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Dｉsablｅ Iｎdexing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 Ｇrａph5. 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 Ｙ Ｓｃale»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流程图8. 按照下图创建流程图X0Delta X10100Waveform GraphWaveform Array图３－2 练习３－１的流程图l 由Fｕｎctions»Select a VI…寻找ＬabVＩＥW\ａctivity目录下的Geneｒate Waveform ＶＩ ，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l 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 l 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l 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l 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05（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dｅltａ X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 Wiｒes。
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1l 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l 正弦函数(Fuｎｃｔｉｏns»Ｎumeriｃ»Triｇonometric）-—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l Pi常数（Ｆuncｔions»Numeriｃ»Additionａl Numｅrｉc Ｃｏnｓｔａntｓ）l Build Arｒay （Fuｎctioｎs»Aｒrａｙ）——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Ｇrａpｈ Wavefoｒｍ 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。
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 》Ｇrａｐhs and Cｈartｓ》Ｇraｐh Ｅxamplｅs》Wａvefoｒm Graphﻩ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…，打开Exaｍｐｌes\Ｇｅnｅrａｌ\ａrrayｓ.lｌb中的Ｓｅｐarａte Ａrrａy Vaｌueｓ VI .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.l 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B＝０初始化Ｃ=0K=size（A(测A数组大小Fｏr ｉ＝0 to ｋ—１ p=A（i)取第I个元素值 ｉｆ ｐ〉＝0 then Iｎs p，Sbｒ将p值插入右寄存器 Eｌｓe Ｉns p，Ｓcr end iｆ Sbｌ=Sbr右寄存器值送给左寄存器 Sｃl=ScrNｅxt ｉB=Sbr右寄存器值送到正数组C=SｃrPrｉｎｔ B显示Pｒiｎt CＥｎｄ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 1D Array、Soｒt 1D Arrａｙ、 Reveｒse 1D Ａrraｙ和 Muｌtiply Array Elemｅnts等等l 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开始时，Ｂuilｄ Ａrraｙ函数具有一个标量输入端子.您可以根据需要向该功能函数中加入任意数量的输入，输入可以是标量或者数组如果要添加其他的输入,用鼠标单击函数的左侧，在弹出菜单中选择Adｄ Elｅment Ｉnpuｔ或者Ａｄｄ Arｒay I。