数据结构 算法效率
一、问题背景
为了让您更好的理解此贴,请先移驾看帖子
【万泉河】我现在告诉你们不用M和T的程序好在哪里
中Zane版在44楼提出的问题,
本帖要说的就是IO地址冲突检测,也就是IO地址性检测中,“空间换时间”策略的应用。
二、由来
在帖子[旧事]--初踏征途实现了地址冲突检测的功能,但由于对数据组织的仓促,以至于在做地址雷同查找操作时(查找历史数据中是否已经存在当前的设定值),使用了遍历存储单元的方法,查找效率低下,当IO点的规模越大,需要进行的比较操作的次数越多。
当时手头有别的事情要做,也就没有再深究。
原来的数据规划如图所示
数据块DB中存储了所有有有效的历史数据,每一批历史数据由两部分组成,A区(输入I地址)数据(包含4个DWORD数据)和B区(输出O地址)数据(3个DWORD数据),第个DWORD包括IO地址的字节号WORD和位号WORD,图示共有三批历史数据、一批当前数据,
算法:分别把当前批数据中的A区数据中的每个数据与每批历史数据中A区中的每个数据做比较,当前批数据中的B区数据中的每个数据与每批历史数据中B区中的每个数据也做比较,如果数值相同,则使能输出标志Same。
上个看《算法(第4版》
3.4节的“散列表”(HashTable),突然想起来可以把数据再重新组织一下,提高查找效率,于是有了此帖。
三、改进
现将数据重新组织如下,IO地址格式为Byte.Bit,每个Byte有8个Bit,这里使用一个包含8个数据类型为INT元素的数据代表一个寻址字节Byte,在博途平台下的PLC数据类型中我们新建一个名为BitsTable的数据类型,它包含一个数组,有8个INT类型的元素,我们将其默认值设为“-1”(表示初始状态)而不是“0”;
我们在全局数据块DB中,建立一个包含元素类型为“BitsTable"的数组,并将其命名为”AddressTable",或者为“BytesTable"则更容易理解,
至此,我们建立了一个可以形象为如下图所示的表格
四、算法描述
至此,我们再处理IO地址冲突检测就方便多了,当设定值Buffer中ByteSet和BitSet在合法范围内时,如ByteSet=0,BitSet=3时,我们只需要直接使用数组的索引找到AddressTable[0],再找到其中的元素BitsTable[3],即将对应的ByteSet、BitSet值代入并判断表达式”AddressTable[ByteSet].BitsTable[BitSet]= -1“是否成立(当值为”-1“时表示此地址I0.3(以输入I为例)未被使用,执行如下语句:
AddressTable[ByteSet].BitsTable[BitSet]= BitSet; //set value of BitSet to BitsTable[BitSet]
ByteSet :=-1;
BitSet :=-1;
将BitSet值写入对应的数组元素,并将地址设定Buffer中的ByteSet和BitSet初始为”-1“,为下次地址输入作准备,如果输入ByteSet=0,BitSet=3时,
IF AddressTable[ByteSet].BitsTable[BitSet]= -1 THEN
#AddressAlreadyExists:= TRUE; //output"AddressAlreadyExists" bit
算法简图如下:
功能块FB的接口如图,
块内做了两个辅助功能,ResetChannel和ResetAllChannel,用来将”-1“赋值给BitsTable[]中的单个元素,和所有元素,对接口进行修改后,还可以复位某个AddressTable[k],或者连续几个
AddressTable[k] -- AddressTable[k+n],有兴趣可自行更改。