שילוב קוד MATLAB בפרויקט שנכתב ב-JAVA

שילוב של קוד MATLAB בפרויקט שנכתב ב-JAVA:  רוצים לשלב פרויקט שנכתב ב-JAVA עם קוד שכתבתם ב-MATLAB? הגעתם למקום הנכון 😊

אחרי שתקראו את הפוסט הבא תראו שזה לגמרי אפשרי ואפילו די פשוט, אז בואו נתחיל!

(עבור סביבת NET., ניתן לפנות לפוסט "שילוב קוד MATLAB בפרויקט שנכתב ב-NET.")

תחילה, נקמפל את הקוד שכתבנו ב-MATLAB באמצעת ה-MATLAB Compiler SDK, תוך שימוש באחת מהדרכים הבאות:

1. באמצעות האפליקציה:

ניגש אל ה- Library Compiler נבחר ב-type מסוג Java package בחלון ה- Exported function

נטען את הפונקציה הכתובה ב-MATLAB, אותה אנו מעונייים לקמפל ונמלא את הפרטים הדרושים – שם הספרייה, המחלקה והמתודה (נשתמש בפרמטרים הללו בהמשך על מנת להפעיל את הפונקציה מסביבת ה-JAVA), הסבר על השימוש באפליקציה ניתן למצוא בלינק הבא.

2. באמצעות שורות קוד:

דוגמה לקימפול הפונקציה על ידי שורות קוד:

mcc –W 'java:calculatefft,class_fft' class{class_fft:Calcfft.m}

כאשר:

calculatefft – שם ה-Package

class_fft – שם המחלקה

Calcfft.m– שם פונקציית ה-MATLAB אותה אנו מעוניינים לקמפל

לאחר קימפול הקוד – נוצר קובץ jar. ששמו הוא כשם התוכנית שהגדרנו. זוהי הספרייה המשמשת כמעטפת לפונקציה אותה יצרנו ב-MATLAB.

אז איך MATLAB ו-JAVA מתקשרים ביניהם?

הם עושים זאת באמצעות ה"מתווך" MW class, אך לפני שנרחיב עליו – הכינותי מראש קוד שקורא לפונקצית MATLAB המבצעת חישוב FFT ומציגה אותו (אציין כי זמן הריצה של אלגוריתם ה-FFT מהיר בהרבה ב-MATLAB מאשר ב-JAVA לכן שילוב קוד MATLAB יכול להוות יתרון הן מהבחינה של האצת ביצועים והן מבחינת ניצול היכולות המופלאות של ה-MATLAB).

השחקן הראשי בסיפור הוא ה-MW class. שחקן זה מאפשר להעביר ארגומנטים מ-JAVA ל-MATLAB .

ועכשיו לקוד עצמו:

ישנם סוגים שונים של ארגומנטים שאותם MW class יודעת לתווך –  מערכים, תאים, מבנים. תחילה, על מנת להשתמש ביכולת התיווך הזאת יש להגדיר את ה- package כפי שמופיע בשורה מספר 1.

בשלב הבא נשתמש בשם הספרייה, שם המחלקה ושם המתודה שהגדרנו בשלב קימפול הקוד:

• הספרייה שיצרנו תיכנס לסיפריות בהם נשתמש בתוכנית (ראו שורה מספר 2).
• המחלקה שהגדרנו תשמש אותנו בקריאה לפונקצייה שיצרנו בMATLAB- והגדרת אובייקט מסוג מחלקה (ראו שורה מספר 7)
• הקריאה לפונקציה מוגדרת בעזרת שם המחלקה שהגדרנו ושם המתודה שהגדרנו בזמן הקימפול (ראו שורה מספר 17).

ומה לגבי הגדרת משתני ה-MW?

נשים לב שהקלט שמקבלת פונקציית calcfft (שורה 17) הינו מסוג  MWNumericArray.

מאחר והטיפוס שנשלח לפונקציה יכול להישלח גם כ-double, לא היה צורך אמיתי להשתמש ב-MW זאת מהסיבה הפשוטה ש-JAVA ו-MATLAB יודעים להתממשק ביניהם כאשר מדובר בטיפוסים מסויימים (כמו double). עבור טיפוסים אחרים כמו תמונות ומערכים שונים – לוגיים, מספריים, תאים וכו' לא היינו מצליחים לגשר על הפערים בין השפות והיה צורך אמיתי להשתמש ב-MW class. לשם ההדגמה בחרתי להציג את השימוש במשנה מסוג זה.

פירוט על ה- package  השונים, אופן שימושם וה-MW המוכל בכל אחד מה-package ניתן למצוא בלינק הבא, כאשר לחיצה על כל package תציג את רשימת הארגומנטים הכלולה בתוך ה-package.

לאחר כתיבת הקוד, נותר להגדיר את הסביבה:

• על מנת לפתח יישומי JAVA יש להוריד ערכת JDK מהקישור הבא. את גרסת ה-JDK המתאימה עבור ה-MATLAB שלכם תוכלו לבדוק על ידי הרצת הפקודה: version –java ב-command window.
• לאחר מכן, יש להגדיר את ה- JAVA_HOME. נגדיר זאת על ידי הרצת הפקודה:

setenv('JAVA_HOME','C:\Program Files\Java\jdk1.7.0_71’);

כאשר בארגומנט השני יש לרשום את הנתיב לתיקיית ה-JDK.

• צעד נוסף לפני ההרצה כולל הגדרת הספריות הנחוצות להפעלת הקוד בהגדרות מערכת ההפעלה.

-נגדיר את ה-javabuilder.jar (הנמצא תחת matlabroot\toolbox\javabuilder\jar)

-נגדיר את הספרייה שכתבנו ב-MATLAB (קובץ ה-jar) בהגדרות מערכת ההפעלה.

אופן ההגדרה: מקש ימני על המחשב שלי=>מאפיינים=>הגדרות מערכת מתקדמות=>משתני סביבה=>משתני מערכת=>PATH. בתוך ה-PATH נוסיף את קבצי ה-JAR הרלוונטים להרצה.

וזהו, כל מה שנותר הוא להריץ את הפקודות המתאימות לקבצים שהגדרתם ב-cmd.exe.

עבור קובץ ההדגמה שורות ההרצה הן:

javac -classpath .;C:\javabuilder.jar;C:\java_fft\calculatefft.jar fftProgram.java

java -classpath .;C:\javabuilder.jar;C:\java_fft\calculatefft.jar fftProgram

ובאופן כללי:

javac -classpath .;javabuilder.jar path;the compiled file path the name of java program

java -classpath .; javabuilder.jar path;the compiled file path the name of java program(without .java)

**הערה – יש לוודא שבנתיב בו אתם נמצאים (ב-cmd.exe) קיימת תוכנית ה-JAVA.

בהצלחה!!

אם הסתבכתם, מוזמנים לפתוח קריאת תמיכה דרך הקישור הבא