MеtaTrader 4 和 MATLAB Engine 的交互(虚拟 MATLAB 机)

Andrey Emelyanov | 12 四月, 2016

简介

MetaTrader 4 和 MATLAB 数学包由于其良好的特性（包括在创建复杂计算系统中的“灵活性”），非常受用户的欢迎。 MATLAB 跟外部应用程序连接有三种主要方式，但我只推荐其中的一种 - 使用虚拟桌面 MATLAB Engine。这种方法保证跟完整的 MATLAB 包完全兼容。很多程序员出于以下原因回避这种方法：

很多用户发现它较慢。如果跟从 MATLAB 的 DLL 库直接调用函数相比，的确比较慢。主要延迟发生在调用虚拟机的操作开始时，因为调用大量的库，需要将其上传到调用过程的虚拟空间（本例中是 MetaTrader 4）。
项目的可转移性这种问题的确存在，当把项目转移到另一台计算机时（以及使用直接调用时），所有的 MATLAB DLL 库也必须转移，以了解后者（即启动队列）之间的“关系”。
必须了解 C++ 或 Fortran。不过，如果你了解 MQL4，就可以轻松学习 C++，反之亦然。

我推荐这种方法的原因：

这是跟外部程序连接的方法中最可靠和不受 MATLAB 版本影响的一个。你可以更改 MATLAB 的版本，而你的指标或 Expert Advisor 根本不会注意到这点。这是最重要的优势。
它具有相对快速的开发方法。不需要调试程序，并且编写 DLL 包装程序也不困难。
多个指标和/或 Expert Advisor 的“普通桌面”。当我们需要基于多个指标的数据进行决策或在实现金字塔交易时，我认为这种方法非常有用。

本文描述了连接 MetaTrader 4 和 MATLAB（ver.7.4.0（R2007a））的方法，通过在 Borland C++ Builder 6 编写的“DLL 包装程序”来实现。喜欢 Microsoft 产品的程序员必须使示例适应他们的编译器（考虑到任务的复杂性，祝你好运！）

I.设定任务

首先，需要确定从哪里着手启动项目。我们将开发过程分为三部分：

开发 MATLAB 中实现指标/EA 计算的 M-函数。
开发连接 MATLAB 和 MetaTrader 4 的“DLL-包装程序”。
开发 MQL 程序。

II. 开发 M-函数

这可能是最有趣和运行时间较长的过程，包含以下操作：

1. 将数据从 MetaTrader 4 预导出到 MATLAB。

上图显示了手动将数据导出到 MATLAB 的过程。当导出结束时，在 MATLAB 桌面将创建变量。

2. 查找正确的公式、公式参数的范围等等。

该过程很有创造性，也很重要，但指标和/或 Expert Advisor 的数学算法开发并非本文讨论的内容。你可以在关于 MATLAB 的文献中找到相关信息。

3. MATLAB 中的 M-函数创建

了解 C++和/或 MQL4 的程序员在创建该函数时都没有困难 - 另外，所有的变量都具有相同的数据类型 - “矩阵”。也就是说，清晰的定义一个变量为数组还是多维数组并不重要 - 语言自己会完成定义。我认为数据类型的选择过程并不重要。我始终使用 mxREAL。虽然使用了更多的内存，但却没有造成任何困惑。更多详情可见于参考文献 1 和 2。在给出的示例中，使用了高频过滤器。

III. 开发“DLL-包装程序”

我们对这一点进行详细的阐述，因为它就像空气之于人一样重要。每个后期绑定的 DLL 库必须符合以下条件：

必须具有用于运行后进行“废品”收集和清除内存的内部函数。
必须支持多线程，即同时支持超过一个线程的运行。
必须位于一定的目录下，请参阅：项目文件的位置。

“DLL-包装程序”的主要外部函数是 MATLAB Engine 的 API 界面和标准 C++ 输入/输出库的一个函数。 MATLAB Engine MATLAB Engine ，只包含 8 个函数：

Engine *pEng = engOpen(NULL) – 调用 MATLAB 桌面的函数，该参数始终为 NULL，返回指针到桌面描述符，它对于其他函数的运行是不可缺少的，变量被设定为全局变量。

int exitCode = engClose(Engine *pEng) – 关闭桌面的函数，到桌面描述符的 pEng 指针，返回一个不重要的值，因为该函数在 DLL 关闭时调用且并不重要，返回 MATLAB 桌面“用户”的数量。

mxArray *mxVector = mxCreateDoubleMatrix(int m, int n, int ComplexFlag) – 为 MATLAB 桌面创建矩阵的函数，返回指针到变量矩阵。需要创建跟 MATLAB 兼容的变量。一般的数据数组和/或简单的数据类型无法发送到 MATLAB！

mxArray *mxVector – 指向变量矩阵的指针；

int m – 行数；

int m – 列数；

ComplexFlag – 复数类型，为了 MetaTrader 4 的正确运行，始终使用 mxREAL。

void = mxDestroyArray(mxArray *mxVector) – 擦除 MATLAB 矩阵的函数，为清除内存所需。经常删除不再需要的数据，否则会出现内存问题或结果的“重叠”。

mxArray *mxVector – 指向变量矩阵的指针；

int = engPutVariable( Engine *pEng, char *Name, mxArray *mxVector) – 发送变量到桌面的函数。不能只是创建 mxArray 类型的变量，而且要发送到 MATLAB。

