深入理解LabVIEW中的While循环

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本文非常详细的讲述了LabVIEW中While循环的特点和使用时需要注意的问题，其有别于C语言的特点，值得我们深入体会。

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一些初学LV的网友们近期发给我的邮件中多次谈到WHILE循环的一些问题，这些问题虽然很常见，但是是根本性的问题，原因在于这些问题之所以不容易理解，是因为刚刚接触LV，很难理解或者经常忽视了“数据流”的问题。

首先简要回顾一下WHILE循环的基本概念和特点，然后重点回复网友们有关WHILE循环的问题。

几乎所有有关LV的书籍中都把WHILE结构与C语言的DO WHILE循环相提并论 ，其实二者之间是存在很大差别的，其根本区别在于LV是基于数据流驱动的，而C语言则不是。

DO WHILE循环可以保证循环至少运行一次，LV中的WHILE结构也是如此，这是二者之间的共同点。C语言中的WHILE结构如下所示：

do{

// do sth

}while(condition)

我们需要特别注意的是,C语言中DO WHILE循环判断循环条件是在循环中所有语句执行之后，简单地说就是“先运行，后判断”，LABVIEW中的循环结构则不然，这导致了很多LV初学者很难理解LV中WHILE循环的一些特殊现象。

1、可以同时运行多个WHILE循环结构。

同时运行多个WHILE循环结构在C语言中是比较麻烦的，必须开辟多个线程，而LABVIEW是自动多线程的。LABVIEW不仅可以同时并行运行多个WHILE结构，甚至在每个while循环中可以同时运行多个数据流程。

多了同时运行的WHILE循环可以分成两类：

一类是一个VI中多个同时运行的WHILE循环。多个WHILE循环在同一程序框图中。

另一类是每个子VI拥有各自的WHILE循环，此时多个WHILE循环同时工作相当于WINDOWS的多窗口运行。

2、每个循环中必须增加延时函数，释放系统控制权。

如果在循环中没有延时类函数，将导致WHILE循环独占CPU,CPU占用率很快达到100%。

3、仅运行一次的WHILE循环+未初始化的移位寄存器。这就是著名的LV2（功能）全局变量。

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下面解释一下网友的问题：

问题一、WHIEL循环中，假如等待函数设置为10秒（10000），在2秒时按下停止按钮，过了8秒循环仍然不能停止，这是为什么。

我们先看看C语言中，DO WHILE循环+延时函数的情形。

do{

//do sth

Sleep(10000);//有些编译器使用Delay()函数，效果相同，目的延时

while(!Stop)

上面的程序中，程序必须保证从开始延时至结束延时为10秒中，其中任意时刻停止为TRUE,WHILE循环实际工作时间为10秒。

LV中类似的程序框图如下图所示：

 

无论我们在循环启动10秒内任意时刻按下STOP按钮，WHILE循环经历的时间都是20秒。很显然这不是一个简单的DO WHILE循环，C语言中，同样的情况WHILE循环仅执行了一次，而LV中的WHILE循环却执行了2次，导致两次调用WAIT函数，延时20秒。

二者之间的区别在于检查循环条件的时刻。C语言中的DO WHILE循环之在循环结束时检查循环条件的，LV中的WHILE循环则不然。在循环开始时，等待函数与检查STOP按钮的值是同时发生的。

LV是数据流驱动的，一段框图的运行与否在于它的输入端子是有数据流动进来。循环开始时，由于WHILE循环条件端子上，STOP按钮的值直接流入，所以开始时就判断结束条件。由于开始时STOP为FALSE,此时决定了本次循环结束后，还要进行下一次循环。在读取结束条件的同时，WAIT函数开始延时10秒。

在延时10秒过程中，我们按下了停止按钮。STOP按钮需要LV回读时，才会自动恢复，我们可以看到，在10秒结束前，STOP一直处于按下状态。

WAIT函数等待10秒完成后，此时进入第二个循环，同样检查结束条件，此时停止按钮按下，下一个循环不再执行，但是此时等待函数第二次运行，等待10秒。两次运行等待函数，导致最后延时20秒钟。

回过头来，我们能否使LV中的WHILE循环真正像C语言中的DO WHILE一样运行那，我们只要改变LV中WHILE循环读取结束条件的时刻就可以实现了，如下图所示。

我们只要在10秒内按下停止按钮，则循环经历的时间为10秒，同上面C语言的DO WHILE循环功能完全相同了。原因在于我通过顺序结构，强行改变了读取STOP的时刻，即等待结束后读取结束条件。由于此时STOP为TRUE,所以下一次循环不再执行，退出。

上面我解释了延时为什么执行了两次的问题，实际上我们根本就不需要一个长时间延时的WHILE循环。对于一个几秒、几分钟、甚至几个小时才执行一次的需求，根本不需要创建一个独立的WHILE循环。

比如每分钟执行一次的程序，一个WHILE循环的延时为100毫秒，则可以对这个循环进行计数，当循环次数为60*10的整数倍时，就是经历了每个分钟的时刻。

 

问题二：为什么在WHILE循环中使用事件结构时，停止按钮需要按两次才能结束？

这个问题的出现实际上原因于问题一相同。

事件结构的特点是：一旦运行则处于等待状态。一旦有事件发生，则响应事件后，结束事件结构。

首次循环开始时，由于STOP为FALSE,开始时判断循环条件，则下次依然要进行循环。本次循环运行中，事件结构处于等待事件中。

循环运行过程中，按下STOP.则事件结构响应事件后立即结束，同时循环结束条件为TRUE,不再进入下一个循环。但是如同问题一一样，我们依然要执行第二次循环，因此，事件结构处于等待中，再按下STOP，又产生新的值变化事件，循环结束。

解决这个问题有两个方法：

一、如同问题一一样，强行规定读取STOP的时刻，把STOP放置在STOP值变化事件分支中。

二：使用TIMEOUT超时事件，TIMETOUT导致事件不断发生，因此可以自动触发事件结构，结束循环。

推荐使用把读取STOP放置在STOP值变化事件分支中。

上面我详细第介绍了WIHILE循环结构中的两个常见问题，希望能解释的清楚。