从 MATLAB 代码生成独立的 C/C++ 可执行文件

使用 MATLAB Coder App 生成 C 可执行文件

此示例说明如何使用 MATLAB^® Coder™ App 从 MATLAB 代码生成 C 可执行文件。在此示例中，您为 MATLAB 函数生成一个可执行文件，该函数用于生成随机标量值。使用该 App 可以执行以下操作：

生成一个示例 C main 函数，该函数调用生成的库函数。
复制并修改生成的 main.c 和 main.h。
修改工程设置，以便 App 可以找到修改后的 main.c 和 main.h。
生成可执行文件。

创建入口函数

在本地可写文件夹中，创建 MATLAB 函数 coderand，该函数在开区间 (0,1) 上基于标准均匀分布生成一个随机标量值：

function r = coderand() %#codegen
r = rand();

创建测试文件

在同一本地可写文件夹中，创建 MATLAB 文件 coderand_test.m，它调用 coderand。

function y = coderand_test()
y = coderand();

打开 MATLAB Coder

在 MATLAB 工具条的 App 选项卡上，点击代码生成下的 MATLAB Coder 图标。

该 App 会打开选择源文件页面。

指定源文件

在选择源文件页面中，键入或选择入口函数 coderand 的名称。
该 App 将使用默认名称 coderand.prj 在当前文件夹中创建一个工程。
点击下一步以转到定义输入类型步骤。该 App 将分析函数以查找编码问题并确定代码生成就绪情况。如果 App 发现问题，它将打开检查代码就绪性页面，您可以在其中查看和解决问题。在此示例中，由于 App 没有检测到问题，因此将打开定义输入类型页面。

定义输入类型

由于 C 使用静态定型，MATLAB Coder 必须在编译时确定 MATLAB 文件中所有变量的属性。您必须指定所有入口函数输入的属性。根据入口函数输入的属性，MATLAB Coder 可以推断 MATLAB 文件中所有变量的属性。

在此示例中，函数 coderand 没有输入。

点击下一步以转到检查运行时问题步骤。

检查运行时问题

检查运行时问题步骤从您的入口函数生成 MEX 文件，然后运行 MEX 函数并报告问题。此步骤是可选的。不过，建议最好执行此步骤。您可以检测并解决在生成的 C 代码中更难诊断出来的运行时错误。

要打开检查运行时问题对话框，请点击检查问题箭头。
选择或输入测试文件 coderand_test。
点击检查问题。
App 将为 coderand 生成一个 MEX 函数。它运行测试文件，将对 coderand 的调用替换为对 MEX 函数的调用。如果 App 在 MEX 函数生成或执行过程中检测到问题，它将提供警告和错误消息。您可以点击这些消息，导航到有问题的代码并修复问题。在本示例中，App 未检测到问题。
点击下一步以转到生成代码步骤。

生成 C main 函数

在生成可执行文件时，您必须提供一个 C/C++ 主函数。默认情况下，当您生成 C/C++ 源代码、静态库、动态链接库或可执行文件时，MATLAB Coder 会生成 main 函数。这一生成的主函数是一个模板，您可以针对您的应用程序修改该模板。请参阅使用示例主函数合并生成的代码。在复制和修改生成的主函数后，可以使用它来生成 C/C++ 可执行文件。您也可以编写自己的主函数。

在为 coderand 生成可执行文件之前，请生成 main 函数，该函数调用 coderand。

要打开生成对话框，请点击生成箭头。
在生成对话框中，将编译类型设置为源代码，将语言设置为 C。对于其他工程编译配置设置，请使用默认值。
点击更多设置。
在所有设置选项卡的高级下，确认生成示例主函数设置为生成但不编译示例主函数。点击关闭。
点击生成。
MATLAB Coder 生成一个 main.c 文件和一个 main.h 文件。App 指示代码生成成功。
点击下一步打开完成工作流页面。
在完成工作流页面的生成的输出下，您会看到 main.c 位于子文件夹 coderand\codegen\lib\coderand\examples 中。

复制生成的示例主文件

由于后续代码生成可能覆盖生成的示例文件，因此在修改这些文件之前，请将它们复制到 codegen 文件夹之外的一个可写文件夹中。对于此示例，请将 main.c 和 main.h 从子文件夹 coderand\codegen\lib\coderand\examples 复制到一个可写文件夹中，例如 c:\myfiles。

