第3章_Matlab程序设计_part4

3.7文件的读写3.7.1数据文件的分类分为：ASCII码文件，二进制文件有四点区别：1）是否能在输出设备上显示2）否能在不同的计算机间传送3）是否需要大的存储空间4）执行时间3.7.2文件的打开和关闭1.文件的打开在读写数据文件之前，必须先用fopen函数打开文件，并指定对文件进行的读、写操作。格式：fid=fopen（文件名，打开方式）其中,fid用于存储文件句柄值，如果句柄值大于0，则说明文件打开成功。句柄值用来唯一标识该数据文件，其他函数可以利用它对该数据文件进行操作文件名用字符串形式，表示待打开的数据文件；打开方式也用字符串形式，有：‘r'(读)、‘w'(写)、‘a'(追加)、‘r+'(可读可写)等。2.文件的关闭文件在进行完读、写等操作后，应及时关闭，以免数据丢失。关闭文件用fclose函数实现，调用格式为sta=fclose（fid）该函数关闭fid所表示的文件。sta表示关闭文件操作的返回代码，若关闭成功，返回0；否则，返回-1。如果要关闭所有已打开的文件用fclose('all')。3.7.3二进制I/O函数打开二进制数据文件后，应用fwrite函数按照指定的数据精度将矩阵中的元素写入到文件中；用fread函数读取二进制文件的数据，并将数据存入矩阵。fwrite函数的调用格式为：COUNT=fwrite(fid,A,precision)其中，COUNT返回所写的数据元素个数，fid为文件句柄，A用来存放写入文件的数据，precision用于控制所写数据的精度，常用的数据精度为：char、unchar、int、long、float、double等。缺省数据精度为unchar，即无符号字符格式。fread函数的调用格式为：[A,count]=fread(fid,size,precision)其中，A用来存放读取的数据，COUNT返回所读取的数据元素个数，fid为文件句柄，size为可选项，若不选用则读取整个文件内容，若选用，则它的值可以是下列值：N读取N个元素到一个列向量Inf读取整个文件[M，N]读数据到M*N的矩阵中，数据按列存放precision代表数据精度，常用的数据精度为char，unchar，int，long，float，double等。缺省数据精度为unchar，即无符号字符格式。[例3-34]:建立一数据文件magic5.dat，用于存放5阶魔方阵。然后打开该文件，对大于5的元素求平方根，对小于等于5的元素求平方后存放在原数据的后面。3.7.4格式化I/O函数打开格式化数据文件后，应用fprintf函数可以将数据按指定格式写入到文本文件中；应用fscanf函数读取文本文件的内容，并按指定格式存入矩阵fprintf函数调用格式为：COUNT=fprintf(FID,FORMAT,A)其中，COUNT返回所写入的数据元素个数,A存放要写入文件的数据。先按format指定的格式将数据矩阵A格式化，然后写入到Fid所指定的文件。format可以控制读取的数据格式，由%加上格式符组成，常见的格式符有：d（整型）、f（浮点型）、s（字符型）、c（字符型）等，在%与格式符之间还可以插入附加格式说明符，如数据宽度说明等。fscanf函数调用格式为：[A,COUNT]=fscanf(Fid,FORMAT,SIZE)其中，A用来存放读取的数据，COUNT返回所读取的数据元素个数。Fid为文件句柄。Format可以控制读取的数据格式，由%加上格式符组成，常见的格式符有：d（整型）、f（浮点型）、s（字符型）、c（字符型）等，在%与格式符之间还可以插入附加格式说明符，如数据宽度说明等。size为可选项，若不选用则读取整个文件内容，若选用则它的值可以是下列值：N读取N个元素到一个列向量Inf读取整个文件[M，N]读数据到M*N的矩阵中，数据按列存放。[例3-35]:建立一数据文件cfs.dat，用于存放1-10平方和立方。[例3-36]:建立一数据文件，用于存放若干名学生的姓名和成绩。3.7.5文件位置和状态函数文件位置和状态函数有feof,ftell,frewind和fseek1.测试文件尾部的函数（feof)格式：feof(FID)功能：测试文件的尾部。其中FID为文件句柄，如果文件位置指针是该文件的尾部，返回1；否则返回0。2.返回文件指针当前位置的函数(ftell)格式：POSITION=ftell(FID)功能：返回文件指针的当前位置。返回值为从文件开始到指针当前位置的字节数。若返回值为-1表示为获取文件当前位置失败。3.设置文件读写指针的函数(frewind和fseek)格式：STATUS=fseek(FID,OFFSET,ORIGIN)功能：以指定的OFFSET相对于ORIGIN重新定位文件位置指针。其中FID为文件句柄，OFFSET表示位置指针相对移动的字节数，它的取值有3种可能：若为正整数表示向文件尾方向移动；若为负数表示向文件头方向移动；若为零表示不移动。ORIGIN表示位置指针移动的参照位置，它的取值有3种可能：‘cof’或0表示文件的当前位置，‘bof’或-1表示文件的开始位置，‘eof’或1表示文件的结束位置。若成功，STATUS返回值为0，否则返回值为-1，这时可用ferror函数获取出错信息。如语句fseek(fid,0,-1)的功能是设置文件指针为文件的开头。格式：frewind(FID)功能：设置文件位置指针为文件的开头。[例3-37]：演示数据文件的指定位置数据的读取方法。3.8程序设计的辅助函数在Matlab语言的程序设计中，有几组辅助函数可用于支持Ｍ文件的编辑，包括：数据检查函数、容错函数、串演算函数、跨空间变量传递函数、内存管理函数、目录与文件管理函数以及日期与时间函数等对这些函数的合理使用可以增强函数的“鲁棒性”或丰富函数功能。