2.2 Txt文件的读取与写入
Txt文件也是我们常用的文本文件，文本文件的一个好处是可以清楚字符串的格式，并且Txt文件的保存数据和读取数据的快捷性受到业界的支持，本节着重讲解Txt文件的读取与写入操作方法。
2.2.1 Txt文件的打开
MATLAB提供了Txt文本文件的读取功能，并且操作方式有很多，最简单的外部查看Txt文件的操作，如图2-11～图2-12所示。
图2-11 鼠标右键打开
图2-12 MATLAB显示Txt文件
如图2-11所示，单击【打开】命令，则弹出一个类似于MATLAB脚本文件的文件窗口，脚本文件的内容显示和文本文件显示一致，且不会出现乱码的现象，MATLAB软件完全兼容Txt文件。
如图2-11所示，当单击【在MATLAB外部打开】命令时，则采用文本文件查看模式，如图2-13所示。
图2-13 在MATLAB外部打开
如图2-13所示，采用文本文件浏览器打开记事本。
当然，用户也可以用鼠标双击【person.txt】文件，实现打开文本文件，即得到图2-13所示文本浏览器。
2.2.2 Txt文件数据的导入
如图2-14所示data.txt的文件，采用MATLAB读取该文本数据。
图2-14 data.txt数据
如图2-11所示，选择MATLAB自带的【导入数据…】命令，弹出导入数据界面，如图2-15所示。
图2-15 导入数据GUI界面
如图2-15所示，左侧显示为文本文件内数据，数据的维数一目了然，范围为A1:A8，为列矢量，用户只需要单击图2-15箭头指向的按钮即可载入该数据，导入的数据在MATLAB工作区可以查看，如图2-16～图2-17所示。
图2-16 数据导入完成
图2-17 工作区导入读数据
如图2-17所示，导入的数据自动以VarName1命名，以此类推为VarName2、VarName3……等。
如图2-18所示，当文本文件存储为两列数据时，采用外部导入的方法即可，如图2-19所示。
图2-18 两列数据
图2-19 外部导入
如图2-19所示的数据导入，MATLAB导入数据功能，能够自动识别所输入数据。
特别的，当文本文件含有字符变量时，导入功能仍然可以轻松地完成，含字符的文本文件如图2-20所示，选择【导入数据…】命令，得到如图2-21所示结果。
图2-20 带字符的数据
图2-21 导入数据
如图2-21所示，选择【导入数据…】功能，MATLAB能够自动识别数据，即排除字符干扰，使得用户能够轻松地对有用数据进行高效处理。
然而MATLAB只会识别含字符文档的前几行字符，一旦出现数字即认为后面的所有的行的矢量均为数值类型，如图2-22和图2-23所示。
图2-22 前后带字符的数据
图2-23 数据导入识别结果
选择MATLAB【导入数据…】功能可实现数据的导入，另外MATLAB也提供了相应的可供用户加载数据的函数，例如如图2-23所示的数据导入过程，MATLAB能够自动加载数据，同时也自动生成代码，如图2-24所示。
图2-24 生成脚本和生成函数
（1）如图2-24所示，单击【生成脚本】命令，得到相应的脚本文件，如图2-25所示。
图2-25 脚本文件
保存该文件为Untitled2.m，其代码如下：
%% 导入文本文件中的数据
% 用于从以下文本文件导入数据的脚本
%
% F:\MATLAB Edit 2013a\MATLAB Edit 2012B\ysw\book\GUI设计手册\第2章 \data.txt
%
% 要将代码扩展到其他选定数据或其他文本文件，请生成函数来代替脚本
%% 初始化变量
filename = 'F:\MATLAB Edit 2013a\MATLAB Edit 2012B\ysw\book\GUI设计手册\第2章\data.txt';
delimiter = ' '; % 定界符
startRow = 2; % 起始行
%% 将数据列作为字符串读取
formatSpec = '%s%s%[^\n\r]'; % 将数据列作为字符串读取
%% 打开文本文件
fileID = fopen(filename,'r'); % 打开文件
%% 根据格式字符串读取数据列
% 该调用基于生成此代码所用的文件的结构。如果其他文件出现错误，请尝试通过导入工具重新生成代码
dataArray = textscan(fileID, formatSpec, 'Delimiter', delimiter, 'MultipleDelimsAsOne', true, 'HeaderLines' ,startRow-1, 'ReturnOnError', false); % 获取数据矩阵
%% 关闭文本文件
fclose(fileID);
%% 将包含数值字符串的列内容转换为数值
% 将非数值字符串替换为 NaN
raw = repmat({''},length(dataArray{1}),length(dataArray)-1);
for col=1:length(dataArray)-1
raw(1:length(dataArray{col}),col) = dataArray{col}; % 结构体转化为数值矩阵
end
numericData = NaN(size(dataArray{1},1),size(dataArray,2));
for col=[1,2]
% 将输入元胞数组中的字符串转换为数值。已将非数值字符串替换为 NaN
rawData = dataArray{col};
for row=1:size(rawData, 1);
% 创建正则表达式以检测并删除非数值前缀和后缀
regexstr = '(?<prefix>.*?)(?<numbers>([-]*(\d+[\,]*)+[\.]{0,1}\d*
