淺析VC與MATLAB聯合編程<四>
作者：鄧科
在淺析VC與MATLAB聯合編程<一>、淺析VC與MATLAB聯合編程<二>和淺析VC與MATLAB聯合編程<三>中簡單介紹了VC和MATLAB接口的兩種方法，初學者可能會問爲什麼要用VC和MATLAB接口，接口的實質又是什麼，本文就通過一個例子來回答這兩個問題。
首先來介紹一下MATLAB。 MATLAB名字由MATrix和 LABoratory 兩詞的前三個字母組合而成。那是20世紀七十年代後期的事：時任美國新墨西哥大學計算機科學系主任的Cleve Moler教授出於減輕學生編程負擔的動機，爲學生設計了一組調用LINPACK和EISPACK庫程序的“通俗易用”的接口，此即用FORTRAN編寫的萌芽狀態的MATLAB。
經幾年的校際流傳，在Little的推動下，由Little、Moler、Steve Bangert合作，於1984年成立了MathWorks公司，並把MATLAB正式推向市場。從這時起，MATLAB的內核採用C語言編寫，而且除原有的數值計算能力外，還新增了數據圖視功能。
MATLAB以商品形式出現後，僅短短几年，就以其良好的開放性和運行的可靠性，使原先控制領域裏的封閉式軟件包（如英國的UMIST，瑞典的LUND和SIMNON，德國的KEDDC）紛紛淘汰，而改以MATLAB爲平臺加以重建。在時間進入20世紀九十年代的時候，MATLAB已經成爲國際控制界公認的標準計算軟件。
MATLAB已經成爲目前國際上最流行、應用最廣泛的科學工程計算軟件，它廣泛的應用於自動控制、數學運算、信號分析、圖象處理、財務分析等各行各業。由於它具有強大的計算和繪圖功能、大量穩定可靠的算法庫和簡潔高效的編程語言，已成爲數學計算工具方面事實上的標準。
在歐美大學裏，諸如應用代數、數理統計、自動控制、數字信號處理、模擬與數字通信、時間序列分析、動態系統仿真等課程的教科書都把MATLAB作爲內容。這幾乎成了九十年代教科書與舊版書籍的區別性標誌。在那裏，MATLAB是攻讀學位的大學生、碩士生、博士生必須掌握的基本工具。
在國際學術界，MATLAB已經被確認爲準確、可靠的科學計算標準軟件。在許多國際一流學術刊物上（尤其是信息科學刊物）都可以看到MATLAB的應用。 在設計研究單位和工業部門，MATLAB被認作進行高效研究、開發的首選軟件工具。如美國National Instruments公司信號測量、分析軟件LabVIEW，Cadence公司信號和通信分析設計軟件SPW等，或者直接建築在MATLAB之上，或者以MATLAB爲主要支撐。又如HP公司的VXI硬件，TM公司的DSP，Gage公司的各種硬卡、儀器等都接受MATLAB的支持。
爲了說明問題，我們舉個例子：解下列線形方程組：(如圖1)：
圖1
用C語言(VC環境中)編寫的代碼爲:(圖2)
圖2
編譯、連接，運行結果爲：(圖3)：
圖3
而該方程在MATLAB中只需要一個命令“/”就可以解決：
在MATLAB中建立一個新的m文件，在MATLAB菜單中：File->New->M file(如圖4)：
圖4
在M文件中輸入代碼，並保存爲QJFCZ.m。(如圖5)
圖5
在MATLAB Command命令窗口中輸入以下命令：
>> QJFCZ
然後回車，結果如下：
x =
-0.1429
2.7857
0
>>
可以看出用MATLAB寫出的代碼十分簡單，對於上面的方程，如果矩陣A和b的維數發生變化的話， C代碼還要重新編寫，而用MATLAB書寫的代碼幾乎不用改動，只需改變數據即可。
如果現在我們用VC編寫的一個軟件，其中要求解有5個未知數的線形方程組，如果用C/C++語言來寫程序的話其編程量是很大的，如果在C/C++語言中能用MATLAB那麼簡單的代碼來實現該功能就可以大大減少工作量，VC和MATLAB接口就是做這個工作的。 MATLAB中提供了大量用C/C++重新編寫的MATLAB庫函數，包括初等數學函數、線形代數函數、矩陣操作函數、數值計算函數、特殊數學函數、插值函數等等，還可以利用MATLAB的編譯工具將m文件方便的轉化爲C/C++語言、可執行程序(exe)、動態連接庫文件(dll)、COM組件等等，並可直接供C/C++語言調用，利用VC和MATLAB接口技術可以在VC中充分發揮MATLAB的數值計算功能，並且可以不依賴MATLAB軟件運行，我們在編寫程序時，可以在VC下做出很漂亮的界面，而把複雜的數值處理交給MATLAB去做(實際上MATLAB也能做界面GUI(Graphic User Interface),而且做出的界面我認爲並不比VC遜色，但是需要MATLAB軟件作爲後臺運行，如果不依賴MATLAB軟件運行的話，可以在VC中調用GUI)，然後通過接口技術將MATLAB集成到VC中，這樣可以大大減輕編程的負擔，並減少程序編寫時間。
事實上正是由於MATLAB數值計算功能的強大，MATLAB與許多程序都有接口，例如Fortran、VB、Java、SPSS(一個著名的統計軟件)、Excel、Word等，其實質也是通過接口在程序中調用MATLAB的功能。
