Python读取MATLAB数据：sio.loadmat详解

一、Matlab发展历程

Matlab是一种高级技术计算语言和交互式环境，它最初由美国新墨西哥大学的Cleve Moler在20世纪70年代初开发。Matlab最初的目标是为科学和工程计算和可视化提供一个方便的编程环境。

Matlab在各种领域得到了广泛的应用并且不断发展，包括数学、计算机科学、信号处理、图像处理、机器学习、控制系统、数据分析和表示等等。它是专业科学计算领域的首选工具之一。

二、Python读取MATLAB文件

Matlab生成的数据能够被导出为MATLAB格式的文件，后缀为“.mat”，这些文件通常保存高维或大量的数据。Python作为一种强大的编程语言，也能够方便地读取MATLAB文件。而sio.loadmat()是Python读取MATLAB文件的重要库，它是Scipy的工具之一，主要用于MATLAB数据类型的转换，例如将MATLAB工作空间中的数据转移到Python中。

使用sio.loadmat()函数时，必须先导入该函数库。

import scipy.io as sio

接下来，使用loadmat()函数来读取MATLAB文件，该函数需要输入MATLAB文件所在的路径，并且输出结果为一个字典对象。

三、示例代码

下面我们来看一下具体的代码示例，首先需要准备一个MATLAB文件，并将其保存到本地。

% 在MATLAB中生成一个MATLAB文件
x = randn(1,10);
y = randn(1,10);
z = randn(1,10);
save('test.mat','x','y','z');

然后，在Python环境中使用sio.loadmat()从刚才创建的文件test.mat中读取数据。

# 导入sio库
import scipy.io as sio

# 读取MATLAB文件
mat_data = sio.loadmat('test.mat')

print(type(mat_data)) # 输出字典类型数据
print(mat_data) # 输出字典所有数据

运行上面的代码后，输出结果为：

<class 'dict'>
{'__header__': b'MATLAB 5.0 MAT-file, Platform: PCWIN64, Created on: Wed Apr  7 18:22:06 2021', '__version__': '1.0', '__globals__': [], 'x': array([[ 1.63844741, -0.82079665,  1.42833094, -0.34442789,  1.782733  ,
         0.78962882,  0.64158722, -0.95624381, -0.76577213, -0.23739721]]), 'y': array([[ 1.62573143,  0.45232581,  0.27524979, -0.01739037,  0.93022409,
        -0.69991238, -1.05752794,  0.06634491,  0.88106351, -1.3589406 ]]), 'z': array([[ 0.07267808, -0.77368414, -1.66963589,  0.29331212,  1.60068462,
         0.29094474, -0.87362165, -0.8826886 , -0.25694491,  0.58791016]])}

从上面的代码输出结果可以看出，代码已经成功读取了test.mat文件，并且使用字典的形式存储了数据。

四、总结

sio.loadmat()是Python中常用的读取MATLAB文件的函数库之一，能够将MATLAB数据类型转换为Python中的数据类型。sio.loadmat()函数需要传入文件所在路径，然后将生成的结果输出为一个字典对象。

如果我们需要对MATLAB数据进行处理，就可以先在MATLAB中处理然后将结果保存为“.mat”文件，然后再在Python中读取处理结果。这样，就可以在两种语言之间轻松地进行数据共享和传递了。