HALCON软件——基础语法

一、Tuple（元组）基础操作

1. 元组的概念

元组是 HALCON 中控制变量的数组形式，用于存储多个数据，支持整数、浮点数、字符串混合存放，是参数传递、批量数据处理的核心载体。

单个数值本质上是长度为 1 的元组
长度可动态变化，支持自动扩容

2. 元组的创建与赋值

（1）基础赋值

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* 单个变量（长度为1的元组）
a := 1
b := 2
c := a + b   // 运算后c = 3

* 直接定义多元素元组
a := [1, 2, 3]

* 初始化空元组
a := []

（2）索引赋值

通过下标修改 / 新增元素，索引从 0 开始；如果赋值的索引超过当前元组长度，中间空缺的位置会自动补 0（数值型元组）。

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* 示例1：从单变量扩展元组
a := 1          // a = [1]（索引0的值为1）
a[1] := 2       // a = [1, 2]
a[2] := 3       // a = [1, 2, 3]
a[4] := 5       // 索引3空缺自动补0 → a = [1, 2, 3, 0, 5]

* 示例2：空元组索引赋值
a := []
a[3] := 3       // 索引0-2自动补0 → a = [0, 0, 0, 3]

* 示例3：修改已有元素
a := [1, 2, 3]
a[1] := 4       // 修改索引1的元素 → a = [1, 4, 3]

3. 批量生成元组：tuple_gen_const

快速生成指定长度、所有元素值统一的元组，有两种书写形式：

算子调用形式

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tuple_gen_const(Length, Const, Newtuple)

Length：元组长度（元素总个数）
Const：每个元素的统一取值
Newtuple：输出的结果元组

内联表达式形式

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Newtuple := gen_tuple_const(Length, Const)

示例：

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* 生成长度为10、所有元素都是5的元组
tuple_gen_const(10, 5, Newtuple)
* 等价的内联写法
Newtuple := gen_tuple_const(10, 5)

