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MATLAB 数据导入

在MATLAB中导入数据意味着从外部文件中加载数据。importdata 函数允许加载不同格式的各种数据文件。它具有以下五种形式 -

序号 函数 描述
1 A = importdata(filename) 从名为filename的文件中将数据加载到数组A中。
2 A = importdata('-pastespecial') 从系统剪贴板中加载数据而不是从文件中加载。
3 A = importdata(___, delimiterIn) 将delimiterIn解释为ASCII文件、文件名或剪贴板数据中的列分隔符。您可以将delimiterIn与上述任何输入参数一起使用。
4 A = importdata(___, delimiterIn, headerlinesIn) 从ASCII文件、文件名或剪贴板加载数据，从第headerlinesIn + 1行开始读取数字数据。
5 [A, delimiterOut, headerlinesOut] = importdata(___) 使用上述任何输入参数，返回输入ASCII文件中检测到的分隔符字符delimiterOut和检测到的标题行数headerlinesOut。

默认情况下，Octave没有支持 importdata() 函数的功能，因此我们必须搜索并安装此软件包，以使下面的示例适用于您的Octave安装。

示例1 ：让我们加载并显示一个图像文件。创建一个脚本文件并键入以下代码 -

filename = 'smile.jpg';
A = importdata(filename);
image(A);

当我们运行该文件时，MATLAB将显示该图像文件。但是，我们必须将其存储在当前目录中。

matlab data import1

示例2 ：在这个例子中，我们导入一个文本文件并指定分隔符和列头。让我们创建一个名为 weeklydata.txt 的以空格为分隔符的ASCII文件，并附有列标题。

我们的文本文件 weeklydata.txt 看起来像这样

SunDay  MonDay  TuesDay  WednesDay  ThursDay  FriDay  SaturDay
95.01   76.21   61.54    40.57       55.79    70.28   81.53
73.11   45.65   79.19    93.55       75.29    69.87   74.68
60.68   41.85   92.18    91.69       81.32    90.38   74.51
48.60   82.14   73.82    41.03       0.99     67.22   93.18
89.13   44.47   57.63    89.36       13.89    19.88   46.60

创建一个脚本文件，并输入以下代码——

filename = 'weeklydata.txt';   % 数据文件名
delimiterIn = ' ';            % 指定数据分隔符为"空格"
headerlinesIn = 1;            % 数据文件中有1行表头信息
A = importdata(filename, delimiterIn, headerlinesIn);

% 查看数据
for k = [1:7]
   disp(A.colheaders{1, k})   % 输出列头
   disp(A.data(:, k))         % 输出该列的数据
   disp(' ')                  % 输出空行
end

当你运行该文件时，它会显示以下结果

SunDay
   95.0100
   73.1100
   60.6800
   48.6000
   89.1300
 
MonDay
   76.2100
   45.6500
   41.8500
   82.1400
   44.4700
 
TuesDay
   61.5400
   79.1900
   92.1800
   73.8200
   57.6300

WednesDay
   40.5700
   93.5500
   91.6900
   41.0300
   89.3600
 
ThursDay
   55.7900
   75.2900
   81.3200
   0.9900
   13.8900
 
FriDay
   70.2800
   69.8700
   90.3800
   67.2200
   19.8800

SaturDay
   81.5300
   74.6800
   74.5100
   93.1800
   46.6000

示例3 : 在这个例子中，让我们从剪贴板中导入数据。

将以下行复制到剪贴板中−

Mathematics is simple

创建一个脚本文件，输入以下代码−

A = importdata('-pastespecial')

当你运行这个文件时，它会显示以下结果−

A =
'Mathematics is simple'

代码的作用是从剪贴板中导入数据，并将数据存储在变量A中。其中，importdata('-pastespecial') 是MATLAB中的一个函数，用于从剪贴板中导入数据。'-pastespecial'是 importdata 函数的一个选项，表示从剪贴板中导入数据时采用“特殊粘贴”模式，以确保数据格式正确。最后，该脚本将变量A的值输出到MATLAB的命令窗口中，显示为字符串'Mathematics is simple'。

底层 文件I/O

importdata函数是高级函数。在MATLAB中，低级文件I/O函数允许对文件中的数据读取或写入进行最高级别的控制。但是，这些函数需要更详细的文件信息以有效地工作。

MATLAB提供以下函数用于字节级或字符级读写操作：

函数 描述
fclose 关闭一个或所有打开的文件
feof 测试文件是否结束
ferror 文件I/O错误信息
fgetl 从文件中读取一行并删除换行符
fgets 从文件中读取一行并保留换行符
fopen 打开文件或获取有关打开文件的信息
fprintf 将数据写入文本文件
fread 从二进制文件中读取数据
frewind 将文件位置指针移动到打开文件的开头
fscanf 从文本文件中读取数据
fseek 在文件中移动到指定位置
ftell 打开文件的位置
fwrite 将数据写入二进制文件

