MATLAB读写函数一些使用说明.ppt

1、Ch18 檔案讀寫,張智星 .tw .tw/jang 清大資工系 多媒體檢索實驗室,本章重點,MATLAB 內建許多有關檔案讀寫的函數 對二進制檔案或 ASCII 檔案都可以進行處理 開啟 關閉 儲存,高階的檔案讀寫指令,先列出常用讀寫檔案指令,稍後將介紹用法,高階的檔案讀寫指令(cont),csvread,使用 csvread 指令來讀取 條件: 資料檔案是由逗號分開 只有包含數值資料 Ex:csvread01.m,fprintf(data.csv 的內容：n); type data.csv% 列出 data.csv 的

2、內容 A = csvread(data.csv)% 將 data.csv 的內容讀到矩陣 A,result,data.csv 的內容： 1, 2, 3 4, 5 6, 7, 8, 9 A = 1 2 3 0 4 5 0 0 6 7 8 9 csvread 會傳回一個數值矩陣 其中缺席的資料將以 0 填入。,dlmread,如果數值資料的分界符號（Delimiters）不是逗點，就不能使用 csvread 指令，而要改用 dlmread 指令 Ex:dlmread01.m,fprintf(data.dlm 的內容：n); type data.dlm % 列出 data.dlm 的內容 A = d

3、lmread(data.dlm, t) % 將 data.dlm 的內容讀到矩陣 A,Result,data.dlm 的內容： 123 45 6789 A = 1 2 3 0 4 5 0 0 6 7 8 9 上例中data.dlm 的資料是以定位鍵（Tab）隔開，因此 dlmread 指令的第二個引數是 t，以代表定位鍵,textread,如果檔案資料包含數值及字串，我們就必須改用 textread 指令 Ex:textread01.m,fprintf(data.txt 的內容：n); type data.txt% 列出 data.txt 的內容 name, hobby, age = text

4、read(data.txt, %s%s%d),result,data.txt 的內容： Timmy OnlineGames 13 Annie Chatrooms 10 Roger Tennis 41 name = Timmy Annie Roger hobby = OnlineGames Chatrooms Tennis age = 13 10 41,在上述範例中，data.txt 包含三個欄位（或是三直行的資料） textread 可在第二個引數指定資料型態 例如上例中 %s 代表字串，%d 代表整數 也同時將讀入的資料設定到不同的輸出引數 由於資料型態的不同，輸出引數也有不同的型態 以上述

5、範例來說，name 和 hobby 都是字串異值陣列，而 age 則是數值陣列。,使用定位鍵來分隔欄位,上例中，我們利用空格來分隔欄位 如果欄位值本身也有空格 ? 改用定位鍵來分隔欄位 Ex:textread02.m,fprintf(data2.txt 的內容：n); type data2.txt% 列出 data2.txt 的內容 name, hobby, age = textread(data2.txt, %s%s%d, delimiter, t),result,結果與前一例相同 textread 指令中加上對分界字元（Delimiters）的定義，就可以讀出由定位鍵所分隔的資料檔案 若不

6、指定時，預設為空白鍵,讀取文字檔,textread 也可以讀取一個文字檔 同時把檔案內的每一列文字變成字串異質陣列裡面的每一個元素 Ex:textread03.m,Contents = textread(textread03.m,%s,delimiter,n,whitespace,); class(contents)% 印出 contents 的資料類別 contents1% 列出 contents 第一列 contents2% 列出 contents 第二列,Result,ans = cell ans = contents=textread(textread03.m,%s,delimiter

7、,n,whitespace,); ans = class(contents)% 印出 contents 的資料類別 上例使用 textread 讀入 textread03.m（也就是此範例檔案），並顯示此檔案的第一列和第二列。 textread 指令的用法還有很多，功能也很強大 在MATLAB下輸入help textread 可以得到完整的技術支援。,Fileread,若只是要將一個檔案的內容送到一個字串，可以使用 fileread 指令 Ex:範例16-6：fileread01.m,out = fileread(data2.txt); class(out) size(out),Result,

8、ans = char ans = 1 64 上例中，fileread 指令會將檔案 data2.txt 的內容送到字串變數 out class(out) 的值是 char ，顯示 out 的資料型態是字串 size(out) 顯示字串 out 的長度是 64。,影像與音訊檔案,有關於影像檔案的讀寫，請參閱本書第十九章影像顯示與讀寫； 有關音訊檔案的讀寫，請參閱本書第二十章音訊讀寫、錄製與播放。,更繁複的檔案格式,一般情況下 盡量採取先前介紹的指令來進行讀寫。 資料格式比較繁複時 需要一列一列讀進來 再進行剖析（Parsing） 相關指令將在以下介紹。,開啟檔案,無論讀寫 ASCII 或二進制檔

