使用LabVIEW編寫程序時,工程師都會將自己程序中的部分代碼封裝為子VI,而封裝的部分可能是某個經典的算法,也可能是調用某個設備的專用代碼,還可能是實現某個功能的模塊。總之,為了提高程序的整潔度和可閱讀性,使用模塊化思想去封裝子VI是開發過程中十分重要的步驟。
而在封裝子VI的過程中有時會遇到功能實現相類似但輸入數據類型不同的情況,這時可能需要封裝多個子VI以滿足所有的需求,LabVIEW其實提供了更適用的方法,今天小編為大家帶來的子VI設計中的多態VI和自適應VI就是為此而生,進一步簡化程序并提高可閱讀性。
一、多態VI 多態VI的概念: 多態VI最早是在LabVIEW 6.0被引入的,它能夠在指定的輸入以及輸出端口上接受不同的數據類型。不同的數據類型可以是指不同的數據表示法或不同的數據維數大小。一個多態VI是一組子VI的集合,這些子VI都有一個共同的特點,它們的連線板模式都是類似的,每一個子VI對應著多態VI中的一個VI實例。LabVIEW中有很多多態VI,比如NI-DAQmx驅動庫中的讀取、寫入、定時、觸發等。
多態VI的使用場景:
當我們想要對不同數據類型的數據執行類似或相同的操作的時候,就可以使用多態VI。根據連接在輸入接線端上數據的類型不同,多態VI會自動選擇對應的實例子VI。多態VI允許用戶將它應用到功能類似的不同應用實例中去, 并且這些不同的應用實例處理了不同的數據類型的數據。這樣就可以讓用戶把數據類型不同所造成的VI結構差異在VI的內部就自動處理掉,從而不需要為不同的數據類型放置多個不同的處理VI。
創建多態VI:
1、創建不同的子VI實例,小編創建了幾個不同數據類型簡單計算的實例,;
2、在LabVIEW的新建模板界面選擇新建多態VI;
3、在創建的多態VI中選擇添加剛才創建的幾個實例VI,添加完成后可以給它們分別自定義菜單名稱(在程序框圖面板右鍵多態VI>>選擇類型中顯示的名稱)和選擇器名稱(多態VI選擇器顯示的名稱);
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4、根據需要勾選對應的配置,其中程序框圖外觀勾選“繪制多態VI圖標”和“繪制實例VI圖標”會決定多態VI顯示的圖標。“默認顯示選擇器”選項決定在使用時圖標下方是否顯示多態VI選擇器(舉例說明:NI-DAQmx的定時API就是一個多態VI,而它圖標下面的下拉列表框其實就是多態VI選擇器)。“允許多態VI自動匹配數據類型”選項可以讓多態VI自動識別輸入的數據類型并選擇對應的實例;
5、多態VI就制作完成后測試其功能。如下圖所示,連接不同數據類型時多態VI會自動選擇并執行對應的實例,后續如果要擴展其兼容的數據類型,可以向多態VI中添加新的實例VI;
二、自適應VI
自適應VI的概念:
自適應VI可以自動適應輸入的數據類型,它的所有接線端均為多態。用戶每次將輸入數據連線至接線端時,自適應VI將自動檢查連線的數據類型是否可以接受。如可以接受該類型,自適應VI會將接線端自動調整為該輸入數據類型;如果不接受該類型則會顯示斷線。通過自適應VI可以對任意可接收的數據類型執行相同的操作,而無需為每種數據類型保存單獨的VI副本。
自適應VI的使用場景:
自適應VI和多態VI的使用場景相類似,需要對不同數據類型進行相似處理的時候使用,為了提高靈活性,自適應VI也可以支持對某些特定數據類型進行特殊處理。LabVIEW 2020就加入了一些自適應VI,它們的圖標都是以橙色為背景,比如數組選板中的“排序二維數組”。
創建自適應VI:
1、在LabVIEW的新建模板界面選擇新建自適應VI,也可以新建一個普通VI后將其后綴名更改為.vim,這個VI就會變為一個自適應VI;
2、使用“類型專用結構”編寫自適應VI的功能,如果有特殊數據類型需要做特殊處理,可以單獨為其創建分支來處理該數據。小編創建了一個數組求和的自適應VI,該VI可以對一維數組進行求和。其中一維布爾數組要先經過“布爾至0,1轉換”之后再求和;一維字符串數組要先進行“分數/指數字符串至數值轉換”后再求和。
一維數組求和
對布爾數組進行特殊處理
對字符串數組進行特殊處理
3、自適應VI創建完成后測試其功能。如下圖所示,該自適應VI可以自動適配輸入的一維數組數據類型并且執行對應功能,如果后續有要擴展的數據類型,也可以直接打開自適應VI為它創建專用的分支。
三、兩者對比
多態VI與自適應VI都可以為不同輸入數據類型執行其對應的功能,但他們并不是完全相同的,它們之間也有一些不同點,下面這個表格可以清晰地看到兩種VI之間的一些對比:
多態VI | 自適應VI | |
實現方式 | 帶一組預定義的可接受數據類型的實例VI組。 | 自動計算實現是否接受某種數據類型的單個VI。 |
連線板 | 不同實例VI可以自定義不同的連線板。 | 所有數據類型的連線板相同。 |
生成 | 為每種數據類型創建一個實例VI,并將實例VI包含在多態VI中。 | 創建帶.vim文件擴展名的VI,或通過將VI擴展名更改為.vim以將標準VI轉換為自適應VI。 |
自定義 | 在不同實例VI中實現不同的代碼,以此對不同數據類型定義不同行為。 | 使用類型專用結構在自適應VI中為特定數據類型自定義代碼。 |
自適應類? | 否,調用類A方法a的多態VI只接受類A或類A的子孫類。 | 是,如果自適應VI調用類A方法a,則其可接受任何具有與類A方法a相同名稱、連線板模式、接線端方向的公共方法的類。 |
在封裝子VI時,工程師應該在什么情況下選擇使用多態VI?在什么情況下使用自適應VI呢?下面這個表格可以帶給我們答案:
類型 | 適用場景 |
多態VI |
1、對于不同的數據類型,操作的實現不同。 2、不同數據類型的連線板不同。 |
自適應VI |
1、可對不同數據類型以相似方式實現操作而無需針對特定數據進行大量自定義。 2、面向對象編程時可以自動適應輸入類。 |
審核編輯:劉清
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原文標題:知識分享 | LabVIEW子VI設計—多態VI與自適應VI
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