MATLAB文本文件读写实操fopen/fscanf/fprintf/fclose全解析

技术净胜2025-12-09 15:41

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文本文件读写是MATLAB数据处理的基础技能，不管是读取实验数据、导出计算结果，还是批量处理文本格式的日志文件，都离不开 fopen()、 fscanf()、 fprintf()、 fclose()这四个核心函数。本文从实际应用场景出发，详解每个函数的用法、参数含义和实战案例，新手也能快速掌握从"读文件"到"写文件"的完整流程。

一、核心函数基础认知

先理清四个核心函数的定位，避免混淆用法：

函数名 核心作用 关键特点
fopen() 打开文本文件 返回文件句柄（唯一标识），需判断是否打开成功
fscanf() 读取文本文件内容 按指定格式读取，支持批量读取、按行读取
fprintf() 写入内容到文本文件 支持格式化输出，可自定义文本格式（如数值、字符串）
fclose() 关闭打开的文件 必须执行，避免文件占用、数据丢失

前置知识点：文件打开模式

fopen()的第二个参数决定文件打开方式，新手必记常用模式：

  • 'r'：只读（默认），文件不存在则报错
  • 'w'：写入（覆盖原有内容），文件不存在则创建
  • 'a'：追加（在文件末尾写入），文件不存在则创建
  • 'r+'：读写，文件不存在则报错
  • 'w+'：读写（覆盖原有内容），文件不存在则创建

二、fopen()：打开文件的"第一步"

1. 基本语法

matlab 复制代码 
fid = fopen(filename, mode);  % 核心用法
[fid, message] = fopen(filename, mode);  % 带错误信息返回（推荐）
  • fid：文件句柄（整数），成功打开时返回≥3的整数；失败时返回-1
  • filename：文件路径（字符串），如'data.txt'（当前目录）、'D:\test\log.txt'（绝对路径）
  • message：错误信息（文件打开失败时返回具体原因，如文件不存在、权限不足）

2. 实战示例：判断文件是否打开成功

matlab 复制代码 
% 打开当前目录下的data.txt，只读模式
[fid, msg] = fopen('data.txt', 'r');
if fid == -1  % 打开失败
    disp(['文件打开失败：', msg]);  % 输出错误原因
else  % 打开成功
    disp(['文件打开成功，句柄：', num2str(fid)]);
end

关键提醒 ：打开文件后必须先判断fid是否为-1，避免后续读写操作报错。

三、fscanf()：读取文本文件内容

1. 基本语法

matlab 复制代码 
% 格式1：按指定格式读取全部内容
data = fscanf(fid, format);
% 格式2：指定读取数量（如读取N个数据）
[data, count] = fscanf(fid, format, size);
  • format：读取格式（核心），常用'%d'（整数）、'%f'（浮点数）、'%s'（字符串）、'%c'（字符）
  • size：读取数量，如[m,n]（读取m行n列）、Inf（读取全部内容）
  • count：实际读取的元素个数（可选）

2. 场景1：读取纯数值文本文件

目标文件（data.txt）内容：

复制代码 
10 20 30
40 50 60
70 80 90

读取代码：

matlab 复制代码 
% 打开文件
[fid, msg] = fopen('data.txt', 'r');
if fid == -1
    disp(msg);
    return;  % 打开失败则退出
end

% 按浮点数格式读取全部内容，转为3行3列矩阵
data = fscanf(fid, '%f', [3,3]);
data = data';  % 转置（fscanf默认按列存储，需转置匹配原文件行列）

% 关闭文件
fclose(fid);

% 输出结果
disp('读取的矩阵：');
disp(data);

输出结果：

复制代码 
读取的矩阵：
    10    20    30
    40    50    60
    70    80    90

3. 场景2：读取混合格式文本文件

目标文件（info.txt）内容：

复制代码 
姓名：张三 年龄：25 成绩：92.5
姓名：李四 年龄：23 成绩：88.0

读取代码：

matlab 复制代码 
[fid, msg] = fopen('info.txt', 'r');
if fid == -1
    disp(msg);
    return;
end

