Python C Matlab

إنشاء مكتبة مشتركة في MATLAB: دليل خطوة بخطوة

باعتبارنا باحثين ومطورين، غالبًا ما نحتاج إلى مشاركة عملنا مع الآخرين. سواء كان نموذج محاكاة ذكي أو خوارزمية مثيرة للاهتمام، فإن القدرة على حزم وتوزيع شفرتك في MATLAB بكفاءة أمر ضروري. واحدة من الطرق الفعالة للقيام بذلك هي إنشاء مكتبة مشتركة في MATLAB. هذا يسمح للآخرين بالوصول إلى محاكاة لديك، بغض النظر عن لغة البرمجة التي يستخدمونها. في هذه المقالة، سنلقي نظرة على كيفية إنشاء مكتبة مشتركة في MATLAB يمكن استدعاؤها من Python، خاصة ضمن تطبيق Django.

فهم المتطلبات

قبل أن نتعمق في التفاصيل التقنية، دعنا نحدد ما تحاول تحقيقه:

  • إنشاء مجموعة نظيفة من الوظائف من محاكاة MATLAB الخاصة بك.
  • تجميع هذه الوظائف في مكتبة C لزيادة الوصول.
  • استخدام SWIG (مولد الواجهة والالتفاف المبسط) لإنشاء التفاف Python لمكتبتك C.
  • دمج المكتبة الملتفة في تطبيق Django.

مع وضع هذه الأهداف في الاعتبار، دعنا نقوم بجولة في العملية.

الخطوة 1: تنظيف شفرتك في MATLAB

قبل المتابعة، يجب عليك التأكد من أن شفرتك في MATLAB محسنة ومنظمة:

  • إعادة هيكلة المحاكاة: قم بتقسيم محاكاة الخاصة بك إلى وظائف أصغر وقابلة للإدارة. تجعل هذه الهيكلية من الأسهل تجميعها في مكتبة.
  • الاختبار: اختبر كل وظيفة بشكل كامل للتأكد من أنها تعمل كما هو متوقع.

الخطوة 2: إنشاء مكتبة C مشتركة في MATLAB

يوفر MATLAB طريقة مدمجة لتجميع الوظائف في مكتبة مشتركة. إليك كيف يمكنك القيام بذلك:

  1. افتح MATLAB.
  2. اكتب وظائفك: تأكد من تعريف وظائف MATLAB الخاصة بك بشكل صحيح حيث سيتم تجميعها في المكتبة.
  3. استخدم أمر codegen: يقوم هذا الأمر بتجميع شفرتك في MATLAB إلى شفرة C. مثال: 
    codegen myFunction -args {inputArgument1, inputArgument2}
  4. قم بالتجميع: بعد توليد شفرة C، قم بتجميعها في مكتبة الربط الديناميكي (DLL) باستخدام الأدوات المتاحة في MATLAB.

الخطوة 3: استخدام SWIG لتغليف Python

الآن بعد أن لديك شفرتك في MATLAB مجمعة في مكتبة مشتركة، الخطوة التالية هي إنشاء التفاف يسمح لـ Python بالتفاعل مع هذه المكتبة.

  1. تثبيت SWIG: إذا لم تقم بذلك، تأكد من تثبيت SWIG على نظامك.
  2. إنشاء ملف واجهة: اكتب ملف واجهة SWIG يصف الوظائف في مكتبتك.
  3. تشغيل SWIG: استخدم SWIG لتوليد شفرة الالتفاف: 
    swig -python -c++ myLibrary.i
  4. Compile the Wrapper: قم بتجميع الشفرة C++ المولدة، رابطها مع مكتبة MATLAB المشتركة. تضمن هذه الخطوة أن شفرتك في Python يمكن أن تصل إلى وظائف MATLAB من خلال المكتبة المشتركة.

الخطوة 4: التكامل مع Django

بمجرد أن تكون قد قمت بنجاح بإنشاء تغليف Python لمكتبة MATLAB الخاصة بك، حان الوقت لدمج ذلك في تطبيق Django الخاص بك.

  1. تثبيت مكتبتك: تأكد من أن المكتبة المشتركة المجمعة وتغليف Python متاحة في بيئة Django الخاصة بك.

  2. استيراد في وجهات نظر Django: يمكنك الآن استيراد مكتبتك في وجهات نظر Django واستدعاء الوظائف الضرورية:

    from myLibrary import myFunction

  3. إنشاء وجهات نظر وقوالب: أعد إعداد وجهات نظر Django الخاصة بك لتمرير البيانات إلى وظائف المكتبة وعرض النتائج.

الخاتمة

من خلال اتباع هذه الخطوات، ستقوم بإنشاء مكتبة مشتركة في MATLAB بنجاح، وتغليفها لـ Python باستخدام SWIG، ودمجها في تطبيق Django.

العثرات المحتملة

بينما الخطة الموضحة أعلاه سليمة، احذر من ما يلي:

  • مشكلات التوافق: تأكد من أن شفرة MATLAB ووظائفها متوافقة مع واجهة C.
  • التصحيح: يمكن أن يكون التصحيح أكثر تحديًا بعد التجميع. اختبر بشكل شامل في كل مرحلة.
  • مسار المكتبة: تأكد من تعيين مسارات المكتبة بشكل صحيح في بيئتك لتجنب أخطاء وقت التشغيل.

سواء كنت توزع محاكاة أو تدمج خوارزميات معقدة في تطبيق ويب، فإن إنشاء مكتبة مشتركة باستخدام MATLAB هو نهج قوي. شفرات سعيدة!