MATLABデータインポート：外部ファイルを効率的に読み込む

MATLABでのデータインポートとは、外部ファイルからデータを読み込むことを意味します。importdata関数を使用すると、さまざまな形式のデータファイルを読み込めます。これには以下の5つの形式があります。

番号	関数と説明
1	A = importdata(filename) filenameで指定されたファイルからデータを配列Aに読み込みます。
2	A = importdata('-pastespecial') ファイルではなく、システムクリップボードからデータを読み込みます。
3	A = importdata(___, delimiterIn) delimiterInをASCIIファイル、ファイル名、クリップボードデータの列区切り文字として解釈します。上記の構文のいずれの入力引数でもdelimiterInを使用できます。
4	A = importdata(___, delimiterIn, headerlinesIn) ASCIIファイル、ファイル名、クリップボードからデータを読み込み、headerlinesIn+1行目から数値データの読み取りを開始します。
5	[A, delimiterOut, headerlinesOut] = importdata(___) 入力ASCIIファイルの検出された区切り文字をdelimiterOutに、検出されたヘッダー行数をheaderlinesOutに返します。前の構文のいずれの入力引数も使用できます。

例1

画像ファイルを読み込んで表示します。スクリプトファイルを作成し、以下のコードを入力します。

 filename = 'smile.jpg'; A = importdata(filename); image(A); 

ファイルを実行すると、MATLABは画像ファイルを表示します。ただし、カレントディレクトリに保存されている必要があります。

例2

この例では、テキストファイルをインポートし、区切り文字と列ヘッダーを指定します。列ヘッダー付きのスペース区切りASCIIファイルweeklydata.txtを作成します。

テキストファイルweeklydata.txtの内容は以下の通りです。

 SunDay MonDay TuesDay WednesDay ThursDay FriDay SaturDay 95.01 76.21 61.54 40.57 55.79 70.28 81.53 73.11 45.65 79.19 93.55 75.29 69.87 74.68 60.68 41.85 92.18 91.69 81.32 90.38 74.51 48.60 82.14 73.82 41.03 0.99 67.22 93.18 89.13 44.47 57.63 89.36 13.89 19.88 46.60 

スクリプトファイルを作成し、以下のコードを入力します。

 filename = 'weeklydata.txt'; delimiterIn = ' '; headerlinesIn = 1; A = importdata(filename,delimiterIn,headerlinesIn); % データを表示 for k = [1:7] disp(A.colheaders{1, k}) disp(A.data(:, k)) disp(' ') end 

ファイルを実行すると、以下の結果が表示されます。

 SunDay 95.0100 73.1100 60.6800 48.6000 89.1300 MonDay 76.2100 45.6500 41.8500 82.1400 44.4700 TuesDay 61.5400 79.1900 92.1800 73.8200 57.6300 WednesDay 40.5700 93.5500 91.6900 41.0300 89.3600 ThursDay 55.7900 75.2900 81.3200 0.9900 13.8900 FriDay 70.2800 69.8700 90.3800 67.2200 19.8800 SaturDay 81.5300 74.6800 74.5100 93.1800 46.6000 

例3

この例では、クリップボードからデータをインポートします。

以下の行をクリップボードにコピーします。

Mathematics is simple

スクリプトファイルを作成し、以下のコードを入力します。

 A = importdata('-pastespecial') 

ファイルを実行すると、以下の結果が表示されます。

 A = 'Mathematics is simple' 

低レベルファイルI/O

importdata関数は高レベル関数です。MATLABの低レベルファイルI/O関数を使用すると、ファイルへのデータの読み書きを最も細かく制御できます。ただし、これらの関数を効率的に動作させるには、ファイルに関するより詳細な情報が必要です。

MATLABには、バイトまたは文字レベルでの読み書き操作のために以下の関数が用意されています。

関数	説明
fclose	開いているファイルを1つまたはすべて閉じる
feof	ファイル末尾の判定
ferror	ファイルI/Oエラーの情報
fgetl	ファイルから1行読み込み（改行文字を削除）
fgets	ファイルから1行読み込み（改行文字を保持）
fopen	ファイルを開く、または開いているファイルの情報を取得
fprintf	テキストファイルにデータを書き込み
fread	バイナリファイルからデータを読み込み
frewind	ファイル位置指示子をファイル先頭に移動
fscanf	テキストファイルからデータを読み込み
fseek	ファイル内の指定位置に移動
ftell	開いているファイル内の位置
fwrite	バイナリファイルにデータを書き込み

