MATLAB. Программирование на Visual C#, Borland JBuilder, VBA : учебный курс (2000,00 руб.)

Стр.3

Стр.5

Стр.6

Стр.7

Стр.8

Стр.9

Стр.10

Стр.11

Стр.12

Стр.13

Стр.14

Стр.15

Стр.16

УДК 519.68 ББК 32.913 С51 С51 Смоленцев, Николай Константинович. MATLAB. Программирование на Visual C#, Borland JBuilder, VBA : учебный курс / Н. К. Смоленцев. — 3-е изд., эл. — 1 файл pdf : 457 с. — Москва : ДМК Пресс, 2023. — Систем. требования: Adobe Reader XI либо Adobe Digital Editions 4.5 ; экран 10". — Текст : электронный. ISBN 978-5-89818-500-8 Данная книга посвящена изложению методов использования математических процедур MATLAB® при создании Windows-приложений, работающих независимо от MATLAB. Книга содержит введение в MATLAB и описание пакетов расширения MATLAB, позволяющих создавать компоненты, которые могут быть использованы при программировании на С++, Borland JBuilder, VBA в Excel и Visual Studio 2005. Кратко изложены необходимые сведения по языкам программирования Java и C#. Подробно рассматриваются примеры создания программ на Borland JBuilder, дополнений к Excel и программ на Visual C#, которые используют математические процедуры, разработанные на MATLAB. Освоение технологии использования математических возможностей MATLAB в других языках программирования позволит создавать полноценные Windows-приложения с развитой графической средой, в которых возможна реализация сложных математических алгоритмов. Книга предназначена студентам и преподавателям ВУЗов по специальностям, близким к прикладной математике, профессиональным программистам, которые сталкиваются с проблемами реализации математических алгоритмов, и MATLAB-программистам, которые хотят использовать другие языки программирования для реализации алгоритмов MATLAB в виде законченных и независимых от MATLAB приложений. УДК 519.68 ББК 32.913 Электронное издание на основе печатного издания: MATLAB. Программирование на Visual C#, Borland JBuilder, VBA : учебный курс / Н. К. Смоленцев. — 2-е изд. — Москва : ДМК Пресс, 2014. — 456 с. — ISBN 978-5-94074-771-0. — Текст : непосредственный. Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельцев авторских прав. Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но поскольку вероятность технических ошибок все равно существует, издательство не может гарантировать абсолютную точность и правильность приводимых сведений. В связи с этим издательство не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги. В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации. ISBN 978-5-89818-500-8 © Смоленцев Н. К. © Оформление, издание, ДМК’Пресс, 2014

Стр.3

Содержание Предисловие................................................................ 16 Глава 1. Основы работы в системе MATLAB®.......................................................................... 19 1.1. Система компьютерной математики MATLAB® .............. 20 1.1.1. Основные компоненты системы MATLAB ................. 21 1.1.2. Инструментальные средства рабочего стола MATLAB ............................................................................ 21 1.1.3. Константы и системные переменные MATLAB ......... 27 1.1.4. Типы данных MATLAB............................................... 28 1.2. Основы работы с MATLAB® ............................................ 31 1.2.1. Запуск MATLAB и начало работы.............................. 31 1.2.2. Задание массивов................................................... 33 Задание одномерных массивов ................................. 33 Задание двумерных массивов ................................... 34 1.2.3. Операции над массивами........................................ 36 1.2.4. Решение систем линейных уравнений ..................... 39 Символьная математика пакета расширения Symbolic Math ............................................................ 40 1.2.5. Мфайлы ................................................................. 42 1.2.6. Чтение и запись текстовых файлов .......................... 44 1.2.7. Операции с рабочей областью и текстом сессии .............................................................. 47 1.3. Массивы символов ....................................................... 49 1.3.1. Задание массива символов ..................................... 49 1.3.2. Общие функции....................................................... 49 1.3.3. Проверка строк ....................................................... 51