修改生成的示例主文件

在包含示例主文件副本的文件夹中，打开 main.c。

生成的 main.c

/*************************************************************************/
/* This automatically generated example C main file shows how to call    */
/* entry-point functions that MATLAB Coder generated. You must customize */
/* this file for your application. Do not modify this file directly.     */
/* Instead, make a copy of this file, modify it, and integrate it into   */
/* your development environment.                                         */
/*                                                                       */
/* This file initializes entry-point function arguments to a default     */
/* size and value before calling the entry-point functions. It does      */
/* not store or use any values returned from the entry-point functions.  */
/* If necessary, it does pre-allocate memory for returned values.        */
/* You can use this file as a starting point for a main function that    */
/* you can deploy in your application.                                   */
/*                                                                       */
/* After you copy the file, and before you deploy it, you must make the  */
/* following changes:                                                    */
/* * For variable-size function arguments, change the example sizes to   */
/* the sizes that your application requires.                             */
/* * Change the example values of function arguments to the values that  */
/* your application requires.                                            */
/* * If the entry-point functions return values, store these values or   */
/* otherwise use them as required by your application.                   */
/*                                                                       */
/*************************************************************************/

/* Include Files */
#include "main.h"
#include "coderand.h"
#include "coderand_terminate.h"

/* Function Declarations */
static void main_coderand(void);

/* Function Definitions */

/*
 * Arguments    : void
 * Return Type  : void
 */
static void main_coderand(void)
{
  double r;

  /* Call the entry-point 'coderand'. */
  r = coderand();
}

/*
 * Arguments    : int argc
 *                const char * const argv[]
 * Return Type  : int
 */
int main(int argc, const char * const argv[])
{
  (void)argc;
  (void)argv;

  /* The initialize function is being called automatically from your entry-point function. So, a call to initialize is not included here. */
  /* Invoke the entry-point functions.
     You can call entry-point functions multiple times. */
  main_coderand();

  /* Terminate the application.
     You do not need to do this more than one time. */
  coderand_terminate();
  return 0;
}

/*
 * File trailer for main.c
 *
 * [EOF]
 */

修改 main.c，使其打印 coderand 调用的结果：

在 main_coderand 中，删除以下行
```
double r;
```

在 main_coderand 中，将

r = coderand()

替换为：

printf("coderand=%g\n", coderand());

对于此示例，main 没有参量。在 main 中，删除以下行：
```
(void)argc;
(void)argv;
```
将 main 的定义更改为
```
int main()
```

修改后的 main.c

打开 main.h。

生成的 main.h

/*************************************************************************/
/* This automatically generated example C main file shows how to call    */
/* entry-point functions that MATLAB Coder generated. You must customize */
/* this file for your application. Do not modify this file directly.     */
/* Instead, make a copy of this file, modify it, and integrate it into   */
/* your development environment.                                         */
/*                                                                       */
/* This file initializes entry-point function arguments to a default     */
/* size and value before calling the entry-point functions. It does      */
/* not store or use any values returned from the entry-point functions.  */
/* If necessary, it does pre-allocate memory for returned values.        */
/* You can use this file as a starting point for a main function that    */
/* you can deploy in your application.                                   */
/*                                                                       */
/* After you copy the file, and before you deploy it, you must make the  */
/* following changes:                                                    */
/* * For variable-size function arguments, change the example sizes to   */
/* the sizes that your application requires.                             */
/* * Change the example values of function arguments to the values that  */
/* your application requires.                                            */
/* * If the entry-point functions return values, store these values or   */
/* otherwise use them as required by your application.                   */
/*                                                                       */
/*************************************************************************/
#ifndef MAIN_H
#define MAIN_H

/* Include Files */
#include <stddef.h>
#include <stdlib.h>
#include "rtwtypes.h"
#include "coderand_types.h"

/* Function Declarations */
extern int main(int argc, const char * const argv[]);

#endif

/*
 * File trailer for main.h
 *
 * [EOF]
 */

修改 main.h：
- 将 stdio 添加到包含文件中：
```
#include <stdio.h>
```
- 将 main 的声明更改为
```
extern int main()
```

修改后的 main.h

生成可执行文件

在修改生成的示例主文件后，打开之前创建的工程文件或从 App 中选择 coderand.m。您可以选择覆盖该工程，或以不同名称命名工程以同时保存这两个工程文件。

要打开生成代码页面，请展开工作流步骤，然后点击生成
要打开生成对话框，请点击生成箭头。
将编译类型设置为可执行文件(.exe)。
点击更多设置。
在自定义代码选项卡的其他源文件中，输入 main.c
在自定义代码选项卡的其他包括目录中，输入修改后的 main.c 和 main.h 文件的位置。例如，c:\myfiles。点击关闭。
要生成可执行文件，请点击生成。
App 指示代码生成成功。
点击下一步以转至完成工作流步骤。
在生成的输出下，您可以看到生成的可执行文件 coderand.exe 的位置。

