使用带有 MEX Wrapper 的辅助 C 文件从 MATLAB 2016 调用 C++ 代码时遇到问题

Posted 2023-03-06

【中文标题】使用带有 MEX Wrapper 的辅助 C 文件从 MATLAB 2016 调用 C++ 代码时遇到问题

【英文标题】：Trouble calling C++ code from MATLAB 2016 using a helper C file w/MEX Wrapper

【发布时间】：2019-05-30 20:11:47

【问题描述】：

我需要从 MATLAB 2016 调用 C++ 非成员函数。MATLAB 直到 2018 年才支持 C++ MEX，所以这会产生问题。

我在 mingw64 下的 Windows 中执行此操作。

为了解决这个问题，我尝试使用 MEX 包装器制作一个 C 文件，其中 C 实现纯粹只是根据网上的一些建议使用带有 extern "C" 的共享头文件调用 C++ 函数。

但是，我对 MATLAB 非常陌生，在这里从 C 和其他一些概念调用 C++。所以没有任何东西可以正确编译。

非常感谢任何有关正确处理此问题的建议。

头文件myFunc.h：

#ifndef CPP_H
#define CPP_H

#ifdef __cplusplus
void myFunc(const std::vector<myStruct>& a,
            const std::vector<myStruct>& b,
            const double c,
            std::vector<std::pair>& d,
            mxArray **e
            );
extern "C" 
#endif
void myFunc(const std::vector<myStruct>& a,
            const std::vector<myStruct>& b,
            const double c,
            std::vector<std::pair>& d,
            mxArray **e
            );
#ifdef __cplusplus

#endif

#endif

调用它的 C 文件，myFuncCaller.c:

#include "myFunc.h"
#include "mex.h"

void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[])

    myFunc(prhs[0], prhs[1], prhs[2], prhs[3], prhs[4]);

实际实现：myFunc.cpp：

#include "myFunc.h"

void myFunc(const std::vector<myStruct>& a,
            const std::vector<myStruct>& b,
            const double c,
            std::vector<std::pair>& d,
            mxArray **e
            )

  //things done here, pushes results to d

尝试编译这两者的最终结果是：

C 文件看不到 mex.h（不确定原因，因为 MATLAB 声称 mingw 是投诉） 头文件可能全错，并声称“类型默认为 int 在 std 声明中”。我假设这是因为我在 C 部分中有一些与 C++ 相关的东西。我不知道如何解决这个问题。 C++ 文件抱怨最多。我可以发布所有错误，但考虑到我的逻辑可能存在根本缺陷，我认为这不会有成效。

一个很大的障碍是从 MATLAB -> C -> C++ 传递输入参数的方法。我不希望事情“丢失”，并且除非必要，否则最好不要进行转换，而且我不确定那会在哪里。

【问题讨论】：

需要注意的一点（但可能不是这里唯一缺少的）prhs[0], prhs[1], ... 的类是*mxArray，但你的函数需要std::vector，所以你必须这样做转换。如果您使用 C++ MEX API，输入将是 matlab::data::Array 填充在 matlab::mex::ArgumentList 内。

由于我使用的是 MATLAB 2016，遗憾的是没有 C++ MEX API，否则我会使用这些 API。正在努力解决这个问题。

【参考方案1】：

您不能将 std::vector<> 放在 extern "C" 部分中，因为它不是有效的 C 语法。您需要创建一个纯 C 函数存根，编译为 C++，调用 C++ 函数。

但是，您无需执行任何操作，因为您可以很好地编译 C++ MEX 文件。 API 是 C，但您可以毫无问题地从 C++ 调用 C 函数。

您的mexFunction 中的实际问题是您将指针传递给mxArray 对象，其中函数期望引用std::vector<> 等。做到这一点的唯一方法是从MATLAB 复制数据将数组转换为 C++ 向量：

#include "myFunc.h"
#include "mex.h"

void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[])

   if (nrhs < 5) 
      mexErrMsgTxt("Not enough input arguments! 5 expected.");
   

   // arg 1: std::vector<myStruct>
   if (!mxIsDouble(prhs[0])) 
      mexErrMsgTxt("First input argument must be a double array.");
   
   std::size_t N = mxGetNumberOfElements(prhs[0]);
   double* pr = mxGetPr(prhs[0]);
   std::vector<myStruct> a(N);
   std::copy(pr, pr+N, a.begin());

   // arg 2: std::vector<myStruct>
   std::vector<myStruct> b; 
   // ...

   // arg 3: double
   double c = mxGetScalar(prhs[2]);

   // arg 4: std::vector<std::pair> // This makes no sense in C++, std::pair<> is a template, 2 template arguments missing!!
   std::vector<std::pair> d;
   // ...

   // arg 5: mxArray **  // is this the output? Why does your C++ function take an mxArray?

   myFunc(a, b, c, d, &prhs[4]);

【讨论】：

对于上下文，它不是专门的 std::pair ，而是使用该模板的东西。我应该更清楚。它是一对无符号整数。此外， mxArray 实际上并不是输出。如果有的话，参数 4（对）将是输出，因为它是指向一个向量的指针，该向量应该由函数使用 push_back 填充。我将查看此代码和您的回复，我认为这可能是我解决问题的途径。谢谢。

@Tyler：如果你可以改变myFunc，你可以不复制地传递MATLAB数据。您必须有一个 double* 和一个 std::size_t 输入参数，而不是每个 std::vector。

我可以随心所欲地修改 myFunc，除了它需要什么参数。这些必须保持不变。 （它是一个更大的软件开发项目的一部分，依赖/使用未来可能会改变的特定用户定义数据类型）

我遇到了一个找不到 mex.h 的问题。我会再发一个问题，所以我可能要过几天才能回复这个原帖，让你知道我的努力是否成功。

@Tyler：您是否在 MATLAB 中使用mex 命令编译 MEX 文件？用gcc编译比较难，很多东西都需要设置的恰到好处。如果您使用mex 命令，但找不到mex.h，则可能需要先运行mex -setup。