Engine *pEng – 指向桌面“描述符”的指针；

char *Name – 在 MATLAB 桌面的变量名称,char 类型；

mxArray *mxVector – 指向变量矩阵的指针；

mxArray *mxVector = engGetVariable(Engine *pEng, char *Name) – 从桌面接受变量的函数，是上一个函数的逆函数。可以接收 mxArray 类型的变量。

mxArray *mxVector – 指向变量矩阵的指针；

Engine *pEng – 指向桌面“描述符”的指针；

char *Name – MATLAB 桌面字符类型的变量名称。

double *p = mxGetPr(mxArray *mxVector) – 接收指向数据数组指针的函数，用于复制数据以及 memcpy(…)。在接收/写入 mxArray 类型的变量时，使用该函数提取/粘贴一个简单类型（int、double...）的变量。

double *p – 指向双精度类型数组的指针；

mxArray *mxVector – 指向变量矩阵的指针；

int = engEvalString(Engine *pEng, char *Command) – 发送命令到桌面的函数。 Command 行中的命令将由 MATLAB 桌面执行。

Engine *pEng – 指向桌面“描述符”的指针；

char *Command – MATLAB 命令，字符类型行。

只有一个使用内存的函数：

void *pIn = memcpy (void *pIn, void *pOut, int nSizeByte) – 将 pOut 变量（数组）复制（克隆）至大小为 nSizeByte 字节的 pIn 变量的函数。

注意：留意数组的维度。它们必须相等，否则 pIn 数组应大于 pOut。

“DLL-包装程序”导出函数的要求

为了使 MetaTrader 4 能够使用 MATLAB，应该编写函数传递程序。我们来看一下构建这种函数的要求。从 MetaTrader 4 调用的任何函数必须是 __stdcall，即通过堆栈传递参数，函数清除堆栈。下面是函数的声明方式：

extern "C" __declspec(dllexport) <variable_type> __stdcall Funcion(<type> <name>);

extern "C" __declspec(dllexport) - 告诉 C++ 编译器函数为外部函数，在导出表中编写。

<variable_type> - 要返回变量的类型，可以是：void、bool、int、double，复合类型和指针无法传递；查看更多；

__stdcall – 关于参数传递到函数和返回的协议；

Function – 你的函数名称；

<type> <name> - 输入变量的类型和名称；变量的最大数量是 64。

这是函数定义的原型，另请注意 __stdcall

bool __stdcall Funcion (<type> <name>)

{

//……

}

除此之外，还要创建一个扩展名为 def 的文件。这通常是一个文本文件，描述库名称和导出函数的名称。如果该文件不存在，你的文件将会自己“编造”失真的函数名称，这样会使 DLL 的使用复杂化。下面是文件示例：


LIBRARY NameDll

EXPORTS

NameFunctionA

NameFunctionB

LIBRARY –指向 DLL 名称的助词。

EXPORTS – 助词，表示将枚举下面的函数名称。

NameFunctionA、NameFunctionB – DLL 函数的名称。

但 MQL 对其施加了限制： 因为该语言没有指针，它没有动态内存，所以无法从 DLL 库传递数组、结构等。但在 MetaTrader 中，数据可以写成数组，通过函数的引用进行传递。结果可以写在由 MetaTrader 创建的数组内，DLL 接收该数组的指针。但该数组必须是某种维度，而且不能是指标线（该限制可能跟 MetaTrader 4 中特定的内存分配有关）。

现在，在了解了如何编写和调用哪些函数后，我们来看一个“DLL-包装程序”的典型算法：

1. 在第一次调用 DLL 时，使用 engOpen() 函数启动 MATLAB Engine；

2. 从 MetaTrader 获得数据并送回，DLL 函数；

2.1. 由 mxCreateDoubleMatrix() 函数创建变量；

2.2. 复制数据到 mxVector 变量；memcpy() 和 mxGetPr() 函数；

2.3. 传递变量到 MATLAB 桌面，engPutVariable() 函数；

2.4. 传递公式/代码到 MATLAB 桌面，engEvalString() 函数；

2.5. 接收 MATLAB 桌面的反馈，engGetVariable() 函数；

2.6. 将值返回 MetaTrader，memcpy() 和 mxGetPr() 函数；

3. 使用 engClose() 函数关闭 MATLAB，当从 MetaTrader 进程的地址区加载 DLL 时删除所有的 mxDestroyArray() 变量。

