python調(diào)用matlab程序設(shè)計(jì)

　　python

　　Python， 是一種面向?qū)ο蟮慕忉屝陀?jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，由荷蘭人Guido van Rossum于1989年發(fā)明，第一個(gè)公開(kāi)發(fā)行版發(fā)行于1991年。

　　Python是純粹的自由軟件， 源代碼和解釋器CPython遵循 GPL（GNU General Public License）協(xié)議。Python語(yǔ)法簡(jiǎn)潔清晰，特色之一是強(qiáng)制用空白符（white space）作為語(yǔ)句縮進(jìn)。

　　Python具有豐富和強(qiáng)大的庫(kù)。它常被昵稱(chēng)為膠水語(yǔ)言，能夠把用其他語(yǔ)言制作的各種模塊（尤其是C/C++）很輕松地聯(lián)結(jié)在一起。常見(jiàn)的一種應(yīng)用情形是，使用Python快速生成程序的原型（有時(shí)甚至是程序的最終界面），然后對(duì)其中 有特別要求的部分，用更合適的語(yǔ)言改寫(xiě)，比如3D游戲中的圖形渲染模塊，性能要求特別高，就可以用C/C++重寫(xiě)，而后封裝為Python可以調(diào)用的擴(kuò)展類(lèi)庫(kù)。需要注意的是在您使用擴(kuò)展類(lèi)庫(kù)時(shí)可能需要考慮平臺(tái)問(wèn)題，某些可能不提供跨平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)。

　　MATLAB

　　MATLAB是美國(guó)MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語(yǔ)言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。

　　MATLAB是matrix&laboratory兩個(gè)詞的組合，意為矩陣工廠(chǎng)（矩陣實(shí)驗(yàn)室）。是由美國(guó)mathworks公司發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線(xiàn)性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當(dāng)今國(guó)際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。

　　MATLAB和Mathematica、Maple并稱(chēng)為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類(lèi)科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。MATLAB可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶(hù)界面、連接其他編程語(yǔ)言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、圖像處理、信號(hào)檢測(cè)、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。

　　MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來(lái)解算問(wèn)題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語(yǔ)言完成相同的事情簡(jiǎn)捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點(diǎn)，使MATLAB成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入了對(duì)C，F(xiàn)ORTRAN，C++，JAVA的支持。

　　Python調(diào)用Matlab的程序

　　一。 配置方法：

　　找到Matlab安裝根目錄，比如D：\matlab，然后進(jìn)入D：\matlab\extern\engines\python目錄中，Shift+右鍵--》“在此處打開(kāi)命令窗口”，

　　1.有管理員權(quán)限的，用 管理員權(quán)限執(zhí)行：python setup.py install

　　2.無(wú)管理員權(quán)限的，將installdir添加到Python的包搜索路徑中，再加入到PYTHONPATH環(huán)境變量中即可：python setup.py build --build-base builddir install --install-base installdir

　　二。 使用方法：

　　#Start and quit

　　import matlab.engine

　　eng = matlab.engine.start_matlab（）

　　eng.quit（）

　　#Call Matlab Functions：

　　#Just call with form eng.xxx（）

　　#the function xxx should in the namespace of matlab.

　　#Asynchronously Call

　　import matlab.engine

　　eng = matlab.engine.start_matlab（）

　　future = eng.sqrt（4.0，async=True）

　　ret = future.result（）

　　print（ret）

　　#WorkSpace Usage：

　　import matlab.engine

　　eng = matlab.engine.start_matlab（）

　　eng.workspace［‘y’］ = x

　　a = eng.eval（‘sqrt（y）’）

　　print（a）

　　#Skills for unsupported features in python

　　#eng.eval（）

　　import matlab.engine

　　eng = matlab.engine.start_matlab（）

　　eng.eval（“T = readtable（‘patients.dat’）;”，nargout=0）

　　#Plot With Matlab：

　　import matlab.engine

　　eng = matlab.engine.start_matlab（）

　　data = eng.peaks（100）

　　eng.mesh（data）

　　三。 測(cè)試用例（Python2）：

　　import matlab

　　import matlab.engine

　　import time

　　def basic_test（eng）：

　　print “Basic Testing Begin”

　　print “eng.power（100，2） = %d”%eng.power（100，2）

　　print “eng.max（100，200） = %d”%eng.max（100，200）

　　print “eng.rand（5，5） = ”

　　print eng.rand（5，5）

　　print “eng.randi（matlab.double（［1，100］），matlab.double（［3，4］））”%\

　　eng.randi（matlab.double（［1，100］），matlab.double（［3，4］））

　　print “Basic Testing Begin”

　　def plot_test（eng）：

　　print “Plot Testing Begin”

　　eng.workspace［‘data’］ = \

　　eng.randi（matlab.double（［1，100］），matlab.double（［30，2］））

　　eng.eval（“plot（data（：，1），‘ro-’）”）

　　eng.hold（‘on’，nargout=0）

　　eng.eval（“plot（data（：，2），‘bx--’）”）

　　print “Plot testing end”

　　def audio_test（eng，freq，length）：

　　print “Audio Testing Begin”

　　eval_str = “f = %d;t=%d;”%（freq，length）

　　eng.eval（eval_str，nargout = 0）

　　eng.eval（‘fs = 44100;T=1/fs;t=（0:T：t）;’，nargout = 0）

　　eng.eval（‘y = sin（2 * pi * f * t）;’，nargout = 0）

　　eng.eval（‘sound（y，fs）;’，nargout = 0）

　　time.sleep（length）

　　print “Audio Testing End”

　　def fourier_test（eng）：

　　pass

　　def demo（eng）：

　　basic_test（eng）

　　plot_test（eng）

　　audio_test（eng，680，1）

　　if __name__ == “__main__”：

　　print “Initializing Matlab Engine”

　　eng = matlab.engine.start_matlab（）

　　print “Initializing Complete！”

　　demo（eng）

　　print “Exiting Matlab Engine”

　　print “Press Any Key to Exit”

　　raw_input（）;

　　eng.quit（）

　　print “Bye-Bye”

　　eng = matlab.engine.start_matlab（）

　　eng.quit（）

　　四。 注意點(diǎn)

　　比起C++ Engine的API，Python Engine的最牛逼之處就是可以直接以原生的形式調(diào)用Matlab內(nèi)建函數(shù)，而不是用Eval方法。當(dāng)然，如果你想用也是一點(diǎn)問(wèn)題都沒(méi)有的。同時(shí)，變量的存取再也不用和一堆mxArray以及它們的ADT打交道了，直接以字典的形式對(duì)engine.workspace進(jìn)行存取即可。顯然比C++的調(diào)用方式更為科學(xué)。