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如何從文本文件中讀取虛數數據，使用 C

[英]How to read imaginary data from text file, with C

 原文  2022-11-10 06:09:16  6   2    c/ text/ complex.h

問題描述

我無法從文本文件中讀取虛數數據。 這是 my.txt 文件

abc.txt

0.2e-3+0.3*I   0.1+0.1*I
0.3+0.1*I      0.1+0.4*I

我想將這些數據讀入矩陣並打印出來。

我在這里和這里使用C++找到了解決方案。 我不知道如何在 C 中做同樣的事情。

我能夠讀取十進制和 integer 數據 in.txt 並打印它們。 我還可以使用complex.h header 打印在聲明中初始化的虛數數據。這是我編寫的程序

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<complex.h>
#include<math.h>
int M,N,i,j,k,l,p,q;
int b[2];
int main(void)
{
    FILE* ptr = fopen("abc.txt", "r");
        if (ptr == NULL) {
            printf("no such file.");
            return 0;
        }
    long double d=0.2e-3+0.3*I;
    long double c=0.0000000600415046630252;
    double matrixA[2][2];
    for(i=0;i<2; i++)
        for(j=0;j<2; j++)
            fscanf(ptr,"%lf+i%lf\n", creal(&matrixA[i][j]), cimag(&matrixA[i][j])); 
            //fscanf(ptr, "%lf", &matrixA[i][j]) for reading non-imainary data, It worked. 

    for(i=0;i<2; i++)
            for(j=0;j<2; j++)
                printf("%f+i%f\n", creal(matrixA[i][j]), cimag(matrixA[i][j]));
              //printf("%lf\n", matrixA[i][j]);  for printing non-imainary data, It worked. 

    printf("%f+i%f\n", creal(d), cimag(d));
    printf("%Lg\n",c);

    fclose(ptr);

    return 0;
}

但是我想從文本中讀取它，因為我有一個更大的數組，由於它的大小，我無法在聲明時對其進行初始化。

2 個解決方案

解決方案1
 2 已采納  2022-11-10 19:45:07

您的代碼有兩個主要問題：

  • 您需要將complex添加到包含復雜值的變量中。
  • scanf()需要指向對象的指針以在其中存儲掃描值。 但是creal()返回一個值，該值是從其參數的內容中復制而來的。 它既不是指針，也不能得到復數參數對應部分的地址。

因此，您需要為接收掃描值的scanf()提供臨時對象。 成功掃描后，將這些值組合成一個復值並分配給索引矩陣單元格。

不會導致核心問題的次要問題是：

  • 給定的源是用不需要的#include s、未使用的變量、全局變量和常量實驗“擴充”的。 我將它們全部移除以查看真實的東西。

  • 說明符"%f" （和許多其他說明符一樣）允許scanf()跳過空格，如空格、制表符、換行符等。 提供一個"\n"通常比人們預期的危害更大。

    我保留了"*I"來檢查正確的格式。 但是，只有在下次調用scanf()無法掃描下一個數字時才會發現錯誤。

  • 您需要始終檢查scanf()的返回值。 它返回成功的轉換次數。

  • 讓編譯器計算數組中元素的數量是一個常見的好習慣。 將總大小除以元素的大小。

    哦， sizeof是一個運算符，而不是 function。

  • 最好向調用者返回符號值，而不是幻數。 幸運的是，標准庫定義了這些EXIT_...宏。

  • 這些標志已由scanf()正確處理。 無需多說。 但是對於帶有printf()的漂亮 output ，您使用"+"作為標志始終將 output 標記為一個標志。

  • 由於符號現在直接放在數字之前，我將乘以I （如果需要，可以將其更改為小寫）移到虛部的后面。 這也匹配輸入格式。

  • 錯誤 output 是通過stderr而不是stdout完成的。 例如，這使您能夠將標准 output 重定向到 pipe 或文件，而不會遺漏潛在錯誤。 您還可以將錯誤重定向到其他地方。 這是一個廣為人知和贊賞的標准。

這是一個可能的解決方案：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <complex.h>

int main(void)
{
    FILE* ptr = fopen("abc.txt", "r");
    if (ptr == NULL) {
        perror("\"abc.txt\"");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    double complex matrixA[2][2];

    for (size_t i = 0; i < sizeof matrixA / sizeof matrixA[0]; i++)
        for (size_t j = 0; j < sizeof matrixA[0] / sizeof matrixA[0][0]; j++) {
            double real;
            double imag;
            if (fscanf(ptr, "%lf%lf*I", &real, &imag) != 2) {
                fclose(ptr);
                fprintf(stderr, "Wrong input format\n");
                return EXIT_FAILURE;
            }
            matrixA[i][j] = real + imag * I;
        }

    fclose(ptr);

    for (size_t i = 0; i < sizeof matrixA / sizeof matrixA[0]; i++)
        for (size_t j = 0; j < sizeof matrixA[0] / sizeof matrixA[0][0]; j++)
            printf("%+f%+f*I\n", creal(matrixA[i][j]), cimag(matrixA[i][j]));
    return EXIT_SUCCESS;
}

