lib
libmat.lib
libeng.lib
在这里插入图片描述
把Matlab生成的.dll，.h，.lib文件复制到项目的源文件的目录下（放到存放cpp文件目录里面），在项目里包含.h文件。首先打开.h文件看下：

...
extern LIB_myplot_C_API 
bool MW_CALL_CONV myplotInitialize(void);extern LIB_myplot_C_API 
void MW_CALL_CONV myplotTerminate(void);extern LIB_myplot_C_API bool MW_CALL_CONV mlfMyplot(mxArray* y, mxArray* mytitle);
...

主要是这3个函数是需要使用的。

myplotInitialize 初始化
myplotTerminate 关闭函数
mlfMyplot(mxArray* y, mxArray* mytitle) 运行函数

由于C/C++没有mxArray*这样的数据类型，需要进行数据转化，y是数组（一维矩阵），mytitle是个字符串所以可以用这样的方式创建，（可参考3）：

mxArray *dest_ptr =mxCreateDoubleMatrix(rows,cols, mxREAL);
mxArray* mytitle = mxCreateString(const char *str)

同时含有必要的初始化，调用代码如下：

// ConsoleApplication1.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//#include "stdafx.h"
#include "myplot.h"
#include "string.h"int main()
{// 初始化mclmcr,如果没有这两句可能会有访问错误的问题mclmcrInitialize();if (!mclInitializeApplication(NULL, 0)){return -1;}printf("mclmcr Initialized!\n");//初始化应用if (!myplotInitialize()){return -1;}printf("myplot Initialized!\n");// 初始化数据并做数据转化double data[5] = { 1,2,3,4,5 };mxArray *y = mxCreateDoubleMatrix(5, 1, mxREAL);memcpy((void*)mxGetPr(y), (void*)data, sizeof(data));const char *title = "mytile";mxArray* mytitle = mxCreateString(title);printf("data  Initialized!\n");//调用主函数mlfMyplot(y, mytitle);// 关闭应用myplotTerminate();system("pause");return 0;
}

如果发生这样的异常：
在这里插入图片描述

mclmcr一定要初始化mclmcrInitialize();if (!mclInitializeApplication(NULL, 0)){return -1;}
按Ctrl+Alt+E将Win32 Exceptions的异常取消勾选。

如果没有异常，能在工程目录下看到myplot.jpg文件。
在这里插入图片描述

MATLAB生成.so文件调用

生成.so文件需要在Linux环境下安装MATLAB。

Linux安装Matlab

Matlab下载地址：https://ww2.mathworks.cn/downloads/web_downloads/?s_iid=hp_ff_t_downloads
在Linux下尽量选择MATLAB版本与MATLAB Runtime的版本一致，如都是2019a，不然可能在编译时候或者编译以后有libstdc++.so的版本错误问题，选择版本以后可以直接选择Linux系统进行下载，我使用的学校邮箱注册，可以直接使用学术license。下载完成，解压出来后，cd到文件夹下直接

sudo ./install

就可以像Windows上安装软件一样点下一步下一步了。
如果只需要跑代码，不用这个写/调试的机器，只需要安装Matlab Runtime就可以了。在官网下载，安装方式同Matlab一样，使用sudo ./install命令就可以，安装完成以后，提示将几个变量添加到环境变量里面去：
我的是这样的：
在这里插入图片描述
/usr/local/MATLAB/MATLAB_Runtime/v96/runtime/glnxa64:/usr/local/MATLAB/MATLAB_Runtime/v96/bin/glnxa64:/usr/local/MATLAB/MATLAB_Runtime/v96/sys/os/glnxa64:/usr/local/MATLAB/MATLAB_Runtime/v96/extern/bin/glnxa64，不同机器与版本，这个路径不一样，按照显示的添加就行。
使用terminal输入：

sudo gedit /etc/profile

输入密码后，在打开的文件最后添加：

export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/usr/local/MATLAB/MATLAB_Runtime/v93/runtime/glnxa64:/usr/local/MATLAB/MATLAB_Runtime/v93/bin/glnxa64:/usr/local/MATLAB/MATLAB_Runtime/v93/sys/os/glnxa64

由于libmyplot.h文件中还包含了一个mclmcrrt.h文件，使用g++编译时候，还需要把这个文件的路径添加到CPLUS_INCLUDE_PATH中，所以还要打开/etc/profile文件在最后添加一行：

export CPLUS_INCLUDE_PATH=/usr/local/MATLAB/MATLAB_Runtime/v96/extern/include:$CPLUS_INCLUDE_PATH

