MATLAB中文件的读写和数据的导入导出(转)

在编写一个程序时,经常需要从外部读入数据,或者将程序运行的结果保存为文件。MATLAB使用多种格式打开和保存数据。本章将要介绍 MATLAB中文件的读写和数据的导入导出。

13.1 数据基本操作
  本节介绍基本的数据操作,包括工作区的保存、导入和文件打开。
13.1.1 文件的存储
  MATLAB支持工作区的保存。用户可以将工作区或工作区中的变量以文件的形式保存,以备在需要时再次导入。保存工作区可以通过菜单进行,也可以通过命令窗口进行。
  1. 保存整个工作区
  选择File菜单中的Save Workspace As…命令,或者单击工作区浏览器工具栏中的Save,可以将工作区中的变量保存为MAT文件。
  2. 保存工作区中的变量
  在工作区浏览器中,右击需要保存的变量名,选择Save As…,将该变量保存为MAT文件。
  3. 利用save命令保存
  该命令可以保存工作区,或工作区中任何指定文件。该命令的调用格式如下:
● save:将工作区中的所有变量保存在当前工作区中的文件中,文件名为 matlab.mat,MAT文件可以通过load函数再次导入工作区,MAT函数可以被不同的机器导入,甚至可以通过其他的程序调用。
● save(\'filename\'):将工作区中的所有变量保存为文件,文件名由filename指定。如果filename中包含路径,则将文件保存在相应目录下,否则默认路径为当前路径。
● save(\'filename\', \'var1\', \'var2\', ...):保存指定的变量在 filename 指定的文件中。
● save(\'filename\', \'-struct\', \'s\'):保存结构体s中全部域作为单独的变量。
● save(\'filename\', \'-struct\', \'s\', \'f1\', \'f2\', ...):保存结构体s中的指定变量。
● save(\'-regexp\', expr1, expr2, ...):通过正则表达式指定待保存的变量需满足的条件。
● save(\'..., \'format\'),指定保存文件的格式,格式可以为MAT文件、ASCII文件等。
13.1.2 数据导入
  MATLAB中导入数据通常由函数load实现,该函数的用法如下:
● load:如果matlab.mat文件存在,导入matlab.mat中的所有变量,如果不存在,则返回error。
● load filename:将filename中的全部变量导入到工作区中。
● load filename X Y Z ...:将filename中的变量X、Y、Z等导入到工作区中,如果是MAT文件,在指定变量时可以使用通配符“*”。
● load filename -regexp expr1 expr2 ...:通过正则表达式指定需要导入的变量。
● load -ascii filename:无论输入文件名是否包含有扩展名,将其以ASCII格式导入;如果指定的文件不是数字文本,则返回error。
● load -mat filename:无论输入文件名是否包含有扩展名,将其以mat格式导入;如果指定的文件不是MAT文件,则返回error。
例13-1 将文件matlab.map中的变量导入到工作区中。
  首先应用命令whos –file查看该文件中的内容:
  >> whos -file matlab.mat
   Name                  Size              Bytes Class
   A                    2x3              48 double array
   I_q                 415x552x3            687240 uint8 array
   ans                1x3               24 double array
   num_of_cluster       1x1               8 double array
  Grand total is 687250 elements using 687320 bytes
  将该文件中的变量导入到工作区中:
  >> load matlab.mat
  该命令执行后,可以在工作区浏览器中看见这些变量,如图13-1所示。

图13-1 导入变量后的工作区视图
  接下来用户可以访问这些变量。
  >> num_of_cluster
  num_of_cluster =
       3
  MATLAB中,另一个导入数据的常用函数为importdata,该函数的用法如下:
● importdata(\'filename\'),将filename中的数据导入到工作区中;
● A = importdata(\'filename\'),将filename中的数据导入到工作区中,并保存为变量A;
● importdata(\'filename\',\'delimiter\'),将filename中的数据导入到工作区中,以delimiter指定的符号作为分隔符;
例13-2 从文件中导入数据。
  >> imported_data = importdata(\'matlab.mat\')
  imported_data =
                 ans: [1.1813 1.0928 1.6534]
                   A: [2x3 double]
                 I_q: [415x552x3 uint8]
      num_of_cluster: 3
  与load函数不同,importdata将文件中的数据以结构体的方式导入到工作区中。
13.1.3 文件的打开
  MATLAB中可以使用open命令打开各种格式的文件,MATLAB自动根据文件的扩展名选择相应的编辑器。
   需要注意的是open(\'filename.mat\')和load(\'filename.mat\')的不同,前者将filename.mat以结构体的方式打开在工作区中,后者将文件中的变量导入到工作区中,如果需要访问其中的内容,需要以不同的格式进行。
  
