CN111338619A - 一种图形化算法编程交互系统、编程方法和可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种图形化算法编程交互系统、编程方法和可读存储介质。本发明通过编辑模块组件、设置模块组件的变量参数、定义模块组件的输入和/或输出使得算法编程图形化，并且，通过对各个模块组件的遍历测试使得算法测试更加直观，本发明取得了提高算法验证及部署效率，减小算法编程门槛的有益技术效果。

Description

一种图形化算法编程交互系统、编程方法和可读存储介质

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，具体涉及一种图形化算法编程交互系统、编程方法和可读存储介质。

背景技术

随着软件行业的飞速发展，计算机编程已经不再是IT专业人员的工作，而是各行各业的用户用来实现各自领域目标的工具。但传统的基于文本和符号的编程语言，非IT专业人员理解起来异常困难，而且代码书写、编译、调试等工作更增大了非IT专业人员的使用难度。

虽然现有技术已经采用图形化编程来解决编程门槛较高的问题，但是现有的图形化编程系统界面复杂、部署效率低并且验证困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高算法验证及部署效率，进一步减小了算法编程门槛的图形化算法编程交互系统、编程方法和可读存储介质。为实现本发明的目的，本发明的技术方案如下。

一种图形化算法编程交互系统，包括界面，所述界面包括模块区、编程区、参数区、控制区；

所述模块区包括若干模块组件，所述模块组件具有输入接点和/或输出接点，多个所述模块组件在所述编程区以特定的方式连接；

所述编程区配置为可编辑所述模块组件，以及配置为可定义所述模块组件的输入和/或输出；

所述参数区用于显示被选中的模块组件的变量参数和设置被选中的模块组件的变量参数值；

所述控制区配置为可测试和编译所述编程区内以图形化方式编写的程序。

优选地，所述模块组件包括算法模块、输出模块、输入模块和显示模块。

优选地，所述模块组件包括：

状态指示标识，用于指示模块组件的状态；

输入输出标识，用于标示模块组件的输入接点位置及输入接点名称、输出接点位置及输出接点名称。

优选地，所述编辑所述模块组件包括：拖拽、移动、选中所述///模块组件；所述定义所述模块组件的输入和/或输出包括：用连线将任一个模块组件的输出接点与相应的模块组件的输入接点连接。

优选地，所述连线包括带有箭头的实线。

优选地，所述状态指示标识包括：所述状态指示标识包括：未就绪状态标识、异常状态标识和正常状态标识；未就绪状态包括所述模块组件的输入和/或输出未定义、模块组件的变量参数值未设置；异常状态包括程序执行错误。

优选地，所述控制区包括运行键、暂停键和停止键；所述控制区为可在所述界面上自由活动的悬浮窗。

一种采用上述述图形化算法编程交互系统进行图形化算法编程的方法，包括步骤：

步骤1：将所述模块区的模块组件拖动至所述编程区；

步骤2：在所述编程区选中模块组件，在参数区设置被选中的模块组件的变量参数值；

步骤3：判断是否需要在所述编程区增加模块组件，若是则执行步骤1，若否则执行步骤4；

步骤4：将所述编程区的任一模块组件的输出接点与相应的模块组件的输入接点连接；

步骤5：点击运行程序，如果任一模块处于未就绪状态则报错，程序停止运行，否则执行步骤6；

步骤6：运行程序，如果运行过程任一模块发生错误则报错，程序停止运行，如果运行成功执行步骤7；

步骤7：程序运行成功。

优选地，所述步骤5包括：

步骤S0：检查所有模块是否是正常状态，如果有未就绪状态则跳至步骤S3，否则任选一个没有输入变量的模块跳转至步骤S1；

步骤S1：如果该模块没有输入变量或者所有输入变量均有值，则执行该模块，如果执行错误或所有模块均已执行则跳至步骤S3，记有m个模块的集合{M0}从该模块接受输入变量；

