void setup什么意思？這個應(yīng)該是一個延遲函數(shù)，_nop_的作用和匯編語言里NOP的作用差不多，都是單周期指令，如果是12M的時鐘，一個_nop_延遲的時間大約是1us。函數(shù)名前面的void表示的是函數(shù)的返回值為空，函數(shù)名后面括號內(nèi)的void表示函數(shù)的形參為空。void setup （）確實只執(zhí)行一次，for循環(huán)的工作流程是，一開始定義i=2，判斷i7,結(jié)果為真，然內(nèi)后完成后面的兩句定義引腳和容輸出引腳狀態(tài)的語句，并且這兩句語句中i的值為2，然后執(zhí)行i++，這樣就完成了for循環(huán)的第一個定義。接著，i=3，i=4……一直到i=6時，判斷條件不符合，就跳出for循環(huán)，對應(yīng)的setup （）函數(shù)也完成了，之后就是跳出setup （），去執(zhí)行l(wèi)oop（）函數(shù)了。這個應(yīng)該是一個延遲函數(shù)，_nop_的作用和匯編語言里NOP的作用差不多，都是單周期指令，如果是12M的時鐘，一個_nop_延遲的時間大約是1us。函數(shù)名前面的void表示的是函數(shù)的返回值為空，函數(shù)名后面括號內(nèi)的void表示函數(shù)的形參為空。
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通過把耗時長的函數(shù)用c語言實現(xiàn)，并編譯成mex函數(shù)可以加快執(zhí)行速度。Matlab本身是不帶c語言的編譯器的，所以要求你的機(jī)器上已經(jīng)安裝有VC,BC或Watcom
C中的一種。如果你在安裝Matlab時已經(jīng)設(shè)置過編譯器，那么現(xiàn)在你應(yīng)該就可以使用mex命令來編譯c語言的程序了。如果當(dāng)時沒有選，就在Matlab里鍵入mex
-setup，下面只要根據(jù)提示一步步設(shè)置就可以了。需要注意的是，較低版本的在設(shè)置編譯器路徑時，只能使用路徑名稱的8字符形式。比如我用的VC裝在路徑C:\PROGRAM
FILES\DEVSTUDIO下，那在設(shè)置路徑時就要寫成：“C:\PROGRA~1”這樣設(shè)置完之后，mex就可以執(zhí)行了。為了測試你的路徑設(shè)置正確與否，把下面的程序存為hello.c。
/*hello.c*/
#include
"mex.h"
void
mexFunction(int
nlhs,
mxArray
*plhs[],
int
nrhs,
const
mxArray
*prhs[])
{
mexPrintf("hello,world!\n");
}
假設(shè)你把hello.c放在了C:\TEST\下，在Matlab里用CD
C:\TEST\
將當(dāng)前目錄改為C:\
TEST\（注意，僅將C:\TEST\加入搜索路徑是沒有用的）?，F(xiàn)在敲：
mex
hello.c
如果一切順利，編譯應(yīng)該在出現(xiàn)編譯器提示信息后正常退出。如果你已將C:\TEST\加
入了搜索路徑，現(xiàn)在鍵入hello，程序會在屏幕上打出一行：
hello,world!
看看C\TEST\目錄下，你會發(fā)現(xiàn)多了一個文件：HELLO.DLL。這樣，第一個mex函數(shù)就算完成了。分析hello.c，可以看到程序的結(jié)構(gòu)是十分簡單的，整個程序由一個接口子過程
mexFunction構(gòu)成。
void
mexFunction(int
nlhs,
mxArray
*plhs[],
int
nrhs,
const
mxArray
*prhs[])
前面提到過，Matlab的mex函數(shù)有一定的接口規(guī)范，就是指這
nlhs：輸出參數(shù)數(shù)目
plhs：指向輸出參數(shù)的指針
nrhs：輸入?yún)?shù)數(shù)目
例如，使用
[a,b]=test(c,d,e)
調(diào)用mex函數(shù)test時，傳給test的這四個參數(shù)分別是
2，plhs，3，prhs
其中：
prhs[0]=c
prhs[1]=d
prhs[2]=e
當(dāng)函數(shù)返回時，將會把你放在plhs[0]，plhs[1]里的地址賦給a和b，達(dá)到返回數(shù)據(jù)的目的。
細(xì)心的你也許已經(jīng)注意到，prhs[i]和plhs[i]都是指向類型mxArray類型數(shù)據(jù)的指針。
這個類型是在mex.h中定義的，事實上，在Matlab里大多數(shù)數(shù)據(jù)都是以這種類型存在。當(dāng)然還有其他的數(shù)據(jù)類型，可以參考Apiguide.pdf里的介紹。
為了讓大家能更直觀地了解參數(shù)傳遞的過程，我們把hello.c改寫一下，使它能根據(jù)輸
入?yún)?shù)的變化給出不同的屏幕輸出：
//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");
}
將這個程序編譯通過后，執(zhí)行hello(1),屏幕上會打出：
hello,world!
