从 MATLAB 调用 Python 函数

Posted 2023-02-16

【中文标题】从 MATLAB 调用 Python 函数

【英文标题】：Call Python function from MATLAB

【发布时间】：2010-12-15 00:48:06

【问题描述】：

我需要。我该怎么做？

【问题讨论】：

MATLAB 是否支持套接字？

显然它确实支持套接字code.google.com/p/msocket，如果有帮助的话

如果我们要添加选项：github.com/kw/pymex

与将 Matlab 代码翻译成 Python 的相反方向相关（也提到了一些调用接口）：***.com/q/9845292/1959808

为什么不接受答案？提出问题时不存在“正确”答案，但现在存在：***.com/a/29189167/1959808

【参考方案1】：

您可以先embed your Python script in a C program，然后再MEX the C program with MATLAB，但与将结果转储到文件相比，这可能需要大量工作。

您可以使用PyMat 在 Python 中调用 MATLAB 函数。除此之外，SciPy 有几个 MATLAB 重复函数。

但如果您需要从 MATLAB 运行 Python 脚本，您可以尝试运行 system 命令来运行脚本并将结果存储在一个文件中，稍后在 MATLAB 中读取它。

【参考方案2】：

我对我的系统有类似的要求，这是我的解决方案：

在 MATLAB 中有一个名为 perl.m 的函数，它允许您从 MATLAB 调用 perl 脚本。根据您使用的版本，它将位于类似的位置

C:\Program Files\MATLAB\R2008a\toolbox\matlab\general\perl.m

创建一个名为 python.m 的副本，用 python 快速搜索和替换 perl，仔细检查它设置的命令路径以指向你的 python 安装。您现在应该可以从 MATLAB 运行 python 脚本了。

示例

python 中保存为“sqd.py”的简单平方函数，如果我正确执行此操作，我自然会在测试输入参数、有效数字等方面进行一些检查。

import sys

def squared(x):
    y = x * x
    return y

if __name__ == '__main__':
    x = float(sys.argv[1])
    sys.stdout.write(str(squared(x)))

然后在 MATLAB 中

>> r=python('sqd.py','3.5')
r =
12.25
>> r=python('sqd.py','5')
r =
25.0
>>

【讨论】：

perl 只是进行系统调用来执行 Perl 脚本 - Perl 脚本和 MATLAB 之间没有数据传输，除了“尝试 Perl 调用 result 的结果及其退出状态状态。” - mathworks.com/access/helpdesk/help/techdoc/ref/perl.html

我同意它只是进行系统调用，但是如果不需要，为什么要使用 mex 函数和套接字使事情变得复杂呢？在简单的层面上，对 python 的调用确实有一个简单的数据传输。我会用一个例子来更新答案。

+1 - MATLAB 示例代码看起来很棒 - 你能发布（代码/链接）python.m 吗？返回的数据有什么限制 - 仅限标量？

我们可以将数组作为参数传递给python文件吗？

请注意，这可行，但它是一个 hack，有很多路径并没有真正去任何地方，例如，fullfile(matlabroot, 'sys\python\win32\bin\'); 指向的路径实际上并不存在，没有定义了任何 python 错误消息，因此message('MATLAB:python:<>') 错误消息在 CTRL+F'd Perl.m

中不起作用

【参考方案3】：

由于Python 是一种更好的粘合语言，因此从Python 调用程序的MATLAB 部分可能更容易，反之亦然。

查看Mlabwrap。

【参考方案4】：

由于MATLAB 与 Java 无缝集成，您可以使用Jython 编写脚本并从 MATLAB 调用它（您可能需要添加一个纯 JKava 瘦包装器才能真正调用 Jython 代码）。我从未尝试过，但我不明白为什么它不起作用。

