QT與MatLab混編

該篇介紹QT下呼叫MatLab編譯好的執行庫

環境：Windows10，QT5.12.6，MatLab r2018b 64位元

MatLab的安裝可以看這篇文章MatLab安裝

一、開啓MatLab，先設定編譯器，在命令列輸入：

>> mbuild -setup C++

結果如下：

MBUILD configured to use 'Microsoft Visual C++ 2017' for C++ language compilation.

即設定C++編譯器，如果設定C編譯器可以輸入 mbuild -setup

二、編譯.m檔案，命令列輸入>> deploytool ，出現下圖結果：

選擇Library Complier，設定如下：

等待打包…

打包完成，輸出如下：

for_redistribution目錄下是MyAppInstaller_web.exe，這個是MATLAB執行時庫的和本專案的安裝檔案，執行後可從網上下載MATLAB的執行時庫進行安裝，還會安裝本專案生成的dll、lib和h檔案。

for_redistribution_files_only目錄下是編譯生成的.dll 、.lib和.h檔案，其中.lib和.h檔案是在Qt專案編譯時需要用到的，.dll檔案是程式執行時需要用到的。

for_testing  目錄下是用於測試的。

該段引自：https://blog.csdn.net/HongAndYi/article/details/79433623

三、在QT中設定專案需要的動態庫

右擊專案：

選擇Add Library:

先在QT專案下，新建include資料夾，把MatLab編譯好的.lib和.h複製過來：

而.dll檔案要放在專案生成的debug目錄下：

然後新增lib檔案，路徑是剛纔建立在QT專案下的include下的lib：

之後會在QT專案的.pro檔案生成如下程式碼：

win32:CONFIG(release, debug|release): LIBS += -L$$PWD/include/ -lpso
else:win32:CONFIG(debug, debug|release): LIBS += -L$$PWD/include/ -lpso
else:unix: LIBS += -L$$PWD/include/ -lpso

INCLUDEPATH += $$PWD/include
DEPENDPATH += $$PWD/include

目前是把Matlab編譯好的庫檔案包含進來的，但是還沒完，還需要把MatLab需要的執行庫包含進來：

INCLUDEPATH += $$quote(C:/Program Files/MATLAB/R2018b/extern/include)
INCLUDEPATH += $$quote(C:/Program Files/MATLAB/R2018b/extern/include/win64)

INCLUDEPATH += $$quote(C:/Program Files/MATLAB/R2018b/extern/lib/win64/microsoft)
DEPENDPATH += $$quote(C:/Program Files/MATLAB/R2018b/extern/lib/win64/microsoft)

LIBS += -L$$quote(C:/Program Files/MATLAB/R2018b/extern/lib/win64/microsoft/) -llibmex
LIBS += -L$$quote(C:/Program Files/MATLAB/R2018b/extern/lib/win64/microsoft/) -llibmx
LIBS += -L$$quote(C:/Program Files/MATLAB/R2018b/extern/lib/win64/microsoft/) -llibmat
LIBS += -L$$quote(C:/Program Files/MATLAB/R2018b/extern/lib/win64/microsoft/) -llibeng
LIBS += -L$$quote(C:/Program Files/MATLAB/R2018b/extern/lib/win64/microsoft/) -lmclmcr
LIBS += -L$$quote(C:/Program Files/MATLAB/R2018b/extern/lib/win64/microsoft/) -lmclmcrrt

之所以加quote是因爲路徑中包含空格，比如Program Files，這種情況就需要加quote包含進來，否則會出錯。

四、在QT專案下呼叫MatLab編譯好的pso.dll中的函數，先說一下QT中的編譯器，我的有MinGW也有MSVC編譯器，我用MinGW測試的時候會出錯，程式無法執行，但是用MSVC編譯器就沒有問題，所以建議MatLab的c++編譯器和QT編譯器要版本一致，

我的MSVC編譯器是手動設定的，因爲之前裝過vs2017，所以設定起來很方便，只需要安裝debugger就可以，CDB安裝可以在官網下載Debugging Tools for Windows 10 (WinDbg) ，安裝操作很簡單。

我的呼叫程式碼如下：

#include "pso.h"

//下面 下麪是呼叫MatLab編譯好的粒子羣演算法
    QLibrary myLib("pso.dll");
    typedef bool MW_CALL_CONV(*Fun)(int,class mwArray const &,class mwArray const &,class mwArray const &,class mwArray const &,class mwArray const &,class mwArray const &);
    Fun myFunc = Fun(myLib.resolve("?PSO@@YAXHAEAVmwArray@@000AEBV1@1@Z"));

    if(!psoInitialize())                                  //必須要初始化成功
    {
        qDebug()<<"could not initialize psodll\n";
        exit(0);
    }

    mwArray coor(str.size(),4,mxDOUBLE_CLASS);            //輸入值
    mwArray v(1,1,mxDOUBLE_CLASS);

    mwArray x(1,1,mxDOUBLE_CLASS);                        //輸出值
    mwArray y(1,1,mxDOUBLE_CLASS);
    mwArray z(1,1,mxDOUBLE_CLASS);
    mwArray t(1,1,mxDOUBLE_CLASS);

   
    coor.SetData(adjustToArray,4*str.size());             
    v(1,1)=WAVEVELOCITY;

    myFunc(4,x,y,z,t,coor,v);

    XRESULT=x.ToString();
    YRESULT=y.ToString();
    ZRESULT=z.ToString();
    TRESULT=t.ToString();

