Alex_McAvoy

想要成为渔夫的猎手

Matlab IO操作

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【IO 操作】

IO 操作在不同层次有不同的概念和单位，每一次 IO 就是一次请求，对于磁盘来说，一个 IO 就是读或者写磁盘的某个或者某段扇区，读写完了，这个 IO 也就结束了

在 matlab 中，IO 操作即将数据从磁盘读入 matlab 的工作区，或将数据从 matlab 的工作区写入磁盘

【文件打开与关闭】

  • FID=fopen(fileName,permission)：根据 fileName 所指定的路径，依照 permission 所指定的模式打开文件，返回文件标识符 FID
  • status=fclose(FID)：关闭 FID 所映射的文件，并返回状态码 status

说明：

  1. FID：文件标识符，在系统(无论何种系统均有 FID，类似 PID)中用于唯一标识文件，需要注意的是，如果 FID 不代表打开文件或其等于 0(标准输入)、1(标准输出)、2(标准错误)，关闭文件时会引发错误
  2. fileName：可以是相对路径，也可以是绝对路径
  3. permission 的模式如下表：
标识 模式 标识 模式
‘r’ 读文件，要求文件必须存在 ‘r+’ 读写文件，要求文件必须存在
‘w’ 写文件，若文件已存在会将内容覆盖，若文件不存在会创建文件 ‘w+’ 读写文件，若文件已存在会将内容覆盖，若文件不存在会创建文件
‘a’ 写文件，若文件已存在会将内容追加，若文件不存在会创建文件 ‘a+’ 读写文件，若文件已存在会将内容追加，若文件不存在会创建文件
‘b’ 表明打开文件为二进制文件，一般与上述 6 种标识混合使用，例如：’rb’、’ab+’
  1. status：关闭文件的状态码，关闭成功返回 0，关闭失败返回 1
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>> fid=fopen('test.txt','r')
fid = 4
>> status=fclose(fid)
status = 0

【fread 与 fwrite】

fread() 与 fwrite() 函数对二进制文件进行读写

  • a = fread(FID,num,precision)：根据 FID 读取文件信息，用 precision 指定的数据格式，用 num 指定读取个数

  • num=fwrite(FID,data,precision)：根据 FID 写入数据 data，用 precision 指定的数据格式，返回写入数据个数

注：

  1. 关于 precision：其数据格式为 int32、float 等，若未指定，默认为 uint8
  2. 关于 num：在 fread()中，若 num 未指定，默认读取所有元素
  3. 无法利用 fread 和 fwrite 同时读写
  4. 由于 fread 和 fwrite 涉及到二进制编码问题，因此很少使用
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>> fid=fopen('test.bin','r+');
>> a=magic(3);
>> num=fwrite(fid,a,'int32')
num = 9
>> fclose(fid);

>> fid=fopen('test.bin','r+');
>> data=fread(fid,'int32');
>> fclose(fid);
>> data
data =
       8
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【fscanf 与 fprintf】

fscanf() 与 fprintf() 函数对文本文件进行读写

  • data=fscanf(FID,formatSpec,num)：根据 FID 读取文件信息，用 formatSpec 指定的数据格式，num 表示读取个数，inf 表示读取到末尾(默认)
  • num=fprintf(FID,formatSpec,data)：根据 FID 写入文件信息，用 formatSpec 指定的数据格式

注：每次读写完数据后，指针句柄会指向接下来要读数据的位置

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>> fid=fopen('test.txt','r+');
>> a=magic(3);
>> num=fprintf(fid,'%d %d %d\n',a);
>> fclose(fid);

>> fid=fopen('test.txt','r+');
>> data=fscanf(fid,'%d %d %d\n',[3,inf])
data =
     8     1     6
     3     5     7
     4     9     2
>> fclose(fid);

【importdata 与 load】

importdata() 与 load() 用于将文件加载到工作区，一般来说，对于文本数据(.txt)，利用 importdata() 加载，对于 matlab 标准数据(.mat)，利用 load() 加载

  • a=importdata(fileName,delimiter,num)：加载 fileName 指定的文件，delimiter 为分隔符，num 为跳过的标题行数
  • load(fileName)：将 mat 文件中的变量加载到工作区

注：可以利用 whos -file fileName.mat 来查看 mat 文件中的内容，使用该命令时不需将文件利用 load 载入，只要 mat 文件处于检测目录中即可

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>> importdata('test.txt',' ')
ans = 
          data: [3x3 double]
      textdata: {'dwd'  'qwq'  'qaq'}
    colheaders: {'dwd'  'qwq'  'qaq'}

>> importdata('test.txt',' ',2)
ans = 
          data: [2x3 double]
      textdata: {2x3 cell}
    colheaders: {'8'  '3'  '4'}
    
>> whos -file bird_small.mat
  Name        Size                Bytes  Class     Attributes
  A         128x128x3            393216  double

【textscan 与 textread】

matlab 中，一般利用 textscan() 或 textread() 来读取格式化文本文件

  • a=textscan(FID,formatSpec)：按照 formatSpec 格式读取 FID 所标识的文件，按列返回到元胞数组
  • a=textscan(FID,formatSpec,'headerlines',num)：按照 formatSpec 格式读取 FID 所标识的文件，读取过程中跳过第 num 行，按列返回到元胞数组
  • a=textscan(FID,formatSpec,n)：按照 formatSpec 格式读取 n 次 FID 所标识的文件，按列返回到元胞数组
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>> fid=fopen('test.txt');
>> a=textscan(fid,'%s %s');
>> fclose(fid)

>> fid=fopen('test.txt');
>> b=textscan(fid,'%d %f','headerlines',1);
>> fclose(fid)

