Matlab API读取C++中的.mat文件，使用STL容器

Question

Matlab API读取C++中的.mat文件，使用STL容器

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我需要从C++读取一些.mat数据文件。我已经阅读了文档，但我希望知道如何以简洁优雅的方式处理数据，例如使用std:vector（适用于中等大小的.mat文件（10M〜1G），但应严肃考虑内存问题）。

我的函数大致如下：

#include <stdio.h>
#include "mat.h"
#include <vector>

int matread(const char *file, const vector<double>& pdata_v) {

MATFile *pmat;

pmat=matOpen("data.mat","r");
if (pmat == NULL) {
    printf("Error opening file %s\n", file);
    return(1);
}
mxArray *pdata = matGetVariable(pmat, "LocalDouble");

// pdata -> pdata_v

mxDestroy pa1;  // clean up
return 0;
}

那么问题是，我如何有效且安全地从 mxArray *pdata 数组复制到向量 pdata_v 中？

- lorniper

1

文件很大？内存可能是个问题？我们在谈论什么大小的文件？使用 fgets 并自己跟踪文件指针似乎是一个可行的方法。是的，这很困难，但不会给内存带来压力，而且速度相当快。 - Najzero

使用MATLAB中的fwrite函数并将数据以简单的二进制格式存储，这样C++就可以轻松读取（甚至是内存映射），比较容易实现。 - Ben Voigt

3个回答

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这里有另一个想法。如果你对C++代码中的裸指针过敏（顺便说一句，它们并没有什么问题），你可以使用boost或C++11的智能指针来包装裸指针，并使用一个deleter在指针超出作用域时调用正确的mxDestroyArray()函数进行自动释放。这样你就不需要进行复制操作，同时你的用户代码也不需要知道如何正确地释放内存。

typedef shared_ptr<mxArray> mxSmartPtr;

mxSmartPtr readMATarray(MATFile *pmat, const char *varname)
{
    mxSmartPtr pdata(matGetVariable(pmat, varname),
                     mxDestroyArray);  // set deleter
    return pdata;
}

int some_function() {
    mxSmartPtr pdata = readMATarray(pmat, "LocalDouble");
    ...
    // pdata goes out of scope, and mxDestroy automatically called
}

灵感来源于这里：http://www.boost.org/doc/libs/1_56_0/libs/smart_ptr/sp_techniques.html#incomplete

- Peter

使用C++11的shared_ptr非常好，可以简化使用。我记下了！ - chappjc

1

你可以首先获取 mxArray *pdata 的数据指针，然后将数据复制到 vector<double> pdata_v 中：

double *ptr = (double *) mxGetData(pdata);
pdata_v.resize(numOfData);
memcpy(&pdata_v[0], ptr, numOfData*sizeof(double));

提示1: 需要特别注意，在MATLAB中，矩阵是按列优先顺序排列的。因此，如果pdata存储[1 2 3; 4 5 6]，则pdata_v将为1 4 2 5 3 6。

提示2: 如果要更改其内容，请将const vector<double>& pdata_v更改为vector<double>& pdata_v。

- herohuyongtao

使用它是安全的，只要你正确地使用它，尽管它比你提到的C++风格更容易出错。 :) - herohuyongtao

你的解决方案编译成功，但是出现了“段错误11”的问题。我提到的方法在编译时会出现错误：“(std::vector<double>) (double*&, double*)”没有匹配项。 - lorniper

@lorniper 在此之前，请确保您已经为 vector<double> pdata_v 分配了内存，例如 pdata_v.resize(numOfData)。 - herohuyongtao

@lorniper 哎呀，已修复。 :P - herohuyongtao

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@lorniper：如果你想使用那种语法，你可以调用vector::assign，如下所示：pdata_v.assign(ptr, ptr+num); 其中 double *ptr = mxGetPr(pdata);，size_t num = mxGetNumberOfElements(pdata); - Amro

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可以查看英文原文，
原文链接

- Amro · Accepted Answer

下面是使用MAT-API的示例：

test_mat.cpp

#include "mat.h"
#include <iostream>
#include <vector>

void matread(const char *file, std::vector<double>& v)
{
    // open MAT-file
    MATFile *pmat = matOpen(file, "r");
    if (pmat == NULL) return;

    // extract the specified variable
    mxArray *arr = matGetVariable(pmat, "LocalDouble");
    if (arr != NULL && mxIsDouble(arr) && !mxIsEmpty(arr)) {
        // copy data
        mwSize num = mxGetNumberOfElements(arr);
        double *pr = mxGetPr(arr);
        if (pr != NULL) {
            v.reserve(num); //is faster than resize :-)
            v.assign(pr, pr+num);
        }
    }

    // cleanup
    mxDestroyArray(arr);
    matClose(pmat);
}

int main()
{
    std::vector<double> v;
    matread("data.mat", v);
    for (size_t i=0; i<v.size(); ++i)
        std::cout << v[i] << std::endl;
    return 0;
}

首先我们要构建独立程序，并创建一些MAT文件作为测试数据：

>> mex -client engine -largeArrayDims test_mat.cpp

>> LocalDouble = magic(4)
LocalDouble =
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     4    14    15     1

>> save data.mat LocalDouble

现在我们运行程序：

C:\> test_mat.exe
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