• 【Matlab】 读取文件各种方法


    本技术支持指南主要处理:ASCII, binary, and MAT files.
    要得到MATLAB中可用来读写各种文件格式的完全函数列表,可以键入以下命令:
    help iofun

    MATLAB中有两种文件I/O程序:high level and low level.
    High level routines: 包括现成的函数,可以用来读写特殊格式的数据,并且只需要少量的编程。
    Low level routines: 可以更加灵活的完成相对特殊的任务,需要较多的额外编程。

    High level routines 包括现成的函数,可以用来读写特殊格式的数据,并且只需要少量的编程。

    举个例子,如果你有一个包含数值和字母的文本文件(text file)想导入MATLAB,你可以调用一些low level routines自己写一个函数,或者是简单的用TEXTREAD函数。

    使用high level routines的关键是:文件必须是相似的(homogeneous),换句话说,文件必须有一致的格式。下面的段落描述一些high level file I/O routines并给出一些例子帮助理解概念。

    LOAD/SAVE

    主要的high level file I/O routines 是LOADSAVE函数。LOAD
    可以读MAT-file data或者用空格间隔的格式相似的ASCII data. SAVE可以将MATLAB变量写入MAT-file格式或者空格间隔的ASCII data。大多数情况下,语法相当简单。下面的例子用到数值由空格间隔的ASCII file
    sample_file.txt

    1 5 4 16 8

    5 43 2 6 8

    6 8 4 32 1

    90 7 8 7 6

    5 9 81 2 3

    Example:
    用 LOAD and SAVE 读写数据


    CODE:

    % Load the file to the matrix, M :
    M = load('sample_file.txt')

    % Add 5 to M :
    M = M +5

    % Save M to a .mat file called 'sample_file_plus5.mat':
    save sample_file_plus5 M

    % Save M to an ASCII .txt file called 'sample_file_plus5.txt' :
    save sample_file_plus5.txt M -ascii

    UIGETFILE/UIPUTFILE

    UIGETFILE/UIPUTFILE是基于图形用户界面(GUI)的。会弹出对话框,列出当前目录的文件和目录,提示你选择一个文件。UIGETFILE让你选择一个文件来写(类似Windows ‘另存为’选项?)。用UIGETFILE,可以选择已存在的文件改写,也可以输入新的文件名。两个函数的返回值是所选文件名和路径。

    Example:
    用 UIGETFILE 从当前目录选择一个 M-file


    CODE:

    % This command lists all the M-files in the current directory and
    % returns the name and path of the selected file

    [fname,pname] = uigetfile('*.m','Sample Dialog Box')


    注意: UIGETFILE 一次只能选择一个文件。

    UIIMPORT/IMPORTDATA

    UIIMPORT是一个功能强大,易于使用的基于GUI的high level routine,用于读complex data files。文件也必须是homogeneous。

    IMPORTDATA形成UIIMPORT的功能,不打开GUI。可以将IMPORTDATA用于函数或者脚本中,因为在函数或者脚本中基于GUI的文件导入机制并不理想。下面的例子用到包含几行文件头和文本、数值数据的文件'sample_file2.txt'

    This is a file header.

    This is file is an example.

    col1 col2 col3 col4

    A    1   4    612.000

    B    1   4    613.000

    C    1   4    614.000

    D    1   4    615.000

    Example: Using IMPORTDATA to read in a file with headers, text, and numeric data


    CODE:

    % This reads in the file 'sample_file2.txt' and creates a
    % structure D that contains both data and text data.
    % Note the IMPORTDATA command specifies a white space
    % as the delimiter of the file, but IMPORTDATA can usually
    % detect this on its own

    D = importdata('sample_file2.txt','')  % 原文有误?
    D = importdata('sample_file2.txt')

    可以通过访问结构D的数据和文本域,来看结构D中的真实值,例如输入:

    data = D.data

    text = D.textdata

    可以用UIIMPORT读同一个文件并得到同样的结构.

