Функции ввода и вывода данных. Запись и считывание данных в бинарные и текстовые файлы Подробнее...

Функции
int	readbin (char fn, void x, int pn, int pm, int dtype)
	Считать данные из бинарного файла Подробнее...

int	writebin (void x, int n, int m, int dtype, char fn)
	Сохранить данные в бинарный файл Подробнее...

int	writetxt (double x, double y, int n, char *fn)
	Сохранить вещественные данные в текстовый файл Подробнее...

int	writetxt_3d (double x, int nx, double y, int ny, double z, char fn)
	Сохранить данные для построения 3D графика Подробнее...

int	writetxt_int (int x, int y, int n, char *fn)
	Сохранить целочисленные данные в текстовый файл Подробнее...

Подробное описание

Функции ввода и вывода данных. Запись и считывание данных в бинарные и текстовые файлы

Функции

◆ readbin()

int readbin	(	char *	fn,
		void **	x,
		int *	pn,
		int *	pm,
		int *	dtype
	)

Считать данные из бинарного файла

Функция считывает реальные или комплексные данные из бинарного файла с именем fn.

Файл является универсальным для хранения как одномерных, так и двумерных массивов и имеет следующий формат:

type     4 байта типа int.
         Может принимать значение:
         DAT_DOUBLE,    если x указатель на вектор вещественных чисел;
         DAT_COMPLEX, если x указатель на вектор комплексных чисел.
 
n        4 байта типа int.
         Количество строк данных.
 
m        4 байта типа int.
         Количество столбцов данных.
         При сохранении вектора всегда равно 1.
 
data     Данные в бинарном виде.
         Размер данных:
         n * m * sizeof(double),    если dtype==DAT_DOUBLE;
         n * m * sizeof(complex_t), если dtype==DAT_COMPLEX.

Файл может быть использован для верификации алгоритмов сторонними пакетами, такими как GNU Octave, Matlab, Python и т.д.

Аргументы

[in]	fn	Имя файла.
[out]	x	Указатель на адрес массива данных. Данный указатель используется для возможности выделения памяти под считываемые из файла данные.
[out]	pn	Указатель на количество строк возвращаемого массива.
[out]	pm	Указатель на количество столбцов возвращаемого массива.
[in]	dtype	Указатель на тип данных. Значение по данному адресу может быть: `DAT_DOUBLE` – вещественные данные; `DAT_COMPLEX` – комплексные данные.

Возвращает: RES_OK — файл считан успешно.
В противном случае код ошибки.

Заметки: Данная функция производит считывание данных без потери точности, поэтому рекомендуется использовать ее для верификации DSPL.

Функция для записи бинарного файла в GNU Octave и Matlab:

function res = writebin(x, type, fn)
 
    if(type~=0 && type~=1)
        res = 2;
        return;
    end
 
    fid = fopen(fn, 'w');
    if(~fid)
        error('cannot to open file');
    end
 
    n = size(x, 1);
    m = size(x, 2);
        
    count = fwrite(fid,  type,  'int32');
    if(count ~= 1)
        res = 1;
        return;
    end
    count = fwrite(fid,  n,     'int32');
    if(count ~= 1)
        fclose(fid);
        res = 1;
        return;
    end
    count = fwrite(fid,  m,     'int32');
    if(count ~= 1)
        res = 1;
        fclose(fid);
        return;
    end
    
    flag = 0;
    if(type==0)
        
        count = fwrite(fid,  x,     'double');
        if(count ~= n*m)
            res = 1;
            fclose(fid);
            return;
        end
        flag = 1;
        
    else
        y = reshape(x, n*m, 1);
        z = zeros(2*n*m, 1);
        z(1:2:end) = real(y);
        z(2:2:end) = imag(y);
        count = fwrite(fid,  z,     'double');
        if(count ~= 2*n*m)
            res = 1;
            fclose(fid);
            return;
        end
        flag = 1;
    end
    if(flag == 0)
        res = 3;
    else 
        res = 0;
    end
    fclose(fid);
end

Пример записи данных в бинарный файл с последующим считыванием функцией writebin :

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "dspl.h"
 
#define N 6
int main(int argc, char* argv[])
{
    void* hdspl;            /* DSPL handle        */
    random_t rnd = {0};     /* random structure   */
    hdspl = dspl_load();    /* Load DSPL function */
    
    /* input vector */
    double x[N];
    
    double *y = NULL;
    int err, n, m, t;
 
    /* Generate random input vector */
    err = random_init(&rnd, RAND_TYPE_MRG32K3A, NULL);
    if(err != RES_OK)
        goto exit_label;
 
    err = randn(x, N, 0.0, 1.0, &rnd);
    if(err != RES_OK)
        goto exit_label;
    
    /* Write input vector x to the bin file x.bin */
    err = writebin(x, N, 1, DAT_DOUBLE, "x.bin");
    if(err != RES_OK)
        goto exit_label;
    
