虚拟仪器设计与应用6.ppt

虚拟仪器设计与应用,光电工程系,第十二讲 数组及其函数,数组的概念创建数组的方法常用数组函数,数组的基本概念,何为数组？数组是若干同类型数据的集合。数组的构成由数组的元素和维数组成。元素就是数组的数据，维数反映了数组的高度、长度和深度。,高度,长度,深度,243的三维数组,数组的基本概念（续）,数组可以是一维的，也可以是多维的。每维的长度最大是231 1 个元素数组的元素是有序的，每个元素都有唯一对应的索引值。可以用索引值来访问任何一个特定的元素。索引值以0为起始，所以数组每维的长度取值范围是0，n-1，n是数组该维的长度，也就是该维包含n个数组元素。数组的类型由它的元素的类型决定。LabVIEW中可以创建数值型、逻辑型、路径型、字符串型等。数组元素要么都是控制量，要么都是显示量，二者只可择其一。,一维数组,二维数组,三维数组,数组的表示方法,索引,元素,行索引,列索引,行索引,列索引,页索引,数组的表示方法（续）,不同类型的数组,创建数组的方法,LabVIEW中数组由数组外壳和数组元素两部分组成,数组外壳,增加数组外壳到前面板,从 Controls All Controls Array and Cluster 模板,选择 Array Shell,将它拖到屏幕上,增加数组元素,将数据对象放到数组外壳中(i.e.Numeric Control),创建多维数组,先创建一个一维数组，然后用右键菜单中的Add Dimension命令增加维数,用循环创建数组,利用循环的自动索引功能可以在循环边界累积数据生成数组,创建 2D 数组,用两个嵌套的For循环可以生成二维数组,创建数组常量,只在后面板出现常作为左移位寄 存器的初始常量创建方法,Array constant,数组基本操作演示,创建数组用循环创建数组增加数组维数插入元素、增/删行列,常用数组函数,位置：Functions All functions Array常用函数：Array Size（数组大小函数）返回数组每维的元素个数Initialize Array（初始化数组函数）创建一个 n 维数组，并用 element 端口上的数据初始化数组每个元素Build Array（组建数组函数）连接多个数组或添加元素到 一个n 维数组中Array Subset（提取子数组函数）返回以index为起始的length长的子数组Index Array返回索引为index的数组元素,Array Size（数组大小函数）,功能：返回数组每维的元素个数图标端口输入端array：连接数组类型的数据输出端size(s)：输出数组的维数。如果array是一维数组，那么size(s)是标量；如果array是多维数组，那么size(s)是一维数组，它的每个元素分别表示array每维的维数。,Array size用法实例,Initialize Array（初始化数组函数）,功能：创建一个 n维数组，并用 element 端口上的数据初始化数组每个元素图标,端口输入端element：用来“填充”数组中所有元素的数据。输入端dimension size 0.n-1：各维的长度，整型数值。输出端initialized array：生成的初始化后的数组，其类型与element的类型相同。该函数是多态函数，可以创建一维的数组也可以创建多维的数组。要增加维数，只需用鼠标将图标拉大，就会自动增加维数输入端口。,Initialize Array用法实例,Build Array（组建数组函数）,功能：连接多个数组或添加元素到一个n维数组中。图标,Build Array(续),端口输入端array和element：用来连接或扩展输入数组和元素。输出端appended array：连接或扩展后的新数组。特别注意：所有输入端类型必须相同输入端的组合除了同维组合（如元素与元素、一维数组与一维数组、n维与n维）外，还可用的组合有:元素与一维数组或者n维与n-1维数组组合。,Build Array(续),该函数有两种模式连接模式：这种方式将所有输入按顺序串行连接起来组成新的数组，新数组不增加维数，它的维数与输入端中维数最高的数组相同。比如输入端连接的是一维数组和元素，那么Build Array函数就将元素连接到一维数组的最后位置形成一个新的一维数组，新数组维数不增加。扩展模式：这种方式将所有输入按顺序并行连接组成新的数组，新数组维数提高一级，比所有输入数组的维数都高一维。这种模式要求所有输入的数组必须是同维数组。比如，输入端连接的是一维数组和一维数组，那么经Build Array函数扩展后形成一个二维数组，数组维数增加一维。,图示说明连接模式,图示说明扩展模式,模式设置方法,在Build Array函数上点击右键，在弹出菜单中点击“Concatenate Inputs”菜单项可以在两种模式间切换。该项前打钩表示连接模式，没有打钩标识扩展模式。