9、案，都必需先用 fopen 函數來開啟檔案，語法如： fid = fopen(filename, permission) 其中 filename 表示欲讀寫的檔案名稱 permission 則表示欲對檔案進行的處理方式，可以是下列任一字串： lr：只准讀取（reading）檔案 lw：只准寫入（writing）檔案 la：只准加入（appending）檔案 la+：可讀取及加入檔案（reading and appending） 省略第二個引數，permission 的預設值就是 r。,有關fopen,在windows下，permission 字串必需能夠分辨binary或 ASCII 檔案。

10、例如:若要讀binary檔案，則 permission 字串必需是“rb” fopen 另外支援很多 permission 字串，可輸入 help fopen 得到完整的資訊。 fopen 函數傳回一個檔案辨識碼，通常是個非負的整數，我們可用此辨識碼來對此檔案進行各種讀寫的處理。,Ex:fopen01.m,上例可知當檔案不存在時，回傳的 fid 是 1 同時 message 會包含相關的錯誤資訊。,fid, message = fopen(no_such_file, r); fprintf(fid = %dn, fid); fprintf(message = %sn, message);,fi

11、d = -1 message = Sorry. No help in figuring out the problem . . .,Ex:fopen02.m,若開啟成功，則傳回的 fid 是一個大於 2 的整數，而且傳回的 message 是一個空字串，例如：,fid, message = fopen(fopen02.m, r); fprintf(fid = %dn, fid); fprintf(message = %sn, message);,fid = 3 message =,Tips:,fopen 可傳回第二個引數來顯示錯誤訊息。 為了安全起見，最好在每次使用 fopen 時，都測試其傳

12、回的 fid 是否為有效值。 MATLAB 使用 fid=1 來代表標準輸出（Standard Output） fid=2 代表標準錯誤輸出（Standard Error） 因此在使用這兩個 fid 的值時，可以不必使用 fopen 來開啟檔案。,關閉檔案,完成檔案的讀寫之後，可用 fclose 函數來關閉檔案，用法如下： status = fclose(fid); 若一切順利，fclose 傳回 0。 若無法順利關閉檔案，則 fclose 傳回 -1。 為避免因開啟檔案過多而造成系統資源浪費，一般在完成檔案的讀寫後，即應使用 fclose 來關閉檔案,Tips:,若要一次關閉所有開啟的檔案，

13、可用 fclose(all) 或是 fclose all。 開啟及關閉檔案都是比較耗時的函數，因此盡量不要將他們置於迴圈之中，以提高程式執行效率。,讀取 ASCII 檔案,fgetl 函數: 可將 ASCII 檔案的內容中的某一列讀出 並將該列的 ASCII 內容以轉成字串傳回。 Ex:fgetl01.m,fid = fopen(mean.m, r); while feof(fid)=0% feof 測試檔案指標是否已到達結束位置 line = fgetl(fid); disp(line); end,讀取 ASCII 檔案(cont),執行上述程式後，MATLAB 會 先在目前目錄找尋 mea

14、n.m 若找不到，再根據搜尋路徑，找出 mean.m 指令的位置然後再將其內容一列一列地列出。 請自行動手試用此範例程式碼。 輸入which mean可顯示檔案所在的路徑 fgets 和 fgetl 均可由檔案讀取一列資料： fgetl 會捨去換行字元 fgets 函數則保留換行字元。,應用:模擬unix的grep指令,grep :用來找出包含某一特定字串的一列,function grep(filename, pattern) fid = fopen(filename, r); line_number = 0; while feof(fid) = 0, line = fgetl(fid); m

15、atched = findstr(line, pattern); if isempty (matched) fprintf(%d: %s n, line_number,line); end line_number = line_number + 1; end fclose(fid);,result,如欲列出 grep.m 中包含 matched 字串的每一列，可輸入如下： grep(grep.m, matched) 6: matched = findstr(line, pattern); 7: if isempty (matched) 若要進行更複雜的字串比對 例如要在一個檔案中找出b 和 d

16、 中間夾1至3個母音的英文字 請參考本書姊妹作MATLAB 程式設計：進階篇中的第四章通用運算式。,fscanf,函數fscanf可對ascii檔案作更精確的讀取，用法如下： matrix = fscanf(fid, format) 其中 fid 是欲讀取之檔案的辨識碼 format 是格式指定字串（Format Specifier） 常用的格式指定字串有下列幾種： %s：字串 %d：10進位的整數 %g：雙倍精準（Double-precision）的浮點數（Floating-point Numbers） 其他各種格式指定字串可輸入 help fscanf 來得到詳細的說明,Ex:fscanf

