从 C 读取 .mat 文件：可以读取变量；但不能正确返回

Question

我正在尝试使用 MATLAB-API 使用 C（不是 C++）读取 .mat 文件。

这是 MATLAB 代码，可以创建我想要的某种 .mat 文件：

A = [[1 2 3]; [5 7 1]; [3 5 9]];
B = [[2 4];[5 7]];
Creator = 'DKumar';

nFilters = 2;

Filters{1} = [[-1.0 -1.0 -1.0]; [-1.0 8 -1.0]; [-1.0 -1.0 -1.0]];
Filters{2} = 2.0*[[-1.0 -1.0 -1.0]; [-1.0 8 -1.0]; [-1.0 -1.0 -1.0]];

cd('/home/dkumar/CPP_ExampleCodes_DKU/Read_mat_File');
save('Test_FILE.mat', 'A', 'B', 'Creator', 'nFilters', 'Filters');

请注意，我还需要阅读单元结构或类似的内容。

(1) 在 C 代码中，我似乎可以很好地读取存储在 .mat 中的矩阵； 但是，不能正常返回（见最后的输出）。

(2) 我仍然不知道单元结构，在这个例子中它会存储大小可能不同的双矩阵。

完整的 C 代码如下。首先是函数matread，貌似可以正常读取数据。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "/usr/local/MATLAB/R2011b/extern/include/mat.h"


struct stDoubleMat{
   double* pValueInField;
   int nRows, nCols;
};

void matread(const char *file, const char *FieldName2Read, struct stDoubleMat oDoubleMat_LOC)
{
    printf("Reading file %s...\n\n", file);

    //Open file to get directory
    MATFile* pmat = matOpen(file, "r");

    if (pmat == NULL) {
      printf("Error opening file %s\n", file);
      return;
    }

    // extract the specified variable
    mxArray *arr = matGetVariable(pmat, FieldName2Read);

    double *pr;
    if (arr != NULL && !mxIsEmpty(arr)) {
        // copy data
        mwSize num = mxGetNumberOfElements(arr);

        pr = mxGetPr(arr);

        if (pr != NULL) {
        oDoubleMat_LOC.pValueInField = pr;
            oDoubleMat_LOC.nRows  = mxGetM(arr);
            oDoubleMat_LOC.nCols  = mxGetN(arr);
        }
    printf("From inside the function \n") ;
        printf( "oDoubleMat_LOC.nRows %i ; oDoubleMat_LOC.nCols %i \n", oDoubleMat_LOC.nRows , oDoubleMat_LOC.nCols);

    }else{
        printf("nothing to read \n") ;
    }

    // cleanup
    mxDestroyArray(arr);
    matClose(pmat);

    return;
}

在同一个文件中，main函数，似乎无法返回读取的数据：

int main(int argc, char **argv)
{
    const char *FileName = "/home/dkumar/CPP_ExampleCodes_DKU/Read_mat_File/Test_FILE.mat";
    const char *FieldName2Read = "A";

    struct stDoubleMat oDoubleMat; 
    matread(FileName, FieldName2Read, oDoubleMat);
    double* v = oDoubleMat.pValueInField;


    printf("From main \n");
    printf( "oDoubleMat.nRows %i ; oDoubleMat.nCols %i \n", oDoubleMat.nRows , oDoubleMat.nCols);
/*
    for (int i = 0; i < oDoubleMat.nElements; i++)
    {
        std::cout <<" copied value : " << *v << "\n";
        v = v +1;
    }*/

    return 0;
}

这是输出

$ gcc -o Test Read_MatFile_DKU_2.c -I/usr/local/MATLAB/R2011b/extern/include -L/usr/local/MATLAB/R2011b/bin/glnxa64 -lmat -lmx

$ ./Test 
Reading file /home/dkumar/CPP_ExampleCodes_DKU/Read_mat_File/Test_FILE.mat...