    /* Read x.bin to the y vector */
    err = readbin("x.bin", (void**)&y, &n, &m, &t);
    if(err != RES_OK)
        goto exit_label;
 
    /*Print x and y vectors */
    printf("n = %d, m = %d, t = %d\n", n, m, t);
    for(t = 0; t < n; t++)
        printf("%+8.4f, %+8.4f\n", x[t], y[t]);
 
 
exit_label:
    if(y)
        free(y);
    /* free dspl handle */
    dspl_free(hdspl);
    return 0;
}
 

Автор: Бахурин Сергей www.dsplib.org

См. определение в файле readbin.c строка 318

◆ writebin()

int writebin	(	void *	x,
		int	n,
		int	m,
		int	dtype,
		char *	fn
	)

Сохранить данные в бинарный файл

Функция сохраняет реальный или комплексный массив данных размера [n x m] в бинарный файл fn.

Файл является универсальным для хранения как одномерных, так и двумерных массивов и имеет следующий формат:

type     4 байта типа int.
         Может принимать значение:
         DAT_DOUBLE,  если x указатель на вектор вещественных чисел;
         DAT_COMPLEX, если x указатель на вектор комплексных чисел.
 
n        4 байта типа int.
         Количество строк данных.
 
m        4 байта типа int.
         Количество столбцов данных.
 
data     Данные в бинарном виде.
         Размер данных:
         n * sizeof(double),    если dtype==DAT_DOUBLE;
         n * sizeof(complex_t), если dtype==DAT_COMPLEX.

Файл может быть использован для верификации алгоритмов сторонними пакетами, такими как GNU Octave, Matlab, Python и т.д.

Аргументы

[in]	x	Указатель на массив данных. Размер вектора `[n x 1]`.
[in]	n	Количество строк данных.
[in]	m	Количество столбцов данных.
[in]	dtype	Тип данных. Может принимать значения: `DAT_DOUBLE` – вещественные данные; `DAT_COMPLEX` – комплексные данные.
[in]	fn	Имя файла.

Возвращает: RES_OK — файл сохранен успешно.
В противном случае код ошибки.

Заметки: Данная функция производит запись в файл без потери точности, поэтому рекомендуется использовать ее для верификации данных DSPL.

Функция для чтения бинарного файла в GNU Octave и Matlab:

function [dat, n, m] = readbin(fn)
    fid = fopen(fn);
    if(~fid)
        error('cannot to open file');
    end
    type = fread(fid, 1, 'int32');
    n    = fread(fid, 1, 'int32');
    m    = fread(fid, 1, 'int32');
 
    if(type==0)
        dat = fread(fid, [n*m, 1], 'double');
    end
 
    if(type==1)
        y = fread(fid, [n*m*2, 1], 'double');
        dat = y(1:2:end) + 1i * y(2:2:end);
    end
 
    dat = reshape(dat, n, m);
 
    fclose(fid);
end

Автор: Бахурин Сергей www.dsplib.org

См. определение в файле writebin.c строка 227

◆ writetxt()

int writetxt	(	double *	x,
		double *	y,
		int	n,
		char *	fn
	)

Сохранить вещественные данные в текстовый файл

Функция сохраняет вещественные данные в текстовый файл fn.
Файл имеет следующий формат:

x[0]        y[0]
x[1]        y[1]
...         ...
x[n-1]    y[n-1]

Файл может быть использован для построения графика сторонней программой, например пакетом GNUPLOT (см. раздел Функции построения графиков.).

Аргументы

[in]	x	Указатель на первый вектор. Размер вектора `[n x 1]`.
[in]	y	Указатель на второй вектор. Размер вектора `[n x 1]`. Может быть `NULL`. Файл будет содержать только один столбец соответствующий вектору `x` если `y == NULL`.
[in]	n	Размер входных векторов.
[in]	fn	Имя файла.

Возвращает: RES_OK — файл сохранен успешно.
В противном случае код ошибки:

Заметки: Данная функция производит округление данных при записи в файл. Поэтому не рекомендуется использовать ее для верификации данных DSPL.

Автор: Бахурин Сергей www.dsplib.org

См. определение в файле writetxt.c строка 122

◆ writetxt_3d()

int writetxt_3d	(	double *	x,
		int	nx,
		double *	y,
		int	ny,
		double *	z,
		char *	fn
	)

Сохранить данные для построения 3D графика

Функция сохраняет вещественные данные в текстовый файл fn для построения 3D поверхности.
Функция \( z(x,y)\) описывается матрицей значений z[x[n], y[n]] как это показано на рисунке

