Matlab API 从 C++ 读取 .mat 文件，使用 STL 容器

Question

我必须从 c++ 中读取一些 .mat 数据文件，我通读了文档，但我想知道如何以干净优雅的方式处理数据，例如使用std:vector(.mat文件大小适中(10M~1G)，但内存问题要认真对待)

我的功能是这样的：

#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;
}

所以，问题是，我怎样才能有效且安全地从 mxArray *pdata 数组复制到向量 pdata_v？

Answer 1

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

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

---

ps1：要特别注意，在 MATLAB 中，矩阵是 col-major 的。所以如果pdata 存储[1 2 3; 4 5 6]，pdata_v 将是1 4 2 5 3 6。

ps2：如果要更改其内容，请将const vector<double>& pdata_v 更改为vector<double>& pdata_v。

Answer 2

这是另一个想法。如果您对 C++ 代码中的裸指针过敏（顺便说一句，它们没有问题），您可以将裸指针包装在 boost 或 C++11 智能指针中，并使用删除器调用正确的mxDestroyArray()，当指针超出范围。这样您就不需要副本，您的用户代码也不需要知道如何正确解除分配。

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
}

取自这里的想法：http://www.boost.org/doc/libs/1_56_0/libs/smart_ptr/sp_techniques.html#incomplete

Answer 3

这里是一个使用MAT-API的例子：

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;
}

首先我们构建独立程序，并将一些测试数据创建为 MAT 文件：

>> mex -client engine -largeArrayDims test_mat.cpp

>> LocalDouble = magic(4)
LocalDouble =
    16     2     3    13
     5    11    10     8
     9     7     6    12
     4    14    15     1

>> save data.mat LocalDouble

现在我们运行程序：

C:\> test_mat.exe
16 
5 
9 
4 
2 
11 
7 
14 
3 
10 
6 
15 
13 
8 
12 
1