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數據結構 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”策略的應用。

二、由來

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

當時手頭有別的事情要做，也就沒有再深究。

原來的數據規劃如圖所示

數據塊DB中存儲了所有有有效的歷史數據，每一批歷史數據由兩部分組成，A區(輸入I地址）數據（包含4個DWORD數據）和B區(輸出O地址）數據（3個DWORD數據），第個DWORD包括IO地址的字節號WORD和位號WORD,圖示共有三批歷史數據、一批當前數據，

算法：分別把當前批數據中的A區數據中的每個數據與每批歷史數據中A區中的每個數據做比較，當前批數據中的B區數據中的每個數據與每批歷史數據中B區中的每個數據也做比較，如果數值相同，則使能輸出標志Same。

上個周末看《算法（第4版》

3.4節的“散列表”（Hash Table），突然想起來可以把數據再重新組織一下，提高查找效率，于是有了此帖。

三、改進

現將數據重新組織如下，IO地址格式為Byte.Bit，每個Byte有8個Bit，這里使用一個包含8個數據類型為INT元素的數據代表一個尋址字節Byte，在博途平臺下的PLC數據類型中我們新建一個名為BitsTable的數據類型，它包含一個數組，有8個INT類型的元素，我們將其默認值設為“-1”（表示初始狀態）而不是“0”；

另外我們在全局數據塊DB中，建立一個包含元素類型為“BitsTable"的數組，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，當設定值Buffer中ByteSet和BitSet在合法范圍內時，如ByteSet=0，BitSet=3時，我們只需要直接使用數組的索引首先找到AddressTable[0]，再找到其中的元素BitsTable[3]，即將對應的ByteSet、BitSet值代入并判斷表達式”AddressTable[ByteSet].BitsTable[BitSet] = -1“是否成立（當值為”-1“時表示此地址I0.3(以輸入I為例）未被使用，然后執行如下語句：

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

ByteSet := -1;

BitSet := -1;

將BitSet值寫入對應的數組元素，并將地址設定Buffer中的ByteSet和BitSet初始為”-1“，為下次地址輸入作準備，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，對接口進行修改后，還可以復位某個AddressTable[k],或者連續幾個

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

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