从MATLAB调用Python函数

Question

我需要从MATLAB调用一个Python函数，我该怎么做？

- Sarah

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MATLAB是否支持套接字？ - Geo

显然它确实具有套接字支持http://code.google.com/p/msocket/，如果这有帮助。 - Adrian

如果我们要添加选项：https://github.com/kw/pymex - robince

与将Matlab代码转换为Python（还提到了一些调用接口）相关的内容，请参考以下链接：https://dev59.com/Vmkw5IYBdhLWcg3wg6yg - 0 _

为什么不接受答案？当问题被提出时，“正确”的答案并不存在，但现在已经有了：https://dev59.com/HHI-5IYBdhLWcg3wu7BU#29189167 - 0 _

https://mathworks.com/help/matlab/call-python-libraries.html - Priyanka

Answer 1

我在我的系统上有一个类似的要求，这是我的解决方案：

在MATLAB中有一个叫做perl.m的函数，它允许你从MATLAB中调用perl脚本。根据你所使用的版本，它可能会被放置在某个位置。

C:\Program Files\MATLAB\R2008a\toolbox\matlab\general\perl.m

创建一个名为python.m的副本，快速查找并替换perl为python，仔细检查设置的命令路径是否指向您安装的python。现在，您应该能够从MATLAB运行python脚本。

示例

在python中保存为"sqd.py"的简单平方函数，如果我正式做这个，我会添加一些检查来测试输入参数、有效数字等。

import sys

def squared(x):
    y = x * x
    return y

if __name__ == '__main__':
    x = float(sys.argv[1])
    sys.stdout.write(str(squared(x)))

然后在MATLAB中

>> r=python('sqd.py','3.5')
r =
12.25
>> r=python('sqd.py','5')
r =
25.0
>>

- Adrian

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"perl"只是执行Perl脚本的系统调用 - 除了“尝试Perl调用结果和其退出状态的结果”之外，Perl脚本与MATLAB之间没有数据传输。- http://www.mathworks.com/access/helpdesk/help/techdoc/ref/perl.html - Jacob

我同意它只是进行了一个系统调用，但如果不需要的话，为什么要用mex函数和套接字使事情变得复杂呢？在简单的层面上，对Python的调用确实有一个简单的数据传输。我会用一个例子来更新答案。 - Adrian

MATLAB的示例代码看起来很不错，你能否张贴（代码/链接）“python.m”？返回的数据有哪些限制 - 只有标量吗？ - Jacob

我们可以将数组作为参数传递给Python文件吗？ - Donbeo

请注意，这个方法可以工作，但它是一种hack方式，有很多路径实际上并没有任何意义，例如fullfile(matlabroot, 'sys\python\win32\bin\');指向的路径实际上并不存在，因为没有定义任何Python错误消息，所以在CTRL+F'd Perl.m中使用message('MATLAB:python:<>')错误消息是无效的。 - jrh

这个答案已经过时了。正如在下面指出的那样，自Matlab 2014b以来，您可以通过在Python调用前加上“py.”来直接使用（一些）Python功能。 - Giorgio Balestrieri

Answer 2

使用Matlab 2014b版本，可以直接从Matlab中调用Python库 。所有数据包名称前缀都会添加py.：

>> wrapped = py.textwrap.wrap("example")

wrapped = 

  Python list with no properties.

    ['example']

- Daniel

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这确实是一个很棒的功能，但似乎不完整——例如我不能用sklearn这种方式。有关详细信息，请参见我的问题。 - Bastian Ebeling

py 前缀也可以用于用户定义的 Python 模块（脚本）：例如 names = py.mymod.search(N)。正确的文档页面是：https://uk.mathworks.com/help/matlab/matlab_external/call-user-defined-custom-module.html。 - Kouichi C. Nakamura

Answer 3

尝试使用这个MEX文件来实际从MATLAB调用Python，而不是像其他人建议的反过来。它提供了相当不错的集成：http://algoholic.eu/matpy/