【参考方案5】：

我已将 perl.m 调整为 python.m 并将其附上以供其他人参考，但我似乎无法从 Python 脚本中获得任何输出以返回到 MATLAB 变量:(

这是我的 M 文件；请注意，我在代码中直接指向 Python 文件夹 C:\python27_64，这会在您的系统上发生变化。

function [result status] = python(varargin)
cmdString = '';
for i = 1:nargin
    thisArg = varargini;
    if isempty(thisArg) || ~ischar(thisArg)
        error('MATLAB:python:InputsMustBeStrings', 'All input arguments must be valid strings.');
    end
    if i==1
        if exist(thisArg, 'file')==2
            if isempty(dir(thisArg))
                thisArg = which(thisArg);
            end
        else
            error('MATLAB:python:FileNotFound', 'Unable to find Python file: %s', thisArg);
        end
    end
  if any(thisArg == ' ')
    thisArg = ['"', thisArg, '"'];
  end
  cmdString = [cmdString, ' ', thisArg];
end
errTxtNoPython = 'Unable to find Python executable.';
if isempty(cmdString)
  error('MATLAB:python:NoPythonCommand', 'No python command specified');
elseif ispc
  pythonCmd = 'C:\python27_64';
  cmdString = ['python' cmdString];  
  pythonCmd = ['set PATH=',pythonCmd, ';%PATH%&' cmdString];
  [status, result] = dos(pythonCmd)
else
  [status ignore] = unix('which python'); %#ok
  if (status == 0)
    cmdString = ['python', cmdString];
    [status, result] = unix(cmdString);
  else
    error('MATLAB:python:NoExecutable', errTxtNoPython);
  end
end
if nargout < 2 && status~=0
  error('MATLAB:python:ExecutionError', ...
        'System error: %sCommand executed: %s', result, cmdString);
end

编辑：

解决了我的问题，原来的 perl.m 通过更新 PATH 然后调用 Perl 指向 MATLAB 文件夹中的 Perl 安装。上面的函数指向我的 Python 安装。当我调用我的function.py 文件时，它位于不同的目录中并调用了该目录中的其他文件。这些没有反映在 PATH 中，我不得不将我的 Python 文件轻松安装到我的 Python 发行版中。

【参考方案6】：

最简单的方法是使用MATLAB 的system 函数。

所以基本上，您可以在 MATLAB 上执行 Python 函数，就像在命令提示符 (Windows) 或 shell (Linux) 上一样：

system('python pythonfile.py')

以上内容仅用于运行 Python 文件。如果你想运行一个 Python 函数（并给它一些参数），那么你需要这样的东西：

system('python pythonfile.py argument')

举个具体的例子，把 Adrian 对这个问题的回答中的 Python 代码保存到一个 Python 文件中，即test.py。然后将此文件放在您的 MATLAB 目录中并在 MATLAB 上运行以下命令：

system('python test.py 2')

您将得到 4 或 2^2 作为输出。

注意：MATLAB 在当前 MATLAB 目录中查找您使用 system 命令指定的任何 Python 文件。

这可能是解决您的问题的最简单方法，因为您只需使用 MATLAB 中的现有函数进行投标。

【讨论】：

这就是我一直在做的事情，但我遇到了一个神秘的问题——我的 python 脚本的一个参数是一个文件。从 MATLAB 调用时，python 脚本找不到该文件（尽管所有脚本都与该文件位于同一目录中，并且尽管在 MATLAB 脚本中指定了完整路径）。令人抓狂。

建议看起来不错，但我收到错误消息“'python' 不是内部或外部命令、可运行程序或批处理文件。”

【参考方案7】：

这似乎是从Python 到MATLAB 的“隧道”函数的合适方法：

http://code.google.com/p/python-matlab-wormholes/

最大的优势是你可以用它来处理 ndarrays，这在程序的标准输出中是不可能的，如前所述。 （请纠正我，如果您认为这是错误的 - 它会为我省去很多麻烦 :-)）

【参考方案8】：

试试这个 MEX 文件，从 MATLAB 中实际调用 Python，而不是像其他人建议的那样反过来。它提供了相当不错的集成：http://algoholic.eu/matpy/

你可以很容易地做这样的事情：

[X,Y]=meshgrid(-10:0.1:10,-10:0.1:10);
Z=sin(X)+cos(Y);
py_export('X','Y','Z')
stmt = sprintf(['import matplotlib\n' ...
'matplotlib.use(''Qt4Agg'')\n' ...
'import matplotlib.pyplot as plt\n' ...
'from mpl_toolkits.mplot3d import axes3d\n' ...
'f=plt.figure()\n' ...
'ax=f.gca(projection=''3d'')\n' ...
'cset=ax.plot_surface(X,Y,Z)\n' ...
'ax.clabel(cset,fontsize=9,inline=1)\n' ...
'plt.show()']);
py('eval', stmt);