使用底层 I/O 导入文本数据文件

MATLAB提供以下函数用于低级导入文本数据文件：

  • fscanf 函数从文本或ASCII文件中读取格式化的数据。
  • fgetl 和 fgets 函数一次读取文件中的一行，其中换行符分隔每行。
  • fread 函数按字节或位级别读取数据流。

示例

我们有一个文本数据文件'myfile.txt'保存在我们的工作目录中。该文件存储了2012年六月、七月和八月三个月的降雨数据。

myfile.txt中的数据包含五个地点的时间、月份和降雨量测量的重复集。标题数据存储了月数M; 因此，我们有M个测量集。

该文件如下所示

Rainfall Data
Months: June, July, August
 
M = 3
12:00:00
June-2012
17.21  28.52  39.78  16.55 23.67
19.15  0.35   17.57  NaN   12.01
17.92  28.49  17.40  17.06 11.09
9.59   9.33   NaN    0.31  0.23 
10.46  13.17  NaN    14.89 19.33
20.97  19.50  17.65  14.45 14.00
18.23  10.34  17.95  16.46 19.34
09:10:02
July-2012
12.76  16.94  14.38  11.86 16.89
20.46  23.17  NaN    24.89 19.33
30.97  49.50  47.65  24.45 34.00
18.23  30.34  27.95  16.46 19.34
30.46  33.17  NaN    34.89  29.33
30.97  49.50  47.65  24.45 34.00
28.67  30.34  27.95  36.46 29.34
15:03:40
August-2012
17.09  16.55  19.59  17.25 19.22
17.54  11.45  13.48  22.55 24.01
NaN    21.19  25.85  25.05 27.21
26.79  24.98  12.23  16.99 18.67
17.54  11.45  13.48  22.55 24.01
NaN    21.19  25.85  25.05 27.21
26.79  24.98  12.23  16.99 18.67

我们将从这个文件中导入数据并显示这些数据。按照以下步骤进行：

  • 使用 fopen 函数打开文件并获取文件标识符。
  • 使用格式说明符描述文件中的数据，例如'%s'用于字符串，'%d'用于整数或'%f'用于浮点数。
  • 要跳过文件中的字面字符，请在格式说明中包含它们。要跳过数据字段，请在说明符中使用星号('*')。
  • 例如，要读取标题并返回M的单个值，我们编写-
    M = fscanf(fid, '%*s %*s\n%*s %*s %*s %*s\nM=%d\n\n', 1);
  • 默认情况下，fscanf 根据我们的格式说明读取数据，直到找不到任何数据匹配或到达文件结尾。在这里，我们将使用for循环来读取3组数据，每次都会读取7行和5列。
  • 我们将在工作区中创建一个名为mydata的结构来存储从文件中读取的数据。此结构有三个字段——时间、月份和 raindata 数组。

创建一个脚本文件并在其中键入以下代码-

filename = '/data/myfile.txt';
rows = 7;
cols = 5;
 
% open the file
fid = fopen(filename);
 
% read the file headers, find M (number of months)
M = fscanf(fid, '%*s %*s\n%*s %*s %*s %*s\nM=%d\n\n', 1);
 
% read each set of measurements
for n = 1:M
   mydata(n).time = fscanf(fid, '%s', 1);
   mydata(n).month = fscanf(fid, '%s', 1);
 
   % fscanf fills the array in column order,
   % so transpose the results
   mydata(n).raindata  = ...
      fscanf(fid, '%f', [rows, cols]);
end
for n = 1:M
   disp(mydata(n).time), disp(mydata(n).month)
   disp(mydata(n).raindata)
end
 
% close the file
fclose(fid);

运行该文件时，将显示以下结果

12:00:00
June-2012
   17.2100   17.5700   11.0900   13.1700   14.4500
   28.5200       NaN    9.5900       NaN   14.0000
   39.7800   12.0100    9.3300   14.8900   18.2300
   16.5500   17.9200       NaN   19.3300   10.3400
   23.6700   28.4900    0.3100   20.9700   17.9500
   19.1500   17.4000    0.2300   19.5000   16.4600
   0.3500   17.0600   10.4600   17.6500   19.3400

09:10:02
July-2012
   12.7600       NaN   34.0000   33.1700   24.4500
   16.9400   24.8900   18.2300       NaN   34.0000
   14.3800   19.3300   30.3400   34.8900   28.6700
   11.8600   30.9700   27.9500   29.3300   30.3400
   16.8900   49.5000   16.4600   30.9700   27.9500
   20.4600   47.6500   19.3400   49.5000   36.4600
   23.1700   24.4500   30.4600   47.6500   29.3400

15:03:40
August-2012
   17.0900   13.4800   27.2100   11.4500   25.0500
   16.5500   22.5500   26.7900   13.4800   27.2100
   19.5900   24.0100   24.9800   22.5500   26.7900
   17.2500       NaN   12.2300   24.0100   24.9800
   19.2200   21.1900   16.9900       NaN   12.2300
   17.5400   25.8500   18.6700   21.1900   16.9900
   11.4500   25.0500   17.5400   25.8500   18.6700

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