您可以轻松地执行以下操作：

[X,Y]=meshgrid(-10:0.1:10,-10:0.1:10);
Z=sin(X)+cos(Y);
py_export('X','Y','Z')
stmt = sprintf(['import matplotlib\n' ...
'matplotlib.use(''Qt4Agg'')\n' ...
'import matplotlib.pyplot as plt\n' ...
'from mpl_toolkits.mplot3d import axes3d\n' ...
'f=plt.figure()\n' ...
'ax=f.gca(projection=''3d'')\n' ...
'cset=ax.plot_surface(X,Y,Z)\n' ...
'ax.clabel(cset,fontsize=9,inline=1)\n' ...
'plt.show()']);
py('eval', stmt);

- algoholic

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+1 感谢您提供的出色解决方案。请考虑将项目托管在GitHub上，以便其他人也可以找到它。 - Amro

对于那些感兴趣的人，我刚刚发现了另外两个类似的项目：pythoncall 和 pymex（我自己还没有尝试过）。 - Amro

Answer 4

你可以将Python脚本嵌入到C程序中，然后再使用MEX将C程序与MATLAB配合使用，但与将结果转储到文件相比，这可能需要更多的工作。

你可以使用PyMat在Python中调用MATLAB函数。此外，SciPy还有几个MATLAB重复函数。

但是，如果你需要从MATLAB运行Python脚本，可以尝试使用system命令来运行脚本并将结果存储在文件中，然后在MATLAB中读取该文件。

- Jacob

Answer 5

正如 @dgorissen 所说，Jython 是最简单的解决方案。

只需从主页安装 Jython。

然后：

javaaddpath('/path-to-your-jython-installation/jython.jar')

import org.python.util.PythonInterpreter;

python = PythonInterpreter; %# takes a long time to load!
python.exec('import some_module');
python.exec('result = some_module.run_something()');
result = python.get('result');

请参阅文档以获取一些示例。

请注意：我从未真正使用过Jython，而且似乎从CPython中所知道的标准库没有完全实现在Jython中！

我测试过的小例子都能够正常运行，但是你可能需要将Python代码目录添加到sys.path之前。

- Kijewski

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很明显，集成起来会更容易。可惜的是，目前为止，你不能在Jython中使用像Numpy/Scipy/matplotlib这样的模块（因为C扩展）。当涉及到科学计算时，这些库确实是Python的强项。 - Amro

回答这个问题很困难。有人可以只需打开Python（而不是Matlab），并在REPL shell中进行读写操作。我猜只有使用Jython才能实现无缝集成。然而，如果使用ctypes，将Octave（而不是Matlab）与CPython进行集成可能会比较容易。 - Kijewski

（虽然Octave是Matlab的微不足道的替代品。） - Kijewski

CPython 允许将其解释器嵌入到 C 程序中（这就是 @algoholic 使用 MEX-files 所做的）。大部分代码用于在 Python 类型（numpy.ndarray 被用作 MATLAB N-D 矩阵的等效物）和 MATLAB 类型之间来回转换（实际上，在 MEX 中，使用的是 mxArray）。 - Amro

整个过程与您上面展示的类似，只是使用Python的C API而不是Jython Java API来评估解释器中的任意表达式...此外，您可以导入任何已安装的Python模块，包括整个“PyLab”集合。 - Amro

Answer 6

最简单的方法是使用MATLAB的system函数。

因此，基本上你可以像在命令提示符（Windows）或Shell（Linux）中执行一样，在MATLAB上执行Python函数：

system('python pythonfile.py')

以上代码适用于简单地运行一个 Python 文件。如果您想要运行一个 Python 函数（并给它一些参数），那么您需要类似下面这样的代码：

system('python pythonfile.py argument')

举个具体的例子，可以参考Adrian在这个问题的回答中提供的Python代码，并将其保存到一个Python文件中，例如test.py。然后将该文件放置在MATLAB目录中，并在MATLAB上运行以下命令：

system('python test.py 2')

你将获得输出为4或2^2。

注意：MATLAB在当前目录中查找使用system命令指定的Python文件。

这可能是解决你的问题最简单的方法，因为你只需在MATLAB中使用现有函数即可完成你的任务。

- killajoule

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这就是我一直在做的事情，但我遇到了一个神秘的问题——我的Python脚本的参数之一是一个文件。当从MATLAB调用时，Python脚本找不到该文件（尽管所有脚本都与文件在同一个目录中，并且在MATLAB脚本中指定了完整路径）。非常令人恼火。 - whlteXbread

