基于LabVIEW的逆波兰表达式及其实现

摘要

LabVIEW是美国国家仪器公司研制开发的虚拟仪器开发平台，它通过图形代码进行编程，具有良好的可扩展性，能模块化的设计出符合用户需求的测量工具。
　　本文基于LabVIEW软件，设计运用调度场算法实现了中缀表达式转化为逆波兰表达式，并通过逆波兰表达式实现建立数学公式G语言代码。通过数据流方式的数学公式，改进了原来LabVIEW中建立数学公式时所存在的部分函数无法识别、自动生成VI程序等问题。
　　论文首先将LabVIEW队列操作的中缀表达式中的变量、常量、运算符号、运算函数分别存储，然后通过结构编程进行条件判断，区分运算符号、运算函数的格式要求，最后利用VI脚本、节点调用等方法实现新建一个VI程序，并调用各类VI数学函数，通过调用系统的I/O接口功能追踪数据传输过程并实现数据传递，最终实现数学公式到VI程序的自动生成，从而完成数学公式G代码表达式。数学公式G代码表达式生成后，在LabVIEW中搭建测试平台对生成的数学公式G代码表达式进行测试。测试结果较好的验证了所生成的数学公式G代码表达式的准确性和可扩展性。与LabVIEW中的数学公式节点相比，本文设计的数学公式G代码表达式生成器运行效率更高。
　　论文主要介绍了数学公式G代码表达式生成器的总体设计及软件测试设计方案，其中包括开发环境介绍、算法设计、算法实现、数据处理、程序调用、矢量图转换、数据保存等功能及各部分的具体实现方法，着重分析了在LabVIEW环境中逆波兰表达式测试平台的实现及自动生成数学公式的设计中出现的难点问题，并提出了解决方案。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．2．3 现状总结

1．3 主要目标和内容

1．4 论文结构

第二章 相关理论与技术简介

2．1 虚拟仪器软件简介

2．2 LabVIEW的开发环境

2．2．1 子Ⅵ函数

2．2．2 函数

2．2．3 结构

2．2．4 前面板

2．3 LabVIEW的设计过程

2．4 LabVIEW中转化表达式的难点

2．5 逆波兰表达式

第三章 程序概要设计及实现逆波兰表达式生成

3．1 程序设计原则

3．2 主要研究内容

3．3 程序的功能设计方案

3．4 转化逆波兰表达式方法分析

3．4．1 编程语言运算中缀表达式的过程

3．4．2 编程语言运算逆波兰表达式的过程

3．5 中缀表达式到逆波兰表达式的转化

3．5．1 利用二叉树法

3．5．2 加括号法

3．5．3 调度场算法

3．6 在LabVIEW中转化中缀表达式为逆波兰表达式

3．6．1 运行环境简介

3．6．2 调度场算法在LabVIEW中的设计

3．6．3 对常数的判断

3．6．4 对运算符的判断

3．6．5 对运算函数的判断

3．6．6 运算函数与运算符的查找

3．7 调度场算法程序结果测试

第四章 LabVIEW自动生成数学公式

4．1 自动生成G语言代码的功能

4．2 自动连线功能

4．3 数学公式生成G语言代码

4．4 系统基本功能测试

4．5 小结

第五章 系统测试

5．1 验证生成数学公式G代码的正确性

5．2 运行效率的比较

5．3 数学公式G语言代码测试结果分析

总结和展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文情况