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MATLAB クラス メソッドに対する MEX 関数の使用

MEX 関数を使用して、MATLAB® クラスにメソッドを実装することができます。MEX 関数を使用すると、既存の C++ のアルゴリズムと演算を、MATLAB でコードを書き換えずにクラス メソッドに組み込むことができます。

MEX 関数のメソッドを使用するには、以下を行います。

  • @ フォルダーで MATLAB クラスを定義し、メソッドを個別のファイルに格納できるようにする。別ファイルのメソッドを参照してください。

  • MEX 関数を実装し、実行可能ファイルをクラス @ フォルダーに配置する。

  • クラス定義 Methods ブロックで MEX 関数を参照する。

  • 他のメソッドと同じように MEX 関数を呼び出す。

行列をスカラーで乗算するメソッド

ここで定義する arrayMultiplier クラスは、multiplyAllElements メソッドを MEX 関数として実装します。

このクラスは 2-D 配列を自身の Data プロパティに格納します。multiplyAllElements メソッドはクラス インスタンスとスカラー乗数を入力として受け入れます。このメソッドは、Data プロパティの配列の要素を乗数で乗算し、その結果を Data プロパティに代入します。arrayMultiplier クラスは値クラスであるため、multiplyAllElements メソッドは変更されたオブジェクトを返します。

以下は arrayMultiplier クラスの定義です。

classdef arrayMultiplier
    % An object that contains an array and an operation
    % to multiply each element of the array by an input
    % value.
    % This class demonstrates how to use a MEX function
    % as a method.
    properties
        Data (:,:) double {mustBeNonempty(Data)} = ones(4);
    end
    methods
        function obj = arrayMultiplier(Matrix)
            %  Create object
            if nargin
                obj.Data = Matrix;
            end
        end
        % multiplyAllElements method implemented
        % as a MEX function
        obj = multiplyAllElements(obj,multplier)
    end
end

以下は、multiplyAllElements メソッドの C++ MEX 関数実装です。

/* C++ MEX file for MATLAB
*  returnObj = multiplyAllElements(obj, multiplier) modify object property.
*  Multiply all elements in obj.Data by multiplier.
*
*  Class method implemented as a MEX function
*
*/

#include "mex.hpp"
#include "mexAdapter.hpp"

using matlab::mex::ArgumentList;
using namespace matlab::data;

class MexFunction : public matlab::mex::Function {
	std::shared_ptr<matlab::engine::MATLABEngine> matlabPtr = getEngine();
public:
    void operator()(ArgumentList outputs, ArgumentList inputs) {

        checkArguments(outputs, inputs);
        Array object(inputs[0]);
        double multiplier = inputs[1][0];
        assignProperty(object, multiplier);

        // Return modified object
        outputs[0] = object;
    }
     
    void assignProperty(Array& obj, double multiplier) {
        // Get matrix from Data property
		TypedArray<double> inMatrix = matlabPtr->getProperty(obj, u"Data");


		// Multiply matrix by multiplier
		for (auto& elem : inMatrix) {
			elem *= multiplier;
		}

		// Set the property value
		matlabPtr->setProperty(obj, u"Data", inMatrix);
    }

	void checkArguments(matlab::mex::ArgumentList outputs, matlab::mex::ArgumentList inputs) {
		matlab::data::ArrayFactory factory;

		if (inputs.size() != 2) {
			matlabPtr->feval(u"error",
				0, 
				std::vector<matlab::data::Array>({ factory.createScalar("Two inputs required") }));
		}

		if ((inputs[1].getType() != matlab::data::ArrayType::DOUBLE) || (inputs[1].getNumberOfElements() != 1)) {
			matlabPtr->feval(u"error", 
				0, 
				std::vector<matlab::data::Array>({ factory.createScalar("Input multiplier must be a noncomplex scalar double") }));
		}

	}
};

このメソッドを使用するには、クラスのインスタンスを作成します。Data プロパティの既定値は、式 ones(4) により返される 4 行 4 列の配列です。

a = arrayMultiplier;
a.Data
ans =

     1     1     1     1
     1     1     1     1
     1     1     1     1
     1     1     1     1

multiplyAllElements メソッドを使用して、配列の各要素をスカラー値で乗算します。返されたオブジェクトを同じ変数に代入します。

a = multiplyAllElements(a,6.25);
a.Data
ans =

    6.2500    6.2500    6.2500    6.2500
    6.2500    6.2500    6.2500    6.2500
    6.2500    6.2500    6.2500    6.2500
    6.2500    6.2500    6.2500    6.2500

参考

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