LabVIEW教程之LabVIEW中的泛型容器詳細資料說明

本文檔的主要內(nèi)容詳細介紹的是LabVIEW教程之LabVIEW中的泛型容器詳細資料說明。

　　Google 網(wǎng)站里有個 Google 實驗室，有不少 Google 的產(chǎn)品最初就是放在這個實驗室里的?，F(xiàn)在 NI 也有 NI 實驗室了。NI 實驗室公布出來的項目一般是 NI 工程師利用額外時間做的一些調(diào)查研究。這些項目不是公司的正式產(chǎn)品，但是它們的設(shè)計很有創(chuàng)新或者是比較有應(yīng)用潛力。與其讓這些項目被埋沒了，不如先看看用戶對這些項目的反應(yīng)，如果相當(dāng)一部分用戶覺得某個項目非常有幫助，或許它就值得我們?yōu)槠湓黾油顿Y，把它作成正式產(chǎn)品了。

　　我這里給大家介紹其中的一個項目：“LabVIEW Generic Container Map”。因為這個項目是我設(shè)計的，所以對它了解比較多一些。當(dāng)時，我們打算提出這個項目的時候，主要有兩個目的：第一是幫助用戶編寫有復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用程序;第二是推進 LabVIEW 向通用編程語言方向做改進。

　　C++ 的程序員基本都很喜歡 STL 這個模板庫。程序中常會使用數(shù)組、隊列、字符串等等數(shù)據(jù)類型和結(jié)構(gòu)，如果自己設(shè)計實現(xiàn)這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和相關(guān)的操作，是相當(dāng)耗費精力的。好在 STL 實現(xiàn)了這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，和它們常用的操作方法。借用 STL 提供的功能，編程時很多細節(jié)方面不需要再去考慮了，這就讓工作簡化了許多。嘗到 STL 甜頭的程序員，在編寫程序的時候，已經(jīng)很難離開 STL 了。

　　STL 中非常重要的一個部分就是容器。容器用于存放數(shù)據(jù)，程序通過調(diào)用容器的結(jié)構(gòu)函數(shù)保存數(shù)據(jù)到容器或者訪問容器中的數(shù)據(jù)。容器也分為不同的類型，如鏈表、隊列等。它們在數(shù)據(jù)的組織方式上，或存取方式上有所分別，以適用不同的需求。STL 中的容器和方法都是泛型的或者說是數(shù)據(jù)類型無關(guān)的，就是說這些容器可以保存和操作任何類型的數(shù)據(jù)。

　　其它一些常用的編程語言，如 Java、C# 也都有類似的泛型容器以方便程序員使用。

　　LabVIEW 的主要方針是簡化工程師們編寫程序的難度，以前用 LabVIEW 編寫的程序大多是工業(yè)領(lǐng)域流程控制類型的。這種類型的程序用不到太復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，因此，LabVIEW 中對我們在計算機課程中學(xué)到的那些經(jīng)典數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及算法的支持并不多。

　　但是在我自己用 LabVIEW 多了之后，用它比用 C++ 要順手，任何類型的程序都喜歡使用 LabVIEW 來編寫，包括一些通常用途的程序。這時候，LabVIEW 缺乏對基本數(shù)據(jù)類型支持的缺點就格外突出了。于是我和周圍幾個同事就想到應(yīng)該在這些方面對 LabVIEW 做一些補充，做一些比較規(guī)范的泛型容器和算法，一方面方便自己，也許還可以提供給別的用戶。

　　由于這不是正式項目，我們能投入的資源很有限，不可能一開始就做得很全面。作為開始，我們選擇了 Map 容器和它最常用的幾個方法。首先選擇 Map 一是因為它比較常用，二是其它容器中，有些在概念上和 LabVIEW 中已有的一些函數(shù)比較接近，如果選則他們，可能會引起用戶的誤解。

　　LabVIEW 中的 Array 操作與 STL 中的 vector 是非常相似的，功能齊全，不需要考慮底層操作如內(nèi)存管理等。STL 中的 deque， queue， stack 等，與 LabVIEW 中的“隊列”（Queue）操作比較類似。但是 LabVIEW 中的隊列存在的目的不是為了作容器，而是用于在多線程程序中通訊。在“生產(chǎn)者/消費者”程序模式中，經(jīng)常使用隊列在不同的線程中傳遞數(shù)據(jù)或消息。因為 LabVIEW 中隊列操作主要用于不同線程間的通訊，因此它的函數(shù)并沒有采用 LabVIEW 的主要傳參方式-傳數(shù)據(jù)，而是采用了傳引用的方式。

　　我們實現(xiàn)的這個 Map（這個按字面翻譯比較別扭，中文可能翻譯成“字典”還比較合理）泛型容器功能與 C++ STL 中的 Map 是類似的，它主要用于程序經(jīng)常需要按某一關(guān)鍵字查詢數(shù)據(jù)的情況。

　　Map 已經(jīng)包括了編寫查詢程序時常用的操作，比如把數(shù)據(jù)放到容器中、查找一個數(shù)據(jù)、刪除、清空容器等。

　　我們的 LabVIEW Generic Container Map 內(nèi)部的數(shù)據(jù)是按照平衡二叉樹的方式組織存儲的，它的查詢復(fù)雜度比一般線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的要低。這樣，在數(shù)據(jù)量很大的情況下，使用 Map 的程序效率明顯高于使用數(shù)組的程序。