PLC的面向对象编程（OOP）探秘10-合逻辑与合法

        本来系列文档到探秘9就结束了。但是我觉得应该把语法中非法与和合法讲清楚，也要讲清楚一个我认为在编写代码中很重要的概念，我称之为”逻辑可行，但不合法“。本文档更偏向编程理论探讨。很多读者也可以忽视本篇内容。

一，有逻辑但不合法

        我们重温一下探秘3的图2。也是本文档的图1。

，图1

        在探秘3中，我们知道：“在对象外部，普通变量和输出变量只能读取，不能写入。”

        如果在外部写入普通变量或者输出变量，那么系统会报错。也就是CODESYS编译系统会报错。这是一个典型的有逻辑但不合法的例子。其实，只要更改编译系统，使得不让编译系统在这种情况下报错，是完全办得到的。但是为什么CODESYS编译系统要报错呢？因为CODESYS编译系统要维护对象的封装性。我们知道OOP编程的3个特点之一就是封装性。把一些内容封装起来，使得外部不容易更改内部的内容。这很重要。如果不维护封装性的话，那么对象内部可能受外部代码的随意更改，从而失去了对象原本的功能。

二，没有逻辑

        下图是探秘4中的图6

，图2

        在探秘4中，我们知道类的方法中不能声明临时变量。因为图2中除了stat变量外所有变量都是临时的，所以不必再单独声明临时变量。图2声明了临时变量，这就是典型的不符合逻辑的错误。这种没有逻辑的错误，自然也不合法。编译系统也是人编写的程序。不符合逻辑的自然无法实现，也就无法编写编译程序。所以图2中的错误与图1中的错误性质是完全不同的。

        再举个例子，是探秘5图6的例子。

 ，图 2

        在这个例子中，我们知道如果子类访问父类的临时变量，编译系统报错。这是因为临时变量是依附于函数的。如果没有函数，自然无法访问临时变量。所以这个例子中的错误也属于逻辑错误，为此编译系统报错。

        我们再举个例子，探秘8的图11中，我们探讨过。一个FB可以实现2个接口，并且2个接口中的方法可以重名。但是要求是2个方法的签名必须一致。这是符合逻辑的，否则编译器无所适从，不知道该按照哪一个签名去实现方法。

三，有逻辑

        在探秘8中讨论了接口。这个接口看上去非常的难以理解。但是了解C语言的就知道接口本身就是函数指针。函数指针也有些抽象。我们讲得再本质一些：函数指针就是汇编语言中函数所占用内存的起始地址。在汇编语言中是没有函数指针这个概念的。到C语言才有指针这个概念。在高级语言中，如果用函数指针，实际上就是把函数起始地址数据放到数据总线中供CPU读取，或者把函数首址放到一个变量中（这个变量就对应C语言的指针变量），在需要的时候，CPU可以读取到函数起始地址，下一步CPU就可以把这个地址放到地址总线上，从而运行这个函数。

        我们再简练的回顾一下接口。OOP编译器如何处理接口？这里只抓主要的探讨：编译器先把接口转换为结构化语言的函数指针。这是第一步，然后编译器再把函数指针转换为汇编语言的2个指令（1，读取函数首址指令；2，跳转到这个地址上运行函数）。以上就是接口赋值语句的实现过程。       

        通过接口我们了解到，无论看上去多复杂的OOP内容，其实内核都符合逻辑，最终都可以转换为若干条的汇编指令，使得CPU可以运行。

 本篇结束语

        本篇内容浅浅的讨论了一下编译系统。在OOP编程中，一定要了解一些编译系统的机制和行为，才能写出更优雅的OOP代码。也要了解哪些是为了OOP才对语言做了限制，就象围墙，把不符合OOP的代码挡在围墙外，认定其不合法，从而保护OOP的完整性。

        在本篇中，我们还知道了无论OOP多么复杂，在计算机中，执行代码是也是一句一句的线性执行。从这个角度讲，OOP可以认为是结构化编程中的一种框架，一种规范。按照这个规范编程，就能带来OOP本来的优势。如何理解框架呢？在探秘9中，我们讲到接口的方法变量声明中只能声明输入输出类型的，其他类型都不可以声明。这就是逻辑上没问题，但是语法上非法。这种语法约束就是框架，把编程者的思维框在OOP中，使之不偏离OOP。

本系列结束语

   

        PLC的OOP编程的内容与高级语言的OOP还是有些差异，比如PLC的OOP到目前还没有构造函数。相对来讲，PLC的OOP比高级语言OOP要简单。

        本系列文档对PLC的OOP主干内容已经探讨完毕，还有一些末节内容没有探讨。各位读者朋友们遇到时可以自己尝试摸索。

        SIMATIC AX可以为SIEMENS的1500系列PLC编程序。这也是一个OOP的IDE。不过它与本系列使用的CODESYS关于OOP这方面有些差异。比如SIMATIC AX允许类声明PUBLIC变量，而CODESYS到目前的版本还不允许。还有就是SIMATIC AX中把FB块与CLASS区分开了，而在CODESYS中类就用了FB。当然还有些差异，但这些差异不影响大局。如果条件允许，未来我会出一个系列的文档，专门讲解SIMATIC AX与CODESYS在OOP方面的差异。

        亲爱的读者朋友们。PLC的OOP编程探秘系列到这里就告一段落了。虽然和你素未平生，不过我希望这个系列的文档能够帮助你，尤其是那些自动化工程师在未来很大概率会使用OOP的方式编写代码。本系列就是为你们准备的。希望在未来的工作中，当你编写代码遇到困惑时，可以到此翻阅系列文档，在这里找到你的答案，找到你的灵感。

        最后我要说的是，我在这里对读者朋友们的帮助，希望可以点燃更多的帮助。