Python 调用 MATLAB

1. 引言

MATLAB 是一种广泛使用的科学计算软件，而 Python 是一种功能强大的编程语言。在许多情况下，我们可能需要将 Python 和 MATLAB 结合使用，以充分发挥两者的优势。Python 提供了多种方式来调用 MATLAB，本文将详细讨论这些方法并给出实际示例。

2. 调用 MATLAB 引擎

MATLAB 官方提供了用于 Python 的 MATLAB 引擎 API。引擎 API 提供了一个 Python 接口，可以直接调用 MATLAB 的函数和脚本，并将数据传递给 MATLAB 进行处理。

2.1 安装 MATLAB 引擎 API

首先，我们需要在计算机上安装 MATLAB，并确保安装包含 MATLAB 引擎 API。在 MATLAB 安装目录中可以找到相应的安装包。

2.2 Python 脚本调用 MATLAB

接下来，我们来编写一个 Python 脚本，来演示如何使用 MATLAB 引擎 API。首先，需要导入必要的模块：

import matlab.engine

然后，我们可以使用 matlab.engine.start_matlab() 函数来启动 MATLAB 引擎：

eng = matlab.engine.start_matlab()

接下来，我们可以使用 eng 对象来调用 MATLAB 的函数和脚本。例如，我们可以定义一个在 MATLAB 中计算的函数 squared_sum：

squared_sum = eng.sqrt_sum(3, 4)

在这个示例中，sqrt_sum 函数计算两个参数的平方和。注意，我们可以将变量 eng 视为一个已经连接到 MATLAB 进程的对象。

接下来，我们可以利用 squared_sum 获得计算结果：

print(squared_sum)

最后，我们需要关闭 MATLAB 引擎：

eng.quit()

以下是完整的 Python 脚本示例：

import matlab.engine

eng = matlab.engine.start_matlab()
squared_sum = eng.sqrt_sum(3, 4)
print(squared_sum)
eng.quit()

2.3 MATLAB 脚本调用 Python

除了可以在 Python 中调用 MATLAB，我们还可以在 MATLAB 中调用 Python。这可以通过使用 MATLAB 的 py 模块来实现，该模块允许执行 Python 脚本和函数。

首先，我们需要在 MATLAB 中导入 py 模块。

py.importlib.import_module('test_python')

接下来，我们可以直接调用 Python 脚本或函数。例如，我们可以调用一个在 Python 中定义的函数 add_numbers：

result = py.test_python.add_numbers(3, 4);
disp(result);

3. PyMATLAB 库

除了官方的 MATLAB 引擎 API，还有第三方库可以帮助我们在 Python 中调用 MATLAB。一个常用的库是 PyMATLAB，它提供了更简单的接口来调用 MATLAB 函数和脚本。

3.1 安装 PyMATLAB

可以使用 pip 命令来安装 PyMATLAB：

pip install pymatlab

3.2 使用 PyMATLAB

使用 PyMATLAB 可以更为简洁地调用 MATLAB。下面是使用 PyMATLAB 的示例代码：

from pymatlab import MatlabSession

with MatlabSession() as session:
    result = session.run("sqrt_sum(3, 4)")
    print(result)

在这个示例中，我们使用 MatlabSession 创建了一个 MATLAB 会话，并使用 session.run() 执行了一个 MATLAB 命令 sqrt_sum(3, 4)，然后打印了执行结果。

结论

本文介绍了几种在 Python 中调用 MATLAB 的方法。首先，我们可以使用 MATLAB 引擎 API 直接在 Python 中调用 MATLAB 函数和脚本，也可以在 MATLAB 中调用 Python 脚本和函数。另外，我们还介绍了使用 PyMATLAB 库来更简洁地调用 MATLAB。根据具体场景的需求，选择适合的方法可以提高工作效率，并充分利用 Python 和 MATLAB 的优势。