[eEdD]{0,1}[-+]*\d*[i]{0,1})|([-]*(\d+[\,]*)*[\.]{1,1}\d+[eEdD]{0,1}[-+]*\d*[i]{0,1}))(?<suffix>.*)';
try
result = regexp(rawData{row}, regexstr, 'names');
numbers = result.numbers;
% 在非千位位置中检测到逗号
invalidThousandsSeparator = false;
if any(numbers==',');
thousandsRegExp = '^\d+?(\,\d{3})*\.{0,1}\d*$';
if isempty(regexp(thousandsRegExp, ',', 'once'));
numbers = NaN;
invalidThousandsSeparator = true;
end
end
% 将数值字符串转换为数值
if ～invalidThousandsSeparator;
numbers = textscan(strrep(numbers, ',', ''), '%f');
numericData(row, col) = numbers{1};
raw{row, col} = numbers{1};
end
catch me
end
end
end
%% 将非数值元胞替换为 NaN
R = cellfun(@(x) ～isnumeric(x) && ～islogical(x),raw); % 查找非数值元胞
raw(R) = {NaN}; % 替换非数值元胞
%% 将导入的数组分配给列变量名称
ysw = cell2mat(raw(:, 1)); % cell转化为mat格式文件
person = cell2mat(raw(:, 2)); % cell转化为mat格式文件
%% 清除临时变量
clearvars filename delimiter startRow formatSpec fileID dataArray ans raw col numericData rawData row regexstr result numbers invalidThousandsSeparator thousandsRegExp me R;
用户可直接运行Untitled2.m，则MATLAB工作区将自动得到相应的加载数据。
（2）如图2-24所示，单击【生成函数】命令，得到相应的函数文件，如图2-26所示。
图2-26 自动生成加载数据函数文件
如图2-26所示，MATLAB自动生成一个importfile1.m函数文件，用户可以输入数据，即可实现数据的加载，具体的importfile1.m函数文件如下：
function [ysw1,person1] = importfile1(filename, startRow, endRow)
%IMPORTFILE1 将文本文件中的数值数据作为列矢量导入
% [YSW1,PERSON1] = IMPORTFILE1(FILENAME) 读取文本文件 FILENAME 中默认选定范围的数据
%
% [YSW1,PERSON1] = IMPORTFILE1(FILENAME, STARTROW, ENDROW) 读取文本文件
% FILENAME的STARTROW起始行到ENDROW终止行中的数据
%
% Example:
% [ysw1,person1] = importfile1('data.txt',2, 10); % 导入数据调用格式
%% 初始化变量
delimiter = ' '; % 定界符，终止符
if nargin<=2
startRow = 2; % 起始行
endRow = inf; % 结束行
end
%% 将数据列作为字符串读取
% 有关详细信息，请参阅 TEXTSCAN 文档
formatSpec = '%s%s%[^\n\r]';
%% 打开文本文件
fileID = fopen(filename,'r');
%% 根据格式字符串读取数据列
% 该调用基于生成此代码所用的文件的结构。如果其他文件出现错误，请尝试通过导入工具重新生成代码
dataArray = textscan(fileID, formatSpec, endRow(1)-startRow(1)+1, 'Delimiter', delimiter, 'MultipleDelimsAsOne', true, 'HeaderLines', startRow(1)-1, 'ReturnOnError', false); % 获取数据矩阵
for block=2:length(startRow)
frewind(fileID);
dataArrayBlock = textscan(fileID, formatSpec, endRow(block)-startRow
(block)+1, 'Delimiter', delimiter, 'MultipleDelimsAsOne', true, 'HeaderLines', startRow(block)-1, 'ReturnOnError', false);
for col=1:length(dataArray)
dataArray{col} = [dataArray{col};dataArrayBlock{col}]; % 赋值
end
end
%% 关闭文本文件
fclose(fileID);
%% 将包含数值字符串的列内容转换为数值
% 将非数值字符串替换为 NaN
raw = repmat({''},length(dataArray{1}),length(dataArray)-1);
for col=1:length(dataArray)-1