而hello(0)將會得到：
大家好！
現(xiàn)在，程序hello已經(jīng)可以根據(jù)輸入?yún)?shù)來給出相應(yīng)的屏幕輸出。在這個程序里，除了用到了屏幕輸出函數(shù)mexPrintf（用法跟c里的printf函數(shù)幾乎完全一樣）外，還用到了一個函數(shù)：mxGetScalar，調(diào)用方式如下：
i=mxGetScalar(prhs[0]);
"Scalar"就是標(biāo)量的意思。在Matlab里數(shù)據(jù)都是以數(shù)組的形式存在的，mxGetScalar的作用就是把通過prhs[0]傳遞進(jìn)來的mxArray類型的指針指向的數(shù)據(jù)（標(biāo)量）賦給C程序里的變量。這個變量本來應(yīng)該是double類型的，通過強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換賦給了整形變量i。既然有標(biāo)量，顯然還應(yīng)該有矢量，否則矩陣就沒法傳了?？聪旅娴某绦颍?/p>
//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");
}
這樣，就通過mxGetPr函數(shù)從指向mxArray類型數(shù)據(jù)的prhs[0]獲得了指向double類型的指針。
但是，還有個問題，如果輸入的不是單個的數(shù)據(jù)，而是向量或矩陣，那該怎么處理呢
？通過mxGetPr只能得到指向這個矩陣的指針，如果我們不知道這個矩陣的確切大小，就
沒法對它進(jìn)行計算。
為了解決這個問題，Matlab提供了兩個函數(shù)mxGetM和mxGetN來獲得傳進(jìn)來參數(shù)的行數(shù)
和列數(shù)。下面例程的功能很簡單，就是獲得輸入的矩陣，把它在屏幕上顯示出來：
//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]);
//獲得指向矩陣的指針
M=mxGetM(prhs[0]);
//獲得矩陣的行數(shù)
N=mxGetN(prhs[0]);
//獲得矩陣的列數(shù)
for(i=0;iM;i++)
{
for(j=0;jN;j++)
mexPrintf("%4.3f
",data[j*M+i]);
mexPrintf("\n");
}
}
編譯完成后，用下面的命令測試一下：
a=1:10;
b=[a;a+1];
show(a)
show(b)
需要注意的是，在Matlab里，矩陣第一行是從1開始的，而在C語言中，第一行的序數(shù)為零，Matlab里的矩陣元素b(i,j)在傳遞到C中的一維數(shù)組大data后對應(yīng)于data[j*M+i]
。
輸入數(shù)據(jù)是在函數(shù)調(diào)用之前已經(jīng)在Matlab里申請了內(nèi)存的，由于mex函數(shù)與Matlab共用同一個地址空間，因而在prhs[]里傳遞指針就可以達(dá)到參數(shù)傳遞的目的。但是，輸出參數(shù)卻需要在mex函數(shù)內(nèi)申請到內(nèi)存空間，才能將指針放在plhs[]中傳遞出去。由于返回指針類型必須是mxArray，所以Matlab專門提供了一個函數(shù)：mxCreateDoubleMatrix來實現(xiàn)內(nèi)存的申請，函數(shù)原型如下：
mxArray
*mxCreateDoubleMatrix(int
m,
int
n,
mxComplexity
ComplexFlag)
m：待申請矩陣的行數(shù)
n：待申請矩陣的列數(shù)
為矩陣申請內(nèi)存后，得到的是mxArray類型的指針，就可以放在plhs[]里傳遞回去了。但是對這個新矩陣的處理，卻要在函數(shù)內(nèi)完成，這時就需要用到前面介紹的mxGetPr。使用
mxGetPr獲得指向這個矩陣中數(shù)據(jù)區(qū)的指針（double類型）后，就可以對這個矩陣進(jìn)行各種操作和運(yùn)算了。下面的程序是在上面的show.c的基礎(chǔ)上稍作改變得到的，功能是將輸
//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=0;iM;i++)
for(j=0;jN;j++)
outData[j*M+i]=inData[(N-1-j)*M+i];
}
