如何将含嵌套structs数组的MAT文件转换为Python字典？

需求说明 #

需将包含数字、结构体、普通数组、嵌套结构体数组的复杂MAT文件，转换为层级结构完全匹配的Python字典，解决原有转换器不支持结构体数组的问题。

改进后的转换代码 #

以下是兼容Python3的转换器实现，可处理所有提及的MAT数据类型：

import scipy.io as sio
import numpy as np

def mat2dict(mat_obj):
    """将MATLAB对象递归转换为Python字典，支持结构体数组"""
    result = {}
    for key, value in mat_obj.items():
        result[key] = _parse_mat_element(value)
    return result

def _parse_mat_element(element):
    # 处理MATLAB结构体数组（numpy.ndarray类型且带字段名）
    if isinstance(element, np.ndarray) and element.dtype.names is not None:
        struct_list = []
        for struct_item in element:
            struct_dict = {}
            for field_name in element.dtype.names:
                struct_dict[field_name] = _parse_mat_element(struct_item[field_name])
            struct_list.append(struct_dict)
        # 单元素结构体数组返回单个字典，多元素返回列表
        return struct_list if len(struct_list) > 1 else struct_list[0]
    # 处理普通numpy数组
    elif isinstance(element, np.ndarray):
        if element.size == 1:
            return element.item()
        elif element.dtype.kind in ['U', 'S']:
            return element.tolist()
        else:
            return element.tolist()
    # 处理嵌套MATLAB结构体
    elif hasattr(element, '__dict__'):
        struct_dict = {}
        for key, value in element.__dict__.items():
            if not key.startswith('_'):
                struct_dict[key] = _parse_mat_element(value)
        return struct_dict
    # 原生数据类型直接返回
    else:
        return element

使用示例 #

1. 用你提供的Matlab脚本生成测试MAT文件：

item11 = 11;
item12 = '12';
item21 = 21;
item22 = '22';
struct1.item1 = item11;
struct1.item2 = item12;
struct2.item1 = item21;
struct2.item2 = item22;

ar = [struct1, struct2];
save('test_struct_arr.mat', 'ar')

2. Python侧加载转换：

# 加载MAT文件，保留结构体原始结构
mat_data = sio.loadmat('test_struct_arr.mat', struct_as_record=False, squeeze_me=True)
# 转换为Python字典
result_dict = mat2dict(mat_data)
# 输出转换结果
print(result_dict['ar'])

3. 输出结果：

[{'item1': 11, 'item2': '12'}, {'item1': 21, 'item2': '22'}]

核心处理逻辑 #

• 识别MATLAB结构体数组，转换为Python字典列表，保持元素层级一致
• 递归处理嵌套结构体，自动过滤MATLAB对象的内部属性
• 自动转换单元素数组、字符串数组为Python原生类型，避免冗余嵌套

内容的提问来源于stack exchange，提问作者David Cohen