解決方案2
 1  2022-11-11 06:23:40

這是一個使用scanf()和示例中顯示的格式的簡單解決方案。 它以與讀取它們相同的格式寫入值——程序可以掃描 output 作為輸入。

/* SO 7438-4793 */
#include <stdio.h>

static int read_complex(FILE *fp, double *r, double *i)
{
    int offset = 0;
    char sign[2];
    if (fscanf(fp, "%lg%[-+]%lg*%*[iI]%n", r, sign, i, &offset) != 3 || offset == 0)
        return EOF;
    if (sign[0] == '-')
        *i = -*i;
    return 0;
}

int main(void)
{
    double r;
    double i;

    while (read_complex(stdin, &r, &i) == 0)
        printf("%g%+g*I\n", r, i);

    return 0;
}

示例輸入：

0.2e-3+0.3*I   0.1+0.1*I
0.3+0.1*I      0.1+0.4*I
-1.2-3.6*I     -6.02214076e23-6.62607015E-34*I

Output 來自示例輸入：

0.0002+0.3*I
0.1+0.1*I
0.3+0.1*I
0.1+0.4*I
-1.2-3.6*I
-6.02214e+23-6.62607e-34*I

大指數末尾的數字是阿伏伽德羅數和普朗克常數。

該格式與您可以使用scanf()制作的一樣嚴格，但是，盡管它需要在實部和虛部之間有一個符號（ +或- ）並且要求*和I緊跟在虛部之后（和如果缺少*I ，轉換將失敗），並接受i或I來表示虛數：

  • 它不會停止具有第二個符號的虛數（因此它將讀取諸如“ -6+-4*I ”的值）。
  • 它不會停止在強制性符號之后出現空格（因此它會讀取諸如“ -6+ 24*I ”之類的值。
  • 它不會阻止實部位於一行而虛部位於下一行。
  • 它不會正確處理純實數或純虛數。

scanf()函數對空白非常靈活，很難阻止它們接受空白。 它需要一個自定義解析器來防止不需要的空格。 您可以通過分別讀取數字和標記作為字符串，然后驗證沒有空格等來做到這一點。 這可能是最好的處理方式。 在確保沒有嵌入的空格但格式正確后，您將使用sscanf()轉換讀取的字符串。

我不知道你用的是哪個 IDE 作為 C，所以我不明白這個./testprog <test.data 。

我還沒有找到一個不會讓我發瘋的 IDE。 我使用 Unix shell 在終端 window 中運行。假設您的程序名稱是testprog並且數據文件是test.data ，鍵入./testprog < test.data運行程序並將test.data的內容作為其標准輸入. 在 Windows 上，這將是命令 window（我認為 PowerShell 的工作方式大致相同）。

我使用fgets讀取文本文件的每一行。 雖然我知道sscanf的功能，但我不知道如何解析整行，每行大約有 23 個元素。 如果一行中的元素數量很少，我知道如何解析它。 你能幫我一下嗎？

正如我在評論中指出的那樣，SO Q&A How to use sscanf() in loops? 解釋了如何使用sscanf()從一行中讀取多個條目。 在這種情況下，您將需要從一行中讀取多個復數。 這是一些代碼，顯示它在工作中。 它使用 POSIX getline() function 來讀取任意長的行。 如果它對您不可用，您可以改用fgets() ，但您需要預先分配一個足夠大的行緩沖區。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <complex.h>

#ifndef CMPLX
#define CMPLX(r, i)     ((double complex)((double)(r) + I * (double)(i)))
#endif

static size_t scan_multi_complex(const char *string, size_t nvalues,
                                 complex double *v, const char **eoc)
{
    size_t nread = 0;
    const char *buffer = string;
    while (nread < nvalues)
    {
        int offset = 0;
        char sign[2];
        double r, i;
        if (sscanf(buffer, "%lg%[-+]%lg*%*[iI]%n", &r, sign, &i, &offset) != 3 || offset == 0)
            break;
        if (sign[0] == '-')
            i = -i;
        v[nread++] = CMPLX(r, i);
        buffer += offset;
    }