    注意: 对于 ASCII data, 你必须检验导入向导正确的识别了列分隔符。

    TEXTREAD/STRREAD

    TEXTREAD 是一个强大的动态high level routine,设计用来读ASCII格式的文本和/或数值数据文件。STRREAD除是从字符串而不是文件读以外,类似于TEXTREAD

    两个函数可以用许多参数来改变其具体的工作方式,他们返回读入指定输出的数据。他们有效的提供给你一个
    “两全其美”的方法,因为他们可以用一个命令读入混合的ASCII和数值数据(high level routines的做法),并且你可以改变他们以匹配你特定的应用(如同low level routines做到的)。例子:


    CODE:
    Example 1: Using TEXTREAD to read in an entire file into a cell array


    % This command reads in the file fft.m into the cell array, file
    file = textread('fft.m','%s','delimiter','\n','whitespace','');

     


    CODE:
    Example 2: Using STRREAD to read the words in a line

    % This command uses the cell array created in Example 1 to
    % read in each word of line 28 in 'file' to a cell array, words

    words = strread(file{28},'%s','delimiter','')


    CODE:
    Example 3: Using TEXTREAD to read in text and numeric data from a file with headers

    % This command skips the 2 header lines at the top of the file
    % and reads in each column to the 4 specified outputs

    [c1 c2 c3 c4] = textread('sample_file2.txt','%s %s %s %s','headerlines',2)

    CODE:
    Example 4: Using TEXTREAD to read in specific rows of text and numeric data from a file

    % This command reads in rows B and C of the file. The 'headerlines'
    % property is used to move down to the desired starting row and the
    % read operation is performed 2 times

    [c1 c2 c3 c4] = textread('sample_file2.txt',...
    '%s %s %s %s',2,'headerlines',4)

    CODE:
    Example 5: Using TEXTREAD to read in only the numeric data from a file containing text and numbers

    % This command reads in only the numeric data in the file. The
    % 'headerlines' property is used to move down to the first row
    % of interest and the first column of text is ignored with the
    % '*'  operator

    [c2 c3 c4] = textread('sample_file2.txt','%*s %d %d %f','headerlines',3)

    DLMREAD/DLMWRITE/CSVREAD

    DLMREADDLMWRITE函数能够读写分隔的ASCII data,而不是用low level routines。他们比low level routines容易使用,Low level routines用几行代码实现的功能可以用DLMREAD/DLMWRITE简化成一行。

    CSVREAD用来读分隔符是逗号的文件,是DLMREAD的特殊情况。当读空格和Tab分隔的电子数据表文件时,DLMREAD特别有用。以'sample_file.txt'为例:

     


    CODE:
    Example 1: Using DLMREAD to read in a file with headers, text, and numeric data

    % This reads in the file 'sample_file2.txt' and creates a matrix, D,
    % with the numeric data this command specifies a white space as the
    % delimiter of the file

    D = dlmread('sample_file.txt','')


    CODE:
    Example 2: Using DLMREAD to extract the first 3 columns of the last 3 rows

    % This reads in the first 3 columns of the last 3 rows of
    % the data file 'sample_file.txt'into the matrix, D_partial.
    % 读文件 'sample_file.txt' 前3列后3行,到矩阵D_partial.

    D_partial = dlmread('sample_file.txt','',[2 0 4 2])



    CODE:
    Example 3: Using DLMWRITE to write a comma delimited file

    % This creates a file called 'partialD.txt' that consists of
    % the first 3 columns of the last 3 rows of data where each
    % element is separated by a comma

    dlmwrite('partialD.txt',D_partial,',')


    注意: 保证DLMREAD and DLMWRITE指定范围的指标从0开始,而不是从1开始。

    WK1READ/WK1WRITE

    WK1READ 用来读Lotus123 电子数据表文件的数据;WK1WRITE用来写矩阵到Lotus123 电子数据表文件。

    XLSREAD

    XLSREAD用来读Excel的数值和文本数据。

     

     

    三. 具体例子分析:
    Matlab网站用两个例子非常详尽地介绍了各个命令的基本用法,实际中,面对手头上的数据,如何选用合适的命令呢?以下结合几个示例给出一些总结,大家举一反三就可以了:

    1. 纯数据(列数相同):
    源文件:



    CODE:
    0 3866.162 2198.938 141.140
    1 3741.139 2208.475 141.252
    2 3866.200 2198.936 141.156
    3 3678.048 2199.191 141.230
    4 3685.453 2213.726 141.261
    5 3728.769 2212.433 141.277
    6 3738.785 2214.381 141.256
    7 3728.759 2214.261 141.228
    8 3748.886 2214.299 141.243
    9 3748.935 2212.417 141.253
    10 3733.612 2226.653 141.236
    11 3733.583 2229.248 141.223
    12 3729.229 2229.118 141.186




    解答:对于这个txt文件,由于各行列数相同,故简单地使用load,importdata均可。


    2.字段名(中、英文字段均可)+数据:
    源文件:


    CODE:
    CH0 CH1 CH2 CH3
    0.000123 0.000325 0.000378 0.000598
    0.000986 0.000256 0.000245 0.000698


    解答:由于是记录的形式,因此各行列数必相同(缺少部分列时请自行在文件中补上 Inf 或 NaN),故直接使用 importdata 便可。

    3.注释(含有独立的数字串)+数据(列数相同):
    问题:这个文件有4列,但前6行是文字说明,4列数字是从第8行开始的.现在我想把这个文件的前2列和文字说明提出来组成一个新的dat文件

    源文件:


    CODE:
    Group 2  12.02.2006   Limei
    Samples of datas: 50000

    CH0  CH1  CH2  CH3
    0.000123  0.000325   0.000378   0.000598
    0.000986  0.000256   0.000245   0.000698


    目标文件:


    CODE:
    Group 2 12.02.2006 Limei
    Samples of datas: 50000

    CH0 CH1
    0.000123 0.000325
    0.000986 0.000256


    解答:由于注释中含有独立的数字串,且注释部分没有明显的格式, 这时候用importdata, load等高级命令直接读取会失败,用 textread, dlmwrite 等格式化命令也不太合适,因此只能使用低级命令进行读取。(当然了,可以跳过注释部分直接用高级命令读取数据,即:[a b c d] = textread(filename,'%f %f %f %f','headerlines',4); )。一个简单的、非通用的包含注释的读取方法如下:
    -------------------------------------转 ---------------------------------------------------------------------------------------

    CODE:
    clc;clear;
    fid = fopen('exp.txt', 'r');
    fid_n=fopen('ex.dat','w');
    while ~feof(fid)
        tline=fgetl(fid);
        if ~isempty(tline)
            if double(tline(1))>=48 && double(tline(1))<=57  %数值开始
                a=strread(tline);
                a(3:4)=[];
                fprintf(fid_n,'%f %f\n',a);
                clear a;
            elseif double(tline(1))==67   %字母C开始
               [b1,b2,b3,b4]=strread(tline,'%s %s %s %s');
               b=[b1{1},'  ',b2{1}];
                fprintf(fid_n,'%s\n',b);
                clear b b1 b2 b3 b4;
            else
                fprintf(fid_n,'%s\n',tline);
            end
        else
            fprintf(fid_n,'%s\n',tline);
        end
    end
    fclose(fid);
    fclose(fid_n);


    ---------------------------------------------------------------------------------

    4. 注释(不含独立的数字串)+数据(列数相同):
    源文件:

    CODE:
    你好 abc
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    振动论坛
    vib.hit.edu.cn
    1 11 111 1111
    2 22 222 2222
    3 33 333 3333
    4 44 444 4444
    5 55 555 5555


    解答:直接用 importdata 便可

    注:有时候注释中含有独立的数字串也可以 importdata 成功,不过得到的结果有可能不正确,建议这时候使用第3种情形的读取方式。

    5. 注释与数据混排:
    对此当然只能自己编程,举例:

    源文件

    CODE:
    1 11 111 1111
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    解答:
    --------------------------------------------转--------------------------------------