Стр.5

Содержание 5 1.3.4. Операции над строками .......................................... 51 1.3.5. Преобразование чисел в символы и обратно ........... 52 1.3.6. Функции преобразования систем счисления ........... 54 1.3.7. Вычисление строковых выражений.......................... 55 1.4. Массивы ячеек ............................................................. 55 1.4.1. Создание массивов ячеек ....................................... 56 1.4.2. Доступ к данным в ячейках ...................................... 58 1.4.3. Вложенные массивы ячеек ...................................... 60 1.4.4. Массивы ячеек, содержащих структуры .................. 61 1.4.5. Многомерные массивы ячеек .................................. 62 1.5. Массивы структур ........................................................ 62 1.5.1. Построение структур ............................................... 63 1.5.2. Доступ к полям и данным структуры ........................ 64 1.5.3. Многомерные массивы структур ............................. 67 1.6. Программирование в среде MATLAB ............................ 67 1.6.1. Мфункции .............................................................. 67 1.6.2. Операторы системы MATLAB .................................. 73 1.6.3. Управление последовательностью исполнения операторов ................................................... 76 1.6.4. Вычисление символьных выражений ....................... 80 1.6.5. Ошибки и предупреждения ..................................... 81 1.6.6. Повышение эффективности обработки Мфайлов... 82 Глава 2. Компилятор MATLAB® версии 4.6 ..................................................................... 85 2.1. Основы работы с Компилятором MATLAB® .................... 86 2.1.1. Назначение Компилятора MATLAB ........................... 86 2.1.2. Инсталляция и конфигурирование........................... 87 2.1.3. Пример использования Компилятора ...................... 88

Стр.6

6 Создание Windowsприложений Среда разработки Deployment Tool ............................ 88 Создание приложения ............................................... 90 Использование команды mcc ..................................... 93 2.1.4. Среда выполнения компоненты MATLAB, библиотека MCR ............................................................... 94 2.1.5. Файлы, создаваемые Компилятором....................... 95 Технологический файл компоненты (CTF) .................. 96 Файлы обертки .......................................................... 96 2.2. Процесс создания компонента MATLAB® ...................... 97 2.2.1. Процесс создания компонента ................................ 97 2.2.2. Управление путями при компиляции ....................... 98 2.3. Работа с mcc и mbuild ................................................. 100 2.3.1. Работа с mcc ......................................................... 101 Обычное использование mcc ................................... 101 Опции mcc ............................................................... 102 Порядок использования опций ................................ 105 Использование файлов групп .................................. 106 Создание файлов обертки ....................................... 107 2.3.2. Использование псевдокомментариев ................... 108 2.3.3. Несколько полезных замечаний ............................ 109 2.3.4. Функция mbuild ..................................................... 110 2.4. Примеры создания автономных приложений и библиотек .................................................. 111 2.4.1. Библиотеки совместного использования .............. 111 Библиотека совместного использования C .............. 111 Функции, создаваемые из mфайлов ....................... 118 Использование varargin и varargout в интерфейсе mфункции .............................................................. 119 C++ библиотека совместного использования .......... 119 2.4.2. Создание автономных приложений ....................... 122 Создание кода только из mфайлов ......................... 123 Объединение Мфайлов и кода C или C++ ............... 124

Стр.7

Содержание 7 2.5. Классы C++ Компилятора 4.6 MATLAB® ....................... 127 2.5.1. Основные типы данных .......................................... 127 2.5.2. Класс mwArray ....................................................... 128 Конструкторы .......................................................... 128 Методы копирования ............................................... 130 Методы получения информации о массиве.............. 130 Методы сравнения................................................... 132 Методы доступа к элементам массива mwArray ....... 132 Операторы............................................................... 134 Статические методы ................................................ 135 2.5.3. Класс mwString ...................................................... 136 Конструкторы .......................................................... 136 Методы.................................................................... 136 Операторы............................................................... 136 2.5.4. Класс mwException ................................................ 137 Конструкторы .......................................................... 137 Методы.................................................................... 138 Операторы............................................................... 138 2.6. Внешние интерфейсы ................................................ 138 2.6.1. Процедуры доступа к MATфайлам ........................ 139 2.6.2. Операции с массивами mxArray ............................. 139 2.7. Передача значений между C/C++ double, mxArray и mwArray ............................................................. 141 2.7.1 Преобразование значений между C/C++ double и mxArray ........................................................................ 142 Преобразование скаляров ....................................... 142 Преобразование векторов ....................................... 142 Преобразование матриц .......................................... 143 2.7.2 Преобразование значений из C/C++ double в mwArray........................................................................ 143 Преобразование скаляров ....................................... 143 Преобразование векторов ....................................... 143 Преобразование матриц .......................................... 143