这些建议看起来很不错，但我收到了错误信息：“'python' 不是内部或外部命令，也不是可运行的程序或批处理文件。” - NeStack

Answer 7

从Matlab 2014b开始，可以直接调用Python函数。 使用前缀py，然后是模块名称，最后是函数名称，如下所示：

result = py.module_name.function_name(parameter1);

如果你在与Python脚本不同的工作目录中，从Matlab调用Python脚本时，请确保将脚本添加到Python搜索路径中。

更多详细信息请参见此处。

- Altermarkive

Answer 8

我已经将perl.m适配成python.m，并附上参考资料供其他人使用，但我似乎无法从Python脚本中获取任何输出并返回给MATLAB变量 :(

这是我的M文件；请注意，我在代码中直接指向Python文件夹C:\python27_64，这在您的系统中可能会有所不同。

function [result status] = python(varargin)
cmdString = '';
for i = 1:nargin
    thisArg = varargin{i};
    if isempty(thisArg) || ~ischar(thisArg)
        error('MATLAB:python:InputsMustBeStrings', 'All input arguments must be valid strings.');
    end
    if i==1
        if exist(thisArg, 'file')==2
            if isempty(dir(thisArg))
                thisArg = which(thisArg);
            end
        else
            error('MATLAB:python:FileNotFound', 'Unable to find Python file: %s', thisArg);
        end
    end
  if any(thisArg == ' ')
    thisArg = ['"', thisArg, '"'];
  end
  cmdString = [cmdString, ' ', thisArg];
end
errTxtNoPython = 'Unable to find Python executable.';
if isempty(cmdString)
  error('MATLAB:python:NoPythonCommand', 'No python command specified');
elseif ispc
  pythonCmd = 'C:\python27_64';
  cmdString = ['python' cmdString];  
  pythonCmd = ['set PATH=',pythonCmd, ';%PATH%&' cmdString];
  [status, result] = dos(pythonCmd)
else
  [status ignore] = unix('which python'); %#ok
  if (status == 0)
    cmdString = ['python', cmdString];
    [status, result] = unix(cmdString);
  else
    error('MATLAB:python:NoExecutable', errTxtNoPython);
  end
end
if nargout < 2 && status~=0
  error('MATLAB:python:ExecutionError', ...
        'System error: %sCommand executed: %s', result, cmdString);
end

编辑：

解决了我的问题：原始的perl.m指向MATLAB文件夹中的Perl安装程序，通过更新PATH并调用Perl来解决。上面的函数指向我的Python安装程序。当我调用我的function.py文件时，它在不同的目录中，并调用该目录中的其他文件。这些文件没有反映在PATH中，因此我必须将我的Python文件easy_install到我的Python发行版中。

- Carel

Answer 9

关于MATLAB的system()函数，有一个鲜为人知（且很少有记录）的事实：在类Unix系统上，它会使用在启动MATLAB时给定的环境变量SHELL或MATLAB_SHELL中指定的解释器。因此，如果您使用以下命令启动MATLAB：

SHELL='/usr/bin/python' matlab

任何后续的system()调用将使用Python作为解释器，而不是您的默认shell。

- quazgar

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在Windows上对我没用。（我按照通常的方式创建了环境变量） - Amro

嗯，我想你在Matlab内部检查了变量是否真的设置了吧？但是如果Matlab在Windows上有不同的标准来决定使用哪个shell，我也不会感到太惊讶。 - quazgar

是的，我在MATLAB中检查了getenv('SHELL')。无论如何，你应该提到这个技巧不幸只适用于Linux/Mac。 - Amro

+1 这里似乎提到了 SHELL 变量：http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/matlabunix.html（相应的 Windows 页面则没有） - Amro

Answer 10

由于MATLAB与Java无缝集成，因此您可以使用Jython编写脚本并从MATLAB中调用它（您可能需要添加一个纯JKava包装器来实际调用Jython代码）。我从未尝试过，但我认为应该可以。

- dgorissen