>> fileId=fopen('test.txt');
>> c=textscan(fid,'%d %d',1,'headerlines',1);
>> fclose(fid)

>> a{1}
ans = 
    'asd'
    '1'
    '5'
>> b{1}
ans =
     1
     5
>> b{2}
ans =
    3.4000
    3.5000
>> c{1}
ans =
     1
>> c{2}
ans =
     3
  • [A,B,C...]=textread(filename,formatSpec)：按照 formatSpec 格式读取 filename 所标识的文件，按列返回到向量
  • [A,B,C...]=textread(filename,formatSpec,'headerlines',num)：按照 formatSpec 格式读取 filename 所标识的文件，读取过程中跳过第 num 行，按列返回到向量
  • [A,B,C...]=textread(filename,formatSpec,n)：按照 formatSpec 格式读取 n 次 filename 所标识的文件，按列返回到向量
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>> [a,b]=textread('test.txt','%s %s');
>> a
a = 
    'asd'
    '1'
    '5'
>> b
b = 
    'qwe'
    '3.4'
    '3.5'

注：

  1. 对于 a=textscan(FID,formatSpec,n) 和 [A,B,C...]=textread(filename,formatSpec,n)，其一般用于每 n 行格式相同的数据
  2. textscan() 将多组数据读到一个元胞矩阵中；textread() 将数据分别读取到不同的向量中
  3. textscan() 使用前要先 fopen()，完成后要 fclose()；textread() 不需 fopen() 与 fclose()，适用于格式统一的 txt 的一次性大批量读取
  4. textscan() 每次读完数据后，指针句柄会指向接下来要读数据的位置；textread() 每次读完数据后，指针句柄会返回文件头
  5. 不推荐使用 textread()

【xlsread 与 csvread】

xlsread 用于读取 xls 文件

  • a=xlsread(fileName)：读取 xls 文件中的所有单元格的数据

  • a=xlsread(fileName,-1)：读取 xls 文件中的单元格的数据，用户可以利用鼠标来选定范围。执行后，会后台打开 xls 文件并弹窗，在 xls 文件中用鼠标选定单元格后，点击弹窗的确认即可

  • a=xlsread(fileName,sheet)：读取 xls 文件中所在的 sheet，例如：’sheet1’
  • a=xlsread(fileName,range)：读取 xls 文件中的单元格范围，例如：’A1:B2’
  • a=xlsread(fileName,sheet,range)：读取 xls 文件中所在的 sheet 与 范围

csvread 用于读取 csv 文件

  • a=csvread(fileName)：读取 csv 文件中的所有数据
  • a=csvread(fileName,R,C)：从 csv 文件中的行偏移 R 和列偏移 C 开始读取数据
  • a=csvread(fileName,R1,C1,R2,C2)：读取从 csv 文件中的行偏移 R1、列偏移 C1 和 行偏移 R2、列偏移 C2 范围内的数据

注：当需要写 xls 文件或写 csv 文件时，利用 xlswrite() 和 csvwrite() 即可，使用方法与上述基本相同

【dlmread】

dlmread() 用于将 ASCII 分隔的数值数据文件读取到矩阵中，一般用于读取 tsv 文件

  • dlmread(fileName)：将文件中重复的空白视为分隔符进行读取
  • dlmread(fileName,'delimiter')：使用指定的分隔符 delimiter 读取数据，同时会将重复的分隔符视为单独的分隔符
  • dlmread(fileName,delimiter,R,C)：使用指定的分隔符 delimiter 从行偏移 R 和列偏移 C 开始读取数据读取数据
  • dlmread(fileName,delimiter,R1,C1,R2,C2)：使用指定的分隔符 delimiter 读取行偏移 R1、列偏移 C1 和 行偏移 R2、列偏移 C2 范围内的数据

注：当需要写 ASCII 分隔的文件时，利用 dlmwrite() ，使用方法与上述基本相同

【文件读写句柄控制】

在大多数 I/O 函数中，读写完毕后，指针都会指向接下来要读文件的位置，这就造成了无法连续的读写数据，因此可以利用以下几个函数来控制句柄，从而实现自主控制文件读写

  • st=feof(FID)：如果文件设置了文件结束指示符且已到达，则返回 1；如果未设置文件标识符，则返回 0
  • frewind(FID)：将文件指针位置重定向至开头
  • pos=ftell(FID)：返回文件指针位置，以字节为单位从头开始计算，若返回 -1 表示查询失败
  • status=fseek(FID,offset,origin)：重新定位文件指针位置，定位成功返回 1，定位失败返回 -1
    • origin >= 0：在 origin 后移动指针 offset 个字节
    • origin <0：在 origin 前移动指针 offset 个字节

注：

  1. 关于文件结束符 EOF：End of File，是程序中判断 I/O 结尾的标志，其值为 1
  2. origin 常见取值解释为：
    1. bof 或 -1：文件开头
    2. cof 或 0：文件当前位置
    3. eof 或 1：文件结尾
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>> fid=fopen('test.txt','r+');
>> data=fscanf(fid,'%d %d %d\n',[3,inf])
data =
     8     1     6
     3     5     7
     4     9     2

>> data=fscanf(fid,'%d %d %d\n',[3,inf])
data = []
>> feof(fid)
ans = 1

>> frewind(fid)
>> data=fscanf(fid,'%d %d %d\n',[3,inf])
data =
     8     1     6
     3     5     7
     4     9     2

>> ftell(fid)
ans = 18
>> frewind(fid)
>> ftell(fid)
ans = 0

>> data=fscanf(fid,'%d %d %d\n',[1,3])
data =
     8     3     4
>> ftell(fid)
ans = 6


>> fclose(fid);
>> fseek(fid,6,0);
>> data=fscanf(fid,'%d %d %d\n')
data =
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