發(fā)現(xiàn)了程序的問題再回頭去調(diào)試,往往要花費(fèi)大量時(shí)間在在查找程序錯(cuò)誤上。要提高開發(fā)效率,最好是在編寫代碼時(shí)就避免一些常見的低級(jí)錯(cuò)誤,這樣可以節(jié)約大量的調(diào)試時(shí)間。因此,我們整理了一些許多 LabVIEW 程序員都曾遇到過的問題,希望能夠幫助大家避開一些坑。
1、數(shù)值溢出
圖1:數(shù)值溢出錯(cuò)誤
圖1 中的 VI 只做了一個(gè)簡單乘法 300*300 ,答案肯定是 90000,但程序中乘法節(jié)點(diǎn)給出的結(jié)果卻是 24464。乘法節(jié)點(diǎn)是不會(huì)錯(cuò)的,錯(cuò)誤是由于程序中使用的數(shù)據(jù)類型是 I16。I16 能表示的最大數(shù)目只有32767,所以在乘法計(jì)算中出現(xiàn)了溢出。
避免此類錯(cuò)誤的方法是,在程序中使用短數(shù)據(jù)類型時(shí),一定要確認(rèn)程序中的數(shù)據(jù)絕不會(huì)超出該類型可以表示的范圍。
2、For循環(huán)的隧道
數(shù)據(jù)傳入傳出循環(huán)結(jié)構(gòu)可以通過移位寄存器(Shift Register)和隧道(Tunnel)兩種方式。隧道又有兩種類型:帶索引的和不帶索引的。
移位寄存器一般用在需要局部變量的情況下,循環(huán)運(yùn)行一次的輸出數(shù)據(jù)要作為下次運(yùn)行的輸入數(shù)據(jù)使用;循環(huán)外的數(shù)組數(shù)據(jù)通過帶索引的隧道在循環(huán)體內(nèi)就可以直接得到數(shù)組元素;除此之外,簡單地在循環(huán)內(nèi)外傳遞數(shù)據(jù),使用一般的隧道就可以了。
值得一提的是,如果一個(gè)數(shù)據(jù)傳入循環(huán)體,又傳出來,那么就應(yīng)該使用移位寄存器或帶索引的隧道來傳遞這個(gè)數(shù)據(jù),盡量不要使用不帶索引的隧道。因?yàn)?For 循環(huán)在運(yùn)行時(shí),循環(huán)次數(shù)有可能為0。在循環(huán)次數(shù)為0時(shí),大多數(shù)情況,用戶還是希望傳出循環(huán)的數(shù)據(jù)就是傳入值,但使用不帶索引隧道時(shí),輸入值有時(shí)會(huì)被丟失的。如果使用移位寄存器,即使循環(huán)次數(shù)為0,也不會(huì)丟失傳入的數(shù)據(jù)。因?yàn)橐莆患拇嫫髟谘h(huán)上的兩個(gè)接線柱指向的實(shí)際是同一塊內(nèi)存(參考:LabVIEW 程序的內(nèi)存優(yōu)化),而輸入輸出兩個(gè)隧道指向的是不同的內(nèi)存,數(shù)據(jù)不一定相同。
圖2:For 循環(huán)上的隧道
圖2中的程序, vi reference 傳入,再傳出循環(huán)均使用了隧道。如果循環(huán)次數(shù)為0(Controls數(shù)組為空),vi reference 再傳出循環(huán)時(shí),信息就丟失了。這不但有可能造成后續(xù)程序的錯(cuò)誤,而且由于 vi reference 的信息丟失,再無法關(guān)閉打開的 vi,造成了程序泄漏。
