第三章 数组、簇和波形
Labview 第三章 数据类型：数组、簇和波形
第三章数据类型：数组、簇和波形３．１概述数组是同类型元素的集合。
一个数组可以是一维或者多维，如果必要，每维最多可有231－1个元素。
可以通过数组索引访问其中的每个元素。
索引的范围是0到n –1，其中n是数组中元素的个数。
图３－１所显示的是由数值构成的一维数组。
注意第一个元素的索引号为0，第二个是1，依此类推。
数组的元素可以是数据、字符串等，但所有元素的数据类型必须一致。
图３－１数组示意图簇（Cluster）是另一种数据类型，它的元素可以是不同类型的数据。
它类似于C语言中的stuct。
使用簇可以把分布在流程图中各个位置的数据元素组合起来，这样可以减少连线的拥挤程度。
减少子VI的连接端子的数量。
波形（Waveform）可以理解为一种簇的变形，它不能算是一种有普遍意义的数据类型，但非常实用。
３．２数组的创建及自动索引３．２．１创建数组一般说来，创建一个数组有两件事要做，首先要建一个数组的“壳”（shell），然后在这个壳中置入数组元素（数或字符串等）。
如果需要用一个数组作为程序的数据源，可以选择Functions»Array»Array Constant，将它放置在流程图中。
然后再在数组框中放置数值常量、布尔数还是字符串常量。
下图显示了在数组框放入字符串常量数组的例子。
左边是一个数组壳，中间的图上已经置入了字符串元素，右边的图反映了数组的第０个元素为：”ABC”，后两个元素均为空。
图３－１数组的创建在前面板中创建数组的方法是，从Controls模板中选择Array & Cluster，把数组放置在前面板中，然后选择一个对象（例如数值常量）插入到数组框中。
这样就创建了一个数值数组。
也可以直接在前面板中创建数组和相应的控制对象，然后将它们复制或者拖曳到流程图中，创建对应的常数。
还有很多在流程图中创建和初始化数组的方法，有些功能函数也可以生成数组。
３．２．２数组控制对象、常数对象和显示对象通过把数组与数值、布尔数、字符串或者簇组合在一起，可以在前面板和流程图中创建任何一种控制对象、常数对象和显示对象。
03-labview数组、簇与、曲线图与结构体
function “Tick Count (ms)”
函数 “Tick Count (ms)”的功能：输出毫 秒计数器的当前值 2^32-1(ms)=1193.04647083…小时
Sequence Structures
In the Execution Control subpalette of Functions palette Executes diagrams sequentially Right-click to add new frame
子框架名称(case selector label)
Case Structure
True The value is valid. Square Root
输入通道(input tunnel)
输出通道(output tunnel)
Case Structure
对于流入selector terminal的所有可能值，均要 有相应的处理子框架 当某个子框架建立了输入通道后，也即给所有 的子框架建立了一个输入通道，其它的子框架 均可从该输入通道中获得数据。 给某个子框架建立了输出通道后，也即对所有 的子框架建立了一个输出通道，必须要在其它 的全部子框架中对输出通道进行赋值
Bundle By Name
Cluster Functions
Unbundle
Unbundle By Name
Unbundled cluster in the diagram
Error Cluster
Conditional Terminal
Loops
While Loops
Have Iteration Terminal Always Run at least Once Run According to Conditional Terminal
数据结构(C语言版)_第3章 串与数组
char data; struct lnode *next;
}lstring;
3.3.3 串的存储结构——链式存储结构
当结点大小>1时，可以采用块链结构。
#define CHUNKSIZE 100
/*可由用户定义块的大小*/