步骤S2：遍历模块集合{M0}，对每个模块而言，如果该模块所有输入变量均已更新，则跳至步骤S1，否则跳至步骤S22；

步骤S22：如果存在n个输入变量没有值，则对应至多有n个模块未进行变量输出，记为集合{M}，对集合{M}跳转至步骤S2。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述图形化算法编程的方法。

相对于现有技术，本发明的有益技术效果在于，本发明的通过编辑模块组件、设置模块组件的变量参数、定义模块组件的输入和/或输出使得算法编程图形化，并且，通过对各个模块组件的遍历测试使得算法测试更加直观，本发明取得提高算法验证及部署效率，减小算法编程门槛的有益技术效果。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的图形化算法编程交互系统的界面示意图；

图2为本发明的图形化算法编程交互系统的模块组件示意图；

图3A、3B、3C、3D、3E、3F为本发明的图形化算法编程方法流程示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

如图1所示，图形化算法编程交互系统的界面包括模块区2、编程区1、参数区3、控制区4；

所述模块区2包括若干模块组件5，所述模块组件具有输入接点和/或输出接点，多个所述模块组件在所述编程区以特定的方式连接；模块组件5是个黑匣子，对于编程人员而言，不需要关注模块组件内的程序，只需关注模块组件的输入输出。

所述编程区1配置为可编辑所述模块组件，以及配置为可定义所述模块组件的输入和/或输出；模块组件可从所述模块区2拖拽只所述编程区1，在编程区1所述模块组件以方块、圆圈等形式展示。点击模块组件可以选中该模块组件，该模块组件进入编辑状态。

所述参数区3用于显示被选中的模块组件的变量参数和设置被选中的模块组件的变量参数值；所述参数区3以列表的形式显示被选中的模块组件的变量参数名称及其变量参数值，其中变量参数值可更改。

所述控制区4配置为可测试和编译所述编程区内以图形化方式编写的程序。控制区4包括多个按键，点击相应按键可使得编辑区内的所编辑的图形化程序按步运行、连续运行、暂停运行、编译导出等操作。

所述模块组件5可以是算法模块、输出模块、输入模块和显示模块。

其中，所述编辑所述模块组件包括：拖拽、移动、选中所述模块组件；所述定义所述模块组件的输入和/或输出包括：用连线6将任一个模块组件的输出接点与相应的模块组件的输入接点连接。所述连线包括带有箭头的实线。

所述控制区4包括运行键、暂停键和停止键；所述控制区为可在所述界面上自由活动的悬浮窗，从而使得所述控制区4可置于界面的任何位置，这样用户可根据自己的编程习惯灵活调整。

所述模块组件5包括：状态指示标识，用于指示模块组件的状态；输入输出标识，用于标示模块组件的输入接点位置及输入接点名称、输出接点位置及输出接点名称。所述状态指示标识包括：未就绪状态标识，所述未就绪状态包括所述模块组件的输入和/或输出未定义、模块组件的变量参数值未设置；异常状态标，所述异常状态包括程序执行错误。状态指示标识使得模块组件在测试过程直观地将其状态反馈给用户，用户可根据不同的状态执行相应的处理。

可选地，如图2所示，所述模块组件5包括如下部分组成：

模块框体5.1：承载模块内的组件5.2-5.7；

状态指示5.2：指示当前模块的状态，其中，未就绪(黄色)：模块未完成全部设置，包括输入输出变量未连接、参数未全部设置；正常(绿色)：模块就绪或执行正确；异常(红色)：模块执行错误；

输入变量列表5.3：用于标示该模块的输入变量，每个变量包含变量名及用于连线的接驳点；

输入变量连接线5.4：用于连接其他模块的输出变量；

输出变量列表5.5：用于标示该模块的输出变量，每个变量包含变量名及用于连线的接驳点；

输出变量连接线5.6：用于连接其他模块的输入变量；

模块功能区5.7：如果该模块具有额外功能则显示(如数据显示模块)，如无额外功能则不显示该区域。如前所述，模块组件是个黑匣子，通过模块功能区5.7可以使得用户区别各模块组件的功能，尤其对于复杂编程模块组件数量较多的情况下，区分效果更加明显，使得编程过程更加条理化清晰化。