Стр.8

8 Создание Windowsприложений 2.7.3 Преобразование значений из mwArray в C/C++ double............................................................................. 144 Преобразование скаляров ....................................... 145 Преобразование векторов ....................................... 145 Преобразование матриц .......................................... 145 2.7.4. Вспомогательные функции преобразования данных .. 145 Преобразование значений из C/C++ double в mxArray ................................................................. 146 Преобразование значений из mxArray в C/C++ double . 147 Преобразование из C/C++ double в mwArray ............ 149 Преобразование mwArray в C/C++ double................. 149 Пример создания заголовочного файла ................... 150 2.8. Математическая библиотека C++ MATLAB® 6.5 ........... 151 2.8.1. Расположение файлов математической библиотеки С++ .............................................................. 152 2.8.2. Документация Математической библиотеки MATLAB C++ ................................................................... 153 2.8.3. Знакомство с Математической библиотекой MATLAB C++ ................................................................... 154 2.8.4. Работа с массивами mwArray ................................. 155 Числовые массивы .................................................. 156 2.8.5. Подключение математических библиотек к Borland C++ Builder ....................................................... 160 2.8.6. Примеры приложений использующих математические библиотеки .......................................... 161 Чтение, обработка и запись данных ......................... 162 Построение графиков данных mwArray..................... 166 Глава 3. Создание компонентов для Java при помощи Java Builder ..................................... 171 3.1. Язык программирования Java..................................... 172 3.1.1. Основные элементы программирования на Java ... 173 Первая программа на Java ....................................... 173 Комментарии и имена.............................................. 175 Константы................................................................ 175

Стр.9

Содержание 9 Типы данных ............................................................ 176 Операции ................................................................ 182 Операторы............................................................... 184 Массивы .................................................................. 187 3.1.2. Классы в Java ........................................................ 189 Понятие класса ........................................................ 189 Как описать класс и подкласс .................................. 191 Окончательные члены и классы ................................ 193 Класс Object ............................................................ 193 Опертор new ............................................................ 194 Конструкторы класса ............................................... 194 Статические члены класса ....................................... 195 Метод main() ............................................................ 196 Где видны переменные ............................................ 196 Вложенные классы................................................... 197 Пакеты и интерфейсы .............................................. 197 Структура Javaфайла .............................................. 200 3.2. Введение в Java Builder .............................................. 201 3.2.1. Общие сведения о MATLAB Builder для Java ........... 201 3.2.2. Графический интерфейс пользователя MATLAB Builder для Java .............................................................. 203 3.2.3. Создание компонента Java ................................... 205 3.2.4. Использование командной строки для создания компонента .................................................................... 208 3.2.5. Разработка приложения, использующего компонент ...................................................................... 210 3.2.6. Обсуждение примера магического квадрата ......... 213 3.3. Массивы MATLAB в Java ............................................. 214 3.3.1. Использование методов класса MWArray ............... 215 Построение MWArray ............................................... 216 Методы получения информации о MWArray .............. 216 Методы получения и задания данных в MWArray ....... 218 Методы копирования, преобразования и сравнивнения массивов MWArray .......................... 220