低レベルI/Oでのテキストデータファイルのインポート

MATLABには、テキストデータファイルの低レベルインポート用に以下の関数が用意されています。

• fscanf関数は、テキストまたはASCIIファイルからフォーマットされたデータを読み取ります。

• fgetlとfgets関数は、ファイルを1行ずつ読み取ります。各行は改行文字で区切られます。

• fread関数は、バイトまたはビットレベルでデータストリームを読み取ります。

例

作業ディレクトリに'myfile.txt'というテキストデータファイルがあります。このファイルには、2012年の6月、7月、8月の3か月分の降雨量データが格納されています。

myfile.txtのデータには、時刻、月、5地点での降雨量測定値の繰り返しセットが含まれます。ヘッダーデータには月数Mが格納され、Mセットの測定値があります。

ファイルの内容は以下の通りです。

 Rainfall Data Months: June, July, August M = 3 12:00:00 June-2012 17.21 28.52 39.78 16.55 23.67 19.15 0.35 17.57 NaN 12.01 17.92 28.49 17.40 17.06 11.09 9.59 9.33 NaN 0.31 0.23 10.46 13.17 NaN 14.89 19.33 20.97 19.50 17.65 14.45 14.00 18.23 10.34 17.95 16.46 19.34 09:10:02 July-2012 12.76 16.94 14.38 11.86 16.89 20.46 23.17 NaN 24.89 19.33 30.97 49.50 47.65 24.45 34.00 18.23 30.34 27.95 16.46 19.34 30.46 33.17 NaN 34.89 29.33 30.97 49.50 47.65 24.45 34.00 28.67 30.34 27.95 36.46 29.34 15:03:40 August-2012 17.09 16.55 19.59 17.25 19.22 17.54 11.45 13.48 22.55 24.01 NaN 21.19 25.85 25.05 27.21 26.79 24.98 12.23 16.99 18.67 17.54 11.45 13.48 22.55 24.01 NaN 21.19 25.85 25.05 27.21 26.79 24.98 12.23 16.99 18.67 

このファイルからデータをインポートして表示するには、以下の手順を実行します。

• fopen関数でファイルを開き、ファイル識別子を取得します。

• フォーマット指定子でファイル内のデータを記述します。例えば、文字列には'%s'、整数には'%d'、浮動小数点数には'%f'を使用します。

• ファイル内のリテラル文字をスキップするには、フォーマット記述にそれらを含めます。データフィールドをスキップするには、指定子にアスタリスク('*')を使用します。例えば、ヘッダーを読み取ってMの単一値を返すには、以下のように記述します。

   M = fscanf(fid, '%*s %*s\n%*s %*s %*s %*s\nM=%d\n\n', 1); 

• デフォルトでは、fscanfはデータに一致しなくなるか、ファイル末尾に達するまで、フォーマット記述に従ってデータを読み取ります。ここではforループを使用して3セットのデータを読み取り、それぞれ7行5列ずつ読み取ります。

• ワークスペースにmydataという構造体を作成し、ファイルから読み取ったデータを格納します。この構造体には、time、month、raindata配列の3つのフィールドがあります。

スクリプトファイルを作成し、以下のコードを入力します。

 filename = '/data/myfile.txt'; rows = 7; cols = 5; % ファイルを開く fid = fopen(filename); % ファイルヘッダーを読み取り、M（月数）を取得 M = fscanf(fid, '%*s %*s\n%*s %*s %*s %*s\nM=%d\n\n', 1); % 各測定セットを読み取り for n = 1:M mydata(n).time = fscanf(fid, '%s', 1); mydata(n).month = fscanf(fid, '%s', 1); % fscanfは列優先で配列を埋めるため、結果を転置 mydata(n).raindata = ... fscanf(fid, '%f', [rows, cols]); end for n = 1:M disp(mydata(n).time), disp(mydata(n).month) disp(mydata(n).raindata) end % ファイルを閉じる fclose(fid); 

ファイルを実行すると、以下の結果が表示されます。

 12:00:00 June-2012 17.2100 17.5700 11.0900 13.1700 14.4500 28.5200 NaN 9.5900 NaN 14.0000 39.7800 12.0100 9.3300 14.8900 18.2300 16.5500 17.9200 NaN 19.3300 10.3400 23.6700 28.4900 0.3100 20.9700 17.9500 19.1500 17.4000 0.2300 19.5000 16.4600 0.3500 17.0600 10.4600 17.6500 19.3400 09:10:02 July-2012 12.7600 NaN 34.0000 33.1700 24.4500 16.9400 24.8900 18.2300 NaN 34.0000 14.3800 19.3300 30.3400 34.8900 28.6700 11.8600 30.9700 27.9500 29.3300 30.3400 16.8900 49.5000 16.4600 49.5000 36.4600 20.4600 47.6500 19.3400 49.5000 27.9500 23.1700 24.4500 30.4600 47.6500 29.3400 15:03:40 August-2012 17.0900 13.4800 27.2100 11.4500 25.0500 16.5500 22.5500 26.7900 13.4800 26.7900 19.5900 24.0100 24.9800 22.5500 24.9800 17.2500 NaN 12.2300 24.0100 24.9800 19.2200 21.1900 16.9900 NaN 12.2300 17.5400 25.8500 18.6700 21.1900 16.9900 11.4500 25.0500 17.5400 25.8500 18.6700