注：

需要說明的是由於matlab使用vs的msvc編譯器生成的dll檔案，生成後我們使用mingW呼叫，但生成的標頭檔案中指定各種編譯器對應的情況，但唯獨沒有MinGW，這就導致了在使用MinGW編譯器時我們在.pro檔案中新增：

DEFINES += MW_STDINT_H

使用msvc編譯器呼叫matlab生成的dll時，編譯器會自動識別函數名，因此也不需要使用resolve函數。

這段話引自：https://blog.csdn.net/China_Rocky/article/details/104592488

雖然我用的MSVC編譯器，但我還是呼叫了resolve函數來確定函數入口，不用的話會出錯，不清楚是什麼原因。

Fun myFunc = Fun(myLib.resolve("?PSO@@YAXHAEAVmwArray@@000AEBV1@1@Z"));

上述resolve中的值來自pso.dll（即剛纔matlab編譯好的執行庫），我們可以利用Dependency Walker 2.2該軟體檢視dll檔案，然後找到入口函數，後邊跟着的值就是這個resolve中的值。可以在matlab編譯生成的.h檔案中檢視專案生成的呼叫函數，比如：

extern LIB_pso_CPP_API void MW_CALL_CONV PSO(int nargout, mwArray& x, mwArray& y, mwArray& z, mwArray& t, const mwArray& sample, const mwArray& v);

說明：

（1）DLL的初始化

在使用pso.dll裡的函數之前，必須先初始化。psoInitialize()是matAdd.h檔案裏面的庫初始化函數。

（2）PSO函數的輸入輸出參數

mwArray是MATLAB的陣列類，MATLAB編譯生成的DLL的介面函數的參數都是採用mwArray型別，例如:extern LIB_pso_CPP_API void MW_CALL_CONV PSO(int nargout, mwArray& x, mwArray& y, mwArray& z, mwArray& t, const mwArray& sample, const mwArray& v); 

int  nargout 是輸出參數個數，比如我這裏是4，那麼，後面x,y,z,t變數是輸出參數，
mwArray  &sample,  const mwArray  &v是輸入參數

（3）mwArray類的使用

mwArray coor(str.size(),4,mxDOUBLE_CLASS);  
定義mwArray型別的變數coor時，利用建構函式傳遞了陣列的行數、列數、元素型別、實數或複數型別語句

coor.SetData(adjustToArray,4*str.size());  將一維向量adjustToArray的數據內容賦值給coor，元素個數爲4*str.size()，等於行數*列數。使用SetData賦值時，輸入adjustToArray必須是一個向量，是逐列儲存的。

注意：mwArray陣列的下標都是從1開始的，與C/C++的陣列元素下標從0開始不同。

這段話修改自：https://blog.csdn.net/HongAndYi/article/details/79433623

另外mwArray的詳細用法如下：

一.矩陣賦值
<1>mwArray 定義矩陣變數

  mwArray  A(rows, cols, type)

參數說明：
   A   ：變數名
   rows：行數
   col ：列數
   type：數t據型別

type型別有：
typedef enum
{
    mxUNKNOWN_CLASS = 0, //未知型別
    mxCELL_CLASS, //細胞型別
    mxSTRUCT_CLASS, //結構型別
    mxLOGICAL_CLASS, //布爾型別
    mxCHAR_CLASS,  //字串型別
    mxVOID_CLASS,  //void型別
    mxDOUBLE_CLASS, 
    mxSINGLE_CLASS, //單精度浮點數
    mxINT8_CLASS, //
    mxUINT8_CLASS,
    mxINT16_CLASS,
    mxUINT16_CLASS,
    mxINT32_CLASS,
    mxUINT32_CLASS,
    mxINT64_CLASS,
    mxUINT64_CLASS,
    mxFUNCTION_CLASS, //函數型別
    mxOPAQUE_CLASS, //
    mxOBJECT_CLASS  //物件型別
}

整體含義是：定義矩陣A，行數爲：rows，列數爲：cols，型別爲：type
注： 如果參數不是矩陣，只是一個數，令 rows=1，cols=1即可。

<2>矩陣賦初值：

int a[6] = {1,2,3,4,5,6}
mwArray A(2,3,mxINT32_CLASS);  
A.SetData(a,6); //第二個參數爲要設定的數的個數，大小可設爲rows*cols

注：該過程相當於把1*6的矩陣，轉化爲2*3的矩陣，matlab轉化順序是，先排第一列，由上到下爲a[0] a[1]，然後排第二列，由上到下爲a[2] a[3]，即轉化後的A爲：
1     3      5
2     4      6
如果要使A爲：
1      2     3
4      5     6
需這樣賦值：
<pre name="code" class="cpp">int a[6] = {1,2,3,4,5,6}
mwArray A(3,2,mxINT32_CLASS);  //修改此處：行列數互換
A.SetData(a,6); //第二個參數爲要設定的數的個數，大小可設爲rows*cols

此時生成的A爲：
1      4
2      5
3      6
該矩陣轉置之後，既可以達到所需形式，轉置過程可以在matlab的.m檔案中新增，先修改.m，然後在生成dll、lib、h檔案。
尤其是，在影象處理時，如果傳遞的矩陣爲影象數據矩陣，要採用後一種方法賦值，否則，影象會嚴重變形失真。
二、字串賦值
char str[5] = "abcd";
//或 CString str = "abcd"
mwArray mwA(str);

該段轉載自：https://blog.csdn.net/hong__fang/article/details/43307701
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