VB与MATLAB混合编程研究与实现
摘要:介绍了VB与MATLAB混合编程的5种方法,分别利用com 组件技术与MatrixVB完成了VB与MA TLAB混编,实现了图像的绘制。从两种实验结果来看,这两种方法占用计算机内存小,且编程语言简单,充分利用了VB与MATLAB的特点,简化了编程过程。
关键词:VB;MATLAB;com组件;MatrixVB
0引言
VB具有方便的资源文件集中管理模式、开发周期短、开发环境友好等特点。MATLAB具有强大的计算机绘图能力,并且提供大量的数据库,但是界面开发能力差、代码运行效率低。将VB与MATLAB 的特点结合起来,运用VB与MATLAB混合编程实现仿真,使两者相得益彰,不失为一种有益的尝试。
1VB与MATLAB接口编程方法
VB与MATLAB混合编程有多种方法,各有优缺点,主要有下面几种方法。
1.1利用ActiveX技术
ActiveX自动化(OLE自动化)协议是一种允许一个应用程序(控制端)去控制另一个应用程序(服务器端)的协议。在VB下通过ActiveX自动化接口可将MATLAB作为Visual Basic语言的一个ActiveX部件调用。但是这种方法不能脱离MATLAB运行环境,占用计算机内存较大。
1.2利用可执行文件技术
这种方法将MATLAB的运算模块生成可执行的exe文件,然后在VB运行环境下调用。这种方法占用内存较小,运行效率较高。
1.3利用MatrixVB技术
MatrixVB 是MathWorks 公司为VB 开发的插件,插件增强了VB 绘图和计算的函数集合。它包括基本的数学运算和功能强大的信号处理、线性代数、串运算及图形图像处理功能,用来补充VB 本身内建函数和图形处理的不足。这种方法运行效率高、占用内存小。
1.4利用动态数据交换(DDE)技术
动态数据交换(DDE)是在Windows环境下支持客户/服务器计算模式的重要技术。由于VB支持DDE客户端功能,MA TLAB提供了DDE服务功能,因此,利用VB和MATLAB的动态数据交换能力,可以实现在VB应用程序中调用MATLAB。但这种方法仍然不能脱离MATLAB运行环境,占用资源较大。
1.5利用com组件技术
MATLAB提供了COM编译器。它能将一个m文件编译成dll 文件供VB调用。这种技术可以脱离MATLAB运行环境,但是生成的dll文件必须进行注册。
综上所述,几种技术各有优缺点,可根据需要采用不同的技术。
2利用com组件技术的混编
从图1中可以看出,首先利用MA TLAB编写m函数,然后利用com组件技术生产dll文件,注册该dll文件。VB调用生产的dll文
件,最后生成可以执行的文件。
根据上述过程,要求编写一个VB与MATLAB混编的程序,显示y=ax2+bx+c的图形,利用com组件技术可以实现。首先在MATLAB 平台下输入以下函数:
将编写好的函数保存为abc.m,在MATLAB中输入mbuildsetup,根据提示选择编译器为:Microsoft Visual C/C++ version 6.0 in C:Program FilesMicrosoft Visual Studio(需要安装C++)。再输入comtool 命令,出现对话框,选择file-new project,添加之前生成的abc.m。定义类为theabc,选择build-
com object。此时可以生成一个theabc 的文件夹,内含文件theabc_1_0.dll。退出MATLAB环境,打开VB,新建一个标准exe,选择工程—引用—theabc 1.0 Type Library。在form 中添加3个文本框,分别用来显示a、b、c。两个命令按钮,用来执行画图命令和退出。输入:
简单的vb程序代码Private a As Double‘定义a为double型
Private b As Double‘b为double
Private c As Double‘c为double
Private yyec As theabc.abc‘程序名yyec
Private Sub Command1_Click()
Call yyec.abc(a,b,c)‘调用,画图
End Sub
Private Sub Command2_Click()
End ‘结束
End Sub
Private Sub Form_Load()
Text1.Text = 1‘初始值
Text2.Text = 2‘初始值
Text3.Text = 1‘初始值
Set yyec = New theabc.abc‘初始化
End Sub
Private Sub Text1_Change()
a = CDbl(Text1.Text)‘double型
End Sub
Private Sub Text2_Change()
b = CDbl(Text2.Text)‘double型
End Sub
Private Sub Text3_Change()
c = CDbl(Text3.Text)‘double型En
d Sub
运行程序,VB界面如图2所示。
此时,y=x+2+2x+1,单击绘图按钮,出现图3。
改变a、b、c的值,单击绘图按钮,出现不同的图形,这样一个y=ax+2+bx+c的VB与MATLAB混编绘图程序就生成了。
3利用MatrixVB技术的混编
与com组件技术相比,MatrixVB技术不需要生成dll文件,而是直接把MatrixVB作为VB的一个com组件。可以加强VB内建数学
运算与图形展示功能,在VB程序代码中可以像使用VB自己的函数一样使用MatrixVB的函数,而且可以不依赖于MATLAB的环境在Visual Basic中完成矩阵运算与图形绘制显示等功能,这种方法使用起来简单,编程效率较高。MatrixVB函数库的功能大致可分为8大类:矩阵运算、运算符重载、图形图像处理、最优化运算、多项式、信号处理、随机与统计分析、控制系统。
要运用MatrixVB技术,首先在计算机中安装MatrixVB程序,然后打开VB程序,新建一个标准exe,选择工程—引用—MMatrix。以y=ax+2+c为例,利用MatrixVB技术画出y=ax+2+c的图形。在VB的form中新建两个文本框,分别用来显示a和c,两个命令按钮,分别用来执行绘图和退出命令。在命令窗口输入以下命令:Dim a As Double’定义a为double型
Dim c As Double’c为double型
Private Sub Command1_Click()
x = colon(1,1,10)‘产生一个序列
y = times(a,power(x,2))’y=ax+2
y = plus(y,c)’y=ax+2+c
figure (1)'生成绘制图形的窗口
plot (y)'绘制曲线
End Sub
Private Sub Command2_Click()