第6章 6.2.2 文本数据的导出操作 （MATLAB入门课程）

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在MATLAB中，将文本数据导出到文件中是一个常见的需求，尤其是在生成报告、保存分析结果或创建日志文件等场景中。本小节将详细介绍如何利用fopen和fprintf函数协同工作来实现文本数据的导出。

在进行文件导出操作之前，首先需要使用fopen函数打开或者新建一个文件。在上一小节中，我们介绍了fopen函数的用法，我们来快速回顾下：

fid = fopen(filename, permission, machinefmt, encodingIn)

其中，参数filename是目标文件的名称；参数permission指定了文件要被如何使用，例如'r'是只读模式（该模式下无法写入内容，因此这一节我们不会用到）、'w'是写入模式（如果文件已存在则清空其内容再写入数据）、'a'是追加模式（不清空内容直接在末尾追加写入数据）；参数machinefmt通常设置为'n'，表示按照系统默认的字节排序方式读写数据；参数encodingIn则用于指定文件的字符编码，如'GBK'和'UTF-8'。如果文件成功打开，fopen函数将返回一个正整数作为文件标识符（fid）；否则返回-1，此时意味着文件打开失败。

接下来，我们将介绍如何使用fprintf函数将格式化的文本写入到通过fopen函数打开或新建的文件中。fprintf函数能够按照指定的格式将数据写入文件，同时提供了丰富的格式化选项，比如设置数字的显示精度、占用的字符宽度等。它的使用方法和我们在本章6.1.1节中介绍的sprintf函数非常相似：

nbytes = fprintf(fid, formatSpec, A1, ..., An)

其中，参数fid是通过fopen函数获得的文件标识符，fprintf函数会按照fopen函数指定的编码方案将数据写入文件；参数formatSpec定义了数据应该如何格式化，可以包含格式化操作符、普通文本和特殊字符，以精确控制数据的输出格式；参数A1, ... , An表示要写入文件的数据。返回值nbytes是一个标量，表示fprintf函数所写入的字节数。

接下来，我们通过一个实际的例子来展示这一过程。假设我们想将上一章5.2.3节中生成的乘法口诀表保存到一个名为“乘法口诀表”的txt文件中。以下是实现这一目标的核心代码：

运行代码后，如果屏幕上显示“保存成功！”，则表示乘法口诀表已成功保存到当前文件夹下的“乘法口诀表.txt”文件中。值得注意的是，由于我们在使用fopen函数时未明确指定文件的编码格式，那么该文件的编码将采用当前MATLAB对话的默认设置。

最后，大家不要忘了需要使用fclose函数来关闭fid表示的文件，这点很容易漏掉。当然你也可以使用fclose all直接关闭所有打开的文件。

再来看一个文本导出的例题，假设某个班上有四名同学，下表左侧给出了他们在三次测试中的成绩，请为每位同学生成一个对应的成绩单，并将各位同学的成绩单保存到单独的txt文件中，文件的命名规则为“xx成绩单”，这里的xx表示学生的姓名。以小王同学的成绩单为例，txt文件名为“小王成绩单”，文件内的文字格式见下表右侧：

% 定义学生姓名、测试名称和学生成绩矩阵
name = ["小王", "小张", "清风", "小李"];  
exam = ["第一次测试", "第二次测试", "第三次测试"]; 
score = [56 78 91;
         36 64 79;
         96 81 98;
         45 66 59];
totalScore = sum(score, 2);  % 每一行的三科成绩求和获取总分
[~, ind] = sort(totalScore, 'descend');  % 对总分进行降序排序并获取索引
[~, ind] = sort(ind);  % 获取排名
% 上面这段获取成绩排名的代码可参考第三章介绍sort函数时的例题
% 接下来为每位同学生成成绩单并保存为txt文件
for ii = 1:length(name)
    % 使用fopen函数以写入模式打开或创建一个文件
    fid = fopen(char(name(ii) + "成绩单.txt"), 'w');
    if fid == -1  % 检查文件是否成功打开
        disp(name(ii)+"同学的文件打开失败");
        continue  % 如果文件未成功打开，跳过当前循环迭代
    end
    % 写入学生姓名
    fprintf(fid, '姓名：%s\n', name(ii));  % 记得加一个换行符的转义字符
    % 使用for循环，写入三次测试的成绩
    for jj = 1:length(exam)
        fprintf(fid, '%s的成绩：%d\n', exam(jj), score(ii, jj));
    end
    % 写入总分和班级排名的数据
    fprintf(fid, '总分：%d\n', totalScore(ii));
    fprintf(fid, '班级排名：%d/%d', ind(ii), length(name));
fclose(fid);  % 最后不要忘了关闭文件
end

在这个例题中，我们巧妙地运用了MATLAB中的fopen和fprintf函数来执行更复杂的文件写入操作。与之前的例题只需单次写入操作不同，这里我们多次调用fprintf函数，逐步构建文件内容，精确控制了文件中各部分文本的结构和格式。当然，你也可以使用下面这种方式：在循环体内，先将各同学的txt文本内的内容保存到字符串标量中，然后通过单次fprintf函数调用将整个字符串一次性写入文件中。这种操作方式的代码可观看配套的视频讲解。

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拓展：fprintf的另一种用法

在MATLAB中，fprintf函数不仅可以用于导出文件，还能用于直接在屏幕窗口上显示格式化的文本。当我们调用fprintf函数但不指定文件标识符fid或将fid设置为1时，fprintf函数默认将文本输出到MATLAB的屏幕窗口。

我们举个例子，大家可以在命令行窗口运行下面这行代码：

得到的结果如下所示：

我们发现：输出的结果紧跟在命令行的提示符“>>”后，并没有开始新的一行。这是因为fprintf默认不会在文本末尾添加换行符。

为了让文本后的光标自动跳转到下一行，我们可以在参数formatSpec的末尾加上表示换行符的转义字符\n，这样输出结果之后光标才会换行。

当然，在实时脚本中运行这些代码时，加不加\n对结果的显示没有影响。

此外，我们前面介绍过：fprintf函数可以有一个返回值nbytes用于表示所写入的字节数。如果用于向屏幕显示文本时，nbytes表示屏幕上显示字符的个数。

（思考：为什么上面的nbytes是11而不是10？答案：换行符也算一个字符）

另外，你也可以使用sprintf函数和disp函数来实现相同的目的。首先使用sprintf函数返回一个表示格式化后文本的变量，接着使用disp函数在屏幕上显示该变量，显示的结果和sprintf函数完全相同，且由于disp函数显示结果时会自动换行，因此不需要我们手动添加\n。

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