Error 數(shù)據(jù)線(黃綠色的粗線)在傳入傳出數(shù)組時(shí),一定要使用移位寄存器。原因還不僅是為了防止在循環(huán)次數(shù)為0時(shí),錯(cuò)誤信息丟失。通常一個(gè)節(jié)點(diǎn)的 Error Out 有錯(cuò)誤輸出,意味著后續(xù)的程序都不應(yīng)該執(zhí)行。在錯(cuò)誤的情況下繼續(xù)執(zhí)行程序代碼,風(fēng)險(xiǎn)非常大,可能會(huì)引起程序,甚至系統(tǒng)崩潰。只有使用移位寄存器,某次循環(huán)產(chǎn)生的錯(cuò)誤才會(huì)被傳遞到后續(xù)的循環(huán)中,從而及時(shí)阻止后續(xù)循環(huán)中的代碼被運(yùn)行。
3、循環(huán)次數(shù)
與其它語言相比,LabVIEW 的 For 循環(huán)有一大特點(diǎn),在某些情況下它并不要求一定要輸入循環(huán)次數(shù),而可以根據(jù)輸入數(shù)組的大小自動(dòng)決定循環(huán)次數(shù)。通過帶索引的隧道,可以把數(shù)組分解成元素傳遞到循環(huán)體內(nèi),此時(shí)不需另行設(shè)置循環(huán)次數(shù)N,循環(huán)的次數(shù)就是數(shù)組的長度。每次循環(huán),帶索引的隧道便給出一個(gè)元素。
循環(huán)體上可以有兩個(gè)或更多的輸入數(shù)組使用帶索引的隧道,此種情況下容易引起錯(cuò)誤。這時(shí),循環(huán)的次數(shù)等于幾個(gè)數(shù)組中長度最短的那個(gè)數(shù)組的長度。如果另外又設(shè)置了循環(huán)次數(shù)N,那么循環(huán)次數(shù)就是N與輸入數(shù)組長度這兩者的最小值。調(diào)試時(shí),如果發(fā)現(xiàn)一個(gè)本該運(yùn)行多次的循環(huán)沒有運(yùn)行,那么很可能就是因?yàn)樗囊粋€(gè)輸入數(shù)組是空的。
While 循環(huán)同樣也可以使用帶索引的隧道,但是不建議大家這么用——如果需要用到帶索引的隧道,還是使用 For 循環(huán)更為適宜。因?yàn)?while 循環(huán)的循環(huán)次數(shù)不由數(shù)組個(gè)數(shù)決定,而是由停止條件決定的。如使用了帶索引的隧道,你還需要考慮當(dāng)數(shù)組大于、小于循環(huán)次數(shù)時(shí),程序應(yīng)該如何處理,所以還是在循環(huán)體內(nèi)作索引比較方便。如果希望循環(huán)次數(shù)與數(shù)組大小保持一致,那自然是用 For 循環(huán)的程序更加清晰易懂了。
4、移位寄存器的初始化
圖3:沒有初始化的移位寄存器
看圖3中這個(gè)程序,因?yàn)樗?while 循環(huán)上使用了帶索引的隧道,所以可讀性不那么好。array out 的運(yùn)行結(jié)果是什么,還要考慮一陣子才能給出答案。實(shí)際上這個(gè)程序,即使輸入不變,每運(yùn)行一次,array out 的結(jié)果都是不一樣的,它的長度一直在增加。這個(gè)問題就出在沒有給程序中的移位寄存器一個(gè)初始值。
沒有初始化的移位寄存器,總是保存上次運(yùn)行結(jié)束時(shí)的數(shù)據(jù)。這個(gè)特點(diǎn)在某些情況下可以被程序員利用,比如用它當(dāng)作全局變量,隨時(shí)把數(shù)據(jù)存入或取出(一個(gè)例子是《如何使用 VI 的重入屬性》中的圖4)。但多數(shù)情況下移位寄存器還是被用作為循環(huán)內(nèi)部的局部變量的,這時(shí)就一定要對(duì)它初始化,以防止?jié)撛诘腻e(cuò)誤。
5、Cluster
圖4:Cluster 傳遞數(shù)據(jù)出錯(cuò)