现在我们来创建“DLL-包装程序”的架构：

/*---------------------------------------------------------------------------
** Libraries + *.lib + *.def:
** libeng.lib** libmx.lib
** libmex.lib** project_name.def
*/
#include <windows.h>#include <memory.h>#include "engine.h"
//---------------------------------------------------------------------------
extern "C" __declspec(dllexport)<variable_type>__stdcall Funcion(<type><name>);
//---------------------------------------------------------------------------
int WINAPI DllEntryPoint(HINSTANCE hinst,unsigned long reason,void *lpReserved)
  {
   /*    
** reason for DLL call    
*/
   switch(reason)
     {
      case DLL_PROCESS_ATTACH:
         /*            
** DLL uploaded into the address space of the process            
*/
         break;
      case DLL_PROCESS_DETACH:
         /*            
**DLL loaded from the address space of the process            
*/
         break;
     }
   return TRUE;
  }
//---------------------------------------------------------------------------
bool __stdcall Funcion(<type><name>)
  {
   ……
  }
//---------------------------------------------------------------------------

项目程序集

下图显示了如何将库和 *.def 文件添加到项目：

下面是“DLL-包装程序”项目所需的文件列表：

libeng.lib – 位于： \Program Files\MATLAB\R2007a\extern\lib\win32\borland\
libmx.lib – 位于： \Program Files\MATLAB\R2007a\extern\lib\win32\borland\
libmex.lib – 位于： \Program Files\MATLAB\R2007a\extern\lib\win32\borland\
имя_проекта.def – 该文件应如上所述在记事本中创建。

应将 engine.h 文件从 \Program Files\MATLAB\R2007a\extern\\include 复制到 \Program Files\Borland\CBuilder6\Include 文件夹 - 这样你就不必每次为编译器指定路径了。

注意：这些说明仅限于在 Borland C++ Builder 6 中汇编项目！

IV. 开发一个 MQL4 程序

我们将考虑只跟“DLL 包装程序”函数的声明和参数传递相关的问题。为了声明函数，需要下面的语言结构：

#import "HighPass.dll"

void ViewAnsFilter();

bool TestDllFilter();

bool AdaptiveHighFilter(double& nInVector[], int nSizeVector, double nSizeWind, double dAmplit);

void MakeBuffFilter(int nSize);

void DestrBuffFilter();

#import

其中：

#import"HighPass.dll" – DLL 库的关键词和名称；

void MakeBuffFilter(int nSize); - 函数名称、要返回的值的类型、传递值的名称和类型。

注意！ “[]” 在传递数组时使用， 如果 dll 对该数据数组写下反馈时，需要使用与号字符 "&" ！对该数据数组写下反馈时，需要使用与号字符 “&” ！在 MQL 4 中没有其他方式从外部程序传递数组！要传递的数组必须具有特定的维度，且不能是指标数组！

V. 文件位置

在建立项目后，所有的项目文件都应正确放置：

*.dll 和 *.m - 目录中的库文件和m-函数位于 \Program Files\MetaTrader\experts\libraries；

*.mql 位于其正常位置，也就是说，如果它是一个指标，则位于‘indicators’文件夹，如果是 EA，则位于‘experts’，如果是脚本，则位于‘scripts’文件夹。

注意：在启动指标或 Expert Advisor 时，可能会出现服务器繁忙的警告：

这种情况下，请等待 5-10 秒钟，直到工具栏出现 Console Matlab 并单击“重试”。

附言：我有一个 512 RAM、Celeron M 2100 的笔记本电脑，在过滤器运行、图表数量为 5（总缓冲区为 500 х 8 х 5 = 20 000 字节大小）时没感觉到延迟。所以，最终的选择在于你！而我已经做出了选择。如果出现延迟，在 MATLAB 中可以轻松实现分布式计算系统，也就是说，在连接到一个局域网的不同电脑上可以启动多个桌面。

参考文献列表

Built-in MATLAB Help.
"Matlab 5.х Calculations, Visualization, Programing" N.N. Martynov.
C++ Builder 6. Reference Manual" A.Y. Arkhangelski.
Built-in MQL4 Help.

总结

本文中，我们讨论了用于绑定 MetaTrader 4 和 MATLAB 数学包的“DLL-包装程序”开发的基础知识。我们没有涉及提供多个指标和/或 Expert Advisor 运行的问题 - 将在下一篇文章中对其进行探讨。附件中包含了因使用高频过滤器而改进过的 MACD。