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 n数组的概念 n创建数组的方法 n常用数组函数 数组的基本概念 n何为数组？ n数组是若干同类型数据 的集合。 n数组的构成 n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。 1234 5678 1234 5678 1234 5678 高度 长度 深度 2×4×3的三维数组 数组的基本概念（续） n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 n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。 n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。 n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。 1 2 3 4 5 6 7 8 1.02.03.04.05.0 1234 5678 1234 5678 1234 5678 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） n不同类型的数组 创建数组的方法 nLabVIEW中数组由数组外壳和数组元素两部分组 成 数组 外壳 数组 元素 增加数组外壳到前面板 n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 n将数据对象放到数组外壳中 (i.e. Numeric Control) 创建多维数组 n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 n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 n用两个嵌套的For循环可以生成二维数组 创建数组常量 n只在后面板出现 n常作为左移位寄 存器的初始常量 n创建方法 Array constant 数组基本操作演示 n创建数组 n用循环创建数组 n增加数组维数 n插入元素、增/删行列 常用数组函数 n位置：Functions All functions Array n常用函数： nArray Size（数组大小函数） 返回数组每维的元素个数 nInitialize 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 nBuild 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 nArray Subset（提取子数组函 数）返回以index为起始的 length长的子数组 nIndex Array返回索引为 index的数组元素 Array Size（数组大小函数） n功能：返回数组每维的元素个数 n图标 n端口 n输入端array：连接数组类型的数据 n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 ） n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 n图标 n端口 n输入端element：用来“填充”数组中所有元素的数据。 n输入端dimension size 0n-1 ：各维的长度，整型数值。 n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。 n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） n功能：连接多个数组或添加元素到一个n 维数组中。 n图标 Build Array(续) n端口 n输入端array和element：用来连接或扩展输入数组和元素 。 n输出端appended array ：连接或扩展后的新数组。 n特别注意： n所有输入端类型必须相同 n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) n该函数有两种模式 n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。 n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 n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（提取子数组函数 ） n功能：返回以index为起始的length长的 子数组。 n图标 Array Subset n端口 n输入端array：任意类型的n维数组，它是“母数组”。 n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。 n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。 n输出端subarray：函数返回的子数组。 n特别提示 n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) n功能：返回索引为index的数组元素 n图标 Index Array(续) n端口 n输入端n-dimension array ：任意类型的n维数组 n输入端index 0n-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。 n输出端element or subarray ：取出的元素或子数组 。 n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。 n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 n目标：分别用for循环和Initialize Array函数 创建两个4×3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。 n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。 n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 n簇的基本概念 n簇的创建方法 n簇函数 n字符串的基本概念 n字符串函数 簇的基本概念（Clusters） n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。 n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。 n与 C语言的 struct 类似 n就像将多种电线打包成一条电缆 创建簇的方法 n创建簇的方法与创建数组的方法一样，二者的位置也 相同 n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） n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。 n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。 n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。 n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 n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） n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。 n输入端口 ncluster：连接需要重置 元素的簇。 nelement 0n-1：连接欲 打包或用于重置的元素 。 n图标 n输出端口 nOutput 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） n功能：将一个簇分解为若干分离的元素 。它是Bundle的逆过程。 n图标 n输入端口 ncluster：连接要分解的簇 n输出端口 nElement 0n-1：被分解出来的簇元素 Unbundle用法图示 Bundle（Unbundle） By Name函数 n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。 n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。 n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。 nUnbundle 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） n作用：在节点之间传递错误信息。 n错误簇有两个：error in和error out，前者为控制量， 后者为显示量。 n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 n错误信息从一个VI传递到下一个VI n如果一个VI出现错误, 后续的所有VI都不会执行 n错误群包含了所有错误信息 error clusters 字符串的基本概念 n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。 n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 indicatorcontrolindicator 字符串函数 n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。 n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） n功能：计算字符串的长度。 n图标 n输入端口 nString：输入的字符串 n输出端口 nLength：该字符串的长度（以字节为单位） Concatenate Strings（连接字符串函数 ） n功能：将输入端上的字符串连接成一个新的字符串。 n图标 n输入端口 nstring0n-1：输入字符串 n输出端口 nconcatenated string：连接后生成的新字符串 String Subset （提取子字符串函数） n功能：从原字符串中提取子字符串。 n图标 n输入端口 nstring：输入的原字符串 noffset：子字符串在原字符串中的起始位置 nlength：子字符串的长度 n输出端口 nsubstring：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） n功能：分别为将输入字符串转换为大写 和小写字母。 n图标 Replace Substring （替换子字符串函数） n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。 n图标 n输入端口 nstring：原字符串 nSubstring：用来替换的字符串 noffset：替换的起始位置 nlength：替换的长度 用法示例 Search and Replace String （查找替换字符串函数） n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。 n图标 n输入端口 nreplace 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。 nstring：原字符串 nsearch string：要搜索的字符串 nreplace string ：用来替换的字符串 noffset：搜索的起始位置 n输出端口 nresult string：替换后的新字符串 noffset 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 ） n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。 n图标 n输入端口 nformat string：用来定义生成字符串的格式 ninitial string：起始字符串 nerror in：错误簇 ninput 1n：需要转换的输入数据 n输出端口 nresulting string ：转换生成的新字符串 nerror out ：错误簇 用法示例 n格式化字符和C语言的类似，其基本语法： n%域宽.精度 | 有效数字单位转换代码 常用的格式化字符 n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 n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。 n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