[Matlab+C/C++] 读写二进制文件

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[Matlab+C/C++] 读写二进制文件

2023-12-15 07:22| 来源: 网络整理| 查看: 265

introduction

由于Matlab操作简单、方便,它被应用于非常多领域:音频处理,图像处理,数值计算等。虽然MATLABeasy操作。但受限于他的语言解释机制。MATLAB的运行速度通常较低。C/C++一般被觉得是运行较为高效的高级程序设计语言。

假设结合MATLAB和C/C++。或许我们能够获得操作简便性和运行速度的折中。这样的结合的一般形式是:MATLAB负责绝大部分工作,C/C++负责一些关键部分的实现。其详细方法在我之前的博文中已经有所介绍。

在处理某些数据的时候,可能涉及到文件的读写,假设用MATLAB存储为mat文件,那么其他程序读取这样的数据就变得困难了。假设将数据存为文本文件,文件的解析过程就会变得比較长。幸运的是MATLAB能够读写自己定义格式的二进制文件。基本全部程序语言(包含C/C++)在内。都是支持二进制文件的读写操作的。本文就介绍一下怎样使用MATLAB和C/C++对二进制文件进行读写。

准备知识

MATLAB和C/C++并不採用同样的规则来存储矩阵数据。在联合MATLAB和C/C++时,一定要注意这一点:C/C++按行存储数据;MATLAB按列来存储数据。举例说明。假设我们有一个2行3列的矩阵,共2×3=6个元素。假设他的数据例如以下:

M=⎡⎣⎢147258369⎤⎦⎥. 那么,在MATLAB中, M在内存中的存储顺序为 1,4,7,2,5,8,3,6,9. 在C/C++中的存储顺序为1,2,3,4,5,6,7,8,9. 因此内存中的同一块数据,MATLAB和C/C++的解析结果是不同的。在实际开发过程中要特别注意这一点。

MATLAB写矩阵到二进制文件

MATLAB提供了四个函数来读写二进制文件:fopen(...), fread(...), fwrite(...), fclose(...).

举例说明怎样对二进制文件进行读写操作:

实例1:将双精度矩阵以单精度浮点数类型存入二进制文件

% 生成一个2行3列的双精度浮点数类型的矩阵 A = rand(2,3); % 在当前工作文件夹下以二进制写方式 ('w') 打开'test.dat' fid = fopen('test.dat', 'w'); % 将矩阵A的元素以单精度浮点数类型写如fid关联的二进制文件 fwrite(fid, A, 'single'); % 将与fid关联的文件关闭 fclose(fid);

实例 2:以单精度浮点数类型读入MATLAB

% 在当前工作文件夹下以二进制读方式 ('r') 打开'test.dat' fid = fopen('test.dat', 'r'); % 从与fid关联的二进制文件读取6个元素,每一个元素以单精度浮点类型解析 B = fread(fid, 2*3, 'single'); % 将与fid关联的文件关闭 fclose(fid);

实例2中,B是一个6×1的矩阵,假设想得到与实例1中的A相似的形式,能够这样做:B = reshape(B, 2, 3)

C读取二进制数据

C读取二进制数据的方式与MATLAB相似。

实例 3: 用C语言读取实例 1 的test.dat

// 完整的C代码 #include #include int main(){ int i; char *filename = "test.dat"; float data[6]; FILE *fs = fopen(filename, "r"); fread((void*)data, sizeof(float), 6, fs); fclose(fs); // 显示数据 for (i = 0; i < 6; i++){ printf("%f\n", data[i]); } return 0; }

实例 3 的输出结果跟实例 2 中读取的B的结果是一致的。假设对实例 2 中的B用MATLAB进行reshape操作。B就会变成跟实例 1 中的A相似的存储结构,A和B的区别仅仅在于他们的数据类型不同。实例 3 中使用data的时候。假设要想跟MATLAB一样索引第 i 行 第 j 列的元素。则必须转置訪问。

假设在C中有大量的兴许操作,而且你的大部分重要工作用C来完毕的话。建议在MATLAB中的写操作能够将矩阵变换行列(不是共轭转置)后再做写入,改动例如以下:

fwrite(fid, A.', 'single'); C++读二进制文件

用C++读二进制文件须要fstream类,实比例如以下:

实例 4 : 用C++ 读取实例 1 写入的test.dat

// 完整C++代码 #include #include #include using namespace std; int main(){ float data[6]; string filename = "test.dat"; ifstream fs; fs.open(filename, ios_base::binary | ios_base::in); fs.read(reinterpret_cast(data), sizeof(float)* 6); fs.close(); for (int i = 0; i < 6; i++){ cout


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