MATLAB基础与实例进阶-04

2023/2/3机械工业出版社Page1第4章MATLAB数据文件I/O【学习目标】了解导入向导的使用熟悉MATLAB文件的基本操作掌握MAT文件、二进制文件、文本文件、音/视频文件的读写2023/2/3机械工业出版社Page2导入向导的使用4.1文件的基本操作4.2读写MAT文件4.3读写二进制文件4.4第4章MATLAB数据文件I/O读写文本文件4.5操作音频/视频文件4.62023/2/3机械工业出版社Page34.1导入向导的使用打开导入向导方式：执行【File】菜单下的【ImportData】命令；在MATLAB命令行中，键入指令uiimport；执行【Start】菜单下子菜单下的【ImportWizard】命令2023/2/3机械工业出版社Page44.1导入向导的使用2023/2/3机械工业出版社Page54.1导入向导的使用2023/2/3机械工业出版社Page64.1导入向导的使用2023/2/3机械工业出版社Page74.2文件的基本操作4.2.1文件的打开与关闭4.2.2文件的位置控制2023/2/3机械工业出版社Page81.文件的打开与关闭fopen函数的语法形式如下：fileID=fopen(filename)fileID=fopen(filename,permission)fileID=fopen(filename,permission,machineformat)fileID=fopen(filename,permission,machineformat,encoding)[fileID,message]=fopen(filename,...)2023/2/3机械工业出版社Page91.文件的打开与关闭函数各参数含义如下：filename：要打开的文件的名称；permission：指定打开文件的模式，MATLAB中文件打开模式如表4-1所示；machineformat：指定文件中数据的数字格式；encoding：指定文件中数据的编码方式；fileID：返回文件标识；message：返回打开文件的消息。2023/2/3机械工业出版社Page101.文件的打开与关闭permission说明r以只读方式打开文件，该文件必须已存在r+以读写方式打开文件，该文件必须已存在w以只写方式打开文件。该文件已存在则更新，不存在则创建新文件w+以读写方式打开文件。该文件已存在则更新；不存在则创建新文件a以只写文件方式打开，把写入的内容增加到文件的结尾，文件不存在则创建新文件a+以读写方式打开文件，把写入的内容增加到文件的结尾，若文件不存在则创建新的文件W不进行自动洗带的写入数据（针对于磁带机的特殊命令）A不进行自动洗带的添加数据（针对于磁带机的特殊命令）2023/2/3机械工业出版社Page111.文件的打开与关闭fclose语法形式如下：status=fclose(fileID)status=fclose('all')fileID：该参数为fopen函数返回的文件标识；status：该参数为操作返回的结果。如果操作成功，则返回0，否则返回-1；fclose('all')表示关闭所有已经打开的文件。2023/2/3机械工业出版社Page122.文件的位置控制函数名称说明fseek设定指针在文件中的位置ftell获得指针在文件中的位置frewind重设指针到文件起始的位置feof判断指针是否在文件结束位置2023/2/3机械工业出版社Page132.文件的位置控制函数fseek常用的语法形式如下：fseek(fileID,offset,origin)status=fseek(fileID,offset,origin)函数各参数含义如下：fileID：该参数为fopen函数返回的文件指针；offset：该参数为整数型变量，表示相对于指定位置需要的偏移字节数，正数表示向文件末尾偏移，负数表示向文件开头偏移，0表示没有相对偏移；origin：该参数可以是特定字符串，也可以是整数，表示指针在文件中的起始位置。status：函数返回的状态，0表示操作成功，-1表示操作失败。2023/2/3机械工业出版社Page142.文件的位置控制

函数ftell用来获得当前文件指针的位置，其具体的调用格式为：

position=ftell(fileID)position为返回值，表示当前文件指针的位置。position是以相对于文件开头的字节数来表示的。如果返回值为-1，表示调用失败。

