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使用AND_THEN与OR_ELSE为内存安全增设防护

使用AND_THEN与OR_ELSE为内存安全增设防护

作者：云龙

职务：华东区技术支持工程师

邮箱：long.yun@

日期：2022-11-10

摘要：

在PLC程序代码编辑时，我们经常会使用到数组和指针的功能，当我们使用这两个功能时一定需要特别留意在程序的运行过程中是否会存在超过数组越界、指向非法/无效地址的问题，虽然也有一些方法可以在后期对这些问题进行检查，但是在程序设计的时候就应该先考虑到这部分代码的内存安全，以此我们建议合理的使用AND_THEN和OR_ELSE运算符，在设计时就尽量避免类似问题。同时，上述两个运算符的使用还能有效优化程序的执行时间、提升效率。后文将对此详细描述。

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参考信息：

InfoSys中关于AND_THEN的信息

InfoSys中关于OR_ELSE的信息

目录

TOC\o1-3\h\z\u1. 软硬件版本 4

1.1. 倍福Beckhoff 4

1.1.1. 控制器硬件 4

1.1.2. 控制软件 4

2. 运算符说明 4

2.1. AND_THEN 4

2.2. OR_ELSE 4

2.3. 短路求值 4

3. 应用演示 4

3.1. 在指针引用时的应用 4

3.2. 在数组索引时的应用 6

3.3. 不同优先级的错误判断与状态输出 7

4. 总结 8

软硬件版本

倍福Beckhoff

控制器硬件

TwinCAT控制器，IPC、EPC或者PC，

此处使用：个人笔记本电脑

控制软件

个人笔记本电脑安装FullTwinCAT3：TwinCAT3.1Build4024.22版本

运算符说明

AND_THEN

该运算符是IEC61131-3标准的拓展，只允许在ST编程中使用，是对BOOL和BIT类型的操作数进行逻辑“与运算”，并具有短路求值（short-circuitevaluation）的属性。

与“AND”运算符的功能类似，当所有的操作数都为TRUE时，运算的结果也为TRUE，否则就为FALSE。

使用“AND_THEN”运算符时，只有在前一个操作数为“TRUE”时，TwinCAT才会继续运算后续操作数的表达式。例如在IF(ptr0AND_THENptr^=99)THEN的条件中，只有当ptr0条件满足时，才会执行后面的(prt^)取值动作，这样的特性可以在程序设计时有效的避免出现引用空指针的问题。

相反，如果使用“AND”运算符，TwinCAT总是会运算所有操作数，那么在上例中，如prt=0时，再执行(ptr^)取值动作就会出现引用空指针的问题。

OR_ELSE

该运算符是IEC61131-3标准的拓展。只允许在ST编程中使用，是对BOOL和BIT操作数进行逻辑“或运算”，并具有短路求值（short-circuitevaluation）的属性。

与“OR”运算符的功能类似，当至少一个操作数产生“TRUE”结果时，操作的结果也为“TRUE”，否则为“FALSE”。

与使用“OR”运算符相比，对于“OR_ELSE”来说，只要其中一个操作数产生为“TRUE”的结果，所有其他操作数上的表达式就不会被运算。

短路求值

只要最终的结果已经可以确定是真或假，求值过程便告终止，这称之为短路求值（short-circuitevaluation）

应用演示

在指针引用时的应用

变量声明：

PROGRAM?MAIN

VAR?

?pData??:POINTER?TO?INT;

?iData??:INT;

?bSwitch,bResult

???? :BOOL;

END_VAR

测试程序：

pData?:=?ADR(iData)?*?TO_UDINT(bSwitch);

IF?pData??0?AND_THEN?pData^??99?THEN

?bResult?:=?TRUE;

ELSE

?bResult?:=?FALSE;

END_IF

运行效果：

AND_THEN检查到没有满足前提条件，后续的操作数不再进行运算，即使后续操作数中出现空指针引用的表达式也不会导致PLC程序停止运行。

当所有条件都满足时，执行IF中要输出的表达式。

在数组索引时的应用

变量声明：

PROGRAM?MAIN

VAR?

?aData??:ARRAY[2..9]?OF?INT;