    CODE:

    function [data]=distilldata(infile)
    %功能说明:
    %将保存数据的原始文件中的数值数据读入到一个data变量中
    %使用说明:
    % infile——原始数据文件名;
    % data=数据变量

    tmpfile='tmp2.mat';

    fidin=fopen(infile,'r'); % 打开原始数据文件(.list)

    fidtmp=fopen(tmpfile,'w'); % 创建保存数据文件(不含说明文字)

    while ~feof(fidin) % 判断是否为文件末尾
      tline=fgetl(fidin); % 从文件读入一行文本(不含回车键)
      if ~isempty(tline) % 判断是否空行
        [m,n]=size(tline);
        flag=1;
        for i=1:n %判断一行中有没有字符(+-.Ee和空格键除外)
          if ~(tline(i)==' '|tline(i)=='-'|tline(i)=='.'|tline(i)=='E'...
              |tline(i)=='e'|tline(i)=='+'...
              |(double(tline(i))>=48&&double(tline(i))<=57))
            flag=0;
            break;
          end
        end
        if flag==1 % 如果是数字行,把此行数据写入文件
          fprintf(fidtmp,'%s\n',tline);
        end
      end
    end

    fclose(fidin);

    fclose(fidtmp);

    data=textread(tmpfile);

    delete(tmpfile);



    ---------------------------------------------------------------------------------------------------------
    另外,如果要求不高,也可以使用 textread 函数跳过注释部分进行读取,不过前提是需要事先知道文件内容的结构(即哪行是数据、哪行是注释)

    6.各列数据的分离:
    源文件:


    CODE:
               0 +  47038.7   1.05  09:26:07  C
               2 +  46477.7   1.03  09:28:38  C  
               4 +  44865.7   1.04  09:28:48  C  
               6 +  41786.4   1.03  09:28:56  C  
               8 +  39896.0   0.97  09:29:03  C  
              10 +  37518.4   0.93  09:29:15  C  
              12 +  35858.5   0.92  09:29:30  C  
              14 +  46105.0   1.03  09:30:21  C  
              16 +  46168.6   6.89  09:30:30  C  
              18 +  48672.3   4.33  09:30:40  C  
              20 +  49565.7   0.49  09:30:48  C  
              22 +  49580.7   0.53  09:30:55  C  
              24 +  49602.3   0.84  09:31:03  C  
              26 +  49582.5   1.51  09:31:11  C  
              28 +  49577.0   1.39  09:31:19  C  
              30 +  49589.3   0.61  09:31:27  C  
              32 +  49578.3   1.06  09:31:29  C  
              34 +  49512.5   1.77  09:31:38  C




    解答:直接用 [a,b,c,d,e,f]=textread(yourfilename,'%d %c %f %f %s %c'); 便可


    四. 注意事项:


    1. 请在 matlab 中保持当前路径在该数据文件对应的目录下进行存取,否则,存取时请给出该数据文件的具体路径。


     

    2. 存取时,请给出该数据文件的全称(包括后缀名,读取mat文件时可省略)


     

    3. load data.txt和A=load(‘data.txt’)的区别请参阅精华贴:


     

    4. 请根据读写需要来打开文件,即根据你的需要来指定 fopen 的 permission 属性为读或写。如果只用 a 进行写入,就不能用 fread 读取。此时应该写完关闭文件,然后用 r 打开读取,或者直接用 a+ 进行同时读写操作。否则,会产生莫名其妙的问题!以下代码是一个错误的例子:



    CODE:

    filename='e.dat';
    fid=fopen(filename,'a');
    if fid<0
        error('fopen error');
    end
    s=[1 2 3 4;5 6 7 8];
    fwrite(fid,s,'float32')
    [dd ll]=fread(fid,inf,'float32');%把t中的数据全部读出,即s矩阵。
    fclose(fid);





    此时得到的dd, ll 是错误且无意义的!


    五. 其他相关问题:

    1. 连续读取多个文件的数据,并存放在一个矩阵中:
    (1) 首先是如何读取文件名:
    方法一:
    filename=dir(‘*.jpg’);
    那么第i个文件的文件名就可以表示为
    filename(i).name
    文件数量为:length(filename)

    方法二:
    先在Windows的 MSDOS(命令行)中使用以下命令生成一个list.txt文件:


    dir path\folder /on /b /s > path\list.txt


     

    举例:dir d:\test /on /b /s > d:\list.txt


     

    然后在 matlab 中使用:


     

    filename = textread(sFileFullName,'%s');


     