实施例二

如图3A、3B、3C3D、3E、3F所示，本实施例提供一种采用实施例一所述的图形化算法编程交互系统进行图形化算法编程的方法，所述方法包括：

1.配置模块组件：

1.1)点击模块区的某一可用模块组件A；

1.2)拖动模块组件至编程区；

1.3)释放鼠标，模块组件显示在编程区中；

1.4)点击模块组件，参数区显示该模块组件所有可配置参数；点击该模块组件A后，模块组件A以能够显著区分于其他未被选中的模块组件的形式呈现，例如模块组件A的外框被加粗。同时，在参数区显示被选中的模块组件A的参数变量列表。

1.5)设置该模块组件的参数；参数变量列表可以编辑，可更改参数变量值。

1.6)以此类推，完成另一模块组件B的配置。本实施例的图像化编程使得编译以功能为导向，用户侧重关注程序要实现怎样的功能，以及功能的划分和组建，而不用关心具体的编程语言的语法规则，使得编程不再枯燥，；也降低编程门槛。

2.连接模块组件：

2.1)点击模块组件A的输出变量接驳点；

2.2)拖动连接模块组件B的输入变量接驳点；

2.3)释放鼠标生成连接线；

2.4)以此类推，完成各模块组件之间的连接；当模块组件的某输入或输出不需要于其他模块组件连接时，点击相应的接驳点，标注该接驳点无需连接。例如，点击模块组件的某接驳点后，界面上弹出配置窗口，配置窗口包括接驳点是否是输入或者输出的勾选项框，当该接驳点不需要与其他模块组件的接驳点进行连接时，只需勾选其选项框即可。

3.遍历模块组件：

S0：检查所有模块是否是正常状态，如果有未就绪状态则跳至S3，否则任选一个没有输入变量的模块跳转至S1

S1：如果该模块没有输入变量或者所有输入变量均有值，则执行该模块，如果执行错误或所有模块均已执行则跳至S3，记有m个模块(集合{M0})从该模块接受输入变量

S2：遍历模块集合{M0}，对每个模块而言

S21：如果该模块所有输入变量均已更新，则跳至S1，否则跳至S22

S22：如果存在n个输入变量没有值，则对应至多有n个模块未进行变量输出，记为集合{M}，对集合{M}跳转至S2。

4.编译成源程序。

可选地，图形化算法编程的方法包括步骤：

步骤1：将所述模块区的模块组件拖动至所述编程区；

步骤2：在所述编程区选中模块组件，在参数区设置被选中的模块组件的变量参数值；

步骤3：判断是否需要在所述编程区增加模块组件，若是则执行步骤1，若否则执行步骤4；

步骤4：将所述编程区的任一模块组件的输出接点与相应的模块组件的输入接点连接；

步骤5：测试所述编程区内编写的程序，若测试通过，则执行步骤6，若测试未通过，则执行步骤2；

步骤6：将编程区内所编写的程序编译成源程序。

其中，所述步骤5包括：

步骤S0：检查所有模块是否是正常状态，如果有未就绪状态则跳至步骤S3，否则任选一个没有输入变量的模块跳转至步骤S1；

步骤S1：如果该模块没有输入变量或者所有输入变量均有值，则执行该模块，如果执行错误或所有模块均已执行则跳至步骤S3，记有m个模块的集合{M0}从该模块接受输入变量；

步骤S2：遍历模块集合{M0}，对每个模块而言，如果该模块所有输入变量均已更新，则跳至步骤S1，否则跳至步骤S22；

步骤S22：如果存在n个输入变量没有值，则对应至多有n个模块未进行变量输出，记为集合{M}，对集合{M}跳转至步骤S2。

示例性的，若模块组件A没有输入变量或者模块组件A所有输入变量均有值，则运行该模块组件A，记模块组件B、模块组件C、模块组件D从与模块组件A接收输入变量；遍历模块组件B、模块组件C、模块组件D，若模块组件B、模块组件C、模块组件D的输入变量均已更新，则运行下一个没有输入变量或者所有输入变量均有值的模块组件，以此类推，使得不存在没有输入变量或者所有输入变量均有值的模块组件；否则，若模块组件B、模块组件C输入变量没有更新，则遍历模块组件B、模块组件C，以此类推，使得不存在模块组件的输入变量没有更新。