17、01.m,有一文字檔 test.txt 如下:,1 4 9 16 25 36 49 64 81 100,欲使用 fscanf 指令讀取其內容，可輸入如下：,fid = fopen(test.txt, r); myData = fscanf(fid, %g); fclose(fid); myData% 顯示 myData,result,myData = 1 4 9 16 25 36 49 64 81 100,上例顯示了 MATLAB 的 fscanf 指令和 C 的 fscanf 指令的最大不同： MATLAB 的 fscanf 指令是向量化的（Vectorized） 只要讀入資料的型態正確，M

18、ATLAB 的 fscanf 指令會一再執行 同時把所得結果存放於一個向量並回傳。,sscanf,sscanf 函數和 fscanf 的功能很類似 sscanf 函數從字串（Strings）中讀取資料 ex：sscanf.m,str = num2str(pi, sqrt(2), log10(3)%建立一字串str retrieved = sscanf(str, %g)%擷取str中的double,str = 3.1416 1.4142 0.47712 retrieved = 3.1416 1.4142 0.4771,寫入 ASCII 檔案,fprintf 函數可將資料依格式指定字串來寫入 AS

19、CII 檔案，其使用語法如下： fprintf(fid, format, y) 其中 fid 是欲寫入之檔案的辨識碼 format 是格式指定字串，用以指定資料寫至檔案的格式 y 是 MATLAB 的資料變數 常用的格式指定字串有下列幾種： %e：科學記號，即將數值表示成 a10b 的形式 %f：固定欄寬（含整數與小數部份）的表示法 %g：自動選取 %e 或 %f 其他各種格式指定字串可輸入 help fprintf 來得到詳細的線上說明。,應用:將平方根表寫入檔案,Ex:fprintf01.m,x = 1:10; y = x; sqrt(x); fid = fopen(squareRootT

20、able.txt, w); fprintf(fid, Table of square root:rn); fprintf(fid, %2.0f = %10.6frn, y); fclose(fid); dos(start squareRootTable.txt);% 開啟 squareRootTable.txt,Result,在上例中 %2.0f 印出的總欄寬為 2，且不帶小數 %10.6f 印出的總欄寬為 10，包含 6位的小數 請自行試驗後開啟 squareRootTable.txt 來驗證,sprintf,sprintf 函數和 fprintf 函數的功能很類似 sprintf 將資料以

21、字串形式傳回 Ex:, str = sprintf(log(%f) = %en, 2, log(2),str = log(2.000000) = 6.931472e-001,暫存目錄,在某些應用上，可能需要用到暫存目錄及暫存檔案。 欲取用系統的暫存目錄，可用 tempdir如下： directory = tempdir Result: directory = C:DOCUME1jangLOCALS1Temp,暫存檔案,欲開啟一暫存檔案，可用 tempname，如下： filename = tempname Result: filename = C:DOCUME1jangLOCALS1Tempt

22、p273132,Tips,不同系統下tempdir 和 tempname會依作業系統的環境變數而產生不同的回傳字串 例如在 Windows 98 作業系統下 tempdir 傳回的字串可能是 C:windowstemp tempname 傳回的字串可能是 C:WINDOWSTEMPtp512124。,應用:產生暫存的 HTML 檔案,以下利用 tempname 產生一個暫存的 HTML 檔案，然後再將此檔案顯示在瀏覽器。 Ex: writeHTML.m,filename = tempname, .html; fid = fopen(filename, w); fprintf(fid, n);

23、fprintf(fid, This is a test homepage written by MATLAB!n); fprintf(fid, ); fclose(fid); dos(start , filename);% 啟動和 .html 相連結的應用程式,Result,上例產生之網頁如下：,當MATLAB 的計算結果可用列表（Table）或多媒體檔案（如影像、聲音、動畫等）來呈現時，由網頁來顯示這些結果是不錯的選擇。,網路檔案的讀取,MATLAB 也可以直接讀取網路上的檔案 通常我們是採用 URL（Universal Resource Locator）的方式來指定這些網路上的檔案： 一般

24、網頁： FTP ftp:/ 本機硬碟檔案： file:/C:winntmatlab.ini,urlread,上例中使用 urlread 指令來讀取筆者在清華大學資訊系的首頁 同時disp(); 將結果指定到字串變數 contents,Ex: urlread01.m,contents = urlread(.tw/jang); disp(contents);,Result, The link you just clicked is obsolete. You are being transported automatically to Roger Jang

25、s current homepage at .tw/jang. ,urlwrite,urlwrite可以直接在讀取網頁後，就儲存到本機硬碟中 Ex:urlread02.m,tempFile = tempname, .html; % 指定暫存檔案 urlwrite(.tw, tempFile); % 將網頁內容寫到檔案 dos(start , tempFile); % 開啟此檔案,Urlwrite(cont),在上例中，我們將 .tw 的網頁內容寫到一個暫存檔案 然後再使用瀏覽器開啟此檔案。 另一個和網路相關的功能 sendmail 可用來寄發電子