【讨论】：

+1 感谢您提供出色的解决方案。请考虑将项目托管在 GitHub 上，以便其他人也可以找到它

对于那些感兴趣的人，我刚刚发现了另外两个类似的项目：pythoncall 和 pymex（我自己还没有尝试过）

【参考方案9】：

正如@dgorissen 所说，Jython 是最简单的解决方案。

只需从homepage 安装 Jython。

然后：

javaaddpath('/path-to-your-jython-installation/jython.jar')

import org.python.util.PythonInterpreter;

python = PythonInterpreter; %# takes a long time to load!
python.exec('import some_module');
python.exec('result = some_module.run_something()');
result = python.get('result');

有关示例，请参阅 the documentation。

注意：我从未真正使用过 Jython，而且似乎人们可能从 CPython 中了解到的标准库并未在 Jython 中完全实现！

我测试的小示例运行良好，但您可能会发现您必须将 Python 代码目录添加到 sys.path。

【讨论】：

绝对更容易集成。太糟糕了，到目前为止，您还不能将 Numpy/Scipy/matplotlib 之类的模块与 Jython 一起使用（由于 C 扩展）。在科学计算方面，这些库确实是 Python 的强项

这个问题很难回答。也可以只打开 Python（在 Matlab 之外）并从 REPL shell 写入/读取。我想只有使用 Jython 才能实现无缝集成。然后再次使用 ctypes，将 Octave（而不是 Matlab）集成到 CPython 中可能很容易。

（当然，Octave 是 Matlab 的微不足道的替代品。）

CPython 允许将embed 其解释器转换为C programs（这是@algoholic 使用MEX-files 所做的）。大部分代码处理 Python 类型（numpy.ndarray 被用作 MATLAB N-D 矩阵的等价物）和 MATLAB 的类型（实际上是 MEX 中的 mxArray）之间的来回转换。

整个事情与您在上面显示的内容相似，只是使用 Python 的 C API 而不是 Jython Java API 来评估解释器中的任意表达式......另外，您可以导入任何已安装的 Python 模块，包括整个PyLab ensemble

【参考方案10】：

关于MATLAB 的system() 函数的一个鲜为人知（和documented）的事实：在unixoid 系统上，它使用环境变量SHELL 或MATLAB_SHELL 在启动时给出的任何解释器MATLAB。因此，如果您使用

启动 MATLAB

SHELL='/usr/bin/python' matlab

任何后续的system() 调用都将使用Python 而不是您的默认shell 作为解释器。

【讨论】：

在 Windows 上对我不起作用..（我以通常的方式创建了 env.var.）

嗯，我想你从 Matlab 中检查了变量是否真的设置了？但如果 Matlab 在 Windows 中有不同的标准来决定使用哪个 shell，我不会太惊讶。

是的，我在 MATLAB 中检查了getenv('SHELL')。无论如何，您可能应该提到，不幸的是，这个技巧仅适用于 Linux/Mac

+1 这里似乎提到了 SHELL 变量：mathworks.com/help/matlab/ref/matlabunix.html（windows 对应页面，没有）

【参考方案11】：

使用 Matlab 2014b 可以调用 python 库directly from matlab。前缀py.被添加到所有数据包名称：

>> wrapped = py.textwrap.wrap("example")

wrapped = 

  Python list with no properties.

    ['example']

【讨论】：

这确实是一个很酷的功能 - 但似乎不完整 - 例如我不能那样使用 sklearn 有关详细信息，请参阅我的question。

py 前缀也可用于用户定义的 python 模块（脚本）：例如。 names = py.mymod.search(N)。正确的文档页面是这样的：uk.mathworks.com/help/matlab/matlab_external/…

【参考方案12】：

从 Matlab 2014b 开始可以直接调用 Python 函数。 使用前缀 py，然后是模块名称，最后是函数名称，如下所示：

result = py.module_name.function_name(parameter1);

如果您与 Python 脚本的工作目录不同，请确保在从 Matlab 调用时将脚本添加到 Python 搜索路径。

查看更多详情here。

【参考方案13】：

正如丹尼尔所说，您可以使用 py.xml 直接从 Matlab 运行 python 命令。命令。要运行任何库，您只需确保 Malab 正在运行您安装库的 python 环境：

在 Mac 上：

打开一个新的终端窗口；

type：哪个python（查找python默认版本安装在哪里）；

重启 Matlab；

在命令行中键入：pyv​​ersion('/anaconda2/bin/python')（显然替换为您的路径）。 您现在可以运行默认 python 安装中的所有库。

例如：

py.sys.version;

py.sklearn.cluster.dbscan

【讨论】：

这是我在这里找到的最简单的解决方案，应该更进一步！