c# - 使用 Matlab 从 C# 控制台应用程序创建图形或绘图？

Question

如果我在 C# 中有一个二维数组，我将如何在 Matlab 中将此数组的内容绘制为二维图？我正在使用扩展方法，即

my2DArray.PlotInMatlab();

score 9 · Accepted Answer

最后我得到了很好的效果。这是一个示例图，由调用 Matlab .m 文件的 .NET 4.0 C# 控制台应用程序生成：

在此处输入图像描述

好处是我们可以使用 Matlab 的所有功能来绘制图形，只需要几行 .NET。

如何在 .NET 中执行此操作：

在 Visual Studio 2010 中为 C# 创建一个新的 .NET 控制台应用程序，并将其更改为 .NET 4.0（右键单击项目，选择“属性”）。

.NET 主要（）：

using System;
using System.Diagnostics;

namespace MyPlotGraphUsingMatlabRuntimes
{
    /// <summary>
    /// Display a graph in Matlab, from a .NET console app.
    /// </summary>
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            var x = new double[100];
            var y = new double[100];
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                x[i] = i;
                y[i] = 2 ^ i;
            }
            MyHelper.MyMatlab.MyGraph2D(x,y);
            Console.Write("[any key to exit]");
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

.NET 类，提供扩展方法以与 Matlab 进行互操作（命名文件MyMatlab.cs）。

using System;
using System.Collections.Generic;
using MathWorks.MATLAB.NET.Arrays;
namespace MyHelper
{
    /// <summary>
    /// Collection of chained classes to make Matlab access easier.
    /// </summary>
    public static class MyMatlab
    {
        /// <summary>
        /// Returns a double in a format that can be passed into Matlab.
        /// </summary>
        /// <param name="toMatlab">Double to convert into a form we can pass into Matlab.</param>
        /// <returns>A double in Matlab format.</returns>
        public static MWNumericArray MyToMatlab(this double toMatlab)
        {
            return new MWNumericArray(toMatlab);
        }
        /// <summary>
        /// Converts an array that contains a single Matlab return parameter back into a .NET double.
        /// </summary>
        /// <param name="toDouble">MWArray variable, returned from Matlab code.</param>
        /// <returns>.NET double.</returns>
        public static double MyToDouble(this MWArray toDouble)
        {
            var matNumericArray = (MWNumericArray)toDouble;
            return matNumericArray.ToScalarDouble();
        }
        /// <summary>
        /// Converts an array that contains multiple Matlab return parameters back into a list of .NET doubles.
        /// </summary>
        /// <param name="toList">MWArray variable, returned from Matlab code.</param>
        /// <returns>List of .NET doubles.</returns>
        public static List<double> MyToDoubleList(this MWArray toList)
        {
            var matNumericArray = toList;
            var netArray = (MWNumericArray)matNumericArray.ToArray();

            var result = new List<double>();
            // Console.Write("{0}", netArray[1]);
            for (int i = 1; i <= netArray.NumberOfElements; i++) // Matlab arrays are 1-based, thus the odd indexing.
            {
                result.Add(netArray[i].ToScalarDouble());
            }
            return result;
        }
        /// <summary>
        /// Converts an array that contains multiple Matlab return parameters back into a list of .NET ints.
        /// </summary>
        /// <param name="toList">MWArray variable, returned from Matlab code.</param>
        /// <returns>List of .NET ints.</returns>
        public static List<int> MyToMWNumericArray(this MWArray toList)
        {
            var matNumericArray = toList;
            var netArray = (MWNumericArray)matNumericArray.ToArray();

