1.7 MATLAB的文件I/O
在MATLAB中，提供了许多有关文件的输入和输出函数，它们具有直接对磁盘文件进行访问的功能，使用这些函数可以很方便地实现各种格式的读取工作，不仅可以进行高层次的程序设计，也可以对低层次的文件进行读写操作，这样就增加了MATLAB程序设计的灵活性和兼容性。
1.7.1 处理二进制文件
对于MATLAB而言，二进制文件是相对比较容易处理的。和后面介绍的文本文件相比较，二进制文件是比较容易和MATLAB进行交互的。
对于和MATLAB同等层次的文件，可以使用load、save等命令对该文件进行操作，具体的操作方法前面已经介绍过。这里主要介绍在MATLAB中读取低层次数据文件的方法，这些函数可以对多种类型的数据文件进行操作，常用的函数如表1-11所示。
表1-11 二进制文件I/O函数
1.文件的打开和关闭
在对文件进行处理的所有工作当中，打开文件或者关闭文件都是十分基础的工作。
MATLAB利用函数fopen（）打开或获取低层次文件的信息，该函数的调用格式为
[fid，message] =fopen（′filename′，′mode′）
其中，filename表示打开的文件名；mode表示打开文件的方式，其中“r”表示以只读方式打开，“w”表示以只写方式打开，并覆盖原来的内容，“a”表示以增补方式打开，在文件的尾部增加数据，“r+”表示读写方式打开，“w+”表示创建一个新文件或删除已有的文件内容，并进行读写操作，“a+”表示以读取和增补方式打开；message为打开文件的信息；fid为文件句柄（或文件标识），如果该文件存在，则返回的文件句柄fid的值为非-1，以后就可以对该句柄指向的文件进行直接操作了，如果该文件不存在，则返回的句柄值为-1，但不会中断运行。
在默认的情况下，函数fopen（）会选择使用二进制的方式打开文件，在该方式下，字符串不会被特殊处理。如果用户需要用文本形式打开文件，则需要在上面的mode字符串后面填加“t”，例如，“rt”、“rt+”等。
在打开文件后，如果完成了对应的读写操作，应该利用fclose（）函数来关闭该文件，否则打开过多的文件，将会造成系统资源的浪费。该函数的调用格式为
status=fclose（fid）
其中，fid为使用fopen（）函数得到的文件句柄（或文件标识）；status为使用fclose（）函数得到的结果，如status=0表示关闭文件的操作成功，否则得到的结果为status=-1。
例如用户想新建一个名为myfile.txt的文件，对其进行读写操作，则可以利用以下MAT-LAB命令
＞＞[myfid，message] =fopen（′myfile.txt′，′w′）
结果显示：
myfid=
3
message=
′′
完成了对该文件的读取操作后，用户可以调用fclose（myfid）命令来关闭该文件。
2.读取M文件
常见的二进制文件包括.m、.dat等文件，在MATLAB中可以使用fread（）函数来读取对应的文件，该函数的调用格式为
[A，count] =fread（fid，size，′precision′）
其中，fid为打开文件的句柄；size表示读取二进制文件的大小，其中当size为n时表示读取文件前面的n个整数并写入到向量中，size为inf时表示读取文件直到结尾，size为[m，n]时表示读取数据到m ×n矩阵中（按照列排列，仅n可以为inf）”；precision用来控制二进制数据转换成为MATLAB矩阵时的精度，如可取precision为uchar、schar、int8、int16、int32、int64、uint8、uint16、uint32、uint64、single、float32、double或float64；A为存放数据的向量或矩阵；count表示A中存放数据的数目。
【例1-36】 利用函数fread（）读取M文件的内容。
解 首先利用MATLAB的M文件编辑器编写具有以下内容的M文件，并将其以ex1_36.m保存。
a=3；b=6；c=a*b
然后利用以下MATLAB命令读取该文件
＞＞fidex1_36=fopen（′ex1_36.m′，′r+′）；A=fread（fidex1_36）
结果显示：
A=
97
61
…
13
10
从上面的结果可以看出，尽管打开的文件中是程序代码，但是使用fread（）读取该文件后，得到的却是数值数组。
利用以下命令可以得到该文件的程序代码
＞＞disp（char（A′））；
结果显示：
a=3；b=6；c=a*b
从结果的角度来看，上面的命令代码和“type ex1_36.m”是相同的，相当于将该文件中的所有代码都显示出来。
3.读取TXT文件
