在 LabVIEW 開發中，物件導向程式設計 (LVOOP, LabVIEW Object-Oriented Programming) 提供了一個強大的工具，讓開發者能設計出更具模組化、可維護性與擴展性的程式架構。其中，委派模式 (Delegation Pattern) 是一種常見的設計模式，特別適合用於將責任分離，提升程式的靈活性和可讀性。本文將介紹委派模式的應用場景、實現方式，並提供範例程式與視覺化工具，幫助您在 LabVIEW 專案中實踐這一模式。
什麼是委派模式？
委派模式是一種行為型設計模式，允許一個物件將某些任務或責任「委派」給另一個物件來處理。這種模式的核心理念是責任分離，讓主要物件專注於核心功能，而將次要或特定的任務交由其他物件執行。這種方式在 LabVIEW 中特別有用，因為 LabVIEW 的視覺化程式設計特性讓物件間的關係更容易被理解和調整。
在 LVOOP 中，委派模式通常透過類別 (Class) 的關係來實現：一個類別擁有另一個類別的參考，並將特定的方法調用轉發給該類別。
為什麼在 LabVIEW 中使用委派模式？
- 模組化：將功能拆分到不同的類別中，減少單一類別的複雜度。
- 重用性：委派的類別可以被多個物件重用，降低程式碼重複性。
- 靈活性：當需求變更時，只需替換或修改被委派的類別，而無需改動主類別。
應用場景
- 硬體抽象層 (HAL)：在硬體控制系統中，主類別負責整體邏輯，而將具體的硬體操作委派給特定的硬體驅動類別。
- 資料處理：將資料的獲取、處理和儲存分離到不同的類別中，主類別僅負責協調。
- 使用者介面 (UI)：將 UI 的事件處理委派給專門的類別，避免主程式邏輯與 UI 邏輯耦合。
實現步驟
- 定義一個主類別 (Delegator)，負責核心邏輯。
- 定義一個或多個被委派類別 (Delegate)，負責具體任務。
- 在主類別中持有被委派類別的參考，並在適當時機調用其方法。
範例程式
以下是一個簡單的 LabVIEW 範例，展示如何使用委派模式來管理硬體控制與資料記錄的責任分離。
範例場景：溫度監控系統
- 主類別：
TemperatureController，負責整體系統邏輯。 - 被委派類別：
TemperatureSensor，負責溫度感測器的資料讀取。 - 被委派類別：
DataLogger，負責將溫度資料記錄到檔案中。
以下是程式碼結構的文字描述，實際 LabVIEW 程式需以 .lvclass 和 .vi 檔案形式呈現：
- TemperatureController.lvclass：
- 屬性：持有
TemperatureSensor和DataLogger的參考。 - 方法：
MonitorTemperature.vi，調用感測器讀取溫度，並委派記錄任務給DataLogger。
- 屬性：持有
- TemperatureSensor.lvclass：
- 方法：
ReadTemperature.vi，模擬從硬體讀取溫度值。
- 方法：
- DataLogger.lvclass：
- 方法：
LogData.vi，將溫度值寫入檔案。
- 方法：
UML 圖
為了更直觀地展示類別間的關係，我使用 PlantUML 語法生成 UML 類別圖。
classDiagram
class TemperatureController {
-sensor: TemperatureSensor
-logger: DataLogger
+MonitorTemperature()
}
class TemperatureSensor {
+ReadTemperature()
}
class DataLogger {
+LogData()
}
TemperatureController --> TemperatureSensor : delegates to
TemperatureController --> DataLogger : delegates to說明：此 UML 圖展示了 TemperatureController 持有 TemperatureSensor 和 DataLogger 的參考，並將溫度讀取和資料記錄的任務分別委派給這兩個類別。
學習心智圖
因為本主題與學習 LabVIEW 進階技巧有關，我為您生成了一個學習心智圖，幫助您系統化地掌握委派模式的相關知識。
graph LR A[LabVIEW 委派模式] --> B[核心概念] A --> C[應用場景] A --> D[實現步驟] A --> E[好處] B --> B1[責任分離] B --> B2[物件間協作] C --> C1[硬體抽象層] C --> C2[資料處理] C --> C3[使用者介面] D --> D1[定義主類別] D --> D2[定義被委派類別] D --> D3[方法調用轉發] E --> E1[模組化] E --> E2[重用性] E --> E3[靈活性]
說明：此心智圖將委派模式的學習內容分為四個主要分支：核心概念、應用場景、實現步驟和好處，幫助您快速抓住學習重點。