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1、1,第8章 高级编程技术,2,本章目标,掌握MATLAB文件处理方法 理解MATLAB应用程序接口的原理 了解结构和元胞这两种复杂数据类型 了解面向对象编程的基本概念,3,主要内容,8.1文件 8.2 应用程序接口,4,8.1文件,文件可分为两类： 文本文件 由字符和与字符的显示格式有关的控制符构成 常见扩展名：“TXT” 、“BAT”、“HTM” 二进制文件 二进制文件为非文本文件 常见扩展名：“COM”、“EXE” 、“BMP” 、“WAV”,5,MATLAB中基本的低级文件I/O指令：,1打开和关闭文件 fopen、fclose 2格式读写 fprintf、fscanf、fgetl、fg
2、ets 3非格式读写 fread、fwrite 4文件定位和状态 feof、fseek、ftell、ferror、frewind,6,8.1.1文件的打开与关闭,1fopen函数 fidfopen(filename，permission) fid,message=fopen(filename,permssion) filename,permission,machineformat=fopen(fid) fid =fopen(all) 2fclose函数 status=fclose(fid) status=fclose(all) 例：打开一个名为std.dat的数据文件并进行读操作，命令为： f
3、idfopen(my.txt,r),7,8.1.2格式化数据的读写,fprintf函数 count=fprintf(fid,format , A .) fscanf函数 A, count=fscanf(fid, format, size),8,例8-1,计算当x=0 1时f(x)=ex的值，并将结果写入到文件my.txt中。 程序 x=0:0.1:1; y=x;exp(x); %y有两行数据 fid=fopen(my.txt,w); fprintf(fid,%6.2f %12.8fn,y); fclose(fid);,9,例8-2,从上例中生成的文件my.txt中读取数据，并将结果输出到屏幕。
4、 程序 fid = fopen(my.txt,r); a,count = fscanf(fid,%f %f,2 inf); fprintf(1,%f %fn,a); fclose(fid); 输出 同例8-1文件中的数据格式。,10,8.1.3 文件定位和文件状态,1feof函数：检测文件是否已经结束 status=feof(fid) 2ferror函数：用于查询文件的输入、输出错误信息 msg=ferror(fid) 3frewind函数：使位置指针重新返回文件的开头 frewind(fid) 4fseek函数：设置文件的位置指针 status=fseek(fid, offset, orig
5、in) 5ftell函数：用于查询当前文件指针的位置 position=ftell(fid);,11,例8-3 输出文件的大小。,程序 fid=fopen(my.txt,r); fseek(fid,0,eof); x=ftell(fid); fprintf(1,File Size=%dn,x); frewind(fid); x=ftell(fid); fprintf(1,File Position =%dn,x); fclose(fid);,输出 File Size = 231 File Position = 0,12,8.1.4按行读取数据,1fgetl函数：按行从文件中读取数据，但不读取换
6、行符。 line=fgetl(fid) 2fgets函数：用于从文件中读取行、保留换行符并把行作为字符串返回。 （1）line=fgets(fid) （2）line=fgets(fid,nchar),13,例8-4,编写一个程序，用于读取例8-1生成的数据。 程序 fid=fopen(my.txt,r); while feof(fid)%在文件没有结束时按行读取数据 s=fgets(fid); fprintf(1,%s,s); end fclose(fid); 输出 同例8-1文件中的数据格式。,14,8.1.5二进制数据文件的读写,fwrite函数：用于向一个文件写入二进制数据 count=
7、fwrite(fid, A, precision)。 fread函数：用于从文件中读二进制数据 A,count=fread(fid, size, precision) 注意：使用函数fread()和fwrite()读写文件时,必须以二进制方式打开文件,15,例8-5,将5行5列“魔方阵”存入二进制文件中。 程序 fid=fopen(my.dat,w); a=magic(5); fwrite(fid,a,long); fclose(fid);,16,例8-6,从二进制文件中读取“魔方阵”。 程序 fid=fopen(my.dat,r); A,count=fread(fid, 5, inf, lo
8、ng); fclose(fid); A,17,8.1.6 图像、声音文件的读写,1imread函数：从文件中读入图像 A = imread(filename,fmt) A, map = imread(filename,fmt) 2image函数：显示图像 image(A) 3imwrite函数：将图像写入文件 imwrite(A, filename, fmt) imwrite(A, map, filename, fmt),18,例8-7,显示一幅真彩(RGB)图像。 程序 x,map=imread(C:MATLAB7toolboxmatlabdemosstreet1.jpg); image(x
9、);,19,例8-8 将图像写入文件,程序 x,map=imread(C:MATLAB7toolboxmatlabdemosstreet1.jpg); imwrite(x,my.bmp); %将图像保存为真彩色的bmp x,map=imread(my.bmp); image(x);,20,8.1.6图像、声音文件的读写,4imfinfo函数：查询图像文件信息 innfo imflnfo(filename) 5wavread函数：用于读取扩展名为“.wav”的声音文件 y=wavread(file) y, fs, nbits=wavread(file) 6wavwrite函数：用于将数据写入到扩
10、展名为“wav”的声音文件中 wavwrite(y, fs, nbits, wavefile) 7wavplay函数：利用windows音频输出设备播放声音 wavplay(y,fs),21,例8-9,读取一个音频数据文件，以不同频率播放，并显示声音波形。 程序： y=wavread(C:MATLAB7toolboxsimulinksimdemossimgeneraltoilet.wav) plot(y); wavplay(y); wavplay(y,11025); wavplay(y,44100);,22,8.2 应用程序接口,MATLAB的外部接口应用包括如下内容： （1）在MATLAB中
11、调用已有的C/C+语言代码； （2）在C/C+语言中调用MATLAB的算法； （3）利用COM标准进行客户/服务器模式开发； 例如在Visual Basic程序或者Microsoft Excel中调用MATLAB的算法 （4）在C/C+语言中读写MAT数据文件。,23,8.2.1 MEX文件,例8-10 简单MEX文件示例mexHelloWorld.c。 程序： #include “mex.h“ void mexFunction(int nlhs,mxArray *plhs,int nrhs,const mxArray *prhs) mexPrintf(“Hello Matlab World!
