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數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 算法 效率

一、問題背景

為了讓您更好的理解此貼，請先移駕看帖子

【萬泉河】我現(xiàn)在告訴你們不用M和T的程序好在哪里

中Zane版在44樓提出的問題，

本帖要說的就是IO地址沖突檢測，也就是IO地址一性檢測中，“空間換時間”策略的應(yīng)用。

二、由來

在帖子[舊事]--初踏征途雖然實現(xiàn)了地址沖突檢測的功能，但由于對數(shù)據(jù)組織的倉促，以至于在做地址雷同查找操作時（查找歷史數(shù)據(jù)中是否已經(jīng)存在當(dāng)前的設(shè)定值），使用了遍歷存儲單元的方法，因此查找效率低下，當(dāng)IO點的規(guī)模越大，需要進(jìn)行的比較操作的次數(shù)越多。

當(dāng)時手頭有別的事情要做，也就沒有再深究。

原來的數(shù)據(jù)規(guī)劃如圖所示

數(shù)據(jù)塊DB中存儲了所有有有效的歷史數(shù)據(jù)，每一批歷史數(shù)據(jù)由兩部分組成，A區(qū)(輸入I地址）數(shù)據(jù)（包含4個DWORD數(shù)據(jù)）和B區(qū)(輸出O地址）數(shù)據(jù)（3個DWORD數(shù)據(jù)），第個DWORD包括IO地址的字節(jié)號WORD和位號WORD,圖示共有三批歷史數(shù)據(jù)、一批當(dāng)前數(shù)據(jù)，

算法：分別把當(dāng)前批數(shù)據(jù)中的A區(qū)數(shù)據(jù)中的每個數(shù)據(jù)與每批歷史數(shù)據(jù)中A區(qū)中的每個數(shù)據(jù)做比較，當(dāng)前批數(shù)據(jù)中的B區(qū)數(shù)據(jù)中的每個數(shù)據(jù)與每批歷史數(shù)據(jù)中B區(qū)中的每個數(shù)據(jù)也做比較，如果數(shù)值相同，則使能輸出標(biāo)志Same。

上個周末看《算法（第4版》

3.4節(jié)的“散列表”（Hash Table），突然想起來可以把數(shù)據(jù)再重新組織一下，提高查找效率，于是有了此帖。

三、改進(jìn)

現(xiàn)將數(shù)據(jù)重新組織如下，IO地址格式為Byte.Bit，每個Byte有8個Bit，這里使用一個包含8個數(shù)據(jù)類型為INT元素的數(shù)據(jù)代表一個尋址字節(jié)Byte，在博途平臺下的PLC數(shù)據(jù)類型中我們新建一個名為BitsTable的數(shù)據(jù)類型，它包含一個數(shù)組，有8個INT類型的元素，我們將其默認(rèn)值設(shè)為“-1”（表示初始狀態(tài)）而不是“0”；

另外我們在全局?jǐn)?shù)據(jù)塊DB中，建立一個包含元素類型為“BitsTable"的數(shù)組，并將其命名為”AddressTable"，或者為“BytesTable"則更容易理解，

至此，我們建立了一個可以形象為如下圖所示的表格

四、算法描述

至此，我們再處理IO地址沖突檢測就方便多了，當(dāng)設(shè)定值Buffer中ByteSet和BitSet在合法范圍內(nèi)時，如ByteSet=0，BitSet=3時，我們只需要直接使用數(shù)組的索引首先找到AddressTable[0]，再找到其中的元素BitsTable[3]，即將對應(yīng)的ByteSet、BitSet值代入并判斷表達(dá)式”AddressTable[ByteSet].BitsTable[BitSet] = -1“是否成立（當(dāng)值為”-1“時表示此地址I0.3(以輸入I為例）未被使用，然后執(zhí)行如下語句：

AddressTable[ByteSet].BitsTable[BitSet] = BitSet;    // set value of BitSet to BitsTable[BitSet]

ByteSet := -1;

BitSet := -1;

將BitSet值寫入對應(yīng)的數(shù)組元素，并將地址設(shè)定Buffer中的ByteSet和BitSet初始為”-1“，為下次地址輸入作準(zhǔn)備，如果再次輸入ByteSet=0,BitSet=3時，

IF AddressTable[ByteSet].BitsTable[BitSet] = -1 THEN

    #AddressAlreadyExists := TRUE;    //output "AddressAlreadyExists" bit

算法簡圖如下：

功能塊FB的接口如圖，

塊內(nèi)做了兩個輔助功能，ResetChannel和ResetAllChannel，用來將”-1“賦值給BitsTable[]中的單個元素，和所有元素，對接口進(jìn)行修改后，還可以復(fù)位某個AddressTable[k],或者連續(xù)幾個

AddressTable[k] -- AddressTable[k+n]，有興趣可自行更改。

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