3.8.1数据检查函数1.exist函数exist(‘A’)检查A是否为已存在的变量名、函数名、文件名、目录名或类名。如果不存在返回0，如果A是变量名返回1，具体可查看帮助。exist(‘A’,‘var’)判断是否存在变量Aexist(‘A’,‘builtin’)判断是否存在Matlab内建函数Aexist(‘A’,‘file’)判断是否存在文件或目录Aexist(‘A’,‘dir’)判断是否存在目录Aexist(‘A’,‘class’)判断是否存在类名为A的类2.获取数据维数、大小等信息的函数包括ndims,size,numel,length等3.特殊数据判断函数isempty(A)如果A是空数组，则返回1，否则返回0isscalar(A)如果A是1x1的矩阵（标量），则返回1；否则返回0isvector(A)如果A是行向量或列向量，则返回1；否则返回0特殊数据判断函数（cont.）X=isinf(A)判断数组A的元素是否为无穷大，返回一个与A同型的数组。如果A(i)是无穷大,则X(i)取1;否则,X(i)取0X=isnan(A)判断数组A的元素是否为NaN，返回一个与A同型的数组。如果A(i)是NaN，则X(i)取1，否则X(i)取0。X=isfinite(A)判断数组A的元素是否为有限值，返回一个与A同型的数组。如果A(i)是有限值,则X(i)取1;否则X(i)取0[例]当A=[piNaNInf-Inf]时，分析isinf(A),isnan(A)和isfinite(A)的运算结果4.数据类型的获取与判断函数数据类型判断函数可以对数组的类型做出判断，如逻辑数组、稀疏数组、实数数组、标量数组、向量数组等，还可以判断数组中数值型数据的类型，如数值型的数据类型有双精度型（默认）、单精度、带符号整数型(int8,int16,int32,int64)和无符号整数型(uint8,uint16,uint32,uint64)常用的数据类型判断函数有：class(X)返回变量X的类型名（以字符串形式）。常用的数据类型判断函数islogical(X)如果X是逻辑数组，则返回1；否则返回0ischar(s)如果s是字符数组，则返回1；否则返回0isnumeric(A)如果A是数值数组，则返回1；否则返回0isreal(A)如果A是不带虚部的实数组，则返回1；否则返回0isinteger(A)如果A是整数型数值数组，则返回1；否则返回0isfloat(A)如果A是浮点型数值数组，则返回1；否则返回0常用的数据类型判断函数(cont.)issparse(S)如果S是稀疏数组，则返回1；否则返回0isstruct(S)如果S是构架数组，返回1；否则返回0iscell(C)如果C是元胞数组，返回1；否则返回0iscellstr(X)若X是由字符串组成的元胞数组，则返回1；否则返回0isa函数格式：isa(x,'classname'),'classname'是数据类型名或类名。功能：如果x是由'classname'指定的数据类型，则返回1；否则返回0可能的数据类型：double，logical，char，single，float，int8，int16，int32，int64，uint8，uint16，uint32，uint64，integer，numeric，cell，struct，function_handle或任何MATLAB或Java类的类名。isa函数举例[例]输入以下命令，观察执行结果a=eye(3);isa(a,'logical'),isa(a,'integer'),isa(a,'single'),isa(a,'double'),isa(a,'float')b=int8(a);isa(b,'integer'),isa(b,'int8')c=logical(a);isa(c,'logical')S.name='ZhangSan';S.age=38;isa(S,'struct'),isa(S,'char'),isa(S.name,'char')C={'Zhang','Wang','Li','Zhao'};isa(C,'cell'),iscellstr(C),isa(C,'char'),isa(C{1},'char')isfield函数格式：isfield(x,name)功能：判断由字符串name指定的标记符是否为架构数组x的域名。如果是，返回1，否则返回0。例如：clear;S=struct('name','ZhangSan','scores',[708090])isfield(S,'name')isfield(S,'scores')isfield(S,'age')这些函数在什么函数库中？elmat(基本矩阵和矩阵操作)，elfun(基本数学函数)strfun（字符串函数）datatypes（数据类型函数）sparfun（稀疏矩阵）3.8.2容错函数１）error函数格式：error(‘错误信息’)程序执行到error语句时，将显示错误信息并终止程序的运行。２）warning函数warning的用法类似于函数error,不同的是：warning并不终止程序的执行，而仅给出警告信息。其它有关的函数：lasterr(给出上一个错误信息),lastwarn(给出上一个警告信息)。3)try-catch结构：格式：try语句组１catch语句组２end在执行以上程序时，将先执行语句组１，如果执行语句组１时出错，则将执行语句组２（如果执行语句组２时也出错，将终止程序的执行）。3.8.3串演算函数1.eval函数格式：eval(s)s是字符串，其内容可以是任何合法的指令、表达式、语句或M文件名。功能：将字符串s的内容作为命令或者表达式进行执行或运算。y=eval(s)将字符串s的内容作为表达式进行计算，将