圖4的程序中有個(gè)奇怪的錯(cuò)誤,明明應(yīng)該是 weight 加 1 怎么運(yùn)行完后的結(jié)果變成了high 加 1 了呢?原因是 Cluster 中的元素有個(gè)順序,這個(gè)順序可以和界面上看到的順序不一致。分別鼠標(biāo)右擊程序中的兩個(gè) Cluster,選擇“Reorder Controls in Cluster”,就可以看到每個(gè)元素在 cluster 中的編號(hào)。info out 中的 high 實(shí)際上編號(hào)是 2,第三個(gè)元素。
為了避免 cluster 中用可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤,以及讓 cluster 應(yīng)用起來更方便,使用 cluster 最好遵循以下原則:
1. 凡是用到 cluster 的地方,就為它造一個(gè)類型定義(《在程序中使用類型定義》),在程序所有要用到這個(gè) cluster 的地方,都使用類型定義的實(shí)例。這樣一是可以保證所有的 cluster 都完全一致,避免圖4 這種錯(cuò)誤;二是一旦需要變動(dòng) cluster 中的元素,只需在類型定義中更新就可以了,不必挨個(gè) VI 修改。
2. 凡是在需要解開(unbundle)或打包(bundle)的地方統(tǒng)統(tǒng)使用 unbundle by name 和 bundle by name 來實(shí)現(xiàn)。使用帶名字的 bundle,unbundle 可以直觀的顯示出 bundle 種元素的名字,這樣不會(huì)因?yàn)轫樞虻牟煌鴮?dǎo)致錯(cuò)誤的連線。
6、并行運(yùn)行
LabVIEW 是自動(dòng)多線程的編程語言,這一點(diǎn)在方便用戶的同時(shí),也會(huì)帶來一些麻煩。比如最常見的情況,多線程會(huì)引起數(shù)據(jù)或資源的競(jìng)爭(zhēng)錯(cuò)誤(race condition)。
圖5:兩個(gè)并行運(yùn)行的子 VI
圖5是一個(gè)簡單的兩個(gè)子 VI 并行運(yùn)行的例子,在這個(gè)例子中就隱藏著一個(gè)潛在的問題。并行執(zhí)行的兩部分程序,先后次序是不定的。有可能關(guān)閉程序中的引用數(shù)據(jù)(綠色的線上的數(shù)據(jù))的節(jié)點(diǎn)在子 VI B 結(jié)束前運(yùn)行。而子 VI B 是要用到這個(gè)參考數(shù)據(jù)的,這是子 VI B 就會(huì)因?yàn)樗枰臄?shù)據(jù)失效而產(chǎn)生錯(cuò)誤
除此之外,我們還給大家整理了一些LabVIEW編程過程中常用的技巧,希望可以幫助大家提高編程效率。
1、樣式(NXG、新式、系統(tǒng)、經(jīng)典)不同的控件不僅僅是外觀上有所差別,其中有些屬性并不支持所有樣式的控件
2、數(shù)值控件可以通過顯示格式加入單位。
3、每當(dāng)不知道應(yīng)該輸入什么類型時(shí),右鍵創(chuàng)建常量進(jìn)行參考。
4、為了即時(shí)拋出異常,最常用的模式(模版)就是帶錯(cuò)誤處理的子VI框架。這個(gè)模板能夠保證在有錯(cuò)誤時(shí)可以快速通過本VI,進(jìn)入下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。沒有錯(cuò)誤發(fā)生時(shí),執(zhí)行本VI的程序代碼。
5、浮點(diǎn)數(shù)的比較是很嚴(yán)肅的事情,要注意數(shù)據(jù)精度間的關(guān)系。因?yàn)橐粋€(gè)微小的差別也會(huì)導(dǎo)致不相等。比如同為Pi常數(shù),一個(gè)是雙精度數(shù)據(jù)(上),另一個(gè)是單精度數(shù)據(jù)(下),比較結(jié)果是不相等。