From inside the function 
oDoubleMat_LOC.nRows 3 ; oDoubleMat_LOC.nCols 3 
From main 
oDoubleMat.nRows 0 ; oDoubleMat.nCols 0 

更新：

这是读取矩阵字段的更新代码。我还有 no clue about how to read "cell-structure"。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "/usr/local/MATLAB/R2011b/extern/include/mat.h"

mxArray *arr;

struct stDoubleMat{
   double* pValueInField;
   int nRows, nCols;
};

void matread(const char *file, const char *FieldName2Read, struct stDoubleMat* poDoubleMat_LOC)
{
    printf("Reading file %s...\n\n", file);

    //Open file to get directory
    MATFile* pmat = matOpen(file, "r");

    if (pmat == NULL) {
      printf("Error opening file %s\n", file);
      return;
    }

    // extract the specified variable
    arr = matGetVariable(pmat, FieldName2Read);

    double *pr;
    if (arr != NULL && !mxIsEmpty(arr)) {
        // copy data
        mwSize num = mxGetNumberOfElements(arr);

        pr = mxGetPr(arr);

        if (pr != NULL) {
        poDoubleMat_LOC->pValueInField = pr;
            poDoubleMat_LOC->nRows  = mxGetM(arr);
            poDoubleMat_LOC->nCols  = mxGetN(arr);
        }
    printf("From inside the function \n") ;
        printf( "oDoubleMat_LOC.nRows %i ; oDoubleMat_LOC.nCols %i \n", poDoubleMat_LOC->nRows , poDoubleMat_LOC->nCols);

    }else{
        printf("nothing to read \n") ;
    }

    // close the file
    matClose(pmat);

    return;
}

int main(int argc, char **argv)
{
    const char *FileName = "/home/dkumar/CPP_ExampleCodes_DKU/Read_mat_File/Test_FILE.mat";
    const char *FieldName2Read = "A";

    struct stDoubleMat oDoubleMat; 
    matread(FileName, FieldName2Read, &oDoubleMat);
    double* v = oDoubleMat.pValueInField;


    printf("From main \n");
    printf( "oDoubleMat.nRows %i ; oDoubleMat.nCols %i \n", oDoubleMat.nRows , oDoubleMat.nCols);

    int i;
    for (i = 0; i < oDoubleMat.nCols*oDoubleMat.nRows; i++)
    {
        printf(" copied value : %f \n", *v);
        v = v +1;
    }

    // cleanup the mex-array
    mxDestroyArray(arr);

    return 0;
}

Answer 1

您将“输出”参数 (oDoubleMat_LOC) 按值传递给 matread，因此您永远无法真正获得输出，因为它是在输入上复制的（即仅在本地修改）：

void matread(const char *file, const char *FieldName2Read, 
    struct stDoubleMat oDoubleMat_LOC) /* oDoubleMat_LOC copied */

由于您使用的是 C 语言，其中引用不可用，因此请传递一个指针。重新定义matread：

void matread(const char *file, const char *FieldName2Read, 
    struct stDoubleMat *oDoubleMat_LOC) /* use a pointer */

然后在matread 中，您需要取消引用它以修改其字段（使用-> 而不是.）：

oDoubleMat_LOC->pValueInField = pr;
oDoubleMat_LOC->nRows  = mxGetM(arr);
oDoubleMat_LOC->nCols  = mxGetN(arr);

在main，这样调用：

struct stDoubleMat oDoubleMat; 
matread(FileName, FieldName2Read, &oDoubleMat);

但是，请注意你有更大的问题，因为支持double *pValueInField 的mxArray 在matread 内部分配和销毁。虽然您可以返回指向数据数组的指针，但它将是一个悬空指针，指向已释放的数据。您需要在matread 之外分配一个mxArray 并将其传入，或者分配一个double * 并将数据复制到matread 内部。否则，只要调用mxDestroyArray，指针就没有用了。