,Build Array函数用法演示,Array Subset（提取子数组函数）,功能：返回以index为起始的length长的子数组。图标,Array Subset,端口输入端array：任意类型的n维数组，它是“母数组”。输入端index：起始索引，必须为数值型，index小于0当0对待，index大于等于母数组长度，该函数返回一个空数组。输入端length：欲取的子数组长度，必须为数值型。如果index+length超过母数组的长度，该函数返回从index开始到母数组尾端的所有元素。输出端subarray：函数返回的子数组。特别提示该函数也是一个端口可扩展的函数，它根据array输入端上连接的数组的维数自动增减index和length端口。,用法图示,Index Array(索引数组函数),功能：返回索引为index的数组元素图标,Index Array(续),端口输入端n-dimension array：任意类型的n维数组输入端index 0.n-1：欲取元素的索引值，数值型。Index端口的数量与array输入端上连接的数组的维数是对应的。输出端element or subarray：取出的元素或子数组。该函数也是端口可扩展的多态函数，根据连接到array输入端上的数组的维数，它会自动增减index端口的数量。该函数既可以从数组中提取单个元素，也可以从数组中提取子数组。只需让某维的index端口悬空，就可以从数组中提取出整行或整列的数据。,用法图示,练习六 数组函数的应用,目标：分别用for循环和Initialize Array函数创建两个43的数组，然后用Build Array函数将这两个数组分别连接和扩展为二维数组和三维数组，再用Index Array函数提取所生成三维数组的第1页第2行的子数组，并用Array Size函数显示该子数组的大小，然后利用Array Subset函数提取出该数组的最后两个元素。要求:for循环的数组元素为0到100间的随机数组成；初始化数组的元素为66。分析：细心体会各个函数的具体用法,第十三讲 簇、字符串及其函数,簇的基本概念簇的创建方法簇函数字符串的基本概念字符串函数,簇的基本概念（Clusters）,簇是一种特殊的数据类型，是多种类型（如数值型、字符串型、数组，簇）数据的集合。簇元素可以是任意类型的数据。但是有一点必须注意的是簇元素要么都是控制量，要么都是显示量，二者只可择其一。与 C语言的 struct 类似就像将多种电线打包成一条电缆,创建簇的方法,创建簇的方法与创建数组的方法一样，二者的位置也相同位置：Controls All Controls Array&Cluster,1.选择 一个簇外壳,2.在外壳中放置对象,簇的序（Order）,簇的元素是有序的，每个元素都有一个序号。但是簇元素的序与它的位置无关。簇元素的序是按照元素放到簇外壳中的先后顺序排列的。最先放入的元素，序为0，第二个放入的，序为1，依此类推。如果删除了一个元素，序号将自动调整。两个簇相连，除了这两个簇每个元素的类型必须一致之外，元素的序也必须一致。如果想改变簇内元素的序，可在右键菜单中选择Reorder Controls in Cluster项，这时会出现一个窗口，在该窗口内可以修改序。,簇函数,位置：FunctionsAll functions Cluster,簇函数,簇常量,簇与数组转换函数,Bundle函数（绑定函数）,功能：将element端口上连接的元素打包成一个新的簇，或用element端口上连接的元素重置cluster端口连接的簇中的元素。输入端口cluster：连接需要重置元素的簇。element 0.n-1：连接欲打包或用于重置的元素。,图标,输出端口Output cluster：输出簇,Bundle用法图示,端口的标签反映了元素的类型,Unbundle 函数（分解函数）,功能：将一个簇分解为若干分离的元素。它是Bundle的逆过程。图标输入端口cluster：连接要分解的簇输出端口Element 0.n-1：被分解出来的簇元素,Unbundle用法图示,Bundle（Unbundle）By Name函数,除了Bundle和Unbundle这对函数外，LabVIEW还提供了功能相似的一对函数 Bundle By Name和 Unbundle By Name。它们允许根据元素的名称（而不是其位置）来查询元素。它们的主要用途就在于当我们不需要打包或分解整个簇，而只需对其中一两个元素操作时，我们可以按元素名称来打包与分解簇。与Bundle不同，使用Bundle By Name只能重置一个已经存在的簇的元素但不能创建新簇。Unbundle By Name可返回指定名称的簇元素，不必考虑簇的序和大小。,簇函数演示,错误簇（Error Clusters）,作用：在节点之间传递错误信息。