6、布爾轉(zhuǎn)數(shù)字是非常有用的,尤其和創(chuàng)建數(shù)組函數(shù)結(jié)合,可以實(shí)現(xiàn)類似于3-8譯碼器的判斷部分非常簡便。
7、在許多場(chǎng)合下,錯(cuò)誤簇就是實(shí)現(xiàn)定序數(shù)據(jù)流的最佳方法。
8、整數(shù)只能在選擇器標(biāo)簽中顯示數(shù)字,并且它無法為每個(gè)值添加分支,只能一個(gè)一個(gè)的填寫。下拉列表因?yàn)槭褂玫囊彩钦麛?shù),所以特點(diǎn)與整數(shù)相同。組合框控件也無法為每個(gè)值添加分支,只能一個(gè)一個(gè)的填寫。列表和選項(xiàng)卡可以通過右鍵直接為每個(gè)值添加分支。
9、可以利用一次while循環(huán)來規(guī)范圖形化代碼的分布,避免代碼的隨意放置(亂丟亂放)。
10、在一個(gè)主線程內(nèi),while結(jié)構(gòu)必須放在事件結(jié)構(gòu)外,就會(huì)一直在等。如果不想因此造成死機(jī)等待,有以下方案:
a、設(shè)置超時(shí)事件,比如設(shè)置50,那么在50ms內(nèi)如果沒有觸發(fā)事件結(jié)構(gòu),那么將執(zhí)行超時(shí)事件中的程序;
b、(推薦)一個(gè)while就是一個(gè)線程,如果需要事件結(jié)構(gòu)介入,那么可以把其他服務(wù)程序放到另外一個(gè)while循環(huán)中,事件結(jié)構(gòu)單獨(dú)一個(gè)循環(huán),實(shí)現(xiàn)多線程效果(并行)。
11、定時(shí)循環(huán)不是do---While循環(huán),在當(dāng)次循環(huán)時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)更新都有用。
12、for循環(huán)中通過錯(cuò)誤簇連接到條件端子,可以及時(shí)停止循環(huán),下圖錯(cuò)誤的傳遞也可換為移位寄存器。
13、用對(duì)話框作為事件的響應(yīng)并不是一個(gè)好的選擇,因?yàn)閷?duì)話框需要操作者及時(shí)處理,如果沒有及時(shí)處理,事件一直處于等待狀態(tài),這樣其它事件源發(fā)出的響應(yīng)就會(huì)產(chǎn)生堆積。所以在事件處理程序中應(yīng)該避免使用對(duì)話框。事件處理程序應(yīng)該盡可能的簡潔迅速,避免其它事件被堆積。
14、當(dāng)需要彈出簡單對(duì)話框時(shí),可以直接調(diào)用應(yīng)用程序封裝的函數(shù)。
15、涉及網(wǎng)絡(luò)編程問題,先保證把windows自帶的防火墻關(guān)了,然后能ping到。本地可先用localhost測(cè)試。
16、附上一些快捷鍵技巧:
(1)Ctrl + E 切換前后面板
(2)Ctrl + B 在程序框圖面板,把錯(cuò)誤的斷線刪除掉
(3)Ctrl + R 運(yùn)行程序
(4)Ctrl + S 保存程序
(5)Shift + 鼠標(biāo)放在框邊上,可以實(shí)現(xiàn)拖動(dòng)
(6)Ctrl + 鼠標(biāo)放在框邊上,可以實(shí)現(xiàn)復(fù)制
(7)Ctrtl + Q 退出程序
(8)Ctrl+T 分屏
(9)選中圖標(biāo),Ctrl + "+"號(hào)鍵 :實(shí)現(xiàn)圖標(biāo)放大,或者選中,在控制面板選擇“17pt 應(yīng)用程序字體”,再選擇大小
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