例13-3 open与load的比较。
  >> clear
  >> A = magic(3);
  >> B = rand(3);
  >> save
  Saving to: matlab.mat
  >> clear
  >> load(\'matlab.mat\')
  >> A
  A =
       8     1     6
       3     5     7
       4     9     2
  >> B
  B =
      0.9501    0.4860    0.4565
      0.2311    0.8913    0.0185
      0.6068    0.7621    0.8214
  >> clear
  >> open(\'matlab.mat\')
  ans =
      A: [3x3 double]
      B: [3x3 double]
  >> struc1=ans;
  >> struc1.A
  ans =
       8     1     6
       3     5     7
       4     9     2
  >> struc1.B
  ans =
      0.9501    0.4860    0.4565
      0.2311    0.8913    0.0185
      0.6068    0.7621    0.8214
13.2 文本文件的读写
  在上一节中介绍的函数和命令主要用于读写mat文件,而在应用中,需要读写更多格式的文件,如文本文件、word文件、xml文件、xls文件、图像文件和音视频文件等。本节介绍文本文件(txt)的读写。其他文件的读写,用户可以参考MATLAB帮助文档。
  MATLAB中实现文本文件读写的函数如表13-1所示。
表13-1 MATLAB中文本文件读写函数
函    数
功    能
csvread
读入以逗号分隔的数据
csvwrite
将数据写入文件,数据间以逗号分隔
dlmread
将以 ASCII 码分隔的数值数据读入到矩阵中
dlmwrite
将矩阵数据写入到文件中,以 ASCII 分隔
textread
从文本文件中读入数据,将结果分别保存
textscan
从文本文件中读入数据,将结果保存为单元数组
  
  下面详细介绍这些函数。
  1. csvread、csvwrite
  csvread函数的调用格式如下:
● M = csvread(\'filename\'),将文件filename中的数据读入,并且保存为M,filename中只能包含数字,并且数字之间以逗号分 隔。M是一个数组,行数与filename的行数相同,列数为filename列的最大值,对于元素不足的行,以0补充。
● M = csvread(\'filename\', row, col),读取文件filename中的数据,起始行为row,起始列为col,需要注意的是,此时的行列从0开始。
● M = csvread(\'filename\', row, col, range),读取文件filename 中的数据,起始行为 row,起始列为col,读取的数据由数组 range 指定,range 的格式为:[R1 C1 R2 C2],其中R1、C1为读取区域左上角的行和列,R2、C2为读取区域右下角的行和列。
  csvwrite 函数的调用格式如下:
● csvwrite(\'filename\',M),将数组M中的数据保存为文件filename,数据间以逗号分隔。
● csvwrite(\'filename\',M,row,col),将数组M中的指定数据保存在文件中,数据由参数 row和col指定,保存row和col右下角的数据。
● csvwrite写入数据时每一行以换行符结束。另外,该函数不返回任何值。
  这两个函数的应用见下面的例子。
例13-4 函数csvread和csvwrite 的应用。
  本例首先将MATLAB的图标转化为灰度图,将数据存储在文本文件中,再将其部分读出,显示为图形。
  编写M文件,命名为immatlab.m,内容为:
  % the example of functions csvread and csvwrite
  I_MATLAB= imread(\'D:\matlab.bmp\');     % read in the image
  I_MATLAB= rgb2gray(I_matlab);          % convert the image to gray image
  figure,imshow(I_matlab,\'InitialMagnification\',100); % show the image
  csvwrite(\'D:\matlab.txt\',I_matlab);     % write the data into a text file
  sub_MATLAB= csvread(\'D:\matlab.txt\',100,100);% read in part of the data
  sub_MATLAB= uint8(sub_matlab);         % convert the data to uint8
  figure,imshow(sub_matlab,\'InitialMagnification\',100);      % show the new image
  在命令窗口中运行该脚本,输出图形如图13-2所示。

(a)                                            (b)
图13-2 例13-3 的运行结果
  该例中涉及到了少量的图像处理内容,超出本书的范围,感兴趣的读者可以查阅 MATLAB帮助文档中关于Image Processing Toolbox的介绍。
  2. dlmread、dlmwrite
(个人觉得这个比较好用)
  dlmread函数用于从文档中读入数据,其功能强于csvread。dlmread的调用格式如下:
● M = dlmread(\'filename\')
● M = dlmread(\'filename\', delimiter)
● M = dlmread(\'filename\', delimiter, R, C)
● M = dlmread(\'filename\', delimiter, range)
  其中参数delimiter用于指定文件中的分隔符,其他参数的意义与csvread函数中参数的意义相同,这里不再赘述。dlmread函数与csvread函数的差别在于,dlmread函数在读入数据时可以指定分隔符,不指定时默认分隔符为逗号。
  dlmwrite函数用于向文档中写入数据,其功能强于csvwrite函数。dlmwrite函数的调用格式为:
● dlmwrite(\'filename\', M),将矩阵M的数据写入文件filename中,以逗号分隔。
● dlmwrite(\'filename\', M, \'D\'),将矩阵M的数据写入文件filename中,采用指定的分隔符分隔数据,如果需要tab键,可以用“\t”指定。
● dlmwrite(\'filename\', M, \'D\', R, C),指定写入数据的起始位置。
● dlmwrite(\'filename\', M, attribute1, value1, attribute2, value2, ...),指定任意数目的参数,可以指定的参数见下表。
● dlmwrite(\'filename\', M, \'-append\'),如果filename指定的文件存在,在文件后面写入数据,不指定时则覆盖原文件。
● dlmwrite(\'filename\', M, \'-append\', attribute-value list),叙写文件,并指定参数。
● dlmwrite 函数的可用参数如表13-2所示。

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