typedef struct Chunk
第三章 串与数组
本章要点
➢字符串的基本概念与基本运算 ➢字符串的存储和基本运算的实现 ➢数组的概念和基本运算 ➢数组的存储结构 ➢特殊矩阵的压缩存储及运算 ➢广义表的概念及相关术语 ➢广义表的存储形式
3.1 “文学研究助手”案例导入
“文学研究助手”引例：请从下面的英文文章里，统计其中 good出现的次数和位置，并查找单词the所在的行号，该行中出 现的次数以及在该行中的相应位置。
3.4.1 数组的定义
数组是n个具有相同类型的数据元素构成的有限序列，数组 中的数据是按顺序存储在一块地址连续的存储单元中。
数组中的每一个数据通常称为数组元素，数组元素用下标 区分，其中下标的个数由数组的维数决定。
若线性表中的数据元素为非结构的简单元素，则称为一维 数组，又称为向量；若一维数组中的数据元素又是一维数组结 构，则称为二维数组；依次类推，若二维数组中的元素又是一 个一维数组结构，则称作三维数组。
3.3.4 串的基本操作的实现算法
第二种顺序存储方式下几种基本操作的算法
算法1：串连接操作 算法2：串比较操作 算法3：取子串操作 算法4：串插入操作 算法5：串删除操作 算法6：串置换函数 算法7：子串定位操作
3.3.5 串的应用
【例3-1】设计一个算法求串s中出现的第1个最长重复子串 及其位置。
基于labview的数组、簇和波形
图形Graph一次性绘制预先产生的数据数组，不能将新数据追加到以前产生的数据上
波形chart和波形Graph的使用
Chart和Graph使用总结
波形Chart：单点以及多点波形Chart的框图程序 单曲线波形Graph
参考的例程
Charts.vi Waveform Graph.vi
XY Graph使用
图形是以曲线来显示数据
01
常用的二维图形控件有波形Chart和波形Graph和XY Graph
02
可显示单条曲线和显示多条曲线。
03
图形控件有很多特性，可以设置和修改，改变曲线显示的格式。
04
图形显示
图形Chart可以交互式绘制曲线，常用于循环中，可以保存并显示已采集到的数据，当新数据到来时可以追加显示。
数组、簇和波形
01
单击此处添加文本具体内容，简明扼要地阐述你的观点
LabVIEW的数据类型
数据类型选择和转换：
数值型控件对象的数据类型或格式和精度指定：右击对象，在弹出菜单上选择“Represeutation”或”Format @ Precision” 不同数据类型连接时，有的可以自动转换，有的不行 可使用转换函数强制转换 转换函数在函数面板数值运算Numeric中conversion子模板中
例：10元素的一维数组
思考？
波形可以存储在数组中，波形上一点构成数组中的一个元素。
波形如何存储？
在前面板创建
在后面板创建
通过函数或VIS动态生成
数组的创建
在前面板创建数组：
第一步创建数组壳: 从控制模板的Array&Cluster子模板中选择Array控制器，放在前面板上，即建立了一个空的数组壳（Array Shell） 第二步建立数据对象: 把一个数据对象拖入数组壳，或者从控制模板中添加一个数据对象到数组壳中，这样就可以创建一个数组 离索引显示最近的元素对应该索引显示里索引值关联的元素 索引显示
《虚拟仪器与LabVIEW程序设计》章节思考与练习题含答案(大学期末复习资料)
第1章虚拟仪器概述1．测试测量仪器发展至今经过了那些阶段？答：经历了4个阶段，即：第一代模拟式仪器（或指针式仪器）、第二代数字式仪器、第三代智能仪器、第四代虚拟仪器。
2．什么是虚拟仪器，它有哪些特点?答：虚拟仪器是指在以计算机为核心的硬件平台上，其功能由用户设计和定义，具有虚拟仪器面板，其测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。
特点：虚拟含义主要有两点：1、仪器面板是虚拟的，通过调用控件选板中的控件实现3．简述虚拟仪器的系统组成？答：虚拟仪器系统由硬件平台和软件平台两大部分完成：硬件平台：计算机、I/O接口设备；软件平台：4．简述虚拟仪器的软件层次结构？答：测试管理层：用户及仪器设备等管理。
应用程序开发层：用户根据仪器功能需求开发设计的虚拟仪器程序。
仪器驱动层：完成对特定仪器的控制和通信的程序集合。