Стр.10

10 Создание Windowsприложений Методы для использования на разреженных массивах MWArray.................................................... 221 3.3.2. Использование MWNumericArray ........................... 222 Построение различных типов числовых массивов .... 223 Методы уничтожения MWNumericArray ..................... 227 Методы для получения информации о MWNumericArray .................................................... 227 Методы доступа к элементам и задания элементов MWNumericArray .................... 228 Методы копирования, преобразования и сравнения массивов MWNumericArray ................... 232 Методы возвращения значений специальных констант .................................................................. 233 Методы toTypeArray и getTypeArray преобразования массивов данных ........................... 234 Методы работы с разреженными массивами MWNumericArray ...................................................... 235 3.3.3. Работа с логическими, символьными и массивами ячеек ......................................................... 237 3.3.4. Использование MWClassID .................................... 239 Поля MWClassID ....................................................... 240 Методы класса MWClassID ....................................... 240 3.3.5. Использование класса MWComplexity .................... 240 3.4. Примеры приложений Java ......................................... 241 3.4.1. Пример спектрального анализа ............................. 241 Построение компонента .......................................... 241 Разработка приложения, использующего компонент ............................................................... 244 3.4.2. Пример матричной математики............................. 248 Построение компонента .......................................... 251 Разработка приложения, использующего компонент ............................................................... 250 3.5. Некоторые вопросы программирования ..................... 255 3.5.1. Импорт классов и создание экземпляра класса..... 255

Стр.11

Содержание 11 3.5.2. Правила обращения к методам Java Builder ........... 255 Стандартный интерфейс.......................................... 256 Интерфейс mlx ......................................................... 257 3.5.3. Правила преобразования данных MATLAB и Java ... 258 Автоматическое преобразование в тип MATLAB ....... 259 Преобразование типов данных вручную ................... 260 3.5.4. Аргументы методов Java Builder ............................ 262 Передача неопределенного числа параметров ........ 262 Получение информации о результатах методов ....... 264 Передача объектов Java по ссылке .......................... 266 3.5.5. Обработка ошибок ................................................ 266 Обработка исключений MWException ....................... 266 Обработка общих исключений ................................. 268 3.5.6. Управление собственными ресурсами .................. 269 Использование «сборки мусора» JVM ...................... 269 Использование метода dispose ................................ 269 3.6. Среда проектирования JBuilder .................................. 271 3.7. Примеры создания приложений с использованием классов Java Builder ............................. 277 3.7.1. Объем nмерного шара и площадь (n1)мерной сферы ...................................... 278 Создание компонента Java Builder ........................... 278 Создание приложения JBuilder ................................ 279 Создание пакета для распространения приложения ........................... 283 3.7.2. Магический квадрат .............................................. 285 Глава 4. MATLAB Builder для Excel.................. 291 4.1. Введение ................................................................... 292 4.1.1. Создание компонента для Excel ............................ 294 4.1.2. Установка компонента на другие машины.............. 297

Стр.12

12 Создание Windowsприложений 4.1.3. Мастер функций .................................................... 298 4.1.4. Работа с компонентами в Excel .............................. 303 4.2. Общие вопросы создания компонент Excel Builder...... 305 4.2.1. Процедура создания компонента .......................... 305 4.2.2. Регистрация компонента ....................................... 306 4.2.3. Разработка новых версий ...................................... 307 4.3. Пример создания дополнения для спектрального анализа ............................................... 308 4.3.1. Построение компонента ........................................ 308 4.3.2. Подключение компонента к Excel с использованием VBA.................................................... 311 4.3.3. Создание формы Visual Basic................................. 314 4.3.4. Добавление пункта меню Spectral Analysis в Excel .... 317 4.3.5. Тестирование дополнения .................................... 319 4.3.6. Упаковка и распространение дополнения.............. 320 4.3.7. Обсуждение программы VBA ................................. 321 4.3.8. Использование флагов .......................................... 324 4.4. Библиотека утилит Excel Builder .................................. 326 4.4.1. Функции MATLAB Builder для Excel ......................... 326 4.4.2. Библиотека утилит Excel Builder............................. 327 Класс MWUtil ............................................................ 328 Класс MWFlags ......................................................... 328 Class MWStruct ......................................................... 330 Класс MWField.......................................................... 330 Класс MWComplex.................................................... 330 Class MWSparse ....................................................... 331 Класс MWArg............................................................ 331 Перечисления .......................................................... 332 4.5. Справка по VBA .......................................................... 333