12、“); ,24,8.2.2 MATLAB计算引擎,MATLAB的计算引擎应用就是利用MATLAB提供的一组接口函数，在用户开发的C/C+语言应用程序中，通过某种通信机制后台调用MATLAB应用程序以完成复杂的系统任务。,25,例8-11,设计一程序，在C/C+语言中调用mesh函数来绘制高斯矩阵的曲面。 解题步骤：,26,例8-11 程序：,#include #include “engine.h“ void main() Engine *ep; int status = 0; / 打开计算引擎 ep = engOpen(NULL); if( ep = (Engine *)NULL ) prin
13、tf(“错误：无法打开MATLAB计算引擎n“ ); exit(-1); / 执行MATLAB指令 engEvalString(ep,“mesh(peaks);“); getchar(); / 关闭MATLAB计算引擎 status = engClose(ep); if(status != 0) printf(“无法正常关闭MATLAB计算引擎n“); exit(-1); ,27,8.2.3基于COM组件的接口编程,该方法的主要特点有： （1）应用程序完全脱离MATLAB工作环境； （2）MATLAB数学库和工具箱中包括的各种各样的函数，所以降低了编写算法难度； （3）由于将算法程序做成了CO
14、M组件的形式，所以实现了算法的保密。,28,8.2.4在C/C+语言中读写MAT数据文件,支持C/C+语言读写MAT文件的函数库有下面几个： 1打开数据文件matOpen MATFile * matOpen(const char *filename,const char *mode) 2关闭数据文件matClose int matClose(MATFile *mfp) 3获取变量matGetVariable mxArray *matGetVariable(MATFile *mfp,const char *name) 4写入数据matPutVariable int matPutVariable(
15、MATFile *mfp, const char *name,const mxArray *mp),29,扩展阅读,8.3 结构数组 8.4 元胞数组 8.5 面向对象程序设计,30,应用举例,例8-12 在C/C+语言中调用MATLAB计算魔方阵，并将结果显示到屏幕。,31,程序代码1,#include “engine.h“ #include void main() Engine *ep; double *p; mxArray *equation; int i = 0,j=0; int status = 0; / 打开计算引擎 ep = engOpen(NULL); if( ep = (En
16、gine *)NULL ) printf(“错误：无法打开MATLAB计算引擎n“ ); exit(-1); ,32,程序代码2,/ 执行MATLAB指令 engEvalString(ep,“A = magic(5);“); equation=engGetVariable(ep,“A“); p=mxGetPr(equation); printf(“nMATLAB 中计算magic(5)n“); for(i=0;i5;i+) for(j=0;j5;j+) printf(“%8.0lf“,*(p+i+j*5); printf(“n“); / 关闭MATLAB计算引擎 status = engClo
17、se(ep); if(status != 0) printf(“无法正常关闭MATLAB计算引擎n“); exit(-1); ,33,例8-13,34,程序代码1,#include #include #include “engine.h“ void main() Engine *ep; int status = 0; ep = engOpen(NULL); / 执行MATLAB指令 double A=2, 3, 4, -1, 1, -1, 3, -5, 1,B=5,5,9; double *pa,*pb,*pc; mxArray *x,*y,*z;,35,程序代码2,x=mxCreateDou
18、bleMatrix(3,3,mxREAL); y=mxCreateDoubleMatrix(3,1,mxREAL); pa=mxGetPr(x); pb=mxGetPr(y); memcpy(pa,A,9*sizeof(double); memcpy(pb,B,3*sizeof(double); engPutVariable(ep,“A“,x); engPutVariable(ep,“B“,y); engEvalString(ep,“C=AB;“); z=engGetVariable(ep,“C“); pc=mxGetPr(z); printf(“nAX=B的结果为：n“); for(int i=0;i3;i+) printf(“%8.0lfn“,*(pc+i); status = engClose(ep); ,36,学好计算机的唯一途径是 你的编程能力与你在计算机上投入的时间成,结 束 语,上机练习,正比,