多态VI

一、多态VI的概念


图1:一些多态 VI

    LabVIEW 提供的一些 subVI,它们可以用于处理多种不同类型的数据。比如读写INI文件的VI,它们既可以读写数值型的数据,也可以读写字符串、布尔等数据类型。类似的还用声音输出的VI、数据采集的VI等等。
    这种可以处理多种不同数据类型的 VI 被称为“多态VI”。这个多态和 C++ 中的多态可不是一个意思,它更类似于 C++ 中的函数重载。
    多态 VI 根据输入或输出的数据类型,再选择调用一个的针对这种数据类型实现功能的 VI。这些准对某种数据类型实现功能的 VI 被称作“实例VI”。一般一个多态VI调用多个实例VI。

    在这种场合下,比较适合使用多态VI:你帮助用户实现了一个算法,这个算法会应用到几种不同的数据类型上。为了用户使用方便,最好是不是给用户看到一组不同的VI,这样他在使用前,还要根据数据类型的不同先去寻找适合的VI;最好是指停工一个统一的接口VI,这个VI可以接受不同的数据类型,这个接口VI自动的根据输入数据类型的不同,去调用相应的算法VI。

二、如何实现多态VI

    比如说,我们现在需要提供给用户一个加法功能,它支持两种数据类型:整数和字符串。如果输入是两个正整数,输出就是它们的和;如果输入是两个字符串,输出就是把两个字符串连接在一起。
    对于这个需求,我们需要实现一个多态VI:"add.vi",这个VI支持两种数据类型:数值和字符串。这个名为"add.vi"的VI根据输入数据的类型,再去调用两个实例VI:“add numeric.vi”和“add string.vi”来实现具体的加法功能。它们的调用关系如图1所示。


图2:一个实现加法功能的多态VI的调用关系

    我们在实现这样的多态VI之前,一般先实现它的实例VI,就是那些针对每个数据类型完成算法功能的VI。在这里是“add numeric.vi”和“add string.vi”。
    完成了实例VI,就可以开始创建多态VI了。在 LabVIEW 的菜单中选择 File->New,出现 LabVIEW 新建项目的选择对话框,再选择 VI->Polymorphic VI 就会出现一个新的多态VI。
    多态VI和普通的VI看上去不一样,没有前后面板。因为它的功能都是在实例VI中实现的,因此多态VI只要选择一下它的实例VI就可以了。


图3:多态VI

    在多态VI的界面上,右上方是这个多态VI的图标。我们可以在这里画一个图标,让用户在使用多态VI时,程序框图上一直显示此图标。但是,有时候使用实例VI的图标,可以让程序显得更清晰,那么我们可以在多态VI左下方配置此选项。
    多态VI的主体部分是一张列表,通过“Add”按钮,可以把它的实例VI添加进来。在用户的程序框图上,多态VI的数据类型可以自动确定,也可以由用户通过右键菜单或选择栏(图1中多态VI下面那个紫色方框)来选择。实例VI列表中的“Menu Name”和“Selector Name”分别是在选择是代表每种数据类型的在菜单和选择栏中的文字,可以通过“Edit Name”按钮来编辑它们。
    多态VI右下方两个选择框,“Show Selector by Default”表示当多态VI被拖到程序框图上的时候,就把选择框显示出来。否则,用户也可以通过右键菜单选择显示它。
    “Allow Polymorphic VI to Adapt to Data Type”表示有多态VI根据输入数据类型的不同,自动选择调用一个相应的实例VI。如果这项没被选中,编程者必须每次手动选择他想要的实例VI。

三、多态VI的注意事项

    在设计多态VI时,有一些事项需要注意。
    多态VI只能处理有限种数据类型,它只能处理实例VI中处理了的那些数据类型。数据的类型是无限的,比如:包含两个整数的簇(Cluster)是一种数据类型,包含三个整数的簇就变成另一种数据类型了,包含三个字符串的簇又是一种新类型。如果你想做一个多态VI可以像LabVIEW原有的加法函数一样处理无限种数据类型,是做不到的。
    多态VI的每个实例VI可以是完全不同的,前面板,程序框图,使用的子VI等等都可以完全不同。但是,为了便于用户理解,一个多态VI应该就是处理某一种算法的,它的每个实例VI负责一种数据类型。并且,为了便于用户在不同的数据类型之间切换,每个实例VI的接线方块(Connector Pane)的接线方式都应当保持一致。
    多态VI不能嵌套使用,一个多态VI不能作为其他多态VI的实例VI。

四、小技巧

    你可以把多态 VI 的右键菜单,选择某个实例 VI 那一项做成有层次的多级菜单。只要 Menu Name 中输入菜单的层次结构,使用冒号:作为层级分隔符就可以了。比如下面这个例子:


图4:有层次结构的快捷菜单

《我和 LabVIEW》目录

7 thoughts on “多态VI

  1. Pingback引用通告: 博客版《我和LabVIEW》目录 « 凡人琐忆

  2. 关于你说的只更改程序的部分VI的问题,我想一个比DLL更简单的办法是,你把可能需要更新的VI都提出来,作成动态调用的VI。每次生成的EXE中是不包含这些VI的。它们独立于可执行文件之外。需要更新,则把新的VI给用户,替换掉旧的就可以。如果VI需要保密,可以加密码,甚至保存为不含程序框图的VI,这样用户无论如何都看不到他的代码。动态调用的VI,最主要缺点是加载比较慢,一个解决办法是每次程序启动时,就把所有可能用到的VI都装入内存。

  3. 关于嵌套,你说的没错,多态VI只是不能直接作为另外一个多态VI的实例VI,间接再调用是可以的。实例VI中再使用别的多态VI是可以的。但是,实例中再想调用自己所在的多态VI是不允许的。

  4. 开发多态VI要稍微多费一些事,但会方便使用它的人。对与同样数据类型的输入,不同的算法,也可以做成多态VI。LabVIEW 中也确实有这样的例子。但是,这种多态VI在使用时就不能根据数据类型来自动选择实例VI了,必须要用户手工指定,这样一来,它给用户带来的好处就大打折扣了。比如说,只使用普通的VI,但是增加一个枚举类型的参数用来指定算法,也可以达到同样的目的。

  5. by the way,你说很多人都会问你一些数据采集方面的问题,可能你自己没有把自己介绍清楚,或者说是NI给人的印象。因为我们大多数打交道的都是AE或者销售。他们几乎都是什么都知道一点的,呵呵。如果别人知道你是NI的R&D,估计就不会让你这么烦了。我一开始也一位你是一个AE呢。所以你可以在blog的显眼的位置注明自己是NI的R&D。或许会少点麻烦。
    我来继续纠缠你一个问题。
    象我现在写LV的程序,发布给用户之后,如果需要更改或者用户提出一个新的要求,那么我可能整个程序都需要重新编译再发布给用户。很不方便。虽然我可能只是改了一个子VI的一小部分,或者只是改了一个算法。
    那么,能不能在我的程序就不用更改的情况下,实现用户的新的需求呢。其实也就是接口-插件技术在我的程序里面的体现。我现在的做法是把不同的功能模块做成dll文件,然后去调用。需要更改的时候,给用户发一个新的dll,覆盖原来的库文件,程序是不变的。甚至于我对我的程序的许可权(lisence)的控制等等,都在dll里面实现。一年到期了,让程序就不能工作,嘿嘿。因为dll文件不可见,所以有它的优势。
    不过这么做也非常的烦人。而且根本上来说,我需要重新编译我的dll文件。有没有更好的实现的方法呢?
    我想过,是不是LV里面的所有的子VI的调用都用动态调用的方式就OK了?没太整明白。还请赐教!
     
    你做的map containner,最近进展如何?我用的还是比较爽,就是只能在编辑状态下用。现在有新的版本出来了吗?可以编译成exe使用了吗?
    我和你交流过你的map是用的二叉树搜索算法的,有一个预先的排序,所以速度很快。然后我自己也尝试着做了一个使用链地址的哈希搜索的算法,不是很完善。没太多时间,水平也不太灵光,呵呵。

  6. 相当感谢!呵呵。
    我已经搞出来具体怎么弄这个东西了。我理解,对于一个单独的程序而言,做成多态VI可能会比较浪费一点时间。其实你一个一个调实例VI就可以了。改起来也比较方便。不过,如果是后面有很多类似的项目,基本上会用到相同功能的VI时,前面花点时间做个多态的,会很方便。
    你上方所述,大部分都是在说相对于不同的数据类型。不过我经常遇到的倒不是这个主要问题。经常遇到的是,输入的数据不仅数据类型,甚至就是同样的数据,但是我需要不同的处理的输出的数据,而且不同的处理出来的结果的数据类型也是一样的。
    在有的情况下,可能是输入的数据多一路干涉(多一个connector),处理过程多一个,但是和少一个干涉的处理基本类似。输出是一样的要求。
    那么,这,也应该是多态VI的范畴吧?
    在NI提供的范例VI里面,很多这样的多态VI。呵呵。在多态VI的输入端有一个选择器,进行选择之后,这个VI会自动的变成你需要的连接方式。象数据采集里面提供的DAQ卡的许多范例VI都是这样的。当然,这些多态VI也都是由实例VI来组成的。点进去看程序框图会很清楚的看到。
    按照你前面的介绍,是不是就能够实现这样的功能,我得试试看,呵呵。
    另外还有一个问题,你说,多态VI不能嵌套使用,一个多态VI不能作为其他多态VI的实例VI。那么假设是我做的几个很复杂的实例VI里面,调用了一个我自己做的多态VI,我能不能把这几个复杂的实例VI做成一个多态的呢?
    或者简单说,多态VI只是不能直接作为另外一个多态VI的实例VI,还是只要实例VI中使用了自己做的多态VI,就不能再重复的做多态VI了?
    谢谢!呵呵。
     
     

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