Введение

Системные объекты являются классами MATLAB, которые получают из matlab.System. В результате все системные объекты наследуют общий открытый интерфейс, который включает стандартные методы:

Когда вы создаете новые виды системных объектов, вы обеспечиваете определенные реализации для всех предыдущих методов, чтобы определить его поведение.

В этом примере мы обсуждаем внутреннюю структуру и использование следующих двух системных объектов:

Чтобы создать эти Системные объекты для потоковой передачи данных в MATLAB и из него, этот пример использует стандартные низкоуровневые функции ввода-вывода файлов, доступные в MATLAB (например fscanf, fread, fprintf, и fwrite). Абстрагируя большинство деталей использования этих функций, они стремятся сделать задачу чтения и записи потоковых данных более простой и эффективной.

Этот пример включает использование ряда расширенных конструкций для создания системных объектов. Для получения дополнительной информации об авторских системных объектах см. раздел «Создание системных объектов».

Определение TextFileReader классов

The TextFileReader класс включает определение класса, общие и частную собственность, конструктор, защищенные методы, переопределенные из matlab.System базовый класс и частные методы. The TextFileWriter класс аналогично структурирован.

Определение класса

Определение класса утверждает, что TextFileReader класс получают из обоих matlab.System и matlab.system.mixin.FiniteSource.

   classdef (StrictDefaults)TextFileReader < matlab.System & matlab.system.mixin.FiniteSource

Общественная собственность

Общественная собственность могут быть изменены пользователем, чтобы настроить поведение объекта к его конкретному приложению. TextFileReader имеет два неотключаемых общедоступных свойства (их можно изменить только перед первым вызовом объекта) и четыре настраиваемых общедоступных свойства. Все общественная собственность имеют значение по умолчанию. Значения по умолчанию присваиваются соответствующим свойствам, если пользователь не задает ничего другого.

   properties (Nontunable)
       Filename   = 'tempfile.txt' 
       HeaderLines = 4
   end

   properties
       DataFormat = '%g' 
       Delimiter = ',' 
       SamplesPerFrame = 1024
       PlayCount = 1
   end

Частная собственность

Частная собственность не видны пользователю и могут служить ряду целей, включая

   properties(Access = private)
       pFID = -1 
       pNumChannels 
       pLineFormat 
       pNumEofReached = 0
   end

Конструктор

Конструктор определен так, чтобы можно было создать TextFileReader объект использует пары "имя-значение". Конструктор вызывается, когда новый образец TextDataReader создается. Вызов setProperties в конструкторе позволяет устанавливать свойства с парами "имя-значение" при конструкции. В конструкторе не должны задаваться другие задачи инициализации. Вместо этого используйте setupImpl способ.

   methods
       function obj = TextFileReader(varargin)
           setProperties(obj, nargin, varargin{:});
       end
   end

Переопределяющие matlab.System Методы, защищенные базовым классом

Каждый из общедоступных методов, общих для всех системных объектов, имеет соответствующие защищенные методы, которые они вызывают внутренне. Имена этих защищенных методов все включают в себя Impl постфикс. Они могут быть реализованы при определении класса, чтобы запрограммировать поведение вашего системного объекта.

Для получения дополнительной информации о соответствии между стандартными открытыми методами и их внутренними реализациями см. Сводные данные последовательности вызовов.

Для примера, TextFileReader переопределяет эти Impl методы:

Частные методы

Частные методы доступны только из других методов того же класса. Они могут использоваться, чтобы сделать остальную часть кода более читаемой. Они также могут улучшить переиспользуемость кода путем группировки под отдельным кодом стандартных программ, который используется несколько раз в различных частях класса. Для TextFileReader, частные методы создаются для:

Запись и чтение данных

В этом примере показано, как вы можете использовать TextFileReader и TextFileWriter около:

Создайте простой текстовый файл

Создайте новый файл для хранения двух синусоидальных сигналов с частотами 50 Гц и 60 Гц. Для каждого сигнала сохраненные данные состоят из 800 выборок со частотой дискретизации 8 кГц.