实施例三

本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现实施例二所述方法。

本申请实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种图形化算法编程交互系统，包括界面，其特征在于，所述界面包括模块区(2)、编程区(1)、参数区(3)、控制区(4)；

所述模块区(2)包括若干模块组件(5)，所述模块组件具有输入接点和/或输出接点，多个所述模块组件在所述编程区以特定方式连接；

所述编程区(1)配置为可编辑所述模块组件，以及配置为可定义所述模块组件的输入和/或输出；

所述参数区(3)用于显示被选中的模块组件的变量参数和设置被选中的模块组件的变量参数值；

所述控制区(4)配置为可测试和编译所述编程区内以图形化方式编写的程序。

2.根据权利要求1所述的图形化算法编程交互系统，其特征在于，所述模块组件(5)包括算法模块、输出模块、输入模块和显示模块。

3.根据权利要求2所述的图形化算法编程交互系统，其特征在于，所述模块组件包括：

状态指示标识，用于指示模块组件的状态；

输入输出标识，用于标示模块组件的输入接点位置及输入接点名称、输出接点位置及输出接点名称。

4.根据权利要求3所述的图形化算法编程交互系统，其特征在于，所述编辑所述模块组件包括：拖拽、移动、选中所述模块组件；所述定义所述模块组件的输入和/或输出包括：用连线(6)将任一个模块组件的输出接点与相应的模块组件的输入接点连接。

5.根据权利要求4所述的图形化算法编程交互系统，其特征在于，所述连线包括带有箭头的实线。

6.根据权利要求5所述的图形化算法编程交互系统，其特征在于，所述状态指示标识包括：未就绪状态标识、异常状态标识和正常状态标识；未就绪状态包括所述模块组件的输入和/或输出未定义、模块组件的变量参数值未设置；异常状态包括程序执行错误。

7.根据权利要求6所述的图形化算法编程交互系统，其特征在于，所述控制区包括运行键、暂停键和停止键；所述控制区为可在所述界面上自由活动的悬浮窗。

8.一种采用权利要求1-7任一所述图形化算法编程交互系统进行图形化算法编程的方法，其特征在于，包括步骤：

步骤1：将所述模块区的模块组件拖动至所述编程区；

步骤2：在所述编程区选中模块组件，在参数区设置被选中的模块组件的变量参数值；

步骤3：判断是否需要在所述编程区增加模块组件，若是则执行步骤1，若否则执行步骤4；

步骤4：将所述编程区的任一模块组件的输出接点与相应的模块组件的输入接点连接；

步骤5：点击运行程序，如果任一模块处于未就绪状态则报错，程序停止运行，否则执行步骤6；

步骤6：运行程序，如果运行过程任一模块发生错误则报错，程序停止运行，如果运行成功执行步骤7；

步骤7：程序运行成功。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤5包括：

步骤S0：检查所有模块是否是正常状态，如果有未就绪状态则跳至步骤S3，否则任选一个没有输入变量的模块跳转至步骤S1；

步骤S1：如果该模块没有输入变量或者所有输入变量均有值，则执行该模块，如果执行错误或所有模块均已执行则跳至步骤S3，记有m个模块的集合{M0}从该模块接受输入变量；

步骤S2：遍历模块集合{M0}，对每个模块而言，如果该模块所有输入变量均已更新，则跳至步骤S1，否则跳至步骤S22；

步骤S22：如果存在n个输入变量没有值，则对应至多有n个模块未进行变量输出，记为集合{M}，对集合{M}跳转至步骤S2。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求8或9所述方法。

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