I/O总线驱动层：完成对仪器寄存器进行直接存储数据操作，并为仪器设备与仪器驱动程序提供信息传递的底层软件。
第2章一个简单VI的设计1．输入两个数，求两个数的和差运算，并显示结果。
2．程序运行中，用旋钮控件改变图形曲线的颜色。
建立波形图表的属性节点，改为可写，并指定为曲线Plot的颜色Color属性。
第3章几种常用的程序结构1.创建一个VI产生100个随机数，求其最小值和平均值。
2.创建一个VI，每秒显示一个0到1之间的随机数。
同时，计算并显示产生的最后四个随机数的平均值。
只有产生4个数以后才显示平均值，否则显示0。
每次随机数大于0.5时，使用Beep.vi产生蜂鸣声。
3.求X的立方和（使用For和While循环）。
4.编程求1000内的“完数”。
“完数”指一个数恰好等于它本身的因子之和。
例如28＝14+7+4+2+1。
5.创建一个VI ，实现加、减、乘、除四种运算方式。
6.编写一个程序测试输入以下字符所用的时间：LabVIEW is a graphical programming language.7.使用公式节点创建VI ，完成下面公式计算，并将结果显示在同一个屏幕上。
lABVIEW关于数据类型的编辑：数组、簇和波形
数据类型：数组、簇和波形．１概述数组是同类型元素的集合。
一个数组可以是一维或者多维，如果必要，每维最多可有231－1个元素。
可以通过数组索引访问其中的每个元素。
索引的范围是0到n – 1，其中n是数组中元素的个数。
图３－１所显示的是由数值构成的一维数组。
注意第一个元素的索引号为0，第二个是1，依此类推。
数组的元素可以是数据、字符串等，但所有元素的数据类型必须一致。
图３－１数组示意图簇（Cluster）是另一种数据类型，它的元素可以是不同类型的数据。
它类似于C语言中的stuct。
使用簇可以把分布在流程图中各个位置的数据元素组合起来，这样可以减少连线的拥挤程度。
减少子VI的连接端子的数量。
波形（Waveform）可以理解为一种簇的变形，它不能算是一种有普遍意义的数据类型，但非常实用。
３．２数组的创建及自动索引３．２．１创建数组一般说来，创建一个数组有两件事要做，首先要建一个数组的“壳”（shell），然后在这个壳中置入数组元素（如果需要用一个数组作为程序的数据源，可以选择Functions»Array»Array Constant，将它放置在流程图中。
然后再在数组框中放置数值常量、布尔数还是字符串常量。
下图显示了在数组框放入字符串常量数组的例子。
左边是一个数组壳，中间的图上已经置入了字符串元素，右边的图反映了数组的第０个元素为：”ABC”，后两个元素均为空。
图３－１数组的创建在前面板中创建数组的方法是，从Controls模板中选择Array & Cluster，把数组放置在前面板中，然后选择一个对象（例如数值常量）插入到数组框中。
这样就创建了一个数值数组。
也可以直接在前面板中创建数组和相应的控制对象，然它们复制或者拖曳到流程图中，创建对应的常数。
还有很多在流程图中创建和初始化数组的方法，有些功能函数也可以生成数组。
３．２．２数组控制对象、常数对象和显示对象通过把数组与数值、布尔数、字符串或者簇组合在一起，可以在前面板和流程图中创建任何一种控制对象、常数对象和显示对象。
虚拟仪器第3章-构建程序框图要点
些部分能划分为一个逻辑上的单元，就创建一个子VI。 整齐清晰的排列连线，以免造成读程序的困难。 按住<Ctrl>键用选择工具在程序框图中划出一块面积，
可以解决部分程序框图过于拥挤的问题。 为了节省程序框图空间，不必为函数和子VI显示标签，
包括算术运算符、数值类型转换函数、三角函数、对数函数、 数值 复数函数、数值常数、数据操作函数、与信号调理有关的量值
转换VI等。
文件I/O
包括对各种格式文件读写的函数和VI,对文件及路径进行操作 的各种函数和VI。
布尔 包括逻辑运算符、布尔型常数、布尔量与数值的转换函数等。
3-2 函数选板
图标
名称 字符串
第3章 构建程序框图
程序框图里的对象 函数选板 基本数据类型 程序的层次结构 Express VI 多态 程序框图设计原则 修复程序创建中的错误 程序调试
唐山学院测控中心 (C) 2008
3-1 程序框图里的对象
3-1-1 节点 3-1-2 接线端 3-1-3 常量 3-1-4 连线
3-1-1 节点
