一、過濾器模式Pro簡介

前已經寫過過濾器模式，這里再寫一篇有以下幾個方面原因：

1、前一章的算法、數據和數據規則沒有分離，這里設計一個可用的工具包；

2、C#里面有統一查詢語言（LINQ）,里面包含數據查詢、集合查詢、以及排序，這篇文章也來開發一個LabVIEW的統一查詢工具包，實現以上功能。

功能包含以上內容：

1、數據查詢；

2、集合運算：交集、并集；

3、數據排序：升序和降序；

以上功能可以任意組合。

二、過濾器模式Pro-過濾

下圖為我們設計的UML關系類圖：

1、Abstract Filter過濾器框架：定義了過濾器過濾的基本規則

2、Abstract Data需要查詢的數據類型:只定義的一個tostring用于顯示數據

3、Abstract Rule定義了具體數據規則

下面開始編程

1、創建一個工程命名為LLINQ,意思是LabVIEW的LINQ。

2、創建3個類分別命名為Abstract Filter、Abstract Data和Abstract Rule，在Abstract Filter私有數據中添加Abstract Rule和Abstract Data數組；并創建其數據成員訪問。

3、在Abstract Rule的私有數據數據中添加兩個Abstract Data分別命名為RData1、RData2，并創建其數據成員訪問。

5、在Abstract Rule中創建一個動態VI命名為Filter rule。

6、在Abstract Filter中添加靜態類DoFilter，這個規則比較簡單，只要是符合規則就留下，不符合規則就剔除。

下邊寫個實際DEMO來演示下過濾模式

6.1、創建VI命名為Filer DEMO

6.2、創建一個類命名為Double data繼承至Abstract Data，在私有數據添加一個double類型數據。

6.3、創建一個類命名為Greate The 0.5繼承至Abstract rule,重寫Filer rule。

6.4、在AbstratFIler中添加數據和過濾規則，進行過濾，然后再取出數據

三、過濾器模式Pro-集合運算

1、并集

在Abstract Filter中創建靜態方法Uniton，做法分三步

1.1、設置兩個過濾器作為輸入；

1.2、找出結合2中與集合1相同的部分并剔除；

1.3、合并剔除后的集合數據并保存到結果數據中。

2、交集

在Abstract Filter中創建靜態方法Intersection，做法分兩步

2.1、設置兩個過濾器作為輸入；

2.2、取出結合2中與集合1相同的部分,保存到輸出結果中。

2、集合范例

下面是一個兩個數組，一個是0--9的整數，一個是5--14的整數，求他們的交集和并集。

先創建一個整類繼承至Abstract Rule，私有數據類型為整型，重寫數據規則Filer Rule：

3、下面是具體的使用代碼：

4、前面板結果

四、過濾器模式Pro-冒泡排序

數組排序是一個經常使用的功能，LabVIEW自帶的數組排序功能只能對數值類型數據進行排序，那么簇，指定類中特定數據排序呢，每次都需要自己寫非常麻煩，影響編程效率。下面寫個通用的冒泡排序算法：

從最底部兩個元素開始比價，如果上一個元素大于下一個元素就交換位置，然后向上挪一個位置，重復以上操作直到最頂端。最大值就像泡泡浮出水面一樣，再從最底端到頂端第二個元素重復上面動作，依次循環

這個是冒泡迭代的位置。

具體編碼如下程序框圖：

建一個double比較的數據規則

創建個DEMO生成一組隨機數看看運行結果：

運行下結果達到預期，我們把數據數量改成1000，2000看看運行時間

上面可以看到1000次運行時間為3.39秒，2000次運行時間為13.7秒，這個時間感覺太長了，能優化排序算法將時間縮短不？

看下一章的分治排序法。

五、過濾器模式Pro-分治排序

冒泡排序算法的時間復雜度為O(n^2)空間復雜度為O(1)

我們使用分治排序時間復雜度為O(nlog(n))空間復雜度為O(log(n))

簡單介紹下原理：

固定第一個數，從最后和最前搜索，當后面大于第一個數，前面小于第一個數時就交換搜到的數據。當兩個搜索指針相遇時，就交換第固定數和相遇數。交換后結果為：相遇位置數左邊數小，比右邊的數大。

將其按照相遇位置前后分成兩組：分別重復上面內容直到分治完成。

下邊開始編寫分治算法代碼，圖中有需要調用相同的算法需要用到遞歸，我們把主體算法和遞歸部分分離,創建一個VI命名為Devide Core，VI屬性設置如下：

分治核心代碼

測試后1000次時間為0.58秒，2000次時間為2.20秒，比冒泡排序有了很大的改善，那么有沒有更快的優化方案呢？看下邊異步分治排序法。

五、過濾器模式Pro-異步分治排序

如上圖所示，我們第一次分組后，組一執行完后再執行組二，組一和組二的數據互不干擾，那么我們將異步執行組一和組二，以空間換時間。

具體代碼改造如下：

1、將數據轉換為引用類型；

2、將組一和組二異步執行。

具體代碼如下：

異步分治排序算法：

異步分治核心：

測試代碼：

有上面例子可以看出，使用異步分治排序算法，排序速度有了指數級別提升。

審核編輯：郭婷