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使用MATIO库读取Matlab数据文件中的稀疏矩阵

MATIO是一个用于读写MATLAB数据文件(.mat)的C/C++库。下面我将展示如何使用MATIO库来读取MATLAB文件中的稀疏矩阵数据。

示例程序

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <matio.h>int main(int argc, char **argv) {// 检查命令行参数if (argc != 2) {fprintf(stderr, "Usage: %s <matfile>\n", argv[0]);return EXIT_FAILURE;}const char *filename = argv[1];// 打开MAT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;}// 读取文件中的变量列表matvar_t *matvar;while ((matvar = Mat_VarReadNextInfo(matfp)) != NULL) {// 只处理稀疏矩阵if (matvar->class_type == MAT_C_SPARSE) {printf("Found sparse matrix: %s\n", matvar->name);// 读取完整的稀疏矩阵数据Mat_VarReadDataAll(matfp, matvar);// 获取稀疏矩阵信息mat_sparse_t *sparse = matvar->data;size_t nzmax = matvar->nzmax;  // 非零元素最大数量size_t nrows = matvar->dims[0]; // 行数size_t ncols = matvar->dims[1]; // 列数printf("Matrix size: %zux%zu, Non-zero elements: %zu\n", nrows, ncols, nzmax);// 打印稀疏矩阵的压缩列存储格式数据printf("Row indices (ir): ");for (size_t i = 0; i < nzmax; i++) {printf("%d ", sparse->ir[i]);}printf("\n");printf("Column pointers (jc): ");for (size_t i = 0; i < ncols + 1; i++) {printf("%d ", sparse->jc[i]);}printf("\n");// 打印非零元素值printf("Non-zero values: ");if (matvar->data_type == MAT_T_DOUBLE) {double *data = (double *)sparse->data;for (size_t i = 0; i < nzmax; i++) {printf("%g ", data[i]);}} else if (matvar->data_type == MAT_T_SINGLE) {float *data = (float *)sparse->data;for (size_t i = 0; i < nzmax; i++) {printf("%g ", data[i]);}} else if (matvar->data_type == MAT_T_INT32) {int32_t *data = (int32_t *)sparse->data;for (size_t i = 0; i < nzmax; i++) {printf("%d ", data[i]);}}printf("\n");// 释放变量Mat_VarFree(matvar);} else {printf("Skipping non-sparse variable: %s\n", matvar->name);Mat_VarFree(matvar);}}// 关闭MAT文件Mat_Close(matfp);return EXIT_SUCCESS;
}

编译说明

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

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

然后使用以下命令编译程序：

gcc -o read_sparse read_sparse.c -lmatio

使用示例

./read_sparse example.mat

程序说明

1. 程序首先打开指定的MAT文件
2. 然后遍历文件中的所有变量，查找稀疏矩阵类型(MAT_C_SPARSE)的变量
3. 对于找到的每个稀疏矩阵，程序会：
   • 打印矩阵的基本信息（名称、维度、非零元素数量）
   • 打印行索引数组(ir)
   • 打印列指针数组(jc)
   • 打印非零元素值
4. 稀疏矩阵以压缩列存储(CSC)格式存储，这是MATLAB稀疏矩阵的标准存储格式

注意事项

1. 确保你的MAT文件确实包含稀疏矩阵变量
2. 程序处理了常见的数值类型(double, float, int32)，如果需要支持其他类型，需要相应扩展
3. 记得在使用完毕后释放变量和关闭文件，以避免内存泄漏

希望这个示例程序能帮助你使用MATIO库读取MATLAB稀疏矩阵数据！