raw(1:length(dataArray{col}),col) = dataArray{col};
end
numericData = NaN(size(dataArray{1},1),size(dataArray,2));
for col=[1,2]
% 将输入元胞数组中的字符串转换为数值。已将非数值字符串替换为NaN
rawData = dataArray{col};
for row=1:size(rawData, 1);
% 创建正则表达式以检测并删除非数值前缀和后缀
regexstr = '(?<prefix>.*?)(?<numbers>([-]*(\d+[\,]*)+[\.]{0,1}\d*[eEdD]{0,1}[-+]*\d*[i]{0,1})|([-]*(\d+[\,]*)*[\.]{1,1}\d+[eEdD]{0,1}[-+]*\d*[i]{0,1}))(?<suffix>.*)';
try
result = regexp(rawData{row}, regexstr, 'names');
numbers = result.numbers;
% 在非千位位置中检测到逗号
invalidThousandsSeparator = false;
if any(numbers==',');
thousandsRegExp = '^\d+?(\,\d{3})*\.{0,1}\d*$';
if isempty(regexp(thousandsRegExp, ',', 'once'));
numbers = NaN;
invalidThousandsSeparator = true;
end
end
% 将数值字符串转换为数值
if ～invalidThousandsSeparator;
numbers = textscan(strrep(numbers, ',', ''), '%f');
numericData(row, col) = numbers{1};
raw{row, col} = numbers{1};
end
catch me
end
end
end
%% 将非数值元胞替换为NaN
R = cellfun(@(x) ～isnumeric(x) && ～islogical(x),raw); % 查找非数值元胞
raw(R) = {NaN}; % 替换非数值元胞
%% 将导入的数组分配给列变量名称
ysw1 = cell2mat(raw(:, 1));
person1 = cell2mat(raw(:, 2));
在MATLAB命令行窗口输入如下代码：
[ysw1,person1] = importfile1('data.txt',2, 10) % 调用函数
运行程序输出结果如下：
ysw1 =
201517
5337
182
8037
8241
117
406
3087
NaN
person1 =
201517
201517
201517
201517
201517
201517
201517
201517
NaN
因此，用户借助该函数文件，也可以实现其他文本文件的加载。而【生成脚本】功能只限于加载某一个指定的文本文件，【生成函数】功能可实现同类型文件的数据导入。MATLAB这个自动生成代码的功能给用户提供了极大的便利。
MATLAB也提供了较简便的文本数据加载函数，具体如下：
>> ysw = load('data1.txt') % 加载数据
ysw =
201517 201517
5337 201517
182 201517
如果直接使用load('data1.txt')，MATLAB自动以ans.mat保存数据到工作区下，可供MATLAB GUI设计使用，也可供MATLAB主函数文件参数传递使用。
load('data1.txt')函数使用有其局限性，如果文本文件含有字母等变量，直接采用load('data1.txt')是不能加载的，load('data1.txt')只对单纯的数据加载有效，例如data.txt的内容如下：
ysw person
201517 201517
5337 201517
182 201517
8037 201517
8241 201517
117 201517
406 201517
3087 201517
ysw person
采用load('data.txt')进行调用，系统将提示如下信息：
>> ysw = load('data.txt')
错误使用 load
ASCII 文件 data.txt 的行号 1 中的文本未知
"ysw"。
因此，用户应该根据具体的问题具体对待，当含有字符类型时，可采用MATLAB importfile函数进行数据分析。
（3）MATLAB提供了向文本文件写入和读入的功能，方便用户存储调用数据，利用MATLAB向ysw.txt文件中添加数据，程序如下：
% Designed by Yu Shengwei From SWJTU University
% 2015年1月3日
clc,clear,close all % 清理命令区、清理工作区、关闭显示图形
warning off % 消除警告
feature jit off % 加速代码运行
format short % 数据类型
tic % 运算计时
A = [1,1,7,4,0,6,3,0,8,7,0;
1,8,2,8,0,3,7,8,2,4,1;
1,3,6,7,9,6,1,0,0,4,1;
1,8,3,8,2,4,5,8,0,7,4];
% 存储数据A
save ysw.txt A -ascii;
运行程序输出结果如下：
