AB PLC | Studio 5000实现冒泡排序

前言：在实际的项目中，我们经常会遇到需要对数组中的元素进行排序，而排序又分为两种方式：升序--数值从小到大排列，降序--数值从大到小排列。提及数组的排序，又联想到了经典的排序算法--冒泡排序，如何选择合适的编程语言来实现这一算法呢，显然，梯形图(LD)、功能块图(FBD)两兄弟很难胜任，那么，就把这个重担交给擅长数据处理的结构化文本(ST)大哥吧。

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测试环境

1. 操作系统：Windows 10 专业版 64位

2. 编程软件：Studio 5000 V32.00.00中文版

3. 硬件环境：CompactLogix 1769-L30ER

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冒泡排序

1. 冒泡排序，英文Bubble Sort，是一种比较经典而又容易实现的排序算法，它重复地访问要排序的数组元素，依次比较两个相邻的元素，以升序为例，如果当前元素 > 相邻的下一个元素，那么就他们互换位置，紧接着往下比较，直到没有相邻元素需要交换，也就是说该元素列已经排序完成。这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端，就如同碳酸饮料中二氧化碳的气泡最终会上浮到顶端一样，故名“冒泡排序”.


2. 冒泡排序算法的原理如下：.

比较相邻的元素，升序为例，如果当前元素大于相邻的下一个元素(降序相反)，就交换它们两个位置

对每一对相邻元素做同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对，最后的元素应该会是最大的数(或最小的数)

针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个

持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较为止

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实现方法

1. 打开Studio 5000 V32.00.00中文版，在控制器标签域里面创建以下标签，其中myArray为REAL[20]数组.


2. 创建一个例程命名为BubbleSort，编程语言选择结构化文本(ST)，这样就可以编写冒泡排序算法代码了，详见下图.


3. 下面说明一下冒泡排序算法的编写过程，首先需要求出数组的下限和上限，其中求数组尺寸大小，用到了SIZE指令，关于SIZE指令的用法，这里就不展开了，不熟悉的小伙伴可以查阅《LOGIX5000 控制器通用指令参考手册》，官方出版号：1756-rm003_-zh-p


4. 冒泡排序--升序代码：用到了2个FOR循环，第1个FOR循环用于访问数组中的每一个元素，第2个FOR循序用于相邻元素的两两比较，如果当前元素数值>相邻下一个元素数值，它们就交换位置，直到最后一个元素，无需再比较了，也没有比较的对象了，所以循环标签j的终值等于（数组上限-1-i）.


5. 冒泡排序--降序代码：和升序方法相同，只是比较方式不同而已，当前元素数值<相邻下一个元素数值，它们就交换位置.


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测试验证

1. 冒泡排序--升序测试，详见下面视频和图片.


video: https://mp.weixin.qq.com/mp/readtemplate?t=pages/video_player_tmpl&action=mpvideo&auto=0&vid=wxv_2002422106059341824



2. 冒泡排序--降序测试，详见下面视频和图片.


video: https://mp.weixin.qq.com/mp/readtemplate?t=pages/video_player_tmpl&action=mpvideo&auto=0&vid=wxv_2002507839109496833



结语：综上所述，本文首先介绍了冒泡排序的算法原理，并根据此算法编写ST代码，通过使用两个FOR指令、双循环来实现冒泡排序，最后在实际的控制器中测试验证成功。当然，本文案例是冒泡排序最基本、最原始的用法，仅仅用于数组元素的排序，那么，它还有更多用处吗，答案是肯定的，有时间了，下一篇文章分享一个实际的案例应用，同时，希望本文抛砖引玉，给大家一点启发和帮助。

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