            var result = new List<int>();
            // Console.Write("{0}", netArray[1]);
            for (int i = 1; i <= netArray.NumberOfElements; i++) // Matlab arrays are 1-based, thus the odd indexing.
            {
                result.Add(netArray[i].ToScalarInteger());
            }
            return result;
        }
        /// <summary>
        /// Converts an int[] array into a Matlab parameters.
        /// </summary>
        /// <param name="intArray">MWArray variable, returned from Matlab code.</param>
        /// <returns>List of .NET ints.</returns>
        public static MWNumericArray MyToMWNumericArray(this int[] intArray)
        {
            return new MWNumericArray(1, intArray.Length, intArray); // rows, columns int[] realData
        }
        /// <summary>
        /// Converts an double[] array into parameter for a Matlab call.
        /// </summary>
        /// <param name="arrayOfDoubles">Array of doubles.</param>
        /// <returns>MWNumericArray suitable for passing into a Matlab call.</returns>
        public static MWNumericArray MyToMWNumericArray(this double[] arrayOfDoubles)
        {
            return new MWNumericArray(1, arrayOfDoubles.Length, arrayOfDoubles); // rows, columns int[] realData
        }
        /// <summary>
        /// Converts an List of doubles into a parameter for a Matlab call.
        /// </summary>
        /// <param name="listOfDoubles">List of doubles.</param>
        /// <returns>MWNumericArray suitable for passing into a Matlab call.</returns>
        public static MWNumericArray MyToMWNumericArray(this List<double> listOfDoubles)
        {
            return new MWNumericArray(1, listOfDoubles.Count, listOfDoubles.ToArray()); // rows, columns int[] realData
        }
        /// <summary>
        /// Converts a list of some type into an array of the same type.
        /// </summary>
        /// <param name="toArray">List of some type.</param>
        /// <returns>Array of some type.</returns>
        public static T[] MyToArray<T>(this List<T> toArray)
        {
            var copy = new T[toArray.Count];
            for (int i = 0; i < toArray.Count; i++) {
                copy[i] = toArray[i];
            }
            return copy;
        }
        static private readonly MatlabGraph.Graph MatlabInstance = new MatlabGraph.Graph();
        /// <summary>
        /// Plot a 2D graph.
        /// </summary>
        /// <param name="x">Array of doubles, x axis.</param>
        /// <param name="y">Array of doubles, y axis.</param>
        /// <param name="title">Title of plot.</param>
        /// <param name="xaxis">X axis label.</param>
        /// <param name="yaxis">Y axis label.</param>
        static public void MyGraph2D(List<double> x, List<double> y, string title = "title", string xaxis = "xaxis", string yaxis = "yaxis")
        {
            MatlabInstance.Graph2D(x.MyToMWNumericArray(), y.MyToMWNumericArray(), title, xaxis, yaxis);
        }
        /// <summary>
        /// Plot a 2D graph.
        /// </summary>
        /// <param name="x">Array of doubles, x axis.</param>
        /// <param name="y">Array of doubles, y axis.</param>
        /// <param name="title">Title of plot.</param>
        /// <param name="xaxis">X axis label.</param>
        /// <param name="yaxis">Y axis label.</param>
        static public void MyGraph2D(double[] x, double[] y, string title = "title", string xaxis = "xaxis", string yaxis = "yaxis")
        {
            MatlabInstance.Graph2D(x.MyToMWNumericArray(), y.MyToMWNumericArray(), title, xaxis, yaxis);
        }
        /// <summary>
        /// Unit test for this class. Displays a graph using Matlab.
        /// </summary>
        static public void Unit()
        {
            {
                var x = new double[100];
                var y = new double[100];
                for (int i = 0; i < 100; i++) {
                    x[i] = i;
                    y[i] = Math.Sin(i);
                }
                MyGraph2D(x, y);                
            }

            {
                var x = new double[100];
                var y = new double[100];
                for (int i = 0; i < 100; i++) {
                    x[i] = i;
                    y[i] = 2 ^ i;
                }
                MyGraph2D(x, y);
            }
        }
    }
}

接下来，我们将 .m 文件导出到 .NET 程序集中。我使用了 Matlab 2010a（这也适用于 2010b）。使用 Matlab，32 位版本（Matlab 启动时在初始屏幕中显示 32 位或 64 位）。
1. 下面的 Matlab 代码显示了一个图形。将其另存为 Graph2D.m.
```
function Graph2D (x,y, titleTop, labelX, labelY)

% Create figure
myNewFigure = figure;

plot(x,y)

title({titleTop});
xlabel({labelX});
ylabel({labelY});
```
2. 通过在控制台中键入以下内容在 Matlab 中进行测试（确保 Current Folder 在 Matlab 工具栏中更改为与相同的目录Graph2D.m）：
```
x = 0:.2:20;
y = sin(x)./sqrt(x+1);
Graph2D(x,y,'myTitle', 'my x-axis', 'my y-axis')
```
3. 在Matlab部署工具中，添加一个类 Graph，添加文件 Graph2D.m，然后打包进去 MatlabGraph.dll （在settings里面把组件名改成 MatlabGraph ，这个决定了生成的.dll的名字）。
4. 在您的 .NET 项目中，添加对 MatlabGraph.dll （我们刚刚编译的 .NET .dll Graph2D.m）的引用。这将是如果它与 Matlab32-bit 的版本一起编译。32-bit
5. 在您的 .NET 项目中，添加对 32 位版本的MWArray.dll. 您可以通过搜索 Matlab 安装目录来找到它。
6. 再次，确保一切都是一致 32-bit的，或者一致 64-bit的。
  1. 如果选择 32-bit，您的 .NET 应用程序必须编译为 x32，您必须使用 32-bit Matlab 的版本（它将显示 32-bit 在启动屏幕中）导出 .NET .dll，并且必须将 32-bit 版本导入MWArray.dll 到您的 .NET 项目中。
  2. 如果您选择 64-bit，将您的 .NET 应用程序编译成 All CPU，您必须使用 64-bit Matlab 的版本（它将显示 64-bit 在启动屏幕中）导出 .NET .dll，并且必须将 .NET 的 64-bit 版本导入MWArray.dll 到您的 .NET 项目中。
7. 运行 .NET 应用程序，它将通过调用 Matlab 运行时显示上图。
如果要将其部署到新 PC，则必须在这台 PC 上安装 .NET 运行时（这些是免费的）。
这样做的好处是您可以使用 Matlab 的所有功能在 Matlab 中根据自己的喜好自定义图形。您可以制作 3-D 图：在 Matlab 中使用创建一个新图形，使用 File..New..Figure自定义它 Insert，然后使用生成 .m 代码 File..Generate M file。新生成的 .m 文件中的行的作用相当明显，您可以将它们复制到原始 Graph2D.m 文件中，然后重新生成 .m 文件MatlabGraph.dll。例如，为图形添加标题会title({'My new title});在自动生成的 .m 文件中添加一行。
如果有兴趣，我可以提供 .NET 中的完整 C# 示例项目。

c# - 使用 Matlab 从 C# 控制台应用程序创建图形或绘图？

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