函数 函数是完成LabVIEW程序功能的最基本成员，它相当于文
本编程语言对较少。
子VI 用于另一个VI中的VI叫子VI，这实际就是供其它程序调用
的子程序。
Express VI Express VI是一类特殊子VI，可以通过对话框配
。
3-4 程序的层次结构
3-4-1 层次结构窗口
帮助我们了解软件 层次结构的一个图形工 具是LabVIEW的层次结 构窗口，层次结构窗口 通过显示VI的调用与被 调用来表达VI的从属关 系。
虚拟仪器 LABVIEW 第3章3-1
第2页
《虚拟仪器设计》
在同一硬件平台上，调用不同的测试软件就可构 成不同功能的虚拟仪器。例如：
对采集的数据通过测试软件进行标定，并在时间轴上 把对应的数据点显示出来，就构成了一台数字示波器； 对采集的数据利用软件进行FFT变换，并把各频率分 量幅值在频率轴上显示出来，则构成一台频谱分析仪 等。 通过信号分析与处理可求取信号的各种特征值，如峰 值、真有效值、均值、均方值、方差、标准差及频谱 函数、相关函数、概率密度函数等，可构成各种测试 仪器。
信号名称
图3-9 Simulate Signal．vi的参数设定对话框
第23页
《虚拟仪器设计》
（1）信号特性
首先选择周期信号类型和能够附加噪声信号的类型， 分别见图3-10和图3-11，然后设定信号的频率、幅值、 初始相角和直流偏置，噪声的均值、标准偏差等。
第24页
《虚拟仪器设计》
（2）采样时间特性和时间戳 采样时间特性选择：
《虚拟仪器设计》
虚拟仪器测试功能软件的主要内容
① 时域分析：测量时采集到的信号是一个时域波形。 ② 频域分析：测量时直接采集到的信号是时域波形，由 于时域分析的局限性，所以往往把问题转换到频域来处 理。基本方法是FFT。 ③ 相关分析：信号的相关分析是时（延）域中进行的一 种信号分析处理方法。 ④ 幅值域分析：信号的幅值域分析首先是对随机信号进 行统计分析，可以求得信号的均值、均方值、方差、概 率密度函数等。
在测试工程应用中还有这样一种情形：测量的信号是若 干个正弦信号或余弦信号的叠加，每个正弦信号或余弦 信号具有不同的频率、幅值和相位。
仿真信号发生器Simulate Signal．vi不能产生多个周期信 号叠加的波形，如果要实现这一功能，需要在每个单一 周期信号产生以后再进行叠加运算。
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第三章数据类型：数组、簇和波形３．１概述数组是同类型元素的集合。
一个数组可以是一维或者多维，如果必要，每维最多可有231－1个元素。
可以通过数组索引访问其中的每个元素。
索引的范围是0到n – 1，其中n是数组中元素的个数。
图３－１所显示的是由数值构成的一维数组。
注意第一个元素的索引号为0，第二个是1，依此类推。
数组的元素可以是数据、字符串等，但所有元素的数据类型必须一致。
图３－１数组示意图簇（Cluster）是另一种数据类型，它的元素可以是不同类型的数据。
它类似于C语言中的stuct。
使用簇可以把分布在流程图中各个位置的数据元素组合起来，这样可以减少连线的拥挤程度。
减少子VI的连接端子的数量。
波形（Waveform）可以理解为一种簇的变形，它不能算是一种有普遍意义的数据类型，但非常实用。
３．２数组的创建及自动索引３．２．１创建数组一般说来，创建一个数组有两件事要做，首先要建一个数组的“壳”（shell），然后在这个壳中置入数组元素（数或字符串等）。
如果需要用一个数组作为程序的数据源，可以选择Functions»Array»Array Constant，将它放置在流程图中。
然后再在数组框中放置数值常量、布尔数还是字符串常量。
下图显示了在数组框放入字符串常量数组的例子。
左边是一个数组壳，中间的图上已经置入了字符串元素，右边的图反映了数组的第０个元素为：”ABC”，后两个元素均为空。
图３－１数组的创建在前面板中创建数组的方法是，从Controls模板中选择Array & Cluster，把数组放置在前面板中，然后选择一个对象（例如数值常量）插入到数组框中。
这样就创建了一个数值数组。
也可以直接在前面板中创建数组和相应的控制对象，然后将它们复制或者拖曳到流程图中，创建对应的常数。
还有很多在流程图中创建和初始化数组的方法，有些功能函数也可以生成数组。
