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

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()。

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。

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。

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。