错误簇有两个：error in和error out，前者为控制量，后者为显示量。两个错误簇都包括下列元素:Status：逻辑型，用来报告是否出现错误，TRUE为有错Code：整型，报告错误代码。Source：字符串型，表示错误信息,错误处理技术,错误信息从一个VI传递到下一个VI如果一个VI出现错误,后续的所有VI都不会执行错误群包含了所有错误信息,error clusters,字符串的基本概念,字符串是一串ASCII码字符的集合。ASCII码字符包括大小写英文字母、09数字以及换行符、回车符等，它们占用一个字节的空间。汉字也是一种字符，但是一个汉字占用两个字节。字符串控制器和显示器的位置分别是：Controls Text Control 和 Text Indicator或者Controls All Controls string&path。,字符串control和indicator,正常显示,“”代码显示,密码显示,十六进制数显示,control,多行显示,带滚动条显示,indicator,control,indicator,字符串函数,字符串函数主要用于完成字符串的连接、替换、查找、大小写转换，以及与其他类型之间的相互转换等操作。位置：FunctionsAll FunctionsString,字符串函数模板,字符串常量,字符串/数组/路径转换函数,数字/字符串转换函数,附加字符串函数,常用字符串函数,字符串EXPRESS VI,String Length（字符串长度函数）,功能：计算字符串的长度。图标输入端口String：输入的字符串输出端口Length：该字符串的长度（以字节为单位）,Concatenate Strings（连接字符串函数）,功能：将输入端上的字符串连接成一个新的字符串。图标输入端口string0n-1：输入字符串输出端口concatenated string：连接后生成的新字符串,String Subset（提取子字符串函数）,功能：从原字符串中提取子字符串。图标输入端口string：输入的原字符串offset：子字符串在原字符串中的起始位置length：子字符串的长度输出端口substring：提取出来的子字符串,To Upper Case和To Lower Case（大、小写字符转换函数）,功能：分别为将输入字符串转换为大写和小写字母。图标,Replace Substring（替换子字符串函数）,功能：用端口substring连接的字符串替换原字符串中的某部分字符串，并将替换后的原字符串和被替换掉的字符串作为结果输出。图标输入端口string：原字符串Substring：用来替换的字符串offset：替换的起始位置length：替换的长度,用法示例,Search and Replace String（查找替换字符串函数）,功能：在一个字符串中搜索指定的字符串并用另一个指定的字符串替换它，将替换后的新字符串输出。图标,输入端口replace all?：决定是否替换所有找到的字符串还是只替换找到的第一个字符串。TRUE，全替换。string：原字符串search string：要搜索的字符串replace string：用来替换的字符串offset：搜索的起始位置输出端口result string：替换后的新字符串offset past replacement：紧跟在最后一个替换字符串后的第一个字母的位置,用法示例,Format Into String（格式化字符串函数）,功能：将输入的字符串、数值、路径或逻辑型数据转换为指定格式的字符串。图标输入端口format string：用来定义生成字符串的格式initial string：起始字符串error in：错误簇input 1.n：需要转换的输入数据输出端口resulting string：转换生成的新字符串error out：错误簇,用法示例,格式化字符和C语言的类似，其基本语法：%域宽.精度|有效数字单位转换代码,常用的格式化字符,转换代码 作用%d 十进制有符号整数%u 十进制无符号整数%f 浮点数%e 指数形式的浮点数%x,%X无符号以十六进制表示的整数%0 无符号以八进制表示的整数%g 自动选择合适的表示法%s 字符串,字符串函数用法演示,练习七 簇与字符串函数的应用,任务：创建一个包含数值型、逻辑型和字符串型三种对象的簇，并且给其中的字符串型对象赋值“北京理工大学的英文名称是Beijing Institute of Technology，简称bit。”（不包括双引号）。然后利用所学的簇和字符串函数将其中的字符串“bit”换成大写后仍以簇的形式输出，同时提取出子串“Beijing Institute of Technology”单独输出显示。前面板要求如下图所示。提示：为了修改簇中某个对象的值需要先将簇分解，进行相应修改后，再重新打包成一个簇。字符串的操作，需要注意中英文字符占有存储空间的不同。,前面板,