３．２．２数组控制对象、常数对象和显示对象通过把数组与数值、布尔数、字符串或者簇组合在一起，可以在前面板和流程图中创建任何一种控制对象、常数对象和显示对象。
数组元素不能是数组、图表或者图形。
如果您想查看一些数组的例子，请查看Examples\General\arrays.llb中的例子。
３．２．３自动索引For循环和While循环可以自动地在数组的上下限范围内编索引和进行累计。
这些功能称为自动索引。
在启动自动索引功能以后，当把某个外部节点的任何一维元素连接到循环边框的某个输入通道时，该数组的各个元素就将按顺序一个一个地输入到循环中。
循环会对一维数组中的标量元素，或者二维数组中的一维数组等编制索引。
在输出通道也要执行同样的工作――数组元素按顺序进入一维数组，一维数组进入二维数组，依此类推。
在默认情况下，对于每个连接到For循环的数组都会执行自动索引功能。
可以禁止这个功能的执行，方法是用鼠标右键单击通道（输入数组进入循环的位置），在快捷菜单中选择DisableIndexing。
练习３－１创建一个自动索引的数组目的：使用 For 循环的自动索引功能创建数组，并用一个图形（Graph）显示该数组。
前面板图３－２练习３－１的面板1.打开一个新的前面板。
2.选择Controls»Array & Cluster，在前面板中放置一个数组。
设置它的标签为Waveform Array。
3.选择Controls»Numeric，在数组框中插入一个数字式显示对象。
如右图所示。
它用于显示数组的内容。
4. 选择Controls»Graph ，在前面板中放置一个波形图。
设置它的标签为Waveform Graph 。
5. 隐藏图例和模板。
6. 用鼠标右键单击图形，并在快捷菜单中取消选中 YScale»Autoscale Y ，禁止自动坐标功能。
7. 使用文本工具，把Y 轴的范围改为-0.5到1.5。
流程图8. 按照下图创建流程图。
图３－２ 练习３－１的流程图● 由Functions»Select a VI…寻找LabVIEW\activity 目录下的Generate WaveformVI ，它的作用是返回波形中的某一点。
这个VI需要输入一个索引，我们将循环周期连接到这个输入。
● 注意Generate Waveform VI 连出来的连线在循环边界变成一个数组时会变粗，正是在这个边界处形成了一维数组。
● For 循环会自动累计边界内的数组。
这种功能叫做自动索引。
在这个例子中，连接到循环计数输入的数值常数令For循环创建了一个由100个元素组成的数组。
● Bundle 函数（ Functions» Cluster ）——将图块中的各个组件组合成一个簇，在正确连接以前需要改变该函数的图标的大小。
将移位工具放在图标的左下角。
变形工具会变成如左图所示，拖曳鼠标直到出现第三个输入端子。
● 数值常数（ Functions»Numeric）——三个数值常数用于设置For 循环执行的周期数N=100，初始X=0和delta X=1。
9. 从前面板执行该VI 。
该VI 将把自动索引后的波形图数组显示在波形图中。
10. 把 X 的delta 值改为0.5，X 的初始值改为20。
再次执行该VI 。
注意，波形图现在同样显示100个点，而每个点的初始值为20，X 的delta 值为0.5（见X 轴）。
11. 只需在显示器中输入元素的索引号就可以查看波形数组中的任何元素。
如果输入的数比数组的元素个数大，那么显示Waveform Graph Waveform Array器将变暗，表示您没有为该元素设置索引。
如果需要一次查看多个元素，可以通过改变数组显示对象的大小来实现。
把定位工具放置在数组框的右下角。
工具将变成右图所示的变形工具。
当工具变形时，用鼠标拖曳数组的右边或者下边。
数组现在就可以按照元素索引的上升顺序显示多个素，以某个与指定索引对应的元素开始，如下图所示。
图３－３练习３－１中多个数组元素的同时观察在前面的流程图中，您为波形图指定了初始的X值和deltaX值。
默认的X初始值是0，delta X 值是1。
这样，也可以把波形数组直接连接到波形图端子，而无需指定初始的X值和delta X值，如图３－４所示。