这个文件在…/extern/include里面，前面的路径是安装地址。
到这里，Linux安装完成～

生成.so文件

生成.so的文件必须要为函数，不能是脚本，假设现在需要转化的函数为：

function myplot(y,mytitle)
%UNTITLED 此处显示有关此函数的摘要plot(y);title(mytitle);saveas(gcf,'myplot.jpg');
end

就是把输入的y通过plot绘图出来，并且，这个图的title是mytitle这个字符串。写成这样是为了说明2种数据类型的转化关系。
在matlab的APP栏中，找到Library Compiler进去，或者在命令行中输入：deploytool然后选择Library Compiler进入到如下界面：
在这里插入图片描述
上方选择C/C++ Shared Library，EXPORTED FUNCTIONS的加号点一下，选中要输出的文件，Library Name可以更加需要选择改或者不改，当右边的Package变为绿色就可以了。

点击Package。选择保存工程的文件夹，等待一会儿就好了。打开所在目录得到了：
在这里插入图片描述
打开for_redistribution_files_only就可以看到.h和.so文件了。

另外也可在matlab中使用mcc命令生成.so文件4。

mcc -W cpplib:myplot -T link:lib myplot.m -c

但是这样生成的代码函数名不一样，参数类型也不一样，需要自己研究研究。

调用.so在Linux实现matlab代码内容

同样地，写一个cpp文件：

// ConsoleApplication1.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//#include "myplot.h"
#include "string.h"int main()
{// 初始化mclmcr,如果没有这两句可能会有访问错误的问题mclmcrInitialize();if (!mclInitializeApplication(NULL, 0)){return -1;}printf("mclmcr Initialized!\n");//初始化应用if (!libmyplotInitialize()){return -1;}printf("myplot Initialized!\n");// 初始化数据并做数据转化double data[5] = { 1,2,3,4,5 };mxArray *y = mxCreateDoubleMatrix(5, 1, mxREAL);memcpy((void*)mxGetPr(y), (void*)data, sizeof(data));const char *title = "mytile";mxArray* mytitle = mxCreateString(title);printf("data  Initialized!\n");//调用主函数mlfMyplot(y, mytitle);// 关闭应用libmyplotTerminate();return 0;
}

要注意初始化应用，关闭应用，主程序的函数名，在libmyplot.h文件中能找到对应的函数名字。

在打开一个terminal，输入使用g++编译的指令：

g++ sotest.cpp -o sotest -L. -lmyplot

g++使用g++编译方式编译，sotest.cpp编译的源文件为sotest.cpp，-o sotest输出sotest文件作为可执行文件，-L. -lmyplot指定需要链接的库，也就是当前文件目录下的libmyplot.so文件。按理说能成功，结果：

/usr/bin/ld: /tmp/ccXUI6xA.o: undefined reference to symbol 'mxCreateDoubleMatrix_800_proxy'
/usr/local/MATLAB/MATLAB_Runtime/v96/runtime/glnxa64/libmwmclmcrrt.so.9.6: error adding symbols: DSO missing from command line
collect2: error: ld returned 1 exit status

网上找资料定位到error adding symbols: DSO missing from command line这个问题是libmwmclmcrrt.so.9.6文件没找到，可是已经添加了LD_LIBRARY_PATH，有点不明所以，既然你说你没找到，那就给你指定文件吧5：

g++ sotest.cpp -o sotest -L. -lmyplot -L/usr/local/MATLAB/R2019a/runtime/glnxa64/ -lmwmclmcrrt

运行成功，没有报错，但是也什么都没有输出，这个时候能看到多了一个sotest文件:
在这里插入图片描述
这时候运行sotest文件能得到结果：

如果libmyplotInitialize()初始化失败的话，切换到sudo权限运行。

sudo -s

添加调试的写入log文件的功能

由于在Linux上跑，通常需要记录下出错的问题，把错误信息写到log文件中。写了一个写入log文件的函数，每一个月的信息存放一个文件，如果文件不存在，就创建一个：

