在 MATLAB 2015a 中如何调用 Python

在 MATLAB 2015a 中调用 Python 可通过系统命令调用、.NET 交互层包装、MEX 接口间接桥接、环境变量配置四种方式，但因该版本对 Python 支持有限，主要依赖的是系统命令调用与间接脚本交互。其中，通过 system() 函数调用 Python 脚本是最简单且兼容性最高的方式，尤其在数据传递、批处理脚本中应用广泛。

根据 MathWorks 官方文档，截至 R2014b 开始 MATLAB 才引入 py. 命名空间，2015a 支持尚不成熟，推荐使用标准输出流与临时文件作为桥梁进行 MATLAB 与 Python 的通信。

一、MATLAB 2015a 调用 Python 的背景与限制

MATLAB 从 R2014b 起引入对 Python 的原生支持，用户可使用 py.module_name.function() 方式调用 Python 模块。然而，在 2015a 版本中，Python 接口支持仍处于试验阶段，对 Python 版本有严格限制，通常仅支持 Python 2.7 与部分 3.4。

此外，py 命名空间的类型转换、异常处理、模块路径设置等机制不稳定，故 MATLAB 2015a 用户更推荐通过间接方式调用 Python，尤其适用于一次性脚本执行、模型数据交互、文件格式转换等任务。

二、使用 system() 调用 Python 脚本

这是最直接的方式。使用 MATLAB 的 system() 函数可以执行任何操作系统命令，包括 Python 解释器运行脚本。示例：

cmd = 'python myscript.py';
[status, cmdout] = system(cmd);
disp(cmdout);

此方式优势在于兼容性强，不依赖 MATLAB 内部 Python 接口，适合调用数据处理、模型训练等 Python 脚本，缺点是实时交互性差，需通过文件传递参数与结果。

三、数据交互方式一：临时文件传递

通过中间文件（如 TXT、CSV、JSON、MAT）传递数据，可实现 MATLAB 与 Python 的“离线通信”。例如：

• MATLAB 写入 data.json，Python 读取处理后输出 result.json；
• MATLAB 调用 Python 脚本：

system('python process.py input.json output.json')

• MATLAB 再读取 output.json 完成数据交互。

该方式适用于图像处理、分类预测、信号分析等任务，能规避接口版本兼容问题。

四、数据交互方式二：标准输入输出传递

高级用法是通过 system() 捕捉 Python 的标准输出，实现无文件中转的交互方式。Python 脚本需打印结构化信息（如 JSON 格式）：

Python 端：

import sys, json
result = {"value": 42}
print(json.dumps(result))

MATLAB 端：

[~, out] = system('python compute.py');
data = jsondecode(out);

该方式响应更快，但复杂结构解析难度高，适用于参数不多、响应结构简单的任务。

五、通过 Java 或 .NET 桥接 Python 接口

高级用户可使用 MATLAB 支持的 Java 或 .NET 接口加载 Python 提供的 Web API 或服务。例如：Python 使用 Flask 启动一个本地 Web 服务，MATLAB 用 Java 的 HttpURLConnection 发起请求：

url = java.net.URL('http://localhost:5000/api');
conn = url.openConnection();
stream = conn.getInputStream();
reader = java.io.InputStreamReader(stream);
...

适合稳定部署、集成模型预测、分布式任务时使用，但配置复杂，依赖网络通信。

六、MEX 或 C/C++ 接口调用嵌入 Python

通过 MEX 文件间接集成 Python 代码也是一条路径。Rust/C++ 开发者可使用 Python C API 构建 MEX 扩展，实现在 MATLAB 中直接封装 Python 接口。

但此方式开发难度大，需掌握 CMake、Python.h 接口，以及 MATLAB 的 MEX 编译规范，适合底层接口移植、性能优化等极端需求，不推荐初学者使用。

七、路径与环境变量配置建议

MATLAB 调用外部 Python 时，需确保系统 PATH 中包含 Python 可执行路径，或使用完整路径调用：

system('C:\Python27\python.exe script.py')

建议在脚本中加入版本校验输出：

import platform
print(platform.python_version())

此外，避免使用 Anaconda 等隔离环境，2015a 版本兼容性差，推荐纯 CPython 安装并设为默认解释器。

八、测试建议与常见错误排查

常见问题包括：找不到 Python 路径、权限错误、输出乱码、MATLAB 卡死等。建议：

• 使用 !python 在 MATLAB 命令窗口测试解释器是否可用；
• 打印错误日志 2>&1 输出至文件辅助调试；
• 设置 PYTHONIOENCODING=UTF-8 环境变量避免中文乱码；
• 用 pause 暂停脚本判断执行顺序。

常见问答

1. MATLAB 2015a 是否能直接使用 py.module？
支持有限，仅部分 Python 2.7 模块支持，且类型兼容性差，建议使用 system()。

2. 是否可以用 virtualenv？
不推荐。MATLAB 2015a 对虚拟环境兼容性差，容易发生路径冲突。

3. JSON 是推荐的数据交互格式吗？
是。通用性强、支持嵌套结构、在 Python 和 MATLAB 中解析均方便。

4. MATLAB 与 Python 的同步是否实时？
否。使用 system() 调用为阻塞型，交互需通过轮询或等待。