Стр.13

Содержание 13 Глава 5. Создание компонентов для .NET при помощи .NET Builder ..................................... 341 5.1. Среда разработки Microsoft .NET ................................ 342 5.1.1. Основные элементы платформы Microsoft .NET ..... 342 Новые понятия ......................................................... 343 5.1.2. Среда выполнения .NET Framework ....................... 346 5.1.3. Стандартная система типов .................................. 347 5.1.4. Общая спецификация языков программирования .... 349 5.2. Основы языка C#........................................................ 349 5.2.1. Элементы синтаксиса языка C#............................. 350 Алфавит и слова C# ................................................. 350 Структура программы C#......................................... 351 Переменные и константы C#.................................... 352 Объявление переменных. Область видимости и время жизни ......................................................... 353 5.2.2. Система типов ...................................................... 354 Значимые и ссылочные типы.................................... 355 Системные встроенные типы ................................... 356 Приведение типов ................................................... 357 Логический тип ........................................................ 359 Строковые и символьные типы ................................ 359 Перечисления.......................................................... 360 Организация системы типов .................................... 361 5.2.3. Массивы ............................................................... 362 5.2.4. Операции и выражения ......................................... 365 5.2.5. Управление последовательностью выполнения операторов .................................................................... 367 Оператор if...else условного перехода...................... 367 Оператор switch ....................................................... 368 Оператор цикла while ............................................... 369 Оператор цикла do... while ........................................ 369

Стр.14

14 Создание Windowsприложений Оператор цикла for .................................................. 370 Операторы break и continue ..................................... 370 5.2.6. Класс и структура .................................................. 371 Классы..................................................................... 371 Структуры ................................................................ 375 Интерфейсы ............................................................ 375 5.2.7. Отражение ............................................................ 376 5.3. Введение в .NET Builder .............................................. 377 5.3.1. Библиотека классов .NET MWArray......................... 379 5.3.2. Правила преобразования данных .......................... 381 5.3.3. Интерфейсы, создаваемые .NET Builder ................ 384 5.3.4. Задание сборки компонента и пространства имен ... 387 5.4. Создание консольный приложений............................. 387 5.4.1. Пример магического квадрата............................... 388 Создание .NET компонента ...................................... 388 Использование компонента в приложении ............... 391 5.4.2. Пример матричной математики............................. 395 Создание .NET компонента ...................................... 395 Использование компонента в приложении ............... 396 5.4.3. Использование командной строки для создания компоненты .NET....................................... 400 5.5. Некоторые вопросы программирования с компонентами .NET Builder ............................................. 402 5.5.1. Обязательные элементы программы ..................... 402 5.5.2. Передача входных параметров .............................. 404 Примеры передачи входных параметров ................. 405 Передача массива вводов........................................ 406 Обработка глобальных переменных MATLAB ............ 407 Обработка возвращаемых значений ........................ 407 Использование запросов MWArray ........................... 408 5.5.3. Обработка ошибок ................................................ 409 5.5.4. Управление родными ресурсами ........................... 410

Стр.15

Содержание 15 5.5.5. Преобразования между типами C# и MWNumericArray .......................................................... 412 Преобразование скаляров ....................................... 412 Преобразование векторов ....................................... 413 Преобразование матриц .......................................... 414 5.6. Среда разработки Visual Studio 2005........................... 415 5.6.1. Создание нового проекта ...................................... 419 5.7. Программирование на Visual Studio 2005 с использованием математических процедур MATLAB ...... 420 5.7.1. Вычисление интегралов ........................................ 421 Создание .NET компонента ...................................... 421 Создание приложения ............................................. 422 5.7.2. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений ...................................................................... 429 Создание .NETкомпонента ODE ............................... 429 Создание Windowsприложения ............................... 432 5.7.3. Открытие, обработка и сохранение файлов ........... 440 Создание .NETкомпонента....................................... 440 Создание приложения ............................................. 442 Предметный указатель ........................................ 450 Содержание компактдиска.............................. 451 Литература ................................................................. 455

Стр.16