TIA Bubbelsort in SCL

Lawdy · 24 August 2020

Hallo Forum,
bin noch ziemlich neu was das Thema SPS-Programmierung angeht deswegen bitte ich um Verständnis ^^
Habe folgende Aufgabe erhalten:
Programmiere einen Sortieralgorithmus (Bubbel Sort) in SCL, der Werte 5 Werte aus einem Array in einem DB liest, und anschließend die Werte der Größe nach sortiert ( von klein nach groß, also bspw. 0...1...3...4)
Ich habe mich bereits durch das Forum gelesen aber konnte leider keinen Beitrag bisher auf meine Aufgabenstellung umsetzten
Konnte mich mit Hilfe eines Beitrages im Forum inspirieren leider hat es noch nicht so funktioniert wie ich es mir vorgestellt hatte deshalb hoffe ich auf Hilfe im Forum

Hier mein Code:

#Write_Index := 0;

FOR #Read_Index := 0 TO #Anzahl_Sortierwerte DO
IF "Zahlen_sortiererDB".Sortierwerte[#Read_Index] <> 0 THEN
"Zahlen_sortiererDB".Sortierwerte[#Write_Index] := "Zahlen_sortiererDB".Sortierwerte[#Read_Index];
#Write_Index := #Write_Index + 1;
;
END_IF;
END_FOR;

WHILE #Write_Index <= #Anzahl_Sortierwerte DO
"Zahlen_sortiererDB".Sortierwerte[#Write_Index] := 0;
#Write_Index := #Write_Index + 1;
;
END_WHILE;

codemonkey · 24 August 2020

Wikipedia Code:

Code:

bubbleSort2(Array A)   n = A.size
  do{
    swapped = false
    for (i=0; i<n-1; ++i){
      if (A[i] > A[i+1]){
        A.swap(i, i+1)
        swapped = true
      } // Ende if
    } // Ende for
    n = n-1
  } while (swapped)

TIA-Portal Code:

Code:

REPEAT
    #swapped := FALSE;
    FOR #i := 0 TO #Max_Array - 1 DO
        
        IF "Zahlen_sortiererDB".Sortierwerte[#i] > "Zahlen_sortiererDB".Sortierwerte[#i + 1] THEN
            #TmpInt := "Zahlen_sortiererDB".Sortierwerte[#i];
            "Zahlen_sortiererDB".Sortierwerte[#i] := "Zahlen_sortiererDB".Sortierwerte[#i + 1];
            "Zahlen_sortiererDB".Sortierwerte[#i + 1] := #TmpInt;
            #swapped := TRUE;
        END_IF;
    END_FOR;
UNTIL #swapped = FALSE
END_REPEAT;

codemonkey · 24 August 2020

#swapped ist eine Variable vom Typ Bool
#TmpInt ist eine Variable vom Typ Integer ggf. musst Du hier halt auf das Format gehen welches Du in Deinem Array verwendest.
#Max_Array kannst Du durch die Zahl ersetzen, welche Du im Array als Maximum verwendet hast.
Mein Array startet beim Feld 0 was ich auch bevorzuge, wenn Du bei 1 beginnst muss die Schleife angepasst werden.

A3Q · 24 August 2020

Kleine Anmerkung:

mit den Zeilen

Code:

REPEAT
    #swapped := FALSE;
  
// Hier Schleifencode


UNTIL #swapped = FALSE
END_REPEAT;

wird das Sortieren in einem Zyklus durchgeführt. Das möchte man ja eigentlich auch haben, damit man dann mit den sortieren Werten arbeiten kann. Bei den 5 ist das auch alles kein Problem.

Solltest du nur irgendwann auf die Idee kommen ein sehr großes Array (in Zukunft evtl.) so zu sortieren (und / oder dabei größere Datenmengen / Strukturen dann umkopierst), muss du nur bedenken, dass dies dann so auf die Zykluszeit geht.

Nur am Rande.

-chris

altes · 27 Oktober 2020

Guten Abend Codemonkey,

ich bin auf der suche nach einem Bubbelsort hier gelandent.

Ich möchte aus einem Array 0..4 of Struct genau einen Wert der Struktur sortieren. Leider bekomme ich immer einen Bereichslängen fehler. Kann aber nicht so wirklich einordner weshalb.