Создайте выборки данных:

fs = 8000;
tmax = 0.1;
t = (0:1/fs:tmax-1/fs)';
N = length(t);
f = [50,60];
data = sin(2*pi*t*f);

Сформируйте строку заголовка, чтобы описать данные читаемым способом для будущего использования (необязательный шаг):

fileheader = sprintf(['The following contains %d samples of two ',...
    'sinusoids,\nwith frequencies %d Hz and %d Hz and a sample rate of',...
    ' %d kHz\n\n'], N, f(1),f(2),fs/1000);

Чтобы сохранить сигнал в текстовый файл, создайте TextFileWriter объект. Конструктор TextFileWriter необходимо имя целевого файла и некоторые необязательные параметры, которые могут быть переданы в виде пар "имя-значение".

TxtWriter = TextFileWriter('Filename','sinewaves.txt','Header',fileheader)

TxtWriter = 
  TextFileWriter with properties:

      Filename: 'sinewaves.txt'
        Header: 'The following contains 800 samples of two sinusoids,...'
    DataFormat: '%.18g'
     Delimiter: ','

TextFileWriter записывает данные в разделенные разделителем ASCII-файлы. Его общественная собственность включают:

Чтобы записать все доступные данные в файл, можно использовать один вызов.

TxtWriter(data)

Деблокируйте управление файлом путем вызова release функция.

release(TxtWriter)

Теперь данные хранятся в новом файле. Чтобы визуально просмотреть файл, введите:

edit('sinewaves.txt')

Поскольку заголовок занимает три линии, данные начинаются в линии 4.

В этом простом случае длина всего сигнала небольшая, и он удобно помещается на системной памяти. Поэтому данные можно создать все сразу и записать в файл за один шаг.

Бывают случаи, когда такой подход невозможен или практичен. Для примера данные могут быть слишком большими, чтобы помещаться в один Переменный MATLAB (слишком большими, чтобы помещаться в системной памяти). В качестве альтернативы данные могут быть созданы циклически в цикле или переданы в MATLAB из внешнего источника. Во всех этих случаях потоковая передача данных в файл может быть выполнена с помощью подхода, аналогичного следующему примеру.

Используйте потоковый генератор синусоиды, чтобы создать систему координат данных по циклу. Запустите необходимое количество итераций, чтобы создать данные и сохранить их в файле:

frameLength = 32;
tmax = 10; 
t = (0:1/fs:tmax-1/fs)';
N = length(t);
data = sin(2*pi*t*f);
numCycles = N/frameLength;

for k = 1:10 % Long running loop when you replace 10 with numCycles. 
    dataFrame = sin(2*pi*t*f);
    TxtWriter(dataFrame)
end

release(TxtWriter)

Чтение из существующего текстового файла

Чтобы считать из текстового файла, создайте образец TextFileReader.

TxtReader = TextFileReader('Filename','sinewaves.txt','HeaderLines',3,'SamplesPerFrame',frameLength)

TxtReader = 
  TextFileReader with properties:

           Filename: 'sinewaves.txt'
        HeaderLines: 3
         DataFormat: '%g'
          Delimiter: ','
    SamplesPerFrame: 32
          PlayCount: 1

TextFileReader считывает числовые данные из ASCII-файлов, разделенных разделителями. Его свойства аналогичны свойствам TextFileWriter. Далее следуют некоторые различия

Для чтения данных из текстового файла используется более общий потоковый подход. Этот способ чтения данных также имеет отношение к работе с очень большими файлами данных. Предварительно выделите систему координат данных с frameLength строки и 2 столбца.

dataFrame = zeros(frameLength,2,'single');

Чтение из текстового файла и запись в двоичный файл, пока данные присутствуют в исходном текстовом файле. Заметьте, как метод isDone используется для управления выполнением цикла while.

while(~isDone(TxtReader))
    dataFrame(:) = TxtReader();
end

release(TxtReader)

Сводные данные

Этот пример иллюстрировал, как создавать и использовать системные объекты для чтения и записи в файлы числовых данных. TextFileReader и TextFileWriter может редактироваться для выполнения специальных операций чтения и записи файлов. Можно также объединить эти пользовательские системные объекты со встроенными системными объектами, такими как dsp.BinaryFileWriter и dsp.BinaryFileReader.

Дополнительные сведения об авторских объектах System для пользовательских алгоритмов см. в разделе Создание системных объектов.