TXT文件也是比较常见的二进制文件，以下通过一个简单的例子来介绍如何在MATLAB中读取TXT文件。
【例1-37】 在MATLAB中读取ex1_37.txt文件的内容。
解 首先将以上M文件ex1_36.m更名为ex1_37.txt，然后利用以下MATLAB命令
＞＞fidex1_37=fopen（′ex1_37.txt′，′r′）；A=fread（fidex1_37，′*char′）；sprintf（A）
结果显示：
ans=
a=3；b=6；c=a*b
或利用命令
＞＞fidex1_37=fopen（′ex1_37.txt′，′r′）；A1=fread（fidex1_37，9，′*char′）；
＞＞A2=fread（fidex1_37，5，′*char′）；A3=fread（fidex1_37，4，′*char′）；
＞＞A4=fread（fidex1_37，6，′*char′）；sprintf（′%c′，A1，A2，′+′，A3，′+′，A4）
结果显示：
ans=
a=3；b=6；c=a*b
4.写入二进制文件
在MATLAB中，如果用户希望按照指定的二进制文件格式，将矩阵的元素写入文件中，可以使用函数fwrite（）来完成。该函数的调用格式为
fwrite（fid，A，′precision′）
其中，fid为打开文件的句柄；A表示写入数据的向量或矩阵；precision用来控制二进制数据转换成为MATLAB矩阵时的精度。
【例1-38】 在MATLAB中使用函数fwrite（）来写入二进制文件。
解 MATLAB命令为
＞＞fidex1_38=fopen（′ex1_38.txt′，′w′）；A=[1 2 3；4 5 6]
＞＞fwrite（fidex1_38，A，′int32′）；fclose（fidex1_38）；
＞＞fidex1_38=fopen（′ex1_38.txt′，′r′）；B=fread（fidex1_38，[2，3]，′int32′），fclose（fidex1_38）；
结果显示：
A=
1 2 3
4 5 6
B=
1 2 3
4 5 6
1.7.2 处理文本文件
MATLAB的数据I/O操作支持多种数据格式，包括：文本数据、图形数据、音频和视频数据、电子表格数据和科学数据。针对不同数据类型的数据文件，提供了多种处理函数，分别用于处理各种格式的数据文件。其中文本文件的读取函数如表1-12所示。文本文件中数据是按照ASCII码存储的字符或数字，它们可以显示在任何文本编辑器中。
表1-12 文本文件I/O函数
1.读取文本文件
在MATLAB中，提供了多个函数来读取文本文件中的数据，其中比较常见的函数有csvread（）、csvread（）和csvread（），这些函数有各自的使用范围和特点。它们的调用格式分别为
A=csvread（′filename′，row，col）
A=dlmread（′filename′，delimiter）
A =textread（′filename′，′format′，N）
其中，filename为打开的文本文件名；row和col分别为需要读取的数据行和列；delimiter为用户自定义的分隔符；fp为打开文件的句柄；format表示读取文件的变量格式；N表示读取数据的循环次数；A表示存放数据的向量或矩阵。
2.写入文本文件
利用函数csvwrite（）、csvwrite（）和csvread（）可将数据写入文本文件，它们的调用格式分别为
csvwrite（′filename′，A，row，col）
dlmwrite（′filename′，A，′-append′，delimiter）
其中，filename为数据写入的文本文件名；A表示写入数据存放的向量或矩阵；row和col分别表示在原始数据基础上添加的数据行和列数；delimiter为用户自定义的分隔符；fp为打开文件的句柄；format表示读取文件的变量格式；N表示读取数据的循环次数。
【例1-39】 在MATLAB中使用函数csvwrite（）或dlmwrite（）来写入文本文件。
解 MATLAB命令为
＞＞A=[1 2 3；4 5 6]；csvwrite（′ex1_39.dat′，A）；type ex1_39.dat
＞＞B=csvread（′ex1_39.dat′），C=dlmread（′ex1_39.dat′）
或
＞＞A=[1 2 3；4 5 6]；dlmwrite（′ex1_39.txt′，A）；type ex1_39.txt；
＞＞B=csvread（′ex1_39.txt′，0，0），C=dlmread（′ex1_39.txt′）
结果显示：
1，2，3
4，5，6
B=
1 2 3
4 5 6
C=
1 2 3
4 5 6