26、郵件 雖然這個功能和檔案讀寫沒有直接關係，但也在此一併說明。,sendmail,Sendmail 指令的用法： sendmail(TO, SUBJECT, MESSAGE, ATTACHMENTS) TO：收件者 若是只有一位收件者，可用字串表示 若是有多位收件者，可以使用字串異質陣列來表示。 SUBJECT：主題，以字串表示。 MESSAGE：電子郵件的內容，以字串表示。 ATTACHMENTS：附加檔案，用異質陣列來表示。,Ex:sendmail01.m,請將 to 的內容改為你自己本身的電子郵件，並試著執行一次，以確認此程式碼的正確性。,to = email1aaa.bbb.ccc, e

27、mail2aaa.bbb.ccc; subject = Test email from a MATLAB program; message = This is a test email sent via sendmail.; attachment = c:windowsmatlab.ini; sendmail(to, subject, message, attachment);,Tips,根據筆者在 MATLAB 6.5 的測試，sendmail 目前還不支援中文。 以上範例純粹以 MATLAB 6.5 為主 而 MATLAB 7.0 對 sendmail 新增了一些新功能 請輸入 help

28、sendmail 來獲取最新的線上支援。 若要在郵件內容加入換列，可以使用 ASCII 碼10 例如：message=Sir:, 10, This is a test。,讀取二進制資料,用fread 函數可從檔案中讀取二進制資料 fread會將每一個位元組看成一個整數，並將結果以一矩陣傳回。 例如，檔案 test2.txt 的內容如下：,This is a test!,Ex:fread01.m,Result: This is a test! char 可將 myData 的整數轉成 ASCII 字元 取 myData 的轉制是為了使印出的效果易於閱讀,fid = fopen(test2.txt

29、, r); myData = fread(fid); char(myData)% 驗證所讀入的資料是否正確 fclose(fid);,Ex:fread02.m,fread 函數可用第二個輸入引數來控制傳回矩陣的大小,fid = fopen(test2.txt, r); myData = fread(fid, 4)% 只讀 4 個位元組 fclose(fid);,myData = 84 104 105 115,Ex:fread03.m,Result: myData = 84 105 32 104 115 105 此時 myData 為 2X3 的矩陣。 p.s.上例中為長度4的向量,fid =

30、fopen(test2.txt, r); myData = fread(fid, 2 3) fclose(fid);,Fread的第3個引數,控制 fread 在將二進制資料轉成 MATLAB 矩陣時所用的精確度 包含： 一次讀取的位元數（Number of Bits） 這些位元數所代表的資料型態 常用的精準度有下列幾種：,Ex:fread04.m,Result: myData = 26708 myData2 = 26708,fid = fopen(test2.txt, r); myData = fread(fid, 1, short) fclose(fid); myData2 = bin2d

31、ec(dec2bin(abs(h),8), dec2bin(abs(T),8),說明:fread04.m,上例將 text2.txt 以短整數的方式讀入 也就是以 16 bit 為一個單位來轉換成整數 讀出來的第一個數字，會等於將 h 和 T 轉換成 8 bit，再並排成 16 bits 然後再轉換成十進位的整數值 要注意的是： 雖然原檔案的前兩個位元組是 T 和 h，但是在以 16 bits 為一個單位時 T 會是 LSB（Least Significant Bits） 而 h 則是 MSB（Most Significant Bits） 因此我們再重組成 16 bits 時，h 會在前而 T

32、 會在後。,寫入二進制檔案,fwrite 函數: 矩陣 - 二進制格式 - 寫入檔案 傳回成功寫入的個數。 以下用fwrite 產生一大小為 40 bytes 的二進制檔案 在使用 type 指令來顯示檔案內容時，看不到其內容 因為是 binary 檔案 如果 count 的值小於 10，就表示 fread 的運算有誤 Ex: fwrite01.m,fid = fopen(test.bin, w); count = fwrite(fid, randperm(10), int32); fclose(fid); type test.bin,控制檔案位置指標,檔案位置指標: 決定下一次進行資料讀取或寫入的位置。 控制此指標的函數如下： feof測試指標是否在檔案結束位置 fseek設定指標位置 ftell取得指標位置 frewind重設指標至檔案起始位置,foef,測試指標是否在檔案結束位置 Ex:feof01.m,fid = fopen(test.txt); A = fscanf(fid, %g, 3 4) feof(fid),在上例中，feof(fid) 傳回 1，表示檔案指標已經在檔案結束位置 因為 test.txt 只包含 10 個數目字。,result,