函数frewind用于把文件指针重新设置到文件开头，其语法形式如下：

frewind(fileID)函数feof用来判断是否到达文件末尾，其语法形式如下：

status=feof(fileID)status为返回值，当到达文件末尾时，status为1；否则为0。2023/2/3机械工业出版社Page152.文件的位置控制【例4-3】文件内位置控制函数使用示例。%example4_3.m%clc;clearall;closeall;x=1:10filename='mydata.dat';fid=fopen(filename,'wb');%打开文件fwrite(fid,x,'int16'); %写入数据fclose(fid); %关闭文件fid=fopen(filename,'rb');fseek(fid,5*2,'bof');%设定指针在文件中的位置y=fread(fid,2,'int16'); %读取文件2023/2/3机械工业出版社Page162.文件的位置控制y=y.'pos=ftell(fid)/2%获得当前文件指针的位置frewind(fid); %把文件指针重新设置到文件开头z=fread(fid,10,'int16');%判断是否到达文件末尾z=z.'status=feof(fid)2023/2/3机械工业出版社Page174.3读写MAT文件4.3.1MAT文件的写入4.3.2MAT文件的读取2023/2/3机械工业出版社Page18 mat文件是MATLAB专用的数据文件格式，以双精度二进制格式保存数据。它由128字节的mat文件头和其后的数据单元组成，文件头包括MATLAB的版本号、数据和文件被创建的时间等信息。4.3读写MAT文件2023/2/3机械工业出版社Page19 MATLAB中使用save函数可以将工作区中的数据保存为mat文件： savefilename[listofvariable][options]1.MAT文件的写入2023/2/3机械工业出版社Page201.MAT文件的写入【例4-4】save函数使用示例。%example4_4.m%clc;clearall;closeall;x1=20;x2=30;x3=40;y1=0;%创建变量savexdatax1x2%将x1，x2保存到文件xdata中， %数据类型默认为mat数据格式savexdata2.datx1x2–ascii%将x1，x2以ascii格式保 %存到文件xdata2.dat中2023/2/3机械工业出版社Page21 MATLAB中使用load函数把磁盘中的mat文件数据读入到工作区中： loadfilename[option]2.MAT文件的读取2023/2/3机械工业出版社Page221.MAT文件的写入【例4-5】load函数使用示例。将上例中两个数据文件加载到MATLAB工作区中。>>loadxdata>>whosNameSizeBytesClassAttributesx11x18doublex21x18double>>loadxdata2.dat>>whosNameSizeBytesClassAttributesx11x18double2023/2/3机械工业出版社Page234.4读写二进制文件4.4.1二进制文件的写入4.4.2二进制文件的读取2023/2/3机械工业出版社Page241.二进制文件的写入

函数fwrite以自定义格式把二进制数据写入文件。函数的语法形式如下：fwrite(fileID,A)fwrite(fileID,A,precision)fwrite(fileID,A,precision,skip)count=fwrite(...)函数各参数含义如下：fileID：fopen函数返回的文件标识；A：需要写入的数字或字符数组；skip：指定在每一次写入输出文件之前要跳过的字节数，如果数据类型为'bitn'或'ubitn'，则skip以比特为单位；count：返回写入文件变量的数目。2023/2/3机械工业出版社Page251.二进制文件的写入precision：该参数表示按指定的数据类型写入，MATLAB支持的数据类型如表所示数据类型标识符说明数据类型标识符说明'char*1'8位字符'uint16'16位无符号整数'schar'8位有符号字符'uint32'32位无符号整数'uchar'8位无符号字符'uint64'64位无符号整数'int8'8位整数'float32'32位浮点数'int16'16位整数'float64'64位浮点数'int32'32位整数'bitn'n位带符号整数(1≤n≤64)'int64'64位整数'ubitn'n位无符号整数(1≤n≤64)'uint8'8位无符号整数2023/2/3机械工业出版社Page261.二进制文件的写入【例4-6】二进制文件写入示例：产生一个正弦信号，以二进制方式将信号写入文件中。filename='mywritedata.dat';x=1:500;y=100*sin(2*pi*0.02*x);

%产生正弦信号[fid,msg]=fopen(filename,'w');%以写方式打开文件iffid>0count=fwrite(fid,y,'float64');disp([int2str(count)'valueswritten...']);status=fclose(fid);elsedisp(msg);end2023/2/3机械工业出版社Page272.二进制文件的读取

