Недостатком рассмотренных функций save и load является то, что они работают с определенными форматами файлов (обычно mat-файлы) и не позволяют загружать или сохранять данные в других форматах. Между тем бывает необходимость загружать информацию, например, из бинарных файлов, созданных другими программными продуктами для дальнейшей обработки результатов в MatLab. С этой целью были разработаны функции
где параметр <режим работы> может принимать значения, приведенные в табл. 5.1.
Таблица 5.1. Режимы работы с файлами в MatLab
параметр <режим работы>
описание
'r'
чтение
'w'
запись (стирает предыдущее содержимое файла)
'a'
добавление (создает файл, если его нет)
'r+'
чтение и запись (не создает файл, если его нет)
'w+'
чтение и запись (очищает прежнее содержимое или создает файл, если его нет)
'a+'
чтение и добавление (создает файл, если его нет)
'b'
дополнительный параметр, означающий работу с бинарными файлами, например, ‘wb’, ‘rb’ ‘rb+’, ‘ab’ и т.п.
Если функция fopen() по каким-либо причинам не может корректно открыть файл, то она возвращает значение -1. Ниже представлен фрагмент программы записи и считывания данных из бинарного файла:
A = [1 2 3 4 5];
fid = fopen('my_file.dat', 'wb'); % открытие файла на запись if fid == -1 % проверка корректности открытия error('File is not opened'); end
fwrite(fid, A, 'double'); % запись матрицы в файл (40 байт) fclose(fid); % закрытие файла
fid = fopen('my_file.dat', 'rb'); % открытие файла на чтение if fid == -1 % проверка корректности открытия error('File is not opened'); end
B = fread(fid, 5, 'double'); % чтение 5 значений double disp(B); % отображение на экране fclose(fid); % закрытие файла
В результате работы данной программы в рабочем каталоге будет создан файл my_file.dat размером 40 байт, в котором будут содержаться 5 значений типа double, записанных в виде последовательности байт (по 8 байт на каждое значение). Функция fread() считывает последовательно сохраненные байты и автоматически преобразовывает их к типу double, т.е. каждые 8 байт интерпретируются как одно значение типа double.
В приведенном примере явно указывалось число элементов (пять) для считывания из файла. Однако часто общее количество элементов бывает наперед неизвестным, либо оно меняется в процессе работы программы. В этом случае было бы лучше считывать данные из файла до тех пор, пока не будет достигнут его конец. В MatLab существует функция для проверки достижения конца файла
feof(<идентификатор файла>)
которая возвращает 1 при достижении конца файла и 0 в других случаях. Перепишем программу для считывания произвольного числа элементов типа double из входного файла.
fid = fopen('my_file.dat', 'rb'); % открытие файла на чтение if fid == -1 error('File is not opened'); end
B=0; % инициализация переменной cnt=1; % инициализация счетчика while ~feof(fid) % цикл, пока не достигнут конец файла [V,N] = fread(fid, 1, 'double'); %считывание одного % значения double (V содержит значение % элемента, N – число считанных элементов) if N > 0 % если элемент был прочитан успешно, то B(cnt)=V; % формируем вектор-строку из значений V cnt=cnt+1; % увеличиваем счетчик на 1 end end disp(B); % отображение результата на экран fclose(fid); % закрытие файла
В данной программе динамически формируется вектор-строка по мере считывания элементов из входного файла. MatLab автоматически увеличивает размерность векторов, если индекс следующего элемента на 1 больше максимального. Однако на такую процедуру тратится много машинного времени и программа начинает работать заметно медленнее, чем если бы размерность вектора B с самого начала была определена равным 5 элементам, например, так
B = zeros(5,1);
Следует также отметить, что функция fread() записана с двумя выходными параметрами V и N. Первый параметр содержит значение считанного элемента, а второй – число считанных элементов. В данном случае значение N будет равно 1 каждый раз при корректном считывании информации из файла, и 0 при считывании служебного символа EOF, означающий конец файла. Приведенная ниже проверка позволяет корректно сформировать вектор значений B.
С помощью функций fwrite() и fread() можно сохранять и строковые данные. Например, пусть дана строка
str = 'Hello MatLab';
которую требуется сохранить в файл. В этом случае функция fwrite() будет иметь следующую запись:
fwrite(fid, str, 'int16');
Здесь используется тип int16, т.к. при работе с русскими буквами система MatLab использует двухбайтовое представление каждого символа. Ниже представлена программа записи и чтения строковых данных, используя функции fwrite() и fread():
fid = fopen('my_file.dat', 'wb'); if fid == -1 error('File is not opened'); end
str='Привет MatLab'; % строка для записи fwrite(fid, str, 'int16'); % запись в файл fclose(fid);
fid = fopen('my_file.dat', 'rb'); if fid == -1 error('File is not opened'); end
B=''; % инициализация строки cnt=1; while ~feof(fid) [V,N] = fread(fid, 1, 'int16=>char'); % чтение текущего % символа и преобразование % его в тип char if N > 0 B(cnt)=V; cnt=cnt+1; end end disp(B); % отображение строки на экране fclose(fid);