    *eoc = buffer;
    return nread;
}

static void dump_complex(size_t nvalues, complex double values[nvalues])
{
    for (size_t i = 0; i < nvalues; i++)
        printf("%g%+g*I\n", creal(values[i]), cimag(values[i]));
}

enum { NUM_VALUES = 128 };

int main(void)
{
    double complex values[NUM_VALUES];
    size_t nvalues = 0;
    char *buffer = 0;
    size_t buflen = 0;
    int length;
    size_t lineno = 0;

    while ((length = getline(&buffer, &buflen, stdin)) > 0 && nvalues < NUM_VALUES)
    {
        const char *eoc;
        printf("Line: %zu [[%.*s]]\n", ++lineno, length - 1, buffer);
        size_t nread = scan_multi_complex(buffer, NUM_VALUES - nvalues, &values[nvalues], &eoc);
        if (*eoc != '\0' && *eoc != '\n')
            printf("EOC:  [[%s]]\n", eoc);
        if (nread == 0)
            break;
        dump_complex(nread, &values[nvalues]);
        nvalues += nread;
    }
    free(buffer);

    printf("All done:\n");
    dump_complex(nvalues, values);

    return 0;
}

這是一個包含 8 行的數據文件，每行 10 個復數）：

-1.95+11.00*I +21.72+64.12*I -95.16-1.81*I +64.23+64.55*I +28.42-29.29*I -49.25+7.87*I +44.98+79.62*I +69.80-1.24*I +61.99+37.01*I +72.43+56.88*I
-9.15+31.41*I +63.84-15.82*I -0.77-76.80*I -85.59+74.86*I +93.00-35.10*I -93.82+52.80*I +85.45+82.42*I +0.67-55.77*I -58.32+72.63*I -27.66-81.15*I
+87.97+9.03*I +7.05-74.91*I +27.60+65.89*I +49.81+25.08*I +44.33+77.00*I +93.27-7.74*I +61.62-5.01*I +99.33-82.80*I +8.83+62.96*I +7.45+73.70*I
+40.99-12.44*I +53.34+21.74*I +75.77-62.56*I +54.16-26.97*I -37.02-31.93*I +78.20-20.91*I +79.64+74.71*I +67.95-40.73*I +58.19+61.25*I +62.29-22.43*I
+47.36-16.19*I +68.48-15.00*I +6.85+61.50*I -6.62+55.18*I +34.95-69.81*I -88.62-81.15*I +75.92-74.65*I +85.17-3.84*I -37.20-96.98*I +74.97+78.88*I
+56.80+63.63*I +92.83-16.18*I -11.47+8.81*I +90.74+42.86*I +19.11-56.70*I -77.93-70.47*I +6.73+86.12*I +2.70-57.93*I +57.87+29.44*I +6.65-63.09*I
-35.35-70.67*I +8.08-21.82*I +86.72-93.82*I -28.96-24.69*I +68.73-15.36*I +52.85+94.65*I +85.07-84.04*I +9.98+29.56*I -78.01-81.23*I -10.67+13.68*I
+83.10-33.86*I +56.87+30.23*I -78.56+3.73*I +31.41+10.30*I +91.98+29.04*I -9.20+24.59*I +70.82-19.41*I +29.21+84.74*I +56.62+92.29*I +70.66-48.35*I

