结构变量数组中的 mexfunction 变量错误

Question

最近，我尝试使用结构变量编写 mexfunctions。 我观看了教程，但由于变量值的传递方式而感到困惑。 以下示例 (mexfunction_using_ex_wrong.m & mexfunction_using_ex_wrong.cpp) 演示了如何在 mexfunction 中获取从 matlab 传递的变量。 但是，在这种情况下，结果是：

address i_c1=2067094464 i_c2=2067094464
        i_c1=10         i_c2=10
address i_c1=1327990656 i_c2=2067100736
        i_c1=2          i_c2=20
address i_c1=2067101056 i_c2=2067063424
        i_c1=3          i_c2=30

可以看出，结构变量的 c1 & c2 数组的第一个元素意外地相同。

但是，在另一个示例 (mexfunction_using_ex_correct.m & mexfunction_using_ex_correct.cpp) 中，结构变量的数组 1 (b1) 和数组 2(b2) 的元素是不相关的，正如我所料。 结果是：

address i_b1=1978456576 i_b2=1326968576
        i_b1=1          i_b2=10
address i_b1=1978456584 i_b2=1326968584
        i_b1=2          i_b2=20
address i_b1=1978456592 i_b2=1326968592
        i_b1=3          i_b2=30

但是，在编程中使用第一个示例更为常见。那么有人可以解释为什么在第一个示例中 i_c1 和 i_c2 的地址相同吗？

下面的代码是mexfunction_using_ex_wrong.m

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mex mexfunction_using_ex_c_wrong.cpp;

a.b(1).c1=double(1);
a.b(2).c1=double(2);
a.b(3).c1=double(3);

a.b(1).c2=double(1);
a.b(2).c2=double(2);
a.b(3).c2=double(3);

mexfunction_using_ex_c_wrong(a);

下面的代码是mexfunction_using_ex_c_wrong.cpp

#include "mex.h"

void mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[],int nrhs,const mxArray *prhs[]) 
{   
     int i, j, k;

     double *i_c1;
     double *i_c2;

     // for struct variables(pointers) inside fcwcontext
     mxArray *mx_b, *mx_c1, *mx_c2;    

     mx_b=mxGetField(prhs[0], 0, "b");

    for(i = 0;i < 3;i=i+1)
    {               
        mx_c1=mxGetField(mx_b, i, "c1");
        mx_c2=mxGetField(mx_b, i, "c2");

        i_c1=mxGetPr(mx_c1);
        i_c2=mxGetPr(mx_c2);        

        *i_c2=(*i_c2)*10;

        printf("address i_c1=%d i_c2=%d\n", i_c1, i_c2);
        printf(" i_c1=%g i_c2=%g\n", *i_c1, *i_c2);               
    }                  
}

下面的代码是mexfunction_using_ex_c_correct.m

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mex mexfunction_using_ex_correct.cpp;

a.b1(1)=double(1);
a.b1(2)=double(2);
a.b1(3)=double(3);

a.b2(1)=double(1);
a.b2(2)=double(2);
a.b2(3)=double(3);

mexfunction_using_ex_correct(a);

下面的代码是mexfunction_using_ex_c_correct.cpp

#include "mex.h"

void mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs[],int nrhs,const mxArray *prhs[]) 
{   
     int i, j, k;

     double *i_b1;
     double *i_b2;

     mxArray *mx_b1, *mx_b2;    

     mx_b1=mxGetField(prhs[0], 0, "b1");
     mx_b2=mxGetField(prhs[0], 0, "b2");

    for(i = 0;i < 3;i=i+1)
    {                       
        i_b1=mxGetPr(mx_b1);
        i_b2=mxGetPr(mx_b2);        

        i_b2[i]=i_b2[i]*10;

        printf("address i_b1=%d i_b2=%d\n", &i_b1[i], &i_b2[i]);
        printf(" i_b1=%g i_b2=%g\n", i_b1[i], i_b2[i]);                
    }                  
}

Answer 1

由于 MATLAB 的内部写入时复制优化，地址不是“意外相同” - 它们是有意相同的。如果您查看 MEX 文档，您会看到分散在各处的警告...

Do not modify any prhs values in your MEX-file. Changing the data in these read-only mxArrays can produce undesired side effects.

...以各种形式...

Note Inputs to a MEX-file are constant read-only mxArrays. Do not modify the inputs. Using mxSetCell* or mxSetField* functions to modify the cells or fields of a MATLAB® argument causes unpredictable results.

...试图明确说明您应该绝对不要修改您收到的任何输入内容。通过在输入数据上调用 mxGetPr() 并像使用 i_b2 和 i_c2 一样写回该指针，您将直接进入“不可预测的结果”领域 - 如果您查看 MATLAB 工作区中的 a.b(1).c1通话后，即使您“仅”更改了c2，它也确实是10。

在 MEX 中，您在不了解或无法访问 MATLAB 内部管理的情况下查看原始数据存储，因此修改任何内容的唯一安全方法是使用mxCreate*或 mxDuplicate* 函数来获取您自己的安全数​​组，然后您可以做任何您想做的事情，并通过 plhs 传回 MATLAB。

也就是说，我承认我曾滥用in-place modification 来获得显着的性能提升，在这种情况下我可以保证我的数据是唯一且不共享的，但它充其量是不受支持的，最坏的情况是完全危险的。