[西门子PLC] 博途编程之递归算法

首先跟大伙讲一讲哈，递归算法瞅着是挺优雅挺不错的，可实际上没啥大用，在真正的项目里能不用就别用递归，为啥呢？因为用了递归可能会惹出大麻烦，后面会给大伙举例讲讲原因。

那啥叫递归呢？从名字上就能看出来，就是先传出去，再弄回来。举个例子哈，好比有个集团公司要统计月度产量数据，分成总部、工厂、车间这三级。假设每个层级都能去执行统计产量数据这个命令，那递归的表现就是，领导要看数据的时候，给总部层级下达执行统计产量数据的命令，总部层级执行命令的时候，发现数据得靠工厂层级，所以就先给工厂层级下达执行统计产量的命令，同样的，工厂层级依赖车间层级的数据，也先给车间层级下达执行统计产量数据的命令，这就是递归里的“递”，也就是一级一级地往下传命令。

那命令到了车间层级之后呢，车间是最底层啦，产量数据就在它那儿，不依靠别的啥了，所以它能直接执行命令，弄完之后把结果交给工厂层级。工厂层级拿到车间层级的数据再汇总一下，命令就算执行完了，把结果再交给总部层级。总部层级拿到工厂层级的数据也汇总一下，命令执行结束，把结果交给领导，这就是递归里的“归”，也就是一级一级地往上交结果。

所以递归的想法呢，

一是把自己这一级的事儿做好，

二是把下一层级的事儿用同样的办法处理完了再回来，

三是到了最下面那一层级处理完就回来。

所以递归有个特别明显的特点，就是会自己调用自己，也就是函数 A 调用函数 A 调用函数 A ，一直到最下面那一层级。好多刚开始学的人看到这儿可能就不太明白了，函数咋能调用它自己呢？函数都还没执行完，咋就调用自己了？这是操作系统的一个基本常识，咱们可以这么想，函数写完之后，就好比是一份做 5 层套娃的图纸，当你开始按照图纸做套娃的时候，做了一半，也就是在图纸的中间部分，图纸告诉你，最外面第 1 层先做到这儿，回到图纸开头，按照 4/5 的尺寸做第 2 层，第 2 层做到一半的时候，又到了图纸中间部分，又告诉你，第 2 层先到这儿，再回去做第 3 层，就这么依次往下，一直到第 5 层的时候，图纸在中间没打断你，能顺利做完，在图纸最下面，告诉你第 5 层做完之后回到图纸中间做第 4 层，就这么依次往下，一直到第 1 层结束。

注意哈，这里咱们看到的都是同一份图纸，函数就像这图纸似的，咱们做套娃的这个过程就好比 PLC 在执行咱们的函数一样。这样是不是能好理解一点儿啦？

下面通过三个程序示例来展示展示。

示例 1 是反转位序的功能。

在和第三方设备通讯读取一些状态字的时候，有时候会碰到位序反过来的情况。正常来说，一个字节的位序从低到高，是位 0 到位 7 ，反过来的话，从低到高，就是位 7 到位 0 ，所以就得把位序给反转一下。

咱们来试着用递归来实现。函数的输入参数有要反转的字节 byte ，还有层级变量 bitPos ，以及返回的结果。

实现的部分呢，

一是先把自己这一层级的事儿做好，读取当前层级变量 bitPos 位置以及对应逆序位置指示的位变量是不是 1 ，然后把对应逆序位置的位变量设置成 0 或者 1 ，这里用了一些位运算，新手可以拿来练练。

二是对于下一层级的事儿，用同样的办法去处理，也就是调用函数自己去处理下一层级。

三是到了最下面那一层级的时候，就返回数据。因为咱们处理的是字节，所以到了位 3 的时候，就是最下面那一层级啦。

先不管上面处理位运算的那部分，就看下面这一块儿，是不是觉得特别优雅特别神奇，自己调用自己就把事儿给办了。

下面来测试一下，结果是正确的。

再来看示例2，

比如说 PLC 带着好多 Profinet 节点，要求要是有节点出现通讯之类的故障时，得有个指示。

输入的参数里，nodeHwIds 是 Profinet 节点的标识符，pos 是层级，返回的结果是 Bool 型的，用来指示有没有故障。

实现的部分呢，同样是先把本层级的事儿做好，然后用一样的方法去处理下层级的事儿，到了最下层级就直接返回。

咱们测试一下哈，建立一个有 10 个元素的数组，把其中一个值改成 4 （FC_HW_Error 是用来仿真的，当节点标识符除以 5 余数是 4 的时候，就代表故障），能看到结果是对的。

当系统的节点增多之后，比如说变成 20 个，这时候只要把数组的长度改成 20 个就行。不过当你修改完然后下载程序之后，就会发现，PLC 出故障啦，报告函数超出了嵌套深度。

那这到底是为啥呢？要晓得，函数执行是得耗费系统资源的，会消耗内存里栈空间那部分，这个资源是有限的，就跟俄罗斯套娃似的，总归是有局限的。

而递归呢，因为是自己调用自己，每一层级在还没执行完的时候，都会分别占用栈空间的资源，当层级太多超过栈空间了，就会造成栈空间溢出。所以就算递归的想法看上去挺优雅挺不错的，咱们在实际的项目里也别用它。

因为能用递归完成的功能，都能够用循环来完成，而且用循环往往执行效率还更高。下面就是用循环实现的版本。

PLC编程之美丽又危险的递归算法

http://bbs.plcjs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=507223&fromuid=17

(出处: PLC论坛-全力打造可编程控制器专业技术论坛)

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