    把所有文件名读取到list细胞矩阵中,最后对filename{i}便可得到各文件名。


    (2) 然后是读取文件名的数据并存储:
    假设每个文件对应的数据是m*n的,则:

    CODE:
    k = length(filename);

    Data = zeros(m,n,k);

    for ii = 1:k
      Data(:,:,ii) = yourreadstyle(filename{ii}); %yourreadstyle是对应的文件读取方式的函数
    end




    2. 连续读取多个文件的数据,并存放在多个矩阵(以文件名命名)中:
    假设每个文件对应的数据是m*n的,则以上述第二种文件名读取方法为例:

    CODE:
    k = length(filename);
    for ii = 1:k
      D = yourreadstyle(filename{ii});
    eval([‘Data_’, num2str(ii), ‘ = D;’]);
    end



    3. 文件名命名问题:
    文件名为 abc00001,abc00002,... abc00009,abc00010,... abc00099,abc00100,...abc00879.  准备把这些文件名给放到一个数组里面去。

    解答:

    CODE:
    a=cell(879,1);
    for k=1:879
         a{k} = sprintf('%.5d',k);
    end


    4. 上述各种文件格式、类型自动识别问题:可以利用正则表达式来处理,使之通用性较强。例如使用以下代码可以自动处理上面提到了例1到例5各种情形,不过由于存在自动判断,对某些例子(如例1)效率自然要低一点,而对于另外的例子(如例3、例5)效率估计要高一点(少用了一个循环)。


    CODE:

    function [data]=distilldata_eight(infile)
    %功能说明:
    %将保存数据的原始文件中的数值数据读入到一个data变量中(自动判断数据行)
    %使用说明:
    % infile——原始数据文件名;
    % data=数据变量

    tmpfile='tmp2.mat';

    fidin=fopen(infile,'r'); % 打开原始数据文件(.list)

    fidtmp=fopen(tmpfile,'w'); % 创建保存数据文件(不含说明文字)

    while ~feof(fidin) % 判断是否为文件末尾
      tline=fgetl(fidin); % 从文件读入一行文本(不含回车键)
      if ~isempty(tline) % 判断是否空行
        str = '[^0-9 | \. | \- | \s | e | E]'; %正则表达式为:该行中是否包含除 - . E e 数字 和 空白字符 外的其他字符
        start = regexp(tline,str, 'once');
        if isempty(start)
          fprintf(fidtmp,'%s\n',tline);
        end
      end
    end

    fclose(fidin);

    fclose(fidtmp);

    data=textread(tmpfile);

    delete(tmpfile)



    5. 大量数据的读取问题:
    可以考虑使用循环分批读取(特别是在各数据是独立的时候),或者使用稀疏矩阵来实现。另外,也可参考《深入浅出MATLAB 7_X混合编程》一书第一章

    6. 读取整个txt文件的内容(获得文件中的所有字符):

    CODE:

    f = fopen('yourfilename.txt','rt'); % t 属性根据需要可省略
    x = fread(f,'*char');
    fclose(f);


    7. 把维数不同的矩阵及其变量名保存到一个 txt 文件中,例如 a1 = 123; a2 = [1 2 3;4 5 6] ,希望得到的 txt 文件如下:


    QUOTE:

    a1:
    123
    a2:
    1 2 3
    4 5 6





    如果写入的时候简单一点,则可以采用以下方式,不过读取的时候比较麻烦:

    CODE:

    a1=123;
    a2=[1 2 3;4 5 6];
    fid = fopen('myfile.txt', 'wt');
    for i=1:2
        fprintf(fid, '%s: \n %s\n', ['a',int2str(i)], mat2str(eval(['a',int2str(i)])));
    end
    fclose(fid);


    相反,如果写入的时候复杂一点,则读取的时候会简单一点:

    CODE:

    a1=123;
    a2=[1 2 3;4 5 6];
    fid = fopen('myfile.txt', 'wt');
    for i=1:2
        fprintf(fid, '%s: \n', ['a',int2str(i)]);
        b = eval(['a',int2str(i)]);
        fprintf(fid, [repmat('%d ', 1, size(b,2)), '\n'], b');
    end

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