Vielen Dank schon mal für deine Hilfe
Time = Int

Hier mein Code:

Code:

IF #sSorieren OR #iSpsNeustartTHEN
    #sBrakePadSort := #BrakePad;

        REPEAT
            #sapped := FALSE;
            FOR #tIndex := 4 TO 0 BY -1 DO
                
                IF  #sSortwierwert[#tIndex]."Time" > #sSortwierwert[#tIndex + 1]."Time" THEN
                    #tFlank := #sSortwierwert[#tIndex];
                    #sSortwierwert[#tIndex] := #sSortwierwert[#tIndex + 1];
                    #sSortwierwert[#tIndex + 1] := #tFlank;
                    #sapped := True;
                END_IF;
            END_FOR;
        UNTIL #sapped = FALSE
        END_REPEAT;
    END_IF;

escride1 · 27 Oktober 2020

Heiße zwar nicht Codemonkey, aber:

Dein Array passt nicht:

Durch

Code:

TO 0 BY -1 DO

wird der index bis auf -1 laufen.

Durch

Code:

#sSortwierwert[#tIndex +1] := #tFlank;

wird der Index in Runde 1 bei 5 starten.

Beide Male außerhalb des Arrays von 0..4 und damit ein Bereichslängenfehler.

altes · 27 Oktober 2020

Hi escride1 danke für die schnelle Antwort.

Also müsste mein Code so aussehen ?

Code:

        [COLOR=#333333][FONT=Courier]IF #sSorieren OR #iSpsNeustartTHEN[/FONT][/COLOR]    #sBrakePadSort := #BrakePad;

        REPEAT
            #sapped := FALSE;
            FOR #tIndex := 0 TO 4 BY  0 DO
                
                IF  #sSortwierwert[#tIndex]."Time" > #sSortwierwert[#tIndex + 1]."Time" THEN
                    #tFlank := #sSortwierwert[#tIndex];
                    #sSortwierwert[#tIndex] := #sSortwierwert[#tIndex + 1];
                    #sSortwierwert[#tIndex + 1] := #tFlank;
                    #sapped := True;
                END_IF;
            END_FOR;
        UNTIL #sapped = FALSE
        END_REPEAT; [COLOR=#333333][FONT=Courier]    END_IF;[/FONT][/COLOR]

escride1 · 27 Oktober 2020

Ganz ehrlich, ich hab nun nicht die Funktion was da tatsächlich passiert durchgeschaut (lazy),
aber spätestens bei

Code:

FOR #tIndex := 0 TO 4 BY 0 DO

ist klar das es nicht funktionieren kann.
Zähle Schleife von 0 bis 4 im Schritt 0...

Zieh Deinen Code auseinander, nutze Kommentare und schreibe Dir hinter jede Zeile was da passieren soll. Dann bekommst auch einen Durchblick was da passiert.

Draco Malfoy · 27 Oktober 2020

Ich habe mal in der Informatik-Vorlesung mitbekommen, daß der Bubble-Sort Algorithmus völlig ineffizient sein soll, und sich ausschließlich deswegen so lange in den Köpfen halten konnte, weil er einen einprägsamen Namen besitzt...

Heinileini · 28 Oktober 2020

Es ist ziemlich egal, ob Du die Schleife vom kleinsten bis zum grössten Index oder vom grössten Index bis zum kleinsten laufen lässt, wenn Du in der Schleife mit Index + 1 oder Index - 1 auf ein ArrayElement zugreifst, greifst Du irgendwann ins Leere.
Zeigt der Index auf das erste Element, so zeigt Index - 1 "vor" das Array und
zeigt der Index auf das letzte Element, so zeigt Index + 1 "hinter" das Array.
Wieviele Vergleiche benötigst Du denn, um die jeweils zwei benachbarten der n Elemente zu vergleichen?

@Draco
Mag sein, dass der Name BubbleSort mitgeholfen hat, seine Popularität unsterblich zu machen.
Aber ein Vorteil dieses Algorithmus ist, dass er normalerweise [SUP]1[/SUP]) leicht zu verstehen und zu vermitteln ist und deshalb meistens als Einstieg in das Thema Sortieren herhalten muss.
Oft folgt dann auf diesen Einstieg ... nichts weiter ... und schon klebt der Begriff BubbleSort wie BubbleGum nahezu unlösbar am Thema Sortieren.