Матрица z хранится в памяти по столбцам, как это показано красной стрелкой.
Файл имеет следующий формат:

x[0]        y[0]        z[0, 0]
x[1]        y[0]        z[1, 0]
x[2]        y[0]        z[2, 0]
...         ...         ...
x[nx-1] y[0]        z[nx-1, 0]

x[0]        y[1]        z[0, 1]
x[1]        y[1]        z[1, 1]
x[2]        y[1]        z[2, 1]
...         ...         ...
x[nx-1] y[1]        z[nx-1, 1]

...         ...         ...
...         ...         ...
...         ...         ...

x[0]        y[ny-1] z[0, ny-1]
x[1]        y[ny-1] z[1, ny-1]
x[2]        y[ny-1] z[2, ny-1]
...         ...         ...
x[nx-1] y[ny-1] z[nx-1, ny-1]

Таким образом, каждое значение матрицы z записано отдельной строкой со соответствующими значениями x и y. Столбцы матрицы отделены пустой строкой.

Файл может быть использован для построения графика сторонней программой, например пакетом GNUPLOT (см. раздел Функции построения графиков.). Также данный формат поддерживается пакетами pgfplot3d издательской системы Latex.

Аргументы

[in]	x	Указатель на вектор значений оси `x`. Размер вектора `[nx x 1]`.
[in]	nx	Размер вектора оси `x`.
[in]	y	Указатель на второй вектор значений оси `y`. Размер вектора `[ny x 1]`.
[in]	ny	Размер вектора оси `y`.
[in]	z	Указатель на матрицу значений функции `z(x, y)`.
[in]	fn	Имя файла.

Возвращает: RES_OK — файл сохранен успешно.
В противном случае код ошибки:
Пример использования функции и посторения 3D поверхности приведен в следующем листинге:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
 
#include "dspl.h"
 
#define NX  20
#define NY  30
 
int main(int argc, char* argv[])
{
    void* hdspl;            /* DSPL handle        */
    void* hplot;            /* GNUPLOT handles    */
 
    hdspl = dspl_load();    /* Load DSPL function */
 
    double x[NX];
    double y[NY];
    double z[NX * NY];
    int n, m;
    int err;
 
    /* x vector from -2 to 2 */
    linspace(-2.0, 2.0, NX, DSPL_SYMMETRIC, x);
 
    /* y vector from -2.5 to 2.5 */
    linspace(-2.5, 2.5, NY, DSPL_SYMMETRIC, y);
 
    /* z(x,y) = x * exp(-x^2 - y^2) */
    for(n = 0; n < NX; n++)
    {
        for(m = 0; m < NY; m++)
        {
            z[n + m*NX] = x[n]*exp(-x[n]*x[n] - y[m]*y[m]);
        }
    }
 
    /* Save to files "dat/data3d.txt" */
    err = writetxt_3d(x, NX, y, NY, z, "dat/data3d.txt");
    printf("writetxt_3d error 0x%8x\n", err);
 
    /* plotting 3d surface by GNUPLOT */
    /* Create window 0 */
    err = gnuplot_create(argc, argv, 560, 480, "img/writetxt_3d.png", &hplot);
    printf("GNUPLOT err = %d\n", err);
    gnuplot_cmd(hplot, "set pm3d implicit at s");
    gnuplot_cmd(hplot, "set view 50, 340, 1, 1");
    gnuplot_cmd(hplot, "set xlabel 'x'");
    gnuplot_cmd(hplot, "set ylabel 'y'");
    gnuplot_cmd(hplot, "splot 'dat/data3d.txt' with lines");
    gnuplot_close(hplot);
 
    dspl_free(hdspl);      /* free dspl handle */
    return 0;
}

Данная программа рассчитывает и строит поверхность функции

\[ z(x,y) = x \exp(-x^2 -y^2) \]

В каталоге dat будет создан файл data3d.txt.
Кроме того программа GNUPLOT произведет построение 3D поверхности по сохраненным в файл данным:

Автор: Бахурин Сергей www.dsplib.org

См. определение в файле writetxt_3d.c строка 211

◆ writetxt_int()

int writetxt_int	(	int *	x,
		int *	y,
		int	n,
		char *	fn
	)

Сохранить целочисленные данные в текстовый файл

Функция сохраняет целочисленные данные в текстовый файл fn.
Файл имеет следующий формат:

x[0]        y[0]
x[1]        y[1]
...         ...
x[n-1]    y[n-1]

Файл может быть использован для построения графика сторонней программой, например пакетом GNUPLOT (см. раздел Функции построения графиков.).

Аргументы

[in]	x	Указатель на первый вектор. Размер вектора `[n x 1]`.
[in]	y	Указатель на второй вектор. Размер вектора `[n x 1]`. Может быть `NULL`. Файл будет содержать только один столбец соответствующий вектору `x` если `y == NULL`.
[in]	n	Размер входных векторов.
[in]	fn	Имя файла.

Возвращает: RES_OK — файл сохранен успешно.
В противном случае код ошибки:

Автор: Бахурин Сергей www.dsplib.org

См. определение в файле writetxt_int.c строка 113