图３－４练习３－１使用默认X及Delta X时简化后的流程图12.按上图删除 Bundle功能函数和它所连接的常数对象。
方法是用移位工具选择该功能函数和连接的常数对象，按下<Delete>。
再选择Edit»Remove Bad Wire s。
按照上图完成流程图的连线。
13.执行该VI。
注意初始的X值是０，delta X值是1。
多图区图形可以创建含有多条曲线的图形，方法是创建一个数组，用它来汇集传给单图区图形的类型的数据元素。
图３－５ 练习３－１多图区图形的流程图14. 按照上图创建流程图。
● 正弦函数（Functions»Numeric»Trig onometric ）——在这里，它用于在For 循环中创建一个由数据点组成的数组，表示一个正弦波周期。
● Pi 常数（Functions»Numeric»AdditionalNumeric Constants ）● Build Array （Functions»Arra y ）——在这里，它用于创建合适的数据结构（一个二维数组），在波形图中绘制两条曲线。
用移位工具拖曳边角可以增大该函数的面积，创建两个输入端子。
15. 返回前面板，执行该 VI 。
注意同一个波形中的两个图区。
默认情况下，它们的X 初始值都是0，delta X 初始值都是1。
下图是该程序的运行结果（前面板未改动）。
16. 把该VI 保存为LabVIEW\Activity 目录中的GraphWaveform Arrays.vi 。
17. 可以修改图形中的某个图区的外观。
方法是，用鼠标右键单击这个图形，再从弹出菜单选择对应的图例。
Array图３－６ 练习３－１多图区图形的面板显示练习 ３－１ 结束。
在上面这个例子中，由于计算端子连接了一个值为100的常数对象，所以 For 循环将执行100次。
下面这个例子显示了另外一种控制循环执行次数的方法。
更详细的例子建议调阅Examples》Fundamentals 》Graphsand Charts》Graph Examples》Waveform Graph例子。
练习３－２对输入数组使用自动索引功能目的：打开并执行一个VI，它将在一个For循环中使用自动索引功能处理一个数组。
1.选择File»Open…，打开Examples\General\arrays.llb中的Separate Array ValuesVI 。
2.打开流程图。
下面的示意图显示的是在TRUE和FALSE时的情况。
图３－７练习３－２的流程图注意，Input Array引出的连线与For循环外的粗线不同，表示这是一个数组，而循环内部的细线则表示这是一个数组元素。
数组元素在每个循环期间将自动编号。
用自动索引功能设置 For 循环的计数器注意，计数器端子还没有连线。
当您对某个进入For循环的数组使用自动索引功能时，循环就将根据数组的大小执行相应的次数，这样就无需连接某个值到计数器的端口。
如果对一个以上的数组使用自动索引功能，或者在使用自动索引功能之外还需要设置计数器时，实际的循环次数将是其中最小的数。
3.执行该VI。
在输入的八个数中，可以看到4个属于正数数组，另外4个属于负数数组。
4.从流程图中将一个值为5的常数对象连接到For 循环的计数器端子。
执行该 VI。
可以看到尽管输入数组仍然有八个元素，但是3个位于正数数组，另外2个位于负数数组。
这说明，如果设置了N并开启了自动索引功能，那么实际循环的次数将取较小的数。
5.关闭该VI，不要保存任何修改。
注：练习３－２的算法说明下面是一段伪代码，解释上面的算法，假定输入数组为A（已赋值），B（正数）、C（负数）。
Sbr 、Scr分别是与B数组、C数组对应的右寄存器数组，Sbl 、Scl分别是与B数组、C数组对应的左寄存器数组，size运算为测数组实际大小，ins运算为将一个数插入数组中最左边的空位。
练习３－２结束。
３．３数组功能函数LabVIEW提供了很多用于操作数组的功能函数，位于Functions»Array中。
其中包括Replace Array Element,、Search 1DArray、Sort 1D Array、Reverse 1D Array和Multiply ArrayElements等等。
创建数组——Build Array函数（Functions»Array），用于根据标量值或者其他的数组创建一个数组。