[SUP]1[/SUP]) Ausnahmen bestätigen die Regel, s. hier.

vollmi · 28 Oktober 2020

Draco Malfoy schrieb:
Ich habe mal in der Informatik-Vorlesung mitbekommen, daß der Bubble-Sort Algorithmus völlig ineffizient sein soll, und sich ausschließlich deswegen so lange in den Köpfen halten konnte, weil er einen einprägsamen Namen besitzt...

Er ist zusätzlich auch sehr sehr einfach zu verstehen. Quicksort ist zwar schneller und meine beliebteste Sortierweise auf einer SPS, kann dann aber schon ne richtig harte Nuss sein zu verstehen.

Also zum Lernen ist Bubblesort sicher ne nette Sache. Aber man baut sich die Sortieralgorithmen ja nicht jedesmal neu, also nimmt man dann für den Produktiven Einsatz sicher was effizienteres.

A3Q · 28 Oktober 2020

vollmi schrieb:
Er ist zusätzlich auch sehr sehr einfach zu verstehen. Quicksort ist zwar schneller und meine beliebteste Sortierweise auf einer SPS, kann dann aber schon ne richtig harte Nuss sein zu verstehen.

Also zum Lernen ist Bubblesort sicher ne nette Sache. Aber man baut sich die Sortieralgorithmen ja nicht jedesmal neu, also nimmt man dann für den Produktiven Einsatz sicher was effizienteres.

Hast du mal ein Codeauszug zum Quicksort? Das würde mich mal interessieren. Hatte bisher immer nur kleine Arrays sortieren müssen (<16 Elemente, und dort nur UDINT's) also ging das ganz gut und fix mit Bubblesort. Ist ja auch schnell runtergeschrieben. Aber Quicksort würde mich mal interessieren. Muss auch ehrlich gestehen das ich noch garnicht versucht habe es nachzubilden, da es noch nicht nötig war größere Daten schnell zu sortieren. Wäre ganz nett von dir.

Gruß

-chris

DeltaMikeAir · 28 Oktober 2020

A3Q schrieb:
Hast du mal ein Codeauszug zum Quicksort? ....

Schau mal hier:
Quick Sort Verfahren

A3Q · 28 Oktober 2020

DeltaMikeAir schrieb:
Schau mal hier:
Quick Sort Verfahren

Dank Dir, den Beitrag hatte ich soeben auch gefunden. War zuerst etwas faul um zu suchen muss ich zugeben. Aber dann doch zu neugierig

Gruß

-chris

Blockmove · 28 Oktober 2020

Ich mach zig Jahre SPS und auch viel I4.0, hatte aber noch nie soviel zu sortieren, dass ich mir Gedanken über die Effizenz von Sortierverfahren auf der SPS machen musste.
Wenn ich selber meine Daten erzeuge, dann füge ich diese lieber bereits an der passenden Stelle, bevor ich hinterher sortieren muss.

Drum mal interessehalbe die Frage: Bei welchenAnlagen / Anwendungsfällen müsst ihr so aufwendig sortieren?

Gruß
Blockmove

TheLevel · 28 Oktober 2020

Blockmove schrieb:
Ich mach zig Jahre SPS und auch viel I4.0, hatte aber noch nie soviel zu sortieren, dass ich mir Gedanken über die Effizenz von Sortierverfahren auf der SPS machen musste.

Dito. Deswegen war für mich bisher Bubble Sort das Werkzeug meiner Wahl - schnell geschrieben und funktioniert. Ob das Ergebnis dann ein paar Zyklen länger dauert, interessierte bisher in meinen Fällen nicht.

Blockmove schrieb:
Drum mal interessehalbe die Frage: Bei welchen Anlagen / Anwendungsfällen müsst ihr so aufwendig sortieren?

Mein "Hauptanwendungsfalll" ist die alphabetische Sortierung von einer Rezeptverwaltung. Hier wird der Bubble Sort immer dann angestoßen, wenn ein neues Rezept angelegt wird oder der Name eines bestehenden Rezeptes geändert wird.

vollmi · 28 Oktober 2020

Blockmove schrieb:
Ich mach zig Jahre SPS und auch viel I4.0, hatte aber noch nie soviel zu sortieren, dass ich mir Gedanken über die Effizenz von Sortierverfahren auf der SPS machen musste.
Wenn ich selber meine Daten erzeuge, dann füge ich diese lieber bereits an der passenden Stelle, bevor ich hinterher sortieren muss.