當(dāng)然，Matlab里使用到的并不是只有double類型這一種矩陣，還有字符串類型、稀疏矩陣、結(jié)構(gòu)類型矩陣等等，并提供了相應(yīng)的處理函數(shù)。本文用到編制mex程序中最經(jīng)常遇到的一些函數(shù)，其余的詳細(xì)情況清參考Apiref.pdf。
通過前面兩部分的介紹，大家對參數(shù)的輸入和輸出方法應(yīng)該有了基本的了解。具備了這些知識，就能夠滿足一般的編程需要了。但這些程序還有些小的缺陷，以前面介紹的re由于前面的例程中沒有對輸入、輸出參數(shù)的數(shù)目及類型進(jìn)行檢查，導(dǎo)致程序的容錯性很差，以下程序則容錯性較好
#include
"mex.h"
void
mexFunction(int
nlhs,
mxArray
*plhs[],
int
nrhs,
const
mxArray
*prhs[])
{
double
*inData;
double
*outData;
int
M,N;
//異常處理
//異常處理
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=0;iM;i++)
for(j=0;jN;j++)
outData[j*M+i]=inData[(N-1-j)*M+i];
}
在上面的異常處理中，使用了兩個新的函數(shù)：mexErrMsgTxt和mxIsDouble。MexErrMsgTxt在給出出錯提示的同時退出當(dāng)前程序的運(yùn)行。MxIsDouble則用于判斷mxArray中的數(shù)據(jù)是否double類型。當(dāng)然Matlab還提供了許多用于判斷其他數(shù)據(jù)類型的函數(shù)，這里不加詳述。
需要說明的是，Matlab提供的API中，函數(shù)前綴有mex-和mx-兩種。帶mx-前綴的大多是對mxArray數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的函數(shù)，如mxIsDouble,mxCreateDoubleMatrix等等。而帶mx前綴的則大多是與Matlab環(huán)境進(jìn)行交互的函數(shù)，如mexPrintf，mxErrMsgTxt等等。了解了這一點，對在Apiref.pdf中查找所需的函數(shù)很有幫助。
至此為止，使用C編寫mex函數(shù)的基本過程已經(jīng)介紹完了。
常用詞匯：
1、short：修飾int，短整型數(shù)據(jù)，可省略被修飾的int。
2、long：修飾int，長整型數(shù)據(jù)，可省略被修飾的int。
3、long long：修飾int，超長整型數(shù)據(jù)，可省略被修飾的int。
4、signed：修飾整型數(shù)據(jù)，有符號數(shù)據(jù)類型。
5、unsigned：修飾整型數(shù)據(jù)，無符號數(shù)據(jù)類型。
6、restrict:用于限定和約束指針，并表明指針是訪問一個數(shù)據(jù)對象的唯一且初始的方式。
7、return：用在函數(shù)體中，返回特定值（如果是void類型，則不返回函數(shù)值）。
8、continue：結(jié)束當(dāng)前循環(huán)，開始下一輪循環(huán)。
9、break：跳出當(dāng)前循環(huán)或switch結(jié)構(gòu)。
10、goto：無條件跳轉(zhuǎn)語句。
11、if：條件語句，后面不需要放分號。
12、else：條件語句否定分支（與if連用）。
13、switch：開關(guān)語句（多重分支語句）。
14、case：開關(guān)語句中的分支標(biāo)記，與switch連用。
15、default：開關(guān)語句中的“其他”分支，可選。
常用函數(shù)：
1、int isalpha(int ch) 若ch是字母('A'-'Z','a'-'z')，返回非0值,否則返回0。
2、int isalnum(int ch) 若ch是字母('A'-'Z','a'-'z')或數(shù)字('0'-'9')，返回非0值,否則返回0。
3、int abs(int i) 返回整型參數(shù)i的絕對值。
4、double cabs(struct complex znum) 返回復(fù)數(shù)znum的絕對值。
5、double fabs(double x) 返回雙精度參數(shù)x的絕對值。
6、long labs(long n) 返回長整型參數(shù)n的絕對值。
參考資料來源：百度百科—C語言
重慶分公司
重慶分公司
