MATLAB 文件操作：load() 与 save()

MATLAB 提供了 load() 和 save() 两个核心函数，用于在磁盘上读取和存储工作区中的变量。掌握这两个命令，能让你轻松保存计算结果、复用中间数据，或在不同脚本之间传递信息。

保存变量：使用 save()

调用 save() 函数将当前工作区中的一个或多个变量写入 .mat 文件（MATLAB 的专用二进制格式）。

1. 保存所有变量：
   执行 save('mydata.mat')，这会将当前工作区中所有变量保存到名为 mydata.mat 的文件中，文件默认存放在当前工作目录。

2. 保存指定变量：
   执行 save('results.mat', 'x', 'y', 'z')，仅将变量 x、y、z 存入 results.mat。注意：变量名必须用单引号包裹，作为字符串传入。

3. 以 ASCII 文本格式保存（可选）：
   执行 save('data.txt', 'A', '-ascii')，将矩阵 A 以纯文本形式写入 data.txt。此格式可用记事本打开，但不保留变量名，且仅支持数值矩阵。

4. 追加变量到已有文件：
   执行 save('archive.mat', 'newVar', '-append')，在不覆盖原内容的前提下，向 archive.mat 中添加 newVar。

⚠️ 注意：.mat 文件是二进制格式，体积小、读写快、支持所有 MATLAB 数据类型（包括结构体、元胞数组等）。除非需要与其他软件交换数据，否则优先使用 .mat 格式。

读取变量：使用 load()

调用 load() 函数从 .mat 或 ASCII 文件中将数据重新载入工作区。

1. 加载整个 .mat 文件：
   执行 load('mydata.mat')，文件中所有变量会自动恢复到工作区，变量名保持不变。

2. 仅加载指定变量：
   执行 load('results.mat', 'x', 'z')，只把 x 和 z 读入内存，忽略其他变量。

3. 将数据加载为结构体（推荐用于可控导入）：
   执行 S = load('mydata.mat')，此时所有变量不会直接进入工作区，而是作为字段存放在结构体 S 中。例如，原变量 temp 可通过 S.temp 访问。这种方式避免污染工作区，适合在函数中使用。

4. 加载 ASCII 文本文件：
   执行 A = load('data.txt')，MATLAB 会将 data.txt 中的数值矩阵读入变量 A。文件必须是纯数字、空格/制表符分隔的矩形表格，不能包含标题行或非数值字符。

常见用法对比

以下表格总结了 save() 和 load() 在不同场景下的典型调用方式：

实用技巧与注意事项

• 文件路径处理：
  若文件不在当前目录，需提供完整路径或相对路径。例如：
  执行 save('C:\data\output.mat', 'result')（Windows）
  执行 save('/home/user/data/output.mat', 'result')（Linux/macOS）

• 检查文件内容（不加载）：
  执行 whos('-file', 'mydata.mat')，可在不导入变量的情况下查看 .mat 文件中包含哪些变量及其大小、类型。

• 版本兼容性：
  默认情况下，save() 生成的是最新版 MAT 文件（如 -v7.3），旧版 MATLAB（如 R2006a 之前）可能无法读取。若需兼容老版本，显式指定：
  执行 save('legacy.mat', 'x', '-v7') 或 save('veryold.mat', 'x', '-v6')

• 压缩选项：
  对于大文件，启用压缩可显著减小体积：
  执行 save('bigdata.mat', 'X', '-v7.3', '-compress')

• 变量重命名保存（间接实现）：
  MATLAB 不支持在 save() 中直接重命名变量。变通方法是先在工作区创建副本：
  执行 exported_data = original_var; save('output.mat', 'exported_data')

典型工作流示例

假设你正在处理实验数据，希望将预处理结果保存，并在后续分析脚本中读取：

1. 在 preprocess.m 中：

   raw = readmatrix('sensor.csv');      % 读原始数据
   filtered = smoothdata(raw);          % 滤波处理
   stats = [mean(filtered), std(filtered)]; % 计算统计量
   save('processed_data.mat', 'filtered', 'stats'); % 保存关键结果

2. 在 analyze.m 中：

   data = load('processed_data.mat');   % 安全加载为结构体
   plot(data.filtered);                 % 使用滤波后数据绘图
   fprintf('Mean: %.2f\n', data.stats(1));

此流程确保两个脚本解耦，且避免因变量名冲突导致错误。

错误排查要点

• “未定义函数或变量”错误：
  检查 load() 后变量是否真的存在。若使用结构体方式加载（如 S = load(...)），需通过 S.varname 访问，而非直接使用 varname。

• 文件找不到：
  确认当前工作目录是否正确。执行 pwd 查看当前路径，执行 dir *.mat 列出所有 MAT 文件。

• ASCII 文件加载失败：
  确保文本文件中没有标题行、注释或缺失值。MATLAB 的 load 要求严格矩形的数值矩阵。

• 保存后变量消失？
  检查是否误用了 -append 模式覆盖了原文件，或是否在函数内部保存但未指定路径导致文件写入临时目录。

执行 help save 或 doc load 可查看官方完整语法说明。日常使用中，记住最简形式：save('file.mat', 'var') 和 load('file.mat') 即可应对大多数场景。