Drum mal interessehalbe die Frage: Bei welchenAnlagen / Anwendungsfällen müsst ihr so aufwendig sortieren?

Früher waren das vor allem Verkehrsdaten. Also Achserfassung auf der Strasse um die Fahrzeugdosierungen zu regeln (Zufahrtsmenge von Nebenachsen auf die Hauptachsen der Autobahnen)
Mittlerweile wird das aber auf Servern gemacht.

Heute noch im kleinen Rahmen um Mediane über grössere Zeiträume zu bilden für Strömungsmessungen. Das ginge auch mit Bubblesort weil meist nur an die 30 Werte die Sortiert werden. Aber Effizienz ist doch was schönes

Larry Laffer · 28 Oktober 2020

Naja ... wenn man aber (wie der TE) 5 Werte umsortieren möchte dann braucht man sich noch keine Gedanken über die mögliche Effizienz eines Sortier-Algorythmus machen ...

@TE:
Hast du dein Problem jetzt im Griff ? Es liegt nicht am "by -1" - das ist die Schrittweite deiner Schleife. Es liebt wahrscheinlich daran, dass deine Array auch nur von 0 bis 4 geht. Das mußt du in der Schleife berücksichtigen, da du ja immer ein Element mit Schleifen-Index +1 ansprichst. Hier wird dein Bereichsfehler entstanden sein ...

Gruß
Larry

Olli_BS · 28 Oktober 2020

Blockmove schrieb:
Ich mach zig Jahre SPS und auch viel I4.0, hatte aber noch nie soviel zu sortieren, dass ich mir Gedanken über die Effizenz von Sortierverfahren auf der SPS machen musste.
Wenn ich selber meine Daten erzeuge, dann füge ich diese lieber bereits an der passenden Stelle, bevor ich hinterher sortieren muss.

Drum mal interessehalbe die Frage: Bei welchenAnlagen / Anwendungsfällen müsst ihr so aufwendig sortieren?

Löcher machen, Vorgabe von einem PC:
10 Datensätze mit max. 100 Postionen die von einem PC UNSORTIERT (!) Kommen (können) und dann noch mal alle 10 Datensätze wegen Verfahroptimierung auf eine X-Achse sortieren. Das mit einer kleinen ET200sp CPU, die auch noch viel Safety macht ...
Warum die SPS sortieren muss, wenn dadrüber ein PC ist der sonst nichts viel machen muss: Gute Frage! War aber nicht verhandelbar. Kunde gab das so vor...

Heinileini · 29 Oktober 2020

altes schrieb:

Also müsste mein Code so aussehen ?

Code:

        REPEAT
            #sapped := FALSE;
            FOR #tIndex := 0 TO 4 BY  0 DO
                IF  #sSortwierwert[#tIndex]."Time" > #sSortwierwert[#tIndex + 1]."Time" THEN
                    #tFlank := #sSortwierwert[#tIndex];
                    #sSortwierwert[#tIndex] := #sSortwierwert[#tIndex + 1];
                    #sSortwierwert[#tIndex + 1] := #tFlank;
                    #sapped := True;
                END_IF;
            END_FOR;
        UNTIL #sapped = FALSE
        END_REPEAT;

Nicht wirklich.
Was ist #sSortwierwert[#tIndex]."Time"?
Hast Du ein Array of struct, also eine Tabelle mit mehreren Spalten, in der Du die Zeilen nach den Werten in der Spalte "Time" sortieren sollst?

Ungetestet:

Code:

FOR #tMaxIndex := UpperBound - 1 TO 0 BY -1 DO // UpperBound: hier muss der maximal zulässige Index stehen 
    #swapped := FALSE;
    FOR #tIndex := 0 TO #tMaxIndex DO
        IF  #sSortierwert[#tIndex]."Time" > #sSortierwert[#tIndex + 1]."Time" THEN
            #tFlank := #sSortwierwert[#tIndex];
            #sSortierwert[#tIndex] := #sSortierwert[#tIndex + 1];
            #sSortierwert[#tIndex + 1] := #tFlank;
            #swapped := True;
        END_IF;
    END_FOR;
    IF NOT #swapped THEN EXIT; END_IF;
END_FOR;

TIA Bubbelsort in SCL

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