【设计技巧】你可以不懂OOP，却不能不懂封装

labview

前言

大多数写labview程序的工程师都不是一个纯软的工程师，很多做硬件的、做机械的、甚至学化学的也会学习LabVIEW。

由于主要重心不在软件，所以LabVIEW程序基本上能用就行，LabVIEW也就得到入门容易的称号。

然而，当程序规模逐渐扩大时，没有软件设计思想的辅佐，采用画框图方式写程序便慢慢显得力不从心，甚至有的人称LabVIEW程序画不出来或干脆断言LabVIEW做不了大程序。

其实，对于我们大多数非软件工程师而言，所认为的大程序在软件行业基本属于中型或者更小的程序。满足测量测试领域的非大型平台类软件，LabVIEW是有能力胜任的。

今天小编聊一些虚的东西，虽没有专业软件工程师的水准，但是解决测控领域的集成软件，还是非常实用的。

正文

今天接触的内容与LabVIEW中的OOP思想相关。

如果你深入调查，LabVIEW OOP在众多的编程语言中并不是特别出色，但是存在皆有道理，我们也当抱着兼容并济，吸收各家所长的态度去了解其中的一些设计思想。

本文只接触OOP的三大特性（封装，继承，多态）之封装，简单介绍一下LabVIEW程序设计中，如何利用封装规范软件。

我一直认为：你可以不懂LabVIEW OOP，可以在程序中不使用OOP的相关内容，却不能不懂OOP设计的思想。

什么是封装

在百度百科中，封装这样解释：

封装，即隐藏对象的属性和实现细节，仅对外公开接口，控制在程序中属性的读和修改的访问级别；将抽象得到的数据和行为（或功能）相结合，形成一个有机的整体，也就是将数据与操作数据的源代码进行有机的结合，形成“类”，其中数据和函数都是类的成员。

实际上，封装不是面向对象中的特有概念，面向过程程序设计中也普遍存在封装特性。

在传统LabVIEW程序设计中，初学者常将子VI的编写称为封装，这种级别的封装层级相对较低，其复用度也比较低。在程序函数量较少时可以满足设计需求，稍微编写多个模块配合的中型程序已经出现结构组织问题。

相对而言，如果想要更多的复用，则必须在库函数或模块的层级上做出努力。

为什么进行封装

LabVIEW已经集成设计了大量的工具包，但如何设计工具包或者一些封装的注意事项你可能从没有了解过。

函数库层级设计时，设计一个方便有用的库除了VI设计技巧，还有一些软因素需要注意，封装即是关键内容之一。

百度百科对为什么使用封装这样解释：

封装的目的是增强安全性和简化编程，使用者不必了解具体的实现细节，而只是要通过外部接口，以特定的访问权限来使用类的成员。

通过对函数和方法的访问属性设置，我们可以避免用户在不知情的情况下错误的使用一些私有的方法，从而导致程序运行逻辑错误，产生一些意外情况

而且好的库函数封装，可以让用户简单易用，不需要过多的说明也可以快速实现特定功能。

怎么进行封装

在LabVIEW工具包或者库中，我们通常会有Public和Private属性，设计程序中，这两个属性起到关键的封装作用。

工具包设计中，如果我们准许用户利用的VI，则将其设置为Public，如果只是工具包内部使用的工具，则将其设置为Private。这样即可通过属性设置轻松控制哪些可以给外部调用，哪些只需要内部调用。

在程序设计的初期，由于不了解封装思想，无法区分Public ProtectPrivate的区别，所以有些人的程序大都全部使用Public属性。这样在给别人使用工具包的时候，大家都会困惑：“这么多的函数，我只想用工具包还需要全部读懂吗？"。另外，由于访问全部公有，如果一旦乱用了VI，导致输出错误，定位问题也会花费很长时间。

为了达到用户拿到工具包即可使用的要求并且控制其使用方式，减少说明时间和出错的定位时间，我们可以使用VI访问属性来控制外部的调用。

如图所示，在LabVIEW OOP工具包设计过程中，通过访问属性可以控制外部调用规则

1.把希望用户使用的接口放置于Public属性下，在任何程序位置均可以调用，VI上没有任何颜色的钥匙；这样如果调用后出错，可以快速定位出问题的VI模块

2.把不希望用户接触的内容全部放置于Private的属性下，VI上具有红色的钥匙，这样只要外部调用则VI会提示断线，避免用户随意使用VI

3.如果接口需要在子类中继承和修改，则可以将其设置为Protect属性，VI上具有黄色的钥匙

3.还有一种是蓝色的钥匙，属于友元的访问，这里不再细聊

在程序设计过程中，如果你不确定某一个VI是否需要外部访问，那么优先设置为Private属性，避免由于错误调用导致系统问题。

当你的代码和模块这样设计的时候，与你合作的同事将会非常轻松，他可以快速知道哪些内容需要使用，哪些内容简单了解即可。他只看懂PublicVI如何使用即可，出BUG直接找你，由你维护细节即可。在程序配合中，这样操作实现了特定功能的高内聚，低耦合，一旦底层库更新，只要PublicVI不变，文件覆盖即可，代码的维护也局限于一个小模块，避免大面积改动。

面向过程中如何使用封装呢？

如果你不懂LabVIEW OOP，又想要设计一个很好的模块怎么办呢？

你可以使用文件夹分类的方法，将你的模块同样区分为Public，Private

其中顶层的VI为我们提供了常用的操作，底层的VI则通过内部调用的方式，避免用户过多接触；

最外层再放置一些LabVIEW的Demo程序，可以供其他开发人员快速理解程序，这样程序的可读性就大大提高了。

下图是一个德国人写的工具包，其设计就非常规范

使用库函数而不使用类也可以设置访问的Scope属性

想要精通软件设计可不是一件容易的事情，你需要懂得各个模块如何使用，同时也要了解怎么将不同的模块整合起来，两者结合才可以让你的程序更加的强大。否则，在面对一些大型项目的时候，往往你会感觉很难上手。