1.0000000e+00 1.0000000e+00 7.0000000e+00 4.0000000e+00 0.0000000e+00 6.0000000e+00 3.0000000e+00 0.0000000e+00 8.0000000e+00 7.0000000e+00 0.0000000e+00
1.0000000e+00 8.0000000e+00 2.0000000e+00 8.0000000e+00 0.0000000e+00 3.0000000e+00 7.0000000e+00 8.0000000e+00 2.0000000e+00 4.0000000e+00 1.0000000e+00
1.0000000e+00 3.0000000e+00 6.0000000e+00 7.0000000e+00 9.0000000e+00 6.0000000e+00 1.0000000e+00 0.0000000e+00 0.0000000e+00 4.0000000e+00 1.0000000e+00
1.0000000e+00 8.0000000e+00 3.0000000e+00 8.0000000e+00 2.0000000e+00 4.0000000e+00 5.0000000e+00 8.0000000e+00 0.0000000e+00 7.0000000e+00 4.0000000e+00
由结果可知，MATLAB向文本文件写入数据，默认为longE类型，生成的数据和写入的数据一致，用户可以将txt数据加载到MATLAB进行分析，因此在MATLAB中文本文件数据写入较简便。
当MATLAB再次向同一文本文件写入数据时，MATLAB将自动清空该文本文件中的所有数据，然后再写入该数据，例如再次写入数据如下：
A = [1,1,7,4,0,6,3,0,8,7;
1,8,2,8,0,3,7,8,2,4;
1,3,6,7,9,6,1,0,0,4;
1,8,3,8,2,4,5,8,0,7];
运行程序输出结果如下。
1.0000000e+00 1.0000000e+00 7.0000000e+00 4.0000000e+00 0.0000000e+00 6.0000000e+00 3.0000000e+00 0.0000000e+00 8.0000000e+00 7.0000000e+00
1.0000000e+00 8.0000000e+00 2.0000000e+00 8.0000000e+00 0.0000000e+00 3.0000000e+00 7.0000000e+00 8.0000000e+00 2.0000000e+00 4.0000000e+00
1.0000000e+00 3.0000000e+00 6.0000000e+00 7.0000000e+00 9.0000000e+00 6.0000000e+00 1.0000000e+00 0.0000000e+00 0.0000000e+00 4.0000000e+00
1.0000000e+00 8.0000000e+00 3.0000000e+00 8.0000000e+00 2.0000000e+00 4.0000000e+00 5.0000000e+00 8.0000000e+00 0.0000000e+00 7.0000000e+00
为了直观地说明该问题，写入1，具体程序如下：
A=[1];
%存储数据A
save ysw.txt A -ascii;
运行程序输出结果如下：
1.0000000e+00
MATLAB还提供了一个文本文件数据追加功能，即向已经生成的文本文件追加数据，而不是对原先数据进行覆盖处理，那么怎么进行数据追加呢？具体操作如下：
clc,clear,close all % 清理命令区、清理工作区、关闭显示图形
warning off % 消除警告
format short % 数据类型
tic % 运算计时
A = [1,1,7,4,0,6,3,0,8,7;
1,8,2,8,0,3,7,8,2,4;
1,3,6,7,9,6,1,0,0,4;
1,8,3,8,2,4,5,8,0,7]; % 矩阵A
B=[1];
% 存储数据A
save ysw.txt A -ascii;
% 追加存储数据N
save ysw.txt B -append -ascii;
toc % 计时结束
追加数据后，ysw.txt文本文件数据如下：
1.0000000e+00 1.0000000e+00 7.0000000e+00 4.0000000e+00 0.0000000e+00 6.0000000e+00 3.0000000e+00 0.0000000e+00 8.0000000e+00 7.0000000e+00
1.0000000e+00 8.0000000e+00 2.0000000e+00 8.0000000e+00 0.0000000e+00 3.0000000e+00 7.0000000e+00 8.0000000e+00 2.0000000e+00 4.0000000e+00
1.0000000e+00 3.0000000e+00 6.0000000e+00 7.0000000e+00 9.0000000e+00 6.0000000e+00 1.0000000e+00 0.0000000e+00 0.0000000e+00 4.0000000e+00
1.0000000e+00 8.0000000e+00 3.0000000e+00 8.0000000e+00 2.0000000e+00 4.0000000e+00 5.0000000e+00 8.0000000e+00 0.0000000e+00 7.0000000e+00
1.0000000e+00
由此，我们将很容易向文本文件中添加数据或删减数据。