Python C Matlab

Criando uma Biblioteca Compartilhada no MATLAB: Um Guia Passo a Passo

Como pesquisadores e desenvolvedores, muitas vezes precisamos compartilhar nosso trabalho com os outros. Seja um modelo de simulação inteligente ou um algoritmo fascinante, ser capaz de empacotar e distribuir seu código MATLAB de forma eficiente é essencial. Um método eficaz para fazer isso é criar uma biblioteca compartilhada no MATLAB. Isso permite que outros acessem sua simulação, independentemente da linguagem de programação que estão usando. Neste post, vamos detalhar como criar uma biblioteca compartilhada no MATLAB que pode ser chamada a partir do Python, particularmente dentro de uma aplicação Django.

Entendendo os Requisitos

Antes de mergulharmos nos detalhes técnicos, vamos delinear o que você está tentando alcançar:

  • Criar um conjunto de funções limpas a partir de sua simulação MATLAB.
  • Compilar essas funções em uma biblioteca C para aumentar a acessibilidade.
  • Usar SWIG (Simplified Wrapper and Interface Generator) para criar um wrapper Python para sua biblioteca C.
  • Integrar a biblioteca empacotada em uma aplicação Django.

Com esses objetivos em mente, vamos percorrer o processo.

Passo 1: Organize Seu Código MATLAB

Antes de prosseguir, você deve garantir que seu código MATLAB esteja otimizado e organizado:

  • Refatorar a Simulação: Divida sua simulação em funções menores e gerenciáveis. Essa modularidade facilita a compilação em uma biblioteca.
  • Testes: Teste minuciosamente cada função para confirmar que elas funcionam como esperado.

Passo 2: Criar uma Biblioteca Compartilhada C no MATLAB

O MATLAB oferece uma maneira interna de compilar funções em uma biblioteca compartilhada. Aqui está como você pode fazer isso:

  1. Abra o MATLAB.
  2. Escreva suas funções: Certifique-se de que suas funções MATLAB estejam definidas corretamente, pois elas serão compiladas na biblioteca.
  3. Use o comando codegen: Este comando compila seu código MATLAB em código C. Exemplo: 
    codegen minhaFuncao -args {argumentoEntrada1, argumentoEntrada2}
  4. Compile: Após gerar o código C, compile-o em uma Biblioteca de Link Dinâmico (DLL) usando as ferramentas fornecidas no MATLAB.

Passo 3: Usando SWIG para o Wrapper Python

Agora que você tem seu código MATLAB compilado em uma biblioteca compartilhada, o próximo passo é criar um wrapper que permita ao Python interagir com esta biblioteca.

  1. Instale o SWIG: Se você ainda não o fez, certifique-se de que o SWIG esteja instalado em seu sistema.
  2. Crie um Arquivo de Interface: Escreva um arquivo de interface SWIG que descreva as funções em sua biblioteca.
  3. Execute o SWIG: Use o SWIG para gerar o código do wrapper: 
    swig -python -c++ minhaBiblioteca.i
  4. Compile o Wrapper: Compile o código C++ gerado, ligando-o à biblioteca compartilhada MATLAB. Esta etapa garante que seu código Python possa acessar as funcionalidades do MATLAB através da biblioteca compartilhada.

Passo 4: Integração com o Django

Depois de criar com sucesso o wrapper Python para sua biblioteca MATLAB, é hora de integrar isso em sua aplicação Django.

  1. Instale sua Biblioteca: Certifique-se de que sua biblioteca compartilhada compilada e o wrapper Python estejam acessíveis em seu ambiente Django.

  2. Importe nas views do Django: Agora você pode importar sua biblioteca nas views do Django e chamar as funções necessárias:

    from minhaBiblioteca import minhaFuncao

  3. Crie Views e Templates: Configure suas views do Django para passar dados para as funções da biblioteca e exibir resultados.

Conclusão

Seguindo estes passos, você fará com sucesso uma biblioteca compartilhada no MATLAB, empacotará ela para Python usando SWIG e a integrará em uma aplicação Django.

Armadilhas Potenciais

Embora o plano descrito acima seja sólido, fique atento às seguintes armadilhas:

  • Problemas de Compatibilidade: Certifique-se de que o código MATLAB e suas funções sejam compatíveis com a interface C.
  • Depuração: A depuração pode ser mais desafiadora após a compilação. Teste minuciosamente em cada etapa.
  • Caminho da Biblioteca: Verifique se os caminhos da sua biblioteca estão definidos corretamente em seu ambiente para evitar erros de tempo de execução.

Seja distribuindo uma simulação ou integrando algoritmos complexos em uma aplicação web, criar uma biblioteca compartilhada usando MATLAB é uma abordagem poderosa. Boa codificação!