Java 调用 Matlab 程序（Java 和 Matlab 混合编程）

wshunli2018-10-202026-01-27

本文介绍 Java 调用 Matlab 程序（Java 和 Matlab 混合编程）流程方法。

环境搭建

1、 Java 环境，建议使用如下版本。

Java™ SE Development Kit 8, Update 151 (JDK 8u151)

2、Matlab 工具（开发环境）

编写 Mattlab 代码，本文以最新版 Matlab 2018b 为例。

3、MATLAB Runtime（部署环境）

已经安装过 Matlab 就不需要再安装了，用来执行编译后的 Matlab 程序。

从以下网址下载即可，本文以 R2018b (9.5) 为例。

https://ww2.mathworks.cn/products/compiler/matlab-runtime.html

MATLAB Runtime 相比 Matlab 更加轻量级，免费。

环境确认：

本文建议 Java 版本和 Matlab 自带 JVM 保持一致。

在 Matlab 命令中输入 version -java 查看机器 Matlab 版本。

java-version

在 CMD 中执行 java -version 查看机器 Java 版本，

java-version

Matlab 程序打包

Matlab 支持 C++ 、Java 、.Net 等语言的打包。

我们将 .m 文件打包为 Java 支持的库，如下图：

matlab-package

感觉和 JVM 虚拟机很类似，Matlab 提供基础环境，我们编写 Matlab 代码即可。

Java 调用 Matlab 方法

在 Java 中调用 Matlab 的方法时，有三种方式。

1、functionName(int arg0, Object… agr1): Object[]

其中 arg0 表示返回数据的个数，agr1 为数组；返回值也是数组。

2、functionName(List arg0, List agr1): void

其中 arg0 、agr1 为列表；返回值为空。

3、functionName(Object[] arg0, Object[] agr1): void

其中 arg0 、agr1 为数组；返回值为空。

方式一，输入返回个数

// 定义输出结果  
Object[] results = null;  
Magic magic = new Magic(); // 实例化 
  
// '2' 表示 2 个输出结果，类似 results=new Object[2];  
// '5' 表示输入的参数 
results = magic.makesqr(2, 5);  
// 输出第一个返回内容  
System.out.println(results[0]);  
// 输出第二个返回内容  
System.out.println(results[1]);

方式二，列表参数

// 定义结果List  
List<Object> results = new ArrayList<Object>(2);  
// 定义参数List  
List<Object> inputs = new ArrayList<Object>(1);  
  
Magic magic = null;  
  
magic = new Magic();  
// 注意:结果List要预先加入内容，Null即可  
results.add(null);  
results.add(null);  
// 输入的参数  
inputs.add(5);  
// 调用方法  
magic.makesqr(results, inputs);  
// 显示结果  
System.out.println(results.get(0));  
System.out.println(results.get(1));

方式三，数组参数

// 注意：定义输出结果的时候，要定义数组大小  
Object[] results = new Object[2];  
Magic magic = null;  
magic = new Magic();  
  
// 这种方式，第二参数必须为数组，而不能为可变数组  
Object[] inputs = new Object[]{5};  
magic.makesqr(results, inputs);  
// 输出第一个返回内容  
System.out.println(results[0]);  
// 输出第二个返回内容  
System.out.println(results[1]);

Java 与 Matlab 数据转换

数据转换内容比较多，这里主要介绍数组的转换。

1、将 Java 数据转化为 Matlab 数据

这里以输入 MWNumericArray 数据为例

使用 newInstance 方法实例化

//new int[]{11,2} 代表矩阵为 11 行 2 列的矩阵
//MWClassID.DOUBLE 代表矩阵中数为 double 类型，MWComplexity.REAL 代表矩阵中是实数
MWNumericArray f = MWNumericArray.newInstance(new int[]{11,2}, MWClassID.DOUBLE, MWComplexity.REAL);
MWNumericArray f = MWNumericArray.newInstance(new int[]{11,2}, data, MWClassID.DOUBLE);

另外一种方式：

int[] dims = {3, 6};
double[] Adata = {1, 7, 13, 2, 8, 14, 3, 9, 15, 4, 10, 16, 5, 11, 17, 6, 12, 18};
MWNumericArray A = MWNumericArray.newInstance(dims, Adata, MWClassID.DOUBLE);
System.out.println("A = ");
System.out.println(A);

2、将 Matlab 数据转化为 Java 数据

这里以返回 MWCellArray 数据为例

MWCellArray cellArray = (MWCellArray) result[0];
double[] output = new double[cellArray.numberOfElements()];
for (int i = 1; i <= cellArray.numberOfElements(); i++) {
    output[i - 1] = ((double[][]) cellArray.get(i))[0][0];
}
System.out.print("输出数据：");
System.out.println(Arrays.toString(output));

实战

输入数据为 17行1列 的 MWNumericArray 数据，返回 1行15列 的 MWCellArray 数据。

System.out.println("Running the JAVA client application!!");

AiNet cls = null; // 调用对象
MWNumericArray input = null; // 输入
Object[] result = new Object[1]; // 输出结果

double[] data = new double[]{ // 初始数据
        3.43300000000000,
        3.40500000000000,
        3.37200000000000,
        3.35700000000000,
        3.34800000000000,
        3.31500000000000,
        3.28800000000000,
        3.28000000000000,
        3.26800000000000,
        3.24600000000000,
        3.23900000000000,
        3.24600000000000,
        3.25800000000000,
        3.27100000000000,
        3.28200000000000,
        3.28600000000000,
        3.30000000000000
};

input = MWNumericArray.newInstance(new int[]{17, 1}, data, MWClassID.DOUBLE);

System.out.print("输入数据：");
System.out.println(Arrays.toString(input.getDoubleData()));

try {
    cls = new AiNet();
    result = cls.Net(1, input);

    MWCellArray cellArray = (MWCellArray) result[0];
    double[] output = new double[cellArray.numberOfElements()];
    for (int i = 1; i <= cellArray.numberOfElements(); i++) {
        output[i - 1] = ((double[][]) cellArray.get(i))[0][0];
    }
    System.out.print("输出数据：");
    System.out.println(Arrays.toString(output));
    MWArray.disposeArray(output);

} catch (MWException e) {
    e.printStackTrace();
} finally {
    MWArray.disposeArray(input);
    MWArray.disposeArray(result);
    if (cls != null) {
        cls.dispose();
    }
}

注意使用 MWArray.disposeArray() 方法释放资源。

参考资料
1、Java调用MATLAB - 窃·格瓦拉 - CSDN博客
https://blog.csdn.net/golden1314521/article/details/43526581
2、Java调用Matlab方法的三种方式 - 非技术流 - ITeye博客
http://xiaolongfeixiang.iteye.com/blog/1893621
3、ML02_09_calling_java_from_MATLAB_CH.ppt
http://read.pudn.com/downloads85/doc/329263/matlab%E8%AE%B2%E4%B9%89/ML02(11-28)/ML02_09_calling_java_from_MATLAB_CH.pdf
4、Java调用Matlab程序 - 移动的天坑的个人空间 - 开源中国
https://my.oschina.net/pierrecai/blog/829641
5、JAVA调用matlab程序输入输出数据转换 - 简书
https://www.jianshu.com/p/c008bd9d5a25
6、(1)在java中使用matlab的函数_东东-forest_新浪博客
http://blog.sina.com.cn/s/blog_86aea377010171yq.html