函数fread以用户自定义格式从文件中读取二进制数据。函数的语法形式如下：A=fread(fileID)A=fread(fileID,sizeA)A=fread(fileID,sizeA,precision)A=fread(fileID,sizeA,precision,skip)A=fread(fileID,sizeA,precision,skip,machineformat)[A,count]=fread(...)2023/2/3机械工业出版社Page282.二进制文件的读取函数各参数含义如下：fileID：fopen函数返回的文件标识；sizeA：指定读取文件中变量的数目，也就是返回矩阵A的维数；precision：指定读取的数据类型。2023/2/3机械工业出版社Page292.二进制文件的读取【例4-7】二进制文件读取示例：将上例中的数据文件读入到工作区间。clc;clearall;closeall;filename='mywritedata.dat';[fid,msg]=fopen(filename,'r');%打开数据文件iffid>0[y,count]=fread(fid,'float64');%读取数据文件disp([int2str(count)'valuesread...']);status=fclose(fid);elsedisp(msg);end2023/2/3机械工业出版社Page304.5读写文本文件4.5.1文本文件的写入4.5.2文本文件的读取2023/2/3机械工业出版社Page31函数说明csvread读取以逗号作为间隔符的文本文件csvwrite保存数据到文本文件，以逗号作为间隔符dlmread按照指定的间隔符读取文本文件的数据dlmwrte按照指定的间隔符将数据写入文本文件textread按照指定的格式从文本文件中读取数据文本文件的读写函数2023/2/3机械工业出版社Page321.文本文件的写入函数dlmwrte将数据按照指定的间隔符写入到文本文件中，函数的语法形式如下：dlmwrite(filename,M)dlmwrite(filename,M,'attrib1',value1,'attrib2',value2,...)dlmwrite(filename,M,'-append')函数各参数含义如下：filename：指定需要写入的文件名；M：写入的数据矩阵；‘attrib1’，‘attrib2’…：函数的属性列表。'-append'：以追加的方式写入文件。2023/2/3机械工业出版社Page331.文本文件的写入函数csvwrite是以逗号为间隔将数据保存为文本文件，函数的语法形式如下：csvwrite(filename,M)csvwrite(filename,M,row,col)csvwrite是dlmwrite的一个特例，数据的分隔符为逗号，其余用法与dlmwrite类似。2023/2/3机械工业出版社Page342.文本文件的读取函数dlmread用于读取有分隔符的ASCII文件到矩阵函数中，函数的语法形式如下：M=dlmread(filename,delimiter)M=dlmread(filename,delimiter,R,C)M=dlmread(filename,delimiter,range)函数各参数含义如下：filename：指定具有分割标志的ASCII文件；delimiter：指定文件元素的分割符，默认分隔符使用逗号；R、C：指定了数据在文件中的左上角位置。range：定义的区域块的数值，range=[R1C1R2C2]。也可以使用电子表格符号来指定，range='A1..B7'；2023/2/3机械工业出版社Page352.文本文件的读取textread函数的语法形式如下：[A,B,C,...]=textread(filename,format)[A,B,C,...]=textread(filename,format,N)[...]=textread(...,param,value,...)函数各参数含义如下：filename：指定读取的文件名；format：指定读取数据的格式，textread支持的读取数据格式如表4-6所示；N：当N为大于0的整数时，表示按format指定的数据格式读取N次；当N小于0时，读取整个文件的数据；A,B,C,...：返回的数据变量，括号里面变量的个数必须和format中定义的个数相同。2023/2/3机械工业出版社Page364.6操作音频/视频文件4.6.1音频文件的导入导出与播放4.6.2视频文件的导入导出与播放2023/2/3机械工业出版社Page371.音频文件的导入导出与播放auread函数：读取NeXT/Sun格式的音频文件auwrite函数：写入NeXT/Sun格式的音频文件wavread函数：读取WAVE格式的音频文件wavwrite函数：写入WAVE格式的音频文件sound函数：音频播放2023/2/3机械工业出版社Page381.音频文件的导入导出与播放函数auread用于读取NeXT/Sun格式的音频文件，其常用的语法形式如下：y=auread(aufile)[y,Fs]=auread(aufile)[...]=auread(aufile,N)siz=auread(aufile,'size')函数各参数含义如下：aufile：指定读取的音频文件名称；Fs：返回的音频采样率，单位为Hz；nbits：返回每个采样点的比特数；N：从每个通道读取前N个点；siz：返回音频数据的实际大小，包括样点数、通道数。2023/2/3机械工业出版社Page391.音频文件的导入导出与播放与auread相对应的写入操作是auwrite，其常用的语法形式如下：auwrite(y,aufile)auwrite(y,Fs,aufile)auwrite(y,Fs,N,aufile)auwrite(y,Fs,N,method,aufile)N：指定音频的编码比特，N的取值可以是8或16；method：指定音频的编码方法，可以是'mu'或'linear。2023/2/3机械工业出版社Page401.音频文件的导入导出与播放WAVE格式的读写函数为wavread和wavwrite，wavread函数的常用语法形式如下：y=wavread(filename)[y,Fs,nbits]=wavread(filename)[y,Fs,nbits,opts]=wavread(filename)[...]=wavread(filename,N)[...]=wavread(filename,[N1N2])siz=wavread(filename,'size')2023/2/3机械工业出版社Page411.音频文件的导入导出与播放WAVE格式的音频文件写入使用wavwrite，其常用语法形式如下：wavwrite(y,filename)wavwrite(y,Fs,filename)wavwrite(y,Fs,N,filename)2023/2/3机械工业出版社Page421.音频文件的导入导出与播放【例4-13】音频文件的读取与播放示例。clc;clearall;closeall;file='myaudio.wav';[x,fs,bits]=wavread(file);%读入声音文件（*.wav）sound(x,fs,bits);%数据通过声卡转换为声音n=length(x);t=0:1/fs:1/fs*(n-1);y=x(:,1);%左声道信号波形数据plot(t,y);title(['左声道声音波形']);xlabel(['采样点数']);2023/2/3机械工业出版社Page432.视频文件的导入导出与播放视频文件的导入导出

函数aviread读取avi视频文件得到MATLABmovie视频帧，其常用的语法形式如下：mov=aviread(filename)mov=aviread(filename,index)其中index表示视频帧的帧标记，返回的mov为MATLABmovie的结构体。2023/2/3机械工业出版社Page442.视频文件的导入导出与播放视频文件的导入导出函数avifile用于创建avi视频文件，其常用的语法形式如下：aviobj=avifile(filename)avifile(filename,ParameterName,ParameterValue)其中ParameterName，ParameterValue指定了创建的视频文件的各种参数，包括颜色模式、压缩格式、质量等2023/2/3机械工业出版社