% 循环读取每一行（feof(fid)判断是否到文件末尾）
while ~feof(fid)
    % 按自定义格式读取：跳过固定字符，提取姓名、年龄、成绩
    line = fscanf(fid, '姓名：%s 年龄：%d 成绩：%f\n', [1,3]);
    % 解析数据
    name = line{1};
    age = line{2};
    score = line{3};
    % 输出
    disp(['姓名：', name, ' 年龄：', num2str(age), ' 成绩：', num2str(score)]);
end

fclose(fid);

关键技巧 ：feof(fid)是"文件末尾判断函数"，返回1表示到末尾，0表示未到，适合循环读取多行文本。

4. 场景3：读取纯文本字符串（如日志文件）

目标文件（log.txt）内容：

复制代码 
2024-10-10 09:00:00 程序启动
2024-10-10 09:05:00 数据处理完成
2024-10-10 09:10:00 程序退出

读取代码：

matlab 复制代码 
[fid, msg] = fopen('log.txt', 'r');
if fid == -1
    disp(msg);
    return;
end

% 按字符读取全部内容（保留换行符）
log_content = fscanf(fid, '%c', Inf);
fclose(fid);

% 按换行符拆分每行
log_lines = strsplit(log_content, '\n');
% 遍历输出每行
for i = 1:length(log_lines)
    if ~isempty(log_lines{i})  % 跳过空行
        disp(['第', num2str(i), '行：', log_lines{i}]);
    end
end

四、fprintf()：写入内容到文本文件

1. 基本语法

matlab 复制代码 
count = fprintf(fid, format, A, B, ...);
  • count：写入的字符个数（可选）
  • format：写入格式，与fscanf()一致，支持\n（换行）、\t（制表符）
  • A,B,...：要写入的变量（数值、字符串均可）

2. 场景1：写入数值矩阵到文本文件

需求：将3x3矩阵按行列格式写入文件，保留1位小数。

matlab 复制代码 
% 准备数据
data = [1.23, 4.56, 7.89; 2.34, 5.67, 8.90; 3.45, 6.78, 9.01];

% 打开文件（写入模式，不存在则创建）
[fid, msg] = fopen('output.txt', 'w');
if fid == -1
    disp(msg);
    return;
end

% 循环写入每行
for i = 1:size(data, 1)
    % 按格式写入：每行3个浮点数，保留1位小数，空格分隔，末尾换行
    fprintf(fid, '%.1f %.1f %.1f\n', data(i,1), data(i,2), data(i,3));
end

% 关闭文件
fclose(fid);
disp('数据写入完成！');

生成的output.txt内容：

复制代码 
1.2 4.6 7.9
2.3 5.7 8.9
3.5 6.8 9.0

3. 场景2：追加内容到文本文件

需求：在上述output.txt末尾追加一行备注信息。

matlab 复制代码 
[fid, msg] = fopen('output.txt', 'a');  % 追加模式
if fid == -1
    disp(msg);
    return;
end

% 写入备注（字符串+当前时间）
fprintf(fid, '\n备注：数据生成时间 - %s\n', datestr(now()));
fclose(fid);
disp('备注追加完成！');

追加后的文件内容：

复制代码 
1.2 4.6 7.9
2.3 5.7 8.9
3.5 6.8 9.0

备注：数据生成时间 - 10-Oct-2024 15:30:00

4. 场景3：写入混合格式内容（字符串+数值）

需求：生成包含实验信息的文本文件，格式如下：

复制代码 
实验编号：EXP001
测试温度：25.5 ℃
测试次数：10 次
测试结果：[98.5, 97.8, 99.2]

实现代码：

matlab 复制代码 
exp_id = 'EXP001';
temp = 25.5;
test_times = 10;
results = [98.5, 97.8, 99.2];

