淺析 VC 與 MATLAB 聯合程式設計 (四) — 為什麼需要介面？

MATLAB 簡史與地位

MATLAB = MATrix + LABoratory。1970 年代末，Cleve Moler 教授為減輕學生編程負擔，設計呼叫 LINPACK/EISPACK 的 Fortran 介面。經 Little 推動，1984 年成立 MathWorks，核心改用 C 語言，新增圖形功能。短短幾年即取代控制領域封閉式軟體包，成為國際公認標準計算軟體。

現為科學工程計算最流行、應用最廣的軟體，廣泛用於自動控制、數學運算、信號分析、影像處理、財務分析等。憑藉強大計算繪圖、穩定演算法庫、簡潔高效語言，成為事實標準。歐美大學相關課程教科書均以 MATLAB 為內容，攻讀學位學生必修工具。國際學術期刊廣泛應用，工業界視為高效研發首選，NI LabVIEW、Cadence SPW 等軟體均建構於 MATLAB 之上，HP VXI、TI DSP、Gage 硬體亦支援 MATLAB。

實例：解線性方程組

方程組：

圖 1

C/C++ 實作 (VC 環境)

圖 2

編譯執行結果：

圖 3

MATLAB 實作

新增 .m 檔 (File → New → M-file)：

圖 4

輸入程式碼並存為 QJFCZ.m：

圖 5

命令視窗輸入 QJFCZ，結果：

x =
-0.1429
 2.7857
 0

結論

MATLAB 程式碼極簡潔，矩陣維度變化時幾乎無需修改程式，僅改資料即可。若在 VC 軟體中需求解 5 未知數方程組，純 C/C++ 程式碼量大，若能在 C/C++ 中用 MATLAB 等效指令將大幅減輕工作量。VC/MATLAB 介面即解決此問題：MATLAB 提供大量 C/C++ 重寫的庫函數、編譯工具可將 .m 檔轉為 C/C++/EXE/DLL/COM 等供直接呼叫。開發時以 VC 做漂亮介面，複雜數值運算交給 MATLAB，再透過介面技術整合，大幅減少開發時間。MATLAB 本身有 GUI 但需 MATLAB 環境，若要脫離 MATLAB 執行，可在 VC 中呼叫 MATLAB GUI。

事實上 MATLAB 與 Fortran、VB、Java、SPSS、Excel、Word 等均有介面，本質皆是透過介面呼叫 MATLAB 功能。