运行可执行文件

要在 Windows^® 平台上的 MATLAB 中运行可执行文件，请执行以下命令：

system('coderand')

注意

此示例中可执行的 coderand 函数返回介于 0 到 1 之间的固定值。要生成每次执行都会产生新值的代码，请在 MATLAB 代码中使用 RandStream 函数。

在命令行中生成 C 可执行文件

在此示例中，您将创建一个生成随机标量值的 MATLAB 函数和一个调用此 MATLAB 函数的 C 主函数。然后指定函数输入参数的类型，指定主函数，并为 MATLAB 代码生成 C 可执行文件。

编写一个 MATLAB 函数 coderand，该函数在开区间 (0,1) 上基于标准均匀分布生成一个随机标量值：
```
function r = coderand() %#codegen
r = rand();
```

编写一个 C 主函数 c:\myfiles\main.c，它调用 coderand。例如：

/*
** main.c
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "coderand.h"
#include "coderand_terminate.h"

int main()
{
    /* The initialize function is called automatically from the generated entry-point function. 
       So, a call to initialize is not included here. */ 
    
    printf("coderand=%g\n", coderand());
    
    coderand_terminate();
    
    return 0;
}

注意

在此示例中，由于默认文件分区方法是为每个 MATLAB 文件生成一个文件，因此您要包含 "coderand_terminate.h"。如果您的文件分区方法设置为对所有函数只生成一个文件，请不要包含 "coderand_terminate.h"。

将代码生成参数配置为包含 C 主函数，然后生成 C 可执行文件：
```
cfg = coder.config('exe');
cfg.CustomSource = 'main.c';
cfg.CustomInclude = 'c:\myfiles';
codegen -config cfg coderand 
```
codegen 在当前文件夹中生成 C 可执行文件 coderand.exe。它在默认文件夹 codegen/exe/coderand 中生成支持文件。codegen 为所选代码替换库所需的头文件生成最小的 #include 语句集。

指定 C/C++ 可执行文件的主函数

生成可执行文件时，您必须提供 main 函数。对于 C 可执行文件，请提供 C 文件 main.c。对于 C++ 可执行文件，请提供 C++ 文件 main.cpp。确认包含主函数的文件夹中只有一个主文件。否则，main.c 将优先于 main.cpp，这会在生成 C++ 代码时导致错误。您可以从工程设置对话框、命令行或 Code Generation 对话框中指定主文件。

默认情况下，当您生成 C/C++ 源代码、静态库、动态链接库或可执行文件时，MATLAB Coder 会生成 main 函数。这一生成的主函数是一个模板，您可以针对您的应用程序修改该模板。请参阅使用示例主函数合并生成的代码。在复制和修改生成的主函数后，可以使用它来生成 C/C++ 可执行文件。您也可以编写自己的主函数。

将 MATLAB 函数转换为 C/C++ 库函数或 C/C++ 可执行文件时，MATLAB Coder 会生成一个初始化函数和一个终止函数。

如果您的文件分区方法设置为对每个 MATLAB 文件生成一个文件，则您必须在 main.c 中包含终止头函数。否则，不要将其包含在 main.c 中。
有关调用初始化和终止函数的详细信息，请参阅Use Generated Initialize and Terminate Functions。

指定主函数

使用 MATLAB Coder App 指定主函数

要打开生成对话框，请在生成代码页上点击生成箭头。
点击更多设置。
在自定义代码选项卡上，进行如下设置：
1. 将其他源文件设置为包含 main 函数的 C/C++ 源文件的名称。例如，main.c。有关详细信息，请参阅指定 C/C++ 可执行文件的主函数。
2. 将其他包括目录设置为 main.c 的位置。例如，c:\myfiles。

在命令行中指定主函数

设置代码生成配置对象的 CustomSource 和 CustomInclude 属性（请参阅配置编译设置）。CustomInclude 属性指示由 CustomSource 指定的 C/C++ 文件的位置。

为可执行文件创建配置对象：
```
cfg = coder.config('exe');
```
将 CustomSource 属性设置为包含 main 函数的 C/C++ 源文件的名称。（有关详细信息，请参阅指定 C/C++ 可执行文件的主函数。）例如：
```
cfg.CustomSource = 'main.c';
```
将 CustomInclude 属性设置为 main.c 的位置。例如：
```
cfg.CustomInclude = 'c:\myfiles';
```
使用命令行选项生成 C/C++ 可执行文件。例如，如果 myFunction 接受 double 类型的一个输入参数：
```
codegen -config cfg  myMFunction -args {0}
```
MATLAB Coder 将对主函数进行编译并将它与从 myMFunction.m 生成的 C/C++ 代码进行链接。