將 3D 矩陣從 MATLAB 傳遞到 C.

在這個例子中，我們將說明如何從 MATLAB 中獲取雙實型 3D 矩陣，並將其傳遞給 C double*陣列。

此示例的主要目標是展示如何從 MATLAB MEX 陣列獲取資料，並突出顯示矩陣儲存和處理中的一些小細節。

matrixIn.cpp

#include "mex.h"

void mexFunction(int  nlhs , mxArray *plhs[],
        int nrhs, mxArray const *prhs[]){
   // check amount of inputs
   if (nrhs!=1) {
        mexErrMsgIdAndTxt("matrixIn:InvalidInput", "Invalid number of inputs to MEX file.");
    }
   
   // check type of input
   if( !mxIsDouble(prhs[0]) || mxIsComplex(prhs[0])){
        mexErrMsgIdAndTxt("matrixIn:InvalidType",  "Input matrix must be a double, non-complex array.");
   }
   
   // extract the data
   double const * const matrixAux= static_cast<double const *>(mxGetData(prhs[0]));

   // Get matrix size
   const mwSize *sizeInputMatrix= mxGetDimensions(prhs[0]);

   // allocate array in C. Note: its 1D array, not 3D even if our input is 3D
   double*  matrixInC= (double*)malloc(sizeInputMatrix[0] *sizeInputMatrix[1] *sizeInputMatrix[2]* sizeof(double));

  
   // MATLAB is column major, not row major (as C). We need to reorder the numbers
   // Basically permutes dimensions   

   // NOTE: the ordering of the loops is optimized for fastest memory access! 
   // This improves the speed in about 300% 

    const int size0 = sizeInputMatrix[0]; // Const makes compiler optimization kick in
    const int size1 = sizeInputMatrix[1];
    const int size2 = sizeInputMatrix[2];
    
    for (int j = 0; j < size2; j++)
    {
        int jOffset = j*size0*size1; // this saves re-computation time
        for (int k = 0; k < size0; k++)
        {
            int kOffset = k*size1; // this saves re-computation time
            for (int i = 0; i < size1; i++)
            {
                int iOffset = i*size0; 
                matrixInC[i + jOffset + kOffset] = matrixAux[iOffset + jOffset + k];
            }
        }
    }

    // we are done!

    // Use your C matrix here

    // free memory
    free(matrixInC);
    return;
}

需要注意的相關概念：

• MATLAB 矩陣在記憶體中都是 1D，無論它們在 MATLAB 中使用多少維度。對於 C / C++庫中的大多數（如果不是全部）主矩陣表示也是如此，因為它允許優化和更快的執行。

• 你需要在迴圈中將矩陣從 MATLAB 顯式複製到 C.

• MATLAB 矩陣按列主要順序儲存，如 Fortran，但 C / C++和大多數現代語言都是行主要。置換輸入矩陣很重要，否則資料看起來會完全不同。

此示例中的相關功能是：

• mxIsDouble 檢查輸入是否為 double 型別。
• mxIsComplex 檢查輸入是實數還是虛數。
• mxGetData 返回指向輸入陣列中實際資料的指標。NULL 如果沒有真實資料。
• mxGetDimensions 返回一個指向 mwSize 陣列的指標，其中包含每個索引中維度的大小。