Mathematica 和 C/C++的混合编程 ZT

文选流氓

发信人: observer (笑看人生), 信区: Science
标　题: mathematica 和 C/C++的混合编程 -observer
发信站: Unknown Space - 未名空间 (Thu May 27 14:49:38 2004), 转信
  
网上已经有matlab 和 c的混合编程，
  
我就来写个mathematica 和 C/C++的混合编程吧，只图方便
  
- observer
  
mathematica的数学运算在有些方面比 matlab 要全一些，symbolic computing就不
用说了，
  
比如我感兴趣的 non-square的矩阵求逆， mathematica可以直接做，  
  
matlab还要自己调svd,剔除无效singular value，再算逆矩阵，
  
还有spherical harmonics，mathematica 可以直接求
  
当然matlab和mathematica 我两个都用，
  
我比较喜欢的是用mathematica和matlab完成那些公式函数太多的运算，
  
调函数的方式在matlab和mathematica下效率是优化过的，所以不慢
  
而剩下的“苦”活就由我用c/c++来写好了
  
以下基于mathematica 5.0 的 mathlink 和 VC6，  
  
mathlink支持很多接口，包括tcp/ip, 也就是装mathematica的机器可以不在本地
  
mathematica 好象没有做成 matlab那样，可以直接调用dll
  
而是用一个 mathlink的c/c++ 接口，即你的程序只和mathlink建立连接，
  
由mathlink启动mathematica kernal并将结果返回给你。
  
也就是说当你调用mathmatic函数时，mathematica主程序是单独运行的
  
(1) 先配置vc 的ide
  
把mathematica 为 vc写的include, lib, bin 目录加到 vc->tools->directories
， 怎么加不用说了吧
  
mathematica 的这些目录缺省在
  
C:Program FilesWolfram ResearchMathematica.0AddOnsMathLinkDevelo
perKitWindowsCompilerAdditionsMLDev32
  
(2) 在你的vc project->settings->link->library modules下加入mathematica 的
lib文件"ML32I2M.LIB"
  
否则link你的程序时那些接口函数会找不到地
  
别的编译器也有mathematica提供的类似的lib文件，就不多说了
  
至于dll文件在你装mathematica时就设置好了，不用操心
  
(3) 在你的接口程序中 include mathlink的头文件"mathlink.h"
  
下面来分两种情况说混合编程
  
1. C/C++ 中调用mathematica  
  
例子是从 help doc里面改出来的，运行通过
  
唯一要说明的是当建立mathlink时提示要找的exe是mathematica的keneral  
  
而不是你自己程序编译出来的exe
  
如果参数用
  
  -linkname "mathematica 的 kernal程序的完整路径"
  
可以省却每次都去找路径的麻烦
[php]
/* To run this program use the command-line below:
  
  *      Unix:           quotient -linkname "math -mathlink"
  
  *      Mac or Windows: quotient -linkmode launch
  
  */
  
#include <stdio.h>
  
#include <stdlib.h>
  
#include "mathlink.h"
  
extern int mlmactty_init( char*** argvp);
  
static void init_and_openlink( int argc, char* argv[]);
  
MLENV ep = (MLENV)0;
  
MLINK lp = (MLINK)0;
  
int main( int argc, char* argv[])
  
{
  
         int pkt, m, n, q;
  
         init_and_openlink( argc, argv);
  
         
  
         MLActivate(lp);
  
//      printf( "Two integers m/n: ");
  
//      if( scanf( "%d/%d", &m, &n) != 2 && scanf( "%d %d", &m, &n) != 2)
  
//              exit(-1);
  
         m = 4;
  
         n = 2;
  
         /* Send EvaluatePacket[ Quotient[ m, n]] */
  
         MLPutFunction( lp, "EvaluatePacket", 1L);
  
                 MLPutFunction( lp, "Quotient", 2L);
  
                         MLPutInteger( lp, m);
  
                         MLPutInteger( lp, n);
  
         MLEndPacket( lp);
  
         
  
         /* skip any packets before the first ReturnPacket */
  
         while( (pkt = MLNextPacket( lp), pkt) && pkt != RETURNPKT)
  
                 MLNewPacket( lp);
  
         
  
         /* inside the ReturnPacket we expect an integer */
  
         MLGetInteger( lp, &q);
  
