核心原理：Java 在 MATLAB 中的角色

MATLAB 底层本身就使用 Java 技术构建，MATLAB 运行时环境包含了一个完整的 Java 虚拟机，这意味着：

1. 自动类路径：当你启动 MATLAB 时，它会自动将自身的 java 目录（包含 swing, awt, util 等核心库）添加到 Java 类路径中。
2. 对象交互：你可以直接在 MATLAB 代码中创建 Java 对象、调用其方法、访问其属性，就像使用 MATLAB 对象一样。
3. 数据类型映射：MATLAB 和 Java 之间有明确的数据类型对应关系，使得数据交换非常方便。

主要混合编程方法

在 MATLAB 中调用 Java 代码（最常用）

这是最直接、最常用的方式，你可以将 Java 代码作为 MATLAB 的扩展，来执行特定的任务。

调用 Java 标准库或第三方 JAR

步骤：

1. 获取 JAR 文件：你想使用一个名为 myutils.jar 的第三方工具库。

2. 将 JAR 添加到类路径：

   • 临时添加（当前 MATLAB 会话有效）：

     % 将 JAR 文件添加到动态类路径
     javaaddpath('path/to/your/myutils.jar');

   • 永久添加（推荐）：将 JAR 文件放在 MATLAB 的 java/jar 目录下（C:\MATLAB\R2025a\java\jar），或者使用 javaclasspath.txt 文件，在 MATLAB 的 prefdir 目录下创建或编辑 javaclasspath.txt 文件，将 JAR 的完整路径添加进去。

     % 查看当前类路径
     javaclasspath;
     % 编辑 javaclasspath.txt 文件
     edit(javaclasspathpath);

3. 在 MATLAB 中使用：添加后，MATLAB 会自动扫描 JAR 文件中的类，你就可以直接使用了。

示例：使用 Java Swing 创建一个简单窗口

% 1. 导入 Java 类（可选，但推荐，可以简化代码）
import javax.swing.*
import java.awt.*
% 2. 创建 Java 对象
frame = javax.swing.JFrame('My Java Window from MATLAB');
label = javax.swing.JLabel('Hello from Java!');
% 3. 调用 Java 方法
frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
frame.getContentPane().add(label, BorderLayout.CENTER);
frame.pack();
frame.setVisible(true);
% 4. 调用 Java 属性= frame.getTitle();
disp(['Window title is: ', title]);

调用自定义 Java 代码

如果你有自己的 Java 类，比如一个数学工具类 MathUtils.java。

Java 代码 (MathUtils.java)

// MathUtils.java
package com.example.utils;
public class MathUtils {
    // 一个静态方法
    public static int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
    // 一个实例方法
    public double multiply(double a, double b) {
        return a * b;
    }
}

MATLAB 代码

% 1. 确保编译后的 .class 文件在 MATLAB 的类路径中
% 假设 .class 文件在 'C:\my_java_classes\com\example\utils\' 目录下
% 你需要将这个父目录 'C:\my_java_classes' 添加到类路径
javaaddpath('C:\my_java_classes');
% 2. 调用静态方法
% 语法: javaClassName.staticMethodName
result_static = com.example.utils.MathUtils.add(10, 20);
disp(['Static method result: ', num2str(result_static)]);
% 3. 调用实例方法
% 语法: javaObject = javaClassName; javaObject.instanceMethodName
math_util = com.example.utils.MathUtils(); % 创建实例
result_instance = math_util.multiply(5.5, 2.0);
disp(['Instance method result: ', num2str(result_instance)]);

将 MATLAB 代码打包成 Java 可调用的组件

这种方法允许你从 Java 应用程序（如桌面应用、Web 服务器）中调用 MATLAB 的算法，实现真正的双向交互。

主要方式：使用 MATLAB Compiler

步骤：

1. 编写 MATLAB 函数：创建一个你希望被外部调用的 .m 文件。

   % my_matlab_function.m
   function result = my_matlab_function(a, b)
       % 这个函数将作为 Java 的一个方法被调用
       result = a^2 + sin(b);
   end

2. 使用 MATLAB Compiler 进行编译：

   • 在 MATLAB 命令行窗口输入 deploytool 打开部署工具。
   • 选择 "Library" 类型，点击 "Next"。
   • 添加你的 my_matlab_function.m 文件。
   • 指定输出目录和类名（MyMatlabLib）。
   • 点击 "Package" 进行编译。
   • 编译成功后,会生成一个 .jar 文件（MyMatlabLib.jar）和一些相关的 .dll 文件。