#include "time.h"
#include <fstream>
#include <iostream>void WriteLog(const char* text)
{char LOG_FILE[1024]={0};// get the time nowtime_t now=time(0);tm *ltm = localtime(&now);snprintf(LOG_FILE,1024,"./log/log_%04d%02d.txt", ltm->tm_year+1900,ltm->tm_mon+1);// if LOG file not exist, then create it!fstream f1;f1.open(LOG_FILE,ios::in);if(!f1){f1.close();f1.open(LOG_FILE,ios::out);f1.close();}// write info in log file!FILE *fp;fp=fopen(LOG_FILE, "a+");if (fp != NULL){char ltime[1024] = { 0 };strftime(ltime,1024,"%Y-%m-%d %H:%M:%S ", ltm);		fwrite(ltime, sizeof(char), strlen(ltime), fp);fwrite(text, sizeof(char), strlen(text), fp);fwrite("\r\n", sizeof(char), 2, fp);fclose(fp);printf("%s\n",text);}}

并且，有参数传进来的话，也希望把出错时候的参数保存下来，所以主函数需要接受参数：

int main(int argc, char **argv)
{...
}

argc表示参数的个数，argv表示参数，其中argv[0]是命令本身，从1开始表示参数。把参数信息整合出来：

void formatLogInfo(int argc, char **argv, char * info)
{for (int i=1;i<argc;i++){char tmp[1024]={0};snprintf(tmp,1024,"%s parameter[%d]=%s",info,i,argv[i]);snprintf(info,1024,"%s",tmp);}
}

所以最终的运行CPP文件：

#include "myplot.h"
#include "string.h"#include "time.h"
#include <fstream>
#include <iostream>using namespace std;void WriteLog(const char* text)
{char LOG_FILE[1024]={0};// get the time nowtime_t now=time(0);tm *ltm = localtime(&now);snprintf(LOG_FILE,1024,"./log/log_%04d%02d.txt", ltm->tm_year+1900,ltm->tm_mon+1);// if LOG file not exist, then create it!fstream f1;f1.open(LOG_FILE,ios::in);if(!f1){f1.close();f1.open(LOG_FILE,ios::out);f1.close();}// write info in log file!FILE *fp;fp=fopen(LOG_FILE, "a+");if (fp != NULL){char ltime[1024] = { 0 };strftime(ltime,1024,"%Y-%m-%d %H:%M:%S ", ltm);		fwrite(ltime, sizeof(char), strlen(ltime), fp);fwrite(text, sizeof(char), strlen(text), fp);fwrite("\r\n", sizeof(char), 2, fp);fclose(fp);printf("%s\n",text);}}void formatLogInfo(int argc, char **argv, char * info)
{for (int i=1;i<argc;i++){char tmp[1024]={0};snprintf(tmp,1024,"%s parameter[%d]=%s",info,i,argv[i]);snprintf(info,1024,"%s",tmp);}
}int main(int argc, char **argv)
{// 初始化mclmcr,如果没有这两句可能会有访问错误的问题mclmcrInitialize();if (!mclInitializeApplication(NULL, 0)){char info[1024]="mclInitializeApplication failed!";formatLogInfo(argc,argv,info);WriteLog(info);return -1;}printf("mclmcr Initialized!\n");//初始化应用if (!libmyplotInitialize()){char info[1024]="libmyplotInitialize failed!";formatLogInfo(argc,argv,info);WriteLog(info);return -2;}printf("myplot Initialized!\n");// 初始化数据并做数据转化double data[5] = { 1,2,3,4,5 };mxArray *y = mxCreateDoubleMatrix(5, 1, mxREAL);memcpy((void*)mxGetPr(y), (void*)data, sizeof(data));const char *title = "mytile";mxArray* mytitle = mxCreateString(title);printf("data  Initialized!\n");//调用主函数if(!mlfMyplot(y, mytitle)){char info[1024]="mlfMyplot function failed! Please check the parameter(s)!";formatLogInfo(argc,argv,info);WriteLog(info);return -3;}// 关闭应用libmyplotTerminate();return 0;

matlab函数编译dll，vs调用该dll的方法, https://blog.csdn.net/a15216111693/article/details/79232288 ↩︎
填坑VS2017与MATLAB2016b混合编程（生成dll方式）, https://blog.csdn.net/qq_20515461/article/details/81229726 ↩︎
mxArray数据类型, https://blog.csdn.net/snowfoxmonitor/article/details/79121178 ↩︎
Linux下c++调用自己编写的matlab函数：通过mcc动态链接库.so实现, https://www.it610.com/article/5486435.htm ↩︎
error adding symbols: DSO missing from command line(在CMakeList中的解决方法), https://blog.csdn.net/lzRush/article/details/84579692 ↩︎