         
  
         printf( "quotient = %d ", q);
  
         
  
         /* quit Mathematica */
  
         MLPutFunction( lp, "Exit", 0);
  
         return 0;
  
}
  
static void deinit( void)
  
{
  
         if( ep) MLDeinitialize( ep);
  
}
  
static void closelink( void)
  
{
  
         if( lp) MLClose( lp);
  
}
  
static void init_and_openlink( int argc, char* argv[])
  
{
  
         long err;
  
#if MACINTOSH_MATHLINK
  
         MLYieldFunctionObject yielder;
  
         argc = mlmactty_init( &argv);
  
#endif
  
         ep =  MLInitialize( (MLParametersPointer)0);
  
         if( ep == (MLENV)0) exit(1);
  
         atexit( deinit);
  
#if MACINTOSH_MATHLINK
  
         yielder = MLCreateYieldFunction( ep, NewMLYielderProc( MLDefaultYielder
, 0);
  
#endif
  
         lp = MLOpenArgv( ep, argv, argv + argc, &err);
  
         if(lp == (MLINK)0) exit(2);
  
         atexit( closelink);
  
         
  
#if MACINTOSH_MATHLINK
  
         MLSetYieldFunction( lp, yielder);
  
#endif
  
}
  [/php]

上面程序用几个接口函数将命令传给mathlink, 再从mathlink得到结果
  
命令具体格式和含义就看help 吧
  
(2) mathematica 调 c/c++
  
这个呢就比上面稍微麻烦一点
  
以mathematica 提供的例子 addtwo 为例
  
（缺省在C:Program FilesWolfram ResearchMathematica.0AddOnsMathLin
kDeveloperKitWindowsMathLinkExamples"下可以找到)
  
值得注意的是为了调用c/c++写的函数，需要声明该函数在mathematica里面的接口
，
  
就是如文件addtwo.tm所示的东西
  [php]
int addtwo P(( int, int));
  
: Begin:
  
: Function:       addtwo
  
: Pattern:        AddTwo[i_Integer, j_Integer]
  
: Arguments:      { i, j }
  
: ArgumentTypes:  { Integer, Integer }
  
: ReturnType:     Integer
  
: End:
  
: Evaluate: AddTwo::usage = "AddTwo[x, y] gives the sum of two machine in
tegers x and y."
   [/php]
然后用 前面提到的 bin 目录下的MPREP.EXE生成接口申明的addtwotm.c文件，
  
和addtwo.c的源c文件一块编译
  
注意，生成addtwotm.c这一步可以用vc ide 的custom build 完成即
  
include addtwo.tm 到你的project中去
  
project->setting->custom build->
  
在左边文件列表中选addtwo.tm, 在右边的commands中填入
  
mprep addtwo.tm -o addtwotm.c
  
在右边的ouput中填入
  
$(OutDir)addtwotm.c
  
第一次编译时就会在debug目录下输出addtwotm.c文件
  
include it 到你的project中，就可以编译通过了
  
运行时到mathematica中，
  
link = Install[LinkLaunch["AddTwo"]];
  
就会要你找到该外部命令的exe，也就是刚刚编译出来的exe
  
剩下的就是在mathematica中敲
  
AddTwo[2, 3]之类的运行该命令了
  
网上URL:  
  
www.mathematica.com
  
http://documents.wolfram.com/v5/ ... /Windows/index.html
  
上面的例子我都运行通过了，如果我有什么遗漏，欢迎指正
  
嗯，版权归observer所有

--
※ 来源:．Unknown Space - 未名空间 mitbbs.com．[FROM: 141.210.]

（按：呵呵，Mathematica Dos版是我上大学用的第一个数学计算软件，不过后来基本使用Matlab啦。存个目，以防万一吧）

雪无痕

ＹＯＨＯ～打个招呼～
老流氓还在不？
为啥我本来有３０００多贴，现在就这么点点啦？
这里一堆人我不认识了。。。昏。。。

路路

时过境迁，物是人非。

文选流氓

最初由 雪无痕 发布
[B]ＹＯＨＯ～打个招呼～
老流氓还在不？
为啥我本来有３０００多贴，现在就这么点点啦？
这里一堆人我不认识了。。。昏。。。 [/B]

估计你以前灌水太多，被斑竹们收拾了吧。嘿嘿。