局域變量、全局變量和功能型全局變量
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時(shí)間：2017-01-09
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圖 6 新建全局變量
將新建的全局變量VI的圖標(biāo)拖入到VI的背面板中，如同調(diào)用一個(gè)子VI一樣，就可以完成對(duì)全局變量的引用，如圖 7所示。圖中使用了2個(gè)不同的VI，分別進(jìn)行全局變量的讀和寫(xiě)操作。
圖 7 全局變量的引用
1.3局域變量和全局變量的使用小結(jié)
可以看出，LabVIEW中局域變量和全局變量的引入為數(shù)據(jù)的有效共享提供了非常便捷的途徑。但是正如前面所述，局域變量和全局變量需要占用大量的內(nèi)存空間，降低了程序運(yùn)行的效率，因此在實(shí)際過(guò)程中應(yīng)酌情應(yīng)用。
此外，由于LabVIEW編程環(huán)境的并行特性，使得很多程序員在使用局域變量和全局變量時(shí)并沒(méi)有考慮到變量的“競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)”問(wèn)題。如圖 8所示，程序的本意是希望將Numeric的值加1然后再乘以2賦值給Numeric變量，但是由于LabVIEW采用了數(shù)據(jù)流運(yùn)行方式，每一段代碼的開(kāi)始運(yùn)行時(shí)間幾乎是同時(shí)的（并行的），因此導(dǎo)致無(wú)法Numeric的輸出正確的值。
圖 8 變量的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)
以上舉得是一個(gè)比較明顯的例子，當(dāng)程序變得龐大而復(fù)雜時(shí)，這種問(wèn)題并不容易被發(fā)現(xiàn)并且很容易產(chǎn)生。特別是在使用全局變量時(shí)，如果程序員沒(méi)有非常清楚地明晰各個(gè)時(shí)刻全局變量中的值，那么很容易地讀到一些“意料之外”的數(shù)據(jù)。同時(shí)，在使用全局變量時(shí)，應(yīng)該注意變量的初始化操作。雖然，這可以使用LabVIEW的Make Current Value Default菜單項(xiàng)實(shí)現(xiàn)，但是仍然推薦使用獨(dú)立的初始化VI為每一個(gè)全局變量顯式地賦初值。
1.4Value屬性節(jié)點(diǎn)和局域變量的效率
眾所周知，在LabVIEW中為一個(gè)Control賦值有Value屬性節(jié)點(diǎn)和局域變量2種方式；為一個(gè)Indicator賦值有直連、Value屬性節(jié)點(diǎn)和局域變量3種方式。那么這些方式有哪些區(qū)別和聯(lián)系呢？在實(shí)際過(guò)程中應(yīng)該使用哪種方式呢？
為了表示分析這三種賦值方式的區(qū)別，使用3個(gè)獨(dú)立的VI進(jìn)行測(cè)試，如圖 9所示。可以看出，從時(shí)間上來(lái)看：Time(直連賦值) < Time(局域變量賦值) < Time(Value屬性節(jié)點(diǎn)賦值)。這說(shuō)明Indicator直連賦值是最有效和直接的方式，它只是完成數(shù)據(jù)的顯示；而局域變量賦值需要完成對(duì)數(shù)據(jù)的拷貝，占用事件其次；Value屬性節(jié)點(diǎn)使用了VI Server技術(shù)，它需要完成對(duì)前面板控件的調(diào)用和刷新，占用時(shí)間較長(zhǎng)。因此從運(yùn)行時(shí)間上看，對(duì)控件的賦值應(yīng)盡量采用直連或局域變量的方式，盡量少地使用屬性節(jié)點(diǎn)。
圖 9 測(cè)試三種賦值方式所占用的時(shí)間
1.5功能性全局變量
為了克服局域變量和全局變量的“競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)”潛在危險(xiǎn)和復(fù)制數(shù)據(jù)副本的缺點(diǎn)，在LabVIEW中可以使用功能性全局變量代替全局變量的使用。因?yàn)槿肿兞康膽?yīng)用無(wú)非是讀取和寫(xiě)入操作，因此可以使用LabVIEW的移位寄存器將數(shù)據(jù)空間強(qiáng)制共享。
本節(jié)將建立一個(gè)功能性全局變量代替一個(gè)Numeric型的全局變量（下載），新建一個(gè)VI的前面板如圖 10所示，背面板如圖 11所示。程序使用了一個(gè)只運(yùn)行一次的while循環(huán)，這是為了使用移位寄存器保存變量的值。使用一個(gè)枚舉控件表示對(duì)全局變量的操作（讀或者寫(xiě)），而不同的case結(jié)構(gòu)中響應(yīng)相應(yīng)的指令。
圖 10 功能性全局變量的前面板
圖 11 功能性全局變量的背面板
新建一個(gè)VI調(diào)用上面的VI（稱(chēng)為功能性全局變量），如圖 12所示，可以看出能夠輸出正確的值。
圖 12 使用功能性全局變量
由于每次讀和寫(xiě)變量時(shí)，都是取自于while循環(huán)中的移位寄存器，因此能夠避免了數(shù)據(jù)拷貝的問(wèn)題（當(dāng)然，全局性功能變量VI不能夠設(shè)置為Reentrant可重載的）。由于功能性全局變量VI中加入了“錯(cuò)誤簇”端子，因此使用ErrorIn和ErrorOut能夠很好地避免“競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)”問(wèn)題。
從理論上說(shuō)，功能性全局變量能夠完全取代傳統(tǒng)的全局變量。由于加入了“錯(cuò)誤簇”和移位寄存器，避免了數(shù)據(jù)的重復(fù)拷貝。同時(shí)，使用枚舉型控件（可以設(shè)置為T(mén)ype Def.控件）能夠使得整個(gè)程序結(jié)構(gòu)更加清晰、明了，實(shí)現(xiàn)模塊化程序設(shè)計(jì)的目的。
評(píng)論