4. 元组特点

支持混合类型：同一个元组可以同时存放数字和字符串
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```
c := [1, 2, 'hello']
```
动态扩容：赋值超出长度时自动扩展，空缺位自动补默认值

二、变量赋值与图像拷贝

1. 控制变量赋值

数值、字符串、元组等控制变量统一使用 := 赋值，支持直接写运算表达式。

2. 图像变量拷贝

HALCON 的图标变量（Image、Region、XLD）也可以通过 := 直接复制，得到独立的图像副本。

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* 读取原始图像
read_image (Image, 'claudia')
* 复制得到独立副本
CopyImage := Image

执行后变量窗口会出现两个独立的图像对象，修改其中一个不会影响另一个。

三、条件分支结构（if 语句）

1. 单分支：if - endif

条件成立时执行内部代码，不成立则直接跳过。

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a := -1
y := 0
if(a > 0)
    y := 1
endif
// 结果：条件不满足，y保持为0

2. 双分支：if - else - endif

条件成立执行 if 代码块，不成立则执行 else 代码块。

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a := -3
if(a > 0)
    y := 1
else
    y := -1
endif
// 结果：y = -1

3. 多分支：if - elseif - else - endif

从上到下依次判断条件，执行第一个满足的分支；所有条件都不满足时执行 else 块。

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a := 0
if(a > 0)
    y := 1
elseif(a == 0)
    y := 0
else
    y := -1
endif
// 结果：y = 0

4.switch 多分支结构

适用场景

当单个变量有多个固定取值、需要分别执行不同逻辑时，用 switch 替代多层 elseif，结构更清晰易读。

语法与核心规则

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switch(判断变量)
    case 取值1:
        // 匹配后执行的代码
        break   // 终止并跳出switch；不写会向下穿透执行
    case 取值2:
        // 执行代码
        break
    default:
        // 所有case都不匹配时，执行此处兜底逻辑
endswitch

关键特性：case 穿透

如果某个 case 分支末尾没有写 break，程序会继续执行下一个 case 的代码，直到遇到 break 或整个 switch 结束。

示例

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result := ''
Index := 3
switch(Index)
    case 1:
        result := result + '1'
        break
    case 2:
        result := result + '2'
        break
    case 3:
        result := result + '3'
        * 无break，向下穿透
    case 4:
        * 无break，继续穿透
    case 5:
        result := result + '5'
        break
    default:
        result := '-1'
endswitch

执行结果：result = '35'

解释：Index=3 匹配 case 3，执行后无 break，依次穿透 case 4，直到 case 5 遇到 break 才跳出，因此拼接了 '3' 和 '5'。

5. 常用比较运算符

运算符	含义	说明
`>` / `<`	大于 / 小于	数值大小比较
`==` / `=`	等于	两种写法均有效
`!=` / `#`	不等于	两种写法均有效

6. 逻辑运算符

用于组合多个条件，实现复合判断：

运算符	含义	规则
`and`	逻辑与	所有条件同时为真，结果才为真
or	逻辑或	一个条件满足时即为真，同时不满足为假
`xor`	逻辑异或	两个条件真假不同时结果为真，同真同假时为假

示例：

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Tuple := 5
Value := 10
Result := 0

* and示例：两个条件都满足，Result赋值为1
if(Value > 9 and Tuple > 4)
    Result := 1
endif

* xor示例：两边一真一假，结果为真
if(Value > 10 xor Tuple > 4)
    Result := 1
endif

四、循环结构

1. for 循环：固定范围循环

适合已知循环次数的场景，按固定步长遍历数值区间。

语法

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for 循环变量 := 起始值 to 结束值 by 步长
    // 循环体
endfor

by 步长 可省略，默认步长为 1
循环变量自动按步长递增，超出结束值时自动退出循环

示例

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* 示例1：步长为1，生成1~10的序列
array := []
for i := 1 to 10 by 1
    * 方式1：索引赋值
    array[i-1] := i
    * 方式2：元组拼接追加
    array := [array, i]
endfor
// 结果：array = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]

* 示例2：步长为2，生成奇数序列
array := []
for i := 1 to 10 by 2
    array := [array, i]
endfor
// 结果：array = [1,3,5,7,9]

2. 循环控制语句

（1）continue：跳过本次循环

遇到continue时，立刻结束本轮循环，直接进入下一轮，本次循环后续代码不执行。

（2）break：终止整个循环

遇到break时，立刻跳出整个 for 循环，不再执行后续所有轮次。

示例：

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array := []
for i := 1 to 10 by 1
    if(i == 3)
        continue  // 跳过i=3，不执行后续的追加操作
    endif
    if(i == 7)
        break     // i=7时直接终止整个循环
    endif
    array := [array, i]
endfor
// 结果：array = [1,2,4,5,6]

3. while 循环：条件控制循环

适合循环次数不确定、靠条件判断终止的场景，需要手动维护循环变量和退出条件。

语法

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while(循环条件)
    // 循环体
    // 必须修改条件相关变量，否则会出现死循环
endwhile

示例：

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Flag := 0
array := []
Number := 5
i := 0
while(Flag == 0)
    if(i == Number)
        Flag := 1  // 修改标志位，准备退出循环
    endif
    array := [array, i]
    i := i + 1    // 循环变量自增
endwhile
// 结果：array = [0,1,2,3,4,5]，i最终为6

注意：while 循环必须保证条件最终会变为假，否则程序会进入死循环。

4.repeat...until 循环

语法定位

HALCON 没有 do { } while() 语法（书写会直接报语法错误），直到型循环统一使用 repeat ... until，属于先执行、后判断的循环，循环体至少执行 1 次。

语法格式

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repeat
    // 循环体代码
until (退出条件)

执行逻辑：先完整执行一次循环体，再判断 until 后的条件
条件为假：继续下一轮循环
条件为真：立即退出循环

注意判断逻辑和 while 完全相反：while(条件) 是条件为真才循环；until(条件) 是条件为真就结束。

代码示例

（1）正常退出示例

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Flag := 0
array := []
i := 0
repeat
    array := [array, i]
    i := i + 1
    if(i == 5)
        Flag := 1   // 修改标志位，满足退出条件
    endif
until (Flag == 1)
// 执行结果：array = [0, 1, 2, 3, 4]，循环结束后 i = 5

（2）死循环易错场景

如果循环体内始终不修改退出条件（如 Flag 一直为 0），程序会进入无限死循环，变量持续累加。

复制代码

Flag := 0
i := 0
repeat
    i := i + 1
until (Flag == 1)  // 条件永远不满足，死循环

学习时可配合 HDevelop 单步调试，通过变量窗口实时观察数值变化，辅助理解执行逻辑