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CODESYS 实战:查找勾股数:

引言

勾股数是指满足 (a^2 + b^2 = c^2) 的整数三元组 (a, b, c)。通过这个案例,读者可以学习如何在 CoDeSys 上使用 ST 语言编写程序,以查找给定范围内的所有勾股数。
1  问题描述
目标是编写一个程序,遍历从 1 到 100 的所有整数,找到其中的勾股数,并将其存储在数组中。所谓勾股数,是指能够构成直角三角形三条边的三个正整数(a, b,c)。
2  程序设计思路
  • 变量定义:定义输出数组 PythagoreanTriples 来存储勾股数。
  • 初始化:将输出数组初始化为空字符串。
  • 三重循环:遍历所有可能的 (a, b, c) 组合,确保 a < b < c。
  • 勾股数检测:检查是否满足勾股定理。
  • 结果存储:将找到的勾股数存储在数组中。
3  程序代码

[AppleScript] 纯文本查看 复制代码
FUNCTION_BLOCK WG_FindPythagoreanTriples
VAR_INPUT
    // 此块无输入变量
END_VAR

VAR_OUTPUT
    PythagoreanTriples : ARRAY[1..100] OF STRING; // 用于存储勾股数的字符串表示
END_VAR

VAR
    a : INT; // 第一个整数
    b : INT; // 第二个整数
    c : INT; // 第三个整数
    Index : INT := 0; // 用于跟踪找到的勾股数的数量
    j : INT; // 循环变量
END_VAR

(*
版本记录:
版本          日期             作者
V1         2024-10-20       工控老王
*)

// 初始化输出数组,将所有元素设为空字符串
FOR j := 1 TO 100 DO
    PythagoreanTriples[j] := ''; // 将数组元素初始化为 ''
END_FOR

Index := 0; // 重置索引计数器

// 使用三重循环查找勾股数
FOR a := 1 TO 100 DO // 遍历第一个数 a
    FOR b := a + 1 TO 100 DO // 遍历第二个数 b,b 从 a + 1 开始,避免重复组合
        FOR c := b + 1 TO 100 DO // 遍历第三个数 c,c 从 b + 1 开始,避免重复组合
            // 检查 c 是否在范围内,并且是否满足勾股定理
            IF (c <= 100) AND (c * c = a * a + b * b) THEN
                // 找到一组勾股数,增加计数并存储结果
                Index := Index + 1; // 增加找到的勾股数计数
                PythagoreanTriples[Index] := CONCAT(CONCAT(CONCAT(INT_TO_STRING(a), ', '), CONCAT(INT_TO_STRING(b), ', ')), INT_TO_STRING(c)); // 记录勾股数
            END_IF
        END_FOR
    END_FOR
END_FOR

4  代码说明
变量声明:
  • PythagoreanTriples:用于存储找到的勾股数,格式为字符串。
  • a, b, c:表示三条边。
  • Index:用于跟踪勾股数数组的索引。
  • j:循环变量,用于初始化输出数组。
循环:
  • 遍历从 1 到 100,将 PythagoreanTriples 数组的所有元素初始化为空字符串。
  • 使用三重嵌套循环遍历所有可能的 (a, b, c) 组合,确保 a < b < c,以避免重复组合。
勾股数检查:
  • 检查 c 是否在有效范围内(不超过 100)并且是否满足勾股定理 (c^2 = a^2 + b^2)。如果满足条件,则表示 (a, b, c) 是一个勾股数。
结果存储:
  • 找到一个勾股数后,增加 Index 的值,并将该勾股数以字符串格式存储在 PythagoreanTriples 数组中,格式为 'a, b, c'。
5  运行结果
运行程序后,PythagoreanTriples 数组中将包含所有在范围内找到的勾股数。例如,(3, 4, 5) , (5, 12, 13) , (6, 8, 10) 等。




6  开源版本说明
该程序遵循开源原则,任何人都可以使用、修改和分发此代码。在使用前应进行充分的测试,修改代码时,请秉持分享精神,将您的改进和成果进行分享,以便更多人受益。

总结

通过这个案例,读者可以学习如何使用 ST 语言编写循环和条件判断等基本编程技巧。本程序为查找勾股数提供了一个实用的示例,可用于理解复杂数值计算的实现方法。

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