3. 在 Java 项目中调用编译后的组件：

   • 依赖：将生成的 MyMatlabLib.jar 文件以及 libmatlab.jar（通常在 MATLAB 安装目录的 toolbox\compiler\deploy\win64 下）添加到你的 Java 项目的类路径中。

   • 调用代码：

     // MyJavaCaller.java
     import com.mathworks.toolbox.javabuilder.*;
     import MyMatlabLib.*;
     public class MyJavaCaller {
         public static void main(String[] args) {
             try {
                 // 1. 创建 MATLAB 组件实例
                 MyMatlabLib myLib = new MyMatlabLib();
                 // 2. 准备输入参数 (必须是 MWArray 数组)
                 MWNumericArray a = new MWNumericArray(3.0, MWArray.DOUBLE);
                 MWNumericArray b = new MWNumericArray(Math.PI / 2, MWArray.DOUBLE);
                 // 3. 调用 MATLAB 函数，获取输出
                 Object[] result = myLib.my_matlab_function(1, new Object[]{a, b});
                 // 4. 处理输出结果 (通常是 MWNumericArray)
                 MWNumericArray output = (MWNumericArray) result[0];
                 double finalResult = output.getDouble();
                 System.out.println("Result from MATLAB: " + finalResult); // 应该输出 9.0 + 1.0 = 10.0
             } catch (Exception e) {
                 e.printStackTrace();
             } finally {
                 // 5. 释放资源
                 MWArray.disposeArray(a);
                 MWArray.disposeArray(b);
                 // ... 释放其他资源
             }
         }
     }

数据类型映射

MATLAB 和 Java 之间的数据交换是自动进行的，但了解其映射关系有助于避免类型错误。

注意：当使用 MATLAB Compiler 时，所有输入输出都必须是 MWArray 的子类，而在直接调用时，MATLAB 会自动进行基本类型的转换（如 double 和 java.lang.Double）。

最佳实践与注意事项

1. 优先直接调用：如果你的 Java 代码已经存在且功能完善，直接在 MATLAB 中调用它（方法一）是最简单、最高效的方式，不需要编译，没有额外的依赖。
2. 谨慎使用编译器：使用 MATLAB Compiler（方法二）会增加部署的复杂性，需要分发 .jar 和 .dll 文件，并且启动 JVM 的开销较大，它最适合将核心算法封装起来，供非 MATLAB 环境调用。
3. 性能考虑：
   • 启动开销：第一次在 MATLAB 中调用 Java 或启动一个 Java 应用来调用 MATLAB 时，JVM 的初始化可能会带来显著的延迟。
   • 数据传递：在 MATLAB 和 Java 之间传递大量数据（如大矩阵）可能会有性能开销，因为涉及数据拷贝和类型转换，尽量传递引用或使用高效的数据结构。
4. 路径管理：始终确保你的 Java 类或 JAR 文件在 MATLAB 的类路径中，使用 javaclasspath 命令检查路径，并优先使用 javaclasspath.txt 进行永久配置，而不是每次都手动 javaaddpath。
5. 错误处理：Java 的异常（Exception）在 MATLAB 中会以 MException 的形式抛出，使用 try-catch 块来捕获和处理它们。

   try
       % 可能抛出 Java 异常的代码
       obj.someJavaMethod();
   catch ME
       % ME 是一个 MException 对象
       disp(['Caught an exception: ', ME.message]);
       % 检查是否是 Java 异常
       if ~isempty(ME.JavaException)
           disp(['Java Exception: ', ME.JavaException.toString()]);
       end
   end

6. UI 交互：MATLAB 和 Java 的 UI 事件循环是独立的，在一个 UI 事件中调用另一个环境的 UI 更新可能会导致界面卡死，通常的做法是让一个环境（通常是 MATLAB）作为主控制线程，另一个环境作为后台计算服务。

对于绝大多数用户来说,掌握方法一（在 MATLAB 中直接调用 Java） 就能满足大部分混合编程的需求，只有当你需要将整个应用或特定算法完全脱离 MATLAB 环境部署时，才需要考虑方法二。