使用MATIO库读取Matlab数据文件中的多维数组

MATIO是一个用于读写Matlab数据文件(.mat)的开源C库。下面是一个完整的示例程序，展示如何使用MATIO库读取Matlab数据文件中的多维数组。

示例程序

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <matio.h>

int main(int argc, char *argv[]) {
    if (argc < 2) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s <matfile>\n", argv[0]);
        return EXIT_FAILURE;
    }

    const char *filename = argv[1];
    
    // 打开Matlab数据文件
    mat_t *matfp = Mat_Open(filename, MAT_ACC_RDONLY);
    if (matfp == NULL) {
        fprintf(stderr, "Error opening MAT file %s\n", filename);
        return EXIT_FAILURE;
    }
    
    // 读取文件中的所有变量
    matvar_t *matvar;
    while ((matvar = Mat_VarReadNextInfo(matfp)) != NULL) {
        printf("Found variable: %s\n", matvar->name);
        
        // 检查变量是否为多维数组
        if (matvar->rank > 2) {
            printf("  It's a multidimensional array with rank %d\n", matvar->rank);
            printf("  Dimensions: ");
            for (int i = 0; i < matvar->rank; i++) {
                printf("%d ", (int)matvar->dims[i]);
            }
            printf("\n");
            
            // 实际读取数据（之前只读取了信息）
            Mat_VarFree(matvar);
            matvar = Mat_VarRead(matfp, matvar->name);
            
            // 根据数据类型处理数据
            switch (matvar->class_type) {
                case MAT_C_DOUBLE: {
                    double *data = (double *)matvar->data;
                    printf("  Data type: double\n");
                    
                    // 计算总元素数
                    size_t total = 1;
                    for (int i = 0; i < matvar->rank; i++) {
                        total *= matvar->dims[i];
                    }
                    
                    // 打印前10个元素作为示例
                    printf("  First 10 elements: ");
                    for (size_t i = 0; i < (total > 10 ? 10 : total); i++) {
                        printf("%g ", data[i]);
                    }
                    printf("\n");
                    break;
                }
                case MAT_C_SINGLE: {
                    float *data = (float *)matvar->data;
                    printf("  Data type: single\n");
                    break;
                }
                case MAT_C_INT32: {
                    int32_t *data = (int32_t *)matvar->data;
                    printf("  Data type: int32\n");
                    break;
                }
                // 可以添加更多数据类型处理
                default:
                    printf("  Unhandled data type: %d\n", matvar->class_type);
            }
        }
        
        Mat_VarFree(matvar);
    }
    
    // 检查是否有读取错误
    if (!Mat_VarReadNextInfo(matfp)) {
        if (feof(matfp->fp)) {
            printf("Reached end of file\n");
        } else {
            fprintf(stderr, "Error reading MAT file\n");
        }
    }
    
    // 关闭文件
    Mat_Close(matfp);
    
    return EXIT_SUCCESS;
}

编译说明

要编译这个程序，你需要先安装MATIO库。在Linux系统上，可以使用以下命令安装：

sudo apt-get install libmatio-dev  # Ubuntu/Debian

然后使用gcc编译：

gcc -o read_mat read_mat.c -lmatio

程序说明

1. 程序接受一个.mat文件作为输入参数
2. 使用Mat_Open打开Matlab数据文件
3. 使用Mat_VarReadNextInfo遍历文件中的所有变量
4. 对于每个变量，检查其维数(rank)是否大于2，如果是则认为是多维数组
5. 根据数据类型(双精度、单精度、整型等)处理数据
6. 打印数组的基本信息和部分数据作为示例
7. 最后关闭文件并释放资源

注意事项

1. 这个示例主要处理了double类型的数组，其他数据类型需要类似处理
2. 实际应用中，你可能需要根据数组的维度进行更复杂的操作
3. 记得总是释放分配的变量(Mat_VarFree)和关闭文件(Mat_Close)
4. 对于非常大的数组，直接打印所有元素可能不实际

你可以根据需要修改这个示例程序，比如只读取特定名称的变量，或者对多维数组进行特定的处理操作。