基于COM的Matlab參數(shù)處理與圖像嵌入在VC中的實(shí)現(xiàn)*

王 維，劉 斌，柳炳利，魏友華

（成都理工大學(xué) 數(shù)學(xué)地質(zhì)四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川 成都 610059）

基于COM組件的Matlab與C++混合編程方式因擁有獨(dú)立的運(yùn)行環(huán)境和兩種語言的互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)而被眾多科研人員和編程人員所接受，同時(shí)也是MathWorks公司推薦使用的混編方式。但在程序設(shè)計(jì)過程中，通常會(huì)遇到兩個(gè)難點(diǎn)問題：(1)二維數(shù)組參數(shù)的傳遞與輸出;(2)Matlab生成圖形嵌入VC工程界面中。對(duì)于第一個(gè)問題,Bruce McKinney[1]在 MSDN上指出；“如果對(duì)一維數(shù)組進(jìn)行操作，則SAFEARRAY函數(shù)變的簡(jiǎn)單且易操作。但是對(duì)于多維數(shù)組，同樣的操作要復(fù)雜得多”，造成這一問題的根源在于Matlab與C++對(duì)多維數(shù)組元素的存儲(chǔ)方式不同。而在本項(xiàng)目開發(fā)過程中回避了這個(gè)復(fù)雜的過程，轉(zhuǎn)而利用Matlab強(qiáng)大的數(shù)組處理功能將其解決。Matlab完善的圖形處理功能是其被科研人員所推崇的原因之一，但因其圖形擁有獨(dú)立的窗口，嚴(yán)重影響了整體界面美觀和用戶交互體驗(yàn)，所以Matlab圖形嵌入是混合編程中不可回避的問題。對(duì)此將通過實(shí)例介紹兩種圖形嵌入方法并分析說明其優(yōu)缺點(diǎn)和相關(guān)細(xì)節(jié)。

本文示例均在Matlab R2008a和VC 6.0平臺(tái)下完成，且通過調(diào)試能夠正常運(yùn)行。

1 Excel文件讀取方法

VC平臺(tái)下的Excel文件讀取方式復(fù)雜難懂，但如果使用Matlab與VC的混合編程方式編寫將更加簡(jiǎn)便，而且擁有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性。下面代碼詳細(xì)講解了該過程。

(1)在Matlab平臺(tái)下建立CExcelRead.m文件，代碼如下：

保存文件后，使用deploytool工具將其制作成名為FileOpen的COM(封裝 MCR)，注冊(cè)該控件并將相應(yīng)的文件拷貝到MFC的工程中，對(duì)于基礎(chǔ)操作此處不再贅述。

(2)在VC平臺(tái)下創(chuàng)建名為PCA的基于對(duì)話框的MFC工程,添加一打開文件的按鈕控件,ID為ID_FILE_OPEN。篇幅所限只給出部分核心代碼，首先在Dlg類中添加3個(gè)私有成員變量用以保存Matlab讀取的數(shù)據(jù)及行列值，即:

}上述C++代碼中省略了異常處理和相關(guān)的內(nèi)存、COM釋放代碼，由于代碼比較簡(jiǎn)單所以不做進(jìn)一步解析。請(qǐng)注意，下面將省略COM初始化及實(shí)例化等相同代碼。

(3)需要重點(diǎn)說明的是該方法的擴(kuò)展性。通常Excel文件中保存多個(gè)工作區(qū)，有時(shí)用戶可能需要打開同一Excel文件中不同工作區(qū)中的數(shù)據(jù)，常規(guī)方法實(shí)現(xiàn)過于復(fù)雜，但對(duì)于本文介紹的方法可以通過修改添加幾條語句即可實(shí)現(xiàn)。首先，新建一個(gè)m文件用來處理工作區(qū)的選擇，代碼如下:

由于返回值是一個(gè)cell數(shù)組，所以VC平臺(tái)要使用CStringArray數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存返回值，并顯示各工作區(qū)名稱供用戶選擇。然后，通過人機(jī)交互將用戶選擇的工作區(qū)參數(shù)保存并傳遞至CExcelRead.m，通過在CExcelRead.m增加一個(gè)工作區(qū)選擇參數(shù)，并對(duì)代碼稍作修改即可。

2 二維數(shù)組參數(shù)的傳遞與輸出[2]

下面以主成分分析為例介紹基于COM的Matlab與VC混合編程中二維數(shù)組參數(shù)處理。

(1)主成分分析pcamat.m代碼如下:

綜上，二維數(shù)組參數(shù)處理就是使用reshape()函數(shù)對(duì)輸入輸出數(shù)據(jù)維數(shù)進(jìn)行變換來完成操作。

3 Matlab圖像嵌入VC界面[3]

3.1 基于CWnd類的圖像嵌入

在Windows操作系統(tǒng)下，所有應(yīng)用程序的窗口都是基于MFC中的CWnd類。所以可以通過調(diào)用該類或其派生類中的方法實(shí)現(xiàn)圖像嵌入?；舅枷耄涸贛atlab平臺(tái)下用COM封裝產(chǎn)生圖形窗口的程序；在VC平臺(tái)獲取Figure窗口的句柄，將Figure窗口設(shè)為VC程序的子窗口；(3)將Figure窗口移動(dòng)到指定顯示位置。

程序?qū)崿F(xiàn)如下:

(1)將原pcamat.m進(jìn)行修改,添加生成圖像的相關(guān)代碼

(2)封裝打包成名為figure的 COM組件，并完成注冊(cè)等相關(guān)操作。因?yàn)樾薷暮蟮膍文件運(yùn)行結(jié)果包含輸出結(jié)果和圖像兩部分，所以下面有關(guān)圖像處理的代碼依然在PCATest控件的響應(yīng)函數(shù)中。

運(yùn)行結(jié)果如圖1所示。該方法的缺點(diǎn)是，在圖像生成時(shí)會(huì)有閃爍現(xiàn)象。而優(yōu)點(diǎn)是前面提到的可以繼續(xù)使用Matlab提供的工具欄。鑒于該缺點(diǎn)影響整體美觀，所以引入下面第二種方法。

3.2 基于Bitmap類的圖像嵌入

通過Bitmap類將Matlab生成的.bmp文件加載到VC工程中，使用Bitmap類中的成員函數(shù)對(duì)圖像進(jìn)行處理。由于相關(guān)函數(shù)可以通過幫助手冊(cè)獲取,所以此處不再給出相應(yīng)代碼，運(yùn)行結(jié)果如圖2所示。該方法避免了方法一生成圖像時(shí)的閃爍現(xiàn)象,但是BMP圖像顯示效果較差而且無法使用Matlab提供的工具菜單,這是其不足之處。

使用COM組件進(jìn)行混合編程時(shí)，往往習(xí)慣于在VC平臺(tái)下思考所遇到的問題，但是這樣不僅使得問題可能變得復(fù)雜化，或得不到妥善解決，而且也違背了“混合”的初衷。二維數(shù)組參數(shù)處理就是一個(gè)很好的例證。其次，充分利用Matlab特性可以使得程序具備良好的擴(kuò)展性和穩(wěn)定性，對(duì)Excel文件讀取方式進(jìn)行的擴(kuò)展，明顯使軟件更加人性化。對(duì)于圖像嵌入問題，雖然文中提出的兩種嵌入方式可以滿足基本需求，但是仍然存在一些瑕疵，還需要進(jìn)一步研究。

[1]MCKINNEY B.Article 5.The Safe OLE Way of Handling Arrays.MSDN,2001.

[2]劉維.精通 Matlab與 C++混合程序設(shè)計(jì)(第 2版)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008.

[3]董維國.深入淺出Matlab 7.X混合編程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.