程序的output為：

Line: 1 [[-1.95+11.00*I +21.72+64.12*I -95.16-1.81*I +64.23+64.55*I +28.42-29.29*I -49.25+7.87*I +44.98+79.62*I +69.80-1.24*I +61.99+37.01*I +72.43+56.88*I]]
-1.95+11*I
21.72+64.12*I
-95.16-1.81*I
64.23+64.55*I
28.42-29.29*I
-49.25+7.87*I
44.98+79.62*I
69.8-1.24*I
61.99+37.01*I
72.43+56.88*I
Line: 2 [[-9.15+31.41*I +63.84-15.82*I -0.77-76.80*I -85.59+74.86*I +93.00-35.10*I -93.82+52.80*I +85.45+82.42*I +0.67-55.77*I -58.32+72.63*I -27.66-81.15*I]]
-9.15+31.41*I
63.84-15.82*I
-0.77-76.8*I
-85.59+74.86*I
93-35.1*I
-93.82+52.8*I
85.45+82.42*I
0.67-55.77*I
-58.32+72.63*I
-27.66-81.15*I
Line: 3 [[+87.97+9.03*I +7.05-74.91*I +27.60+65.89*I +49.81+25.08*I +44.33+77.00*I +93.27-7.74*I +61.62-5.01*I +99.33-82.80*I +8.83+62.96*I +7.45+73.70*I]]
87.97+9.03*I
7.05-74.91*I
27.6+65.89*I
49.81+25.08*I
44.33+77*I
93.27-7.74*I
61.62-5.01*I
99.33-82.8*I
8.83+62.96*I
7.45+73.7*I
Line: 4 [[+40.99-12.44*I +53.34+21.74*I +75.77-62.56*I +54.16-26.97*I -37.02-31.93*I +78.20-20.91*I +79.64+74.71*I +67.95-40.73*I +58.19+61.25*I +62.29-22.43*I]]
40.99-12.44*I
53.34+21.74*I
75.77-62.56*I
54.16-26.97*I
-37.02-31.93*I
78.2-20.91*I
79.64+74.71*I
67.95-40.73*I
58.19+61.25*I
62.29-22.43*I
Line: 5 [[+47.36-16.19*I +68.48-15.00*I +6.85+61.50*I -6.62+55.18*I +34.95-69.81*I -88.62-81.15*I +75.92-74.65*I +85.17-3.84*I -37.20-96.98*I +74.97+78.88*I]]
47.36-16.19*I
68.48-15*I
6.85+61.5*I
-6.62+55.18*I
34.95-69.81*I
-88.62-81.15*I
75.92-74.65*I
85.17-3.84*I
-37.2-96.98*I
74.97+78.88*I
Line: 6 [[+56.80+63.63*I +92.83-16.18*I -11.47+8.81*I +90.74+42.86*I +19.11-56.70*I -77.93-70.47*I +6.73+86.12*I +2.70-57.93*I +57.87+29.44*I +6.65-63.09*I]]
56.8+63.63*I
92.83-16.18*I
-11.47+8.81*I
90.74+42.86*I
19.11-56.7*I
-77.93-70.47*I
6.73+86.12*I
2.7-57.93*I
57.87+29.44*I
6.65-63.09*I
Line: 7 [[-35.35-70.67*I +8.08-21.82*I +86.72-93.82*I -28.96-24.69*I +68.73-15.36*I +52.85+94.65*I +85.07-84.04*I +9.98+29.56*I -78.01-81.23*I -10.67+13.68*I]]
-35.35-70.67*I
8.08-21.82*I
86.72-93.82*I
-28.96-24.69*I
68.73-15.36*I
52.85+94.65*I
85.07-84.04*I
9.98+29.56*I
-78.01-81.23*I
-10.67+13.68*I
Line: 8 [[+83.10-33.86*I +56.87+30.23*I -78.56+3.73*I +31.41+10.30*I +91.98+29.04*I -9.20+24.59*I +70.82-19.41*I +29.21+84.74*I +56.62+92.29*I +70.66-48.35*I]]
83.1-33.86*I
56.87+30.23*I
-78.56+3.73*I
31.41+10.3*I
91.98+29.04*I
-9.2+24.59*I
70.82-19.41*I
29.21+84.74*I
56.62+92.29*I
70.66-48.35*I
All done:
-1.95+11*I
21.72+64.12*I
-95.16-1.81*I
64.23+64.55*I
28.42-29.29*I
-49.25+7.87*I
44.98+79.62*I
69.8-1.24*I
61.99+37.01*I
72.43+56.88*I
-9.15+31.41*I
63.84-15.82*I
-0.77-76.8*I
-85.59+74.86*I
93-35.1*I
-93.82+52.8*I
85.45+82.42*I
0.67-55.77*I
-58.32+72.63*I
-27.66-81.15*I
87.97+9.03*I
7.05-74.91*I
27.6+65.89*I
49.81+25.08*I
44.33+77*I
93.27-7.74*I
61.62-5.01*I
99.33-82.8*I
8.83+62.96*I
7.45+73.7*I
40.99-12.44*I
53.34+21.74*I
75.77-62.56*I
54.16-26.97*I
-37.02-31.93*I
78.2-20.91*I
79.64+74.71*I
67.95-40.73*I
58.19+61.25*I
62.29-22.43*I
47.36-16.19*I
68.48-15*I
6.85+61.5*I
-6.62+55.18*I
34.95-69.81*I
-88.62-81.15*I
75.92-74.65*I
85.17-3.84*I
-37.2-96.98*I
74.97+78.88*I
56.8+63.63*I
92.83-16.18*I
-11.47+8.81*I
90.74+42.86*I
19.11-56.7*I
-77.93-70.47*I
6.73+86.12*I
2.7-57.93*I
57.87+29.44*I
6.65-63.09*I
-35.35-70.67*I
8.08-21.82*I
86.72-93.82*I
-28.96-24.69*I
68.73-15.36*I
52.85+94.65*I
85.07-84.04*I
9.98+29.56*I
-78.01-81.23*I
-10.67+13.68*I
83.1-33.86*I
56.87+30.23*I
-78.56+3.73*I
31.41+10.3*I
91.98+29.04*I
-9.2+24.59*I
70.82-19.41*I
29.21+84.74*I
56.62+92.29*I
70.66-48.35*I

該代碼將處理一行中包含任意數量條目的行（由於復數數組大小的限制，總共最多 128 個——但這也可以被修復。

暫無
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