[fid, msg] = fopen('exp_info.txt', 'w');
if fid == -1
    disp(msg);
    return;
end

% 按自定义格式写入
fprintf(fid, '实验编号：%s\n', exp_id);
fprintf(fid, '测试温度：%.1f ℃\n', temp);
fprintf(fid, '测试次数：%d 次\n', test_times);
fprintf(fid, '测试结果：[%.1f, %.1f, %.1f]\n', results(1), results(2), results(3));

fclose(fid);
disp('实验信息写入完成！');

五、fclose()：关闭文件的"最后一步"

1. 基本语法

matlab 复制代码 
status = fclose(fid);  % 关闭指定句柄的文件
status = fclose('all');  % 关闭所有打开的文件（推荐批量处理时用）
  • status：关闭状态，0表示成功，-1表示失败

2. 关键注意事项

  • 无论读写是否成功，都必须执行fclose()，否则会导致：
    1. 文件被MATLAB占用，无法手动删除/修改；
    2. 写入的内容可能未完全保存（缓存未刷新）；
    3. 打开的文件句柄过多，导致后续fopen()失败。
  • 批量处理文件时，用fclose('all')避免遗漏关闭某个文件。

六、避坑指南：新手常见错误与解决方案

1. 坑1：文件路径错误导致fopen失败

  • 现象：fid=-1，错误信息提示"找不到文件"；
  • 原因：使用相对路径时，MATLAB当前工作目录不是文件所在目录；
  • 解决方案：
    1. 用pwd查看当前工作目录，cd切换到文件目录（如cd D:\test）；
    2. 直接使用绝对路径（如'D:\test\data.txt'）。

2. 坑2：fscanf读取矩阵时行列颠倒

  • 现象：读取的矩阵行列与原文件相反；
  • 原因：fscanf默认按列存储数据；
  • 解决方案：读取后用data = data'转置矩阵。

3. 坑3：写入文件后内容为空

  • 现象：文件创建成功，但内容为空；
  • 原因：未关闭文件（缓存未刷新），或写入格式错误；
  • 解决方案：
    1. 确保执行fclose(fid)；
    2. 检查fprintf的格式符与变量类型匹配（如数值用%f，字符串用%s）。

4. 坑4：覆盖原有文件导致数据丢失

  • 现象：原有文件内容被清空；
  • 原因：误使用'w'模式打开文件；
  • 解决方案：
    1. 写入前确认文件是否需要保留，重要文件先备份；
    2. 追加内容用'a'模式，而非'w'模式。

七、实战综合案例：批量处理文本数据

需求

读取多个实验数据文件（data1.txt、data2.txt、data3.txt），计算每个文件的平均值，将结果汇总写入result.txt。

实现代码

matlab 复制代码 
% 定义文件列表
file_list = {'data1.txt', 'data2.txt', 'data3.txt'};
% 打开汇总文件
[fid_result, msg] = fopen('result.txt', 'w');
if fid_result == -1
    disp(msg);
    return;
end
fprintf(fid_result, '实验文件\t平均值\n');  % 写入表头

% 遍历每个数据文件
for i = 1:length(file_list)
    filename = file_list{i};
    % 打开数据文件
    [fid_data, msg_data] = fopen(filename, 'r');
    if fid_data == -1
        disp(['跳过文件', filename, '：', msg_data]);
        fprintf(fid_result, '%s\t读取失败\n', filename);
        continue;
    end
    % 读取数据并计算平均值
    data = fscanf(fid_data, '%f', Inf);
    avg = mean(data);
    % 写入汇总文件
    fprintf(fid_result, '%s\t%.2f\n', filename, avg);
    % 关闭数据文件
    fclose(fid_data);
end

% 关闭汇总文件
fclose(fid_result);
disp('批量处理完成，结果已写入result.txt！');
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