【学写LibreCAD】0 仿写LibreCAD简介
一、LibreCAD 核心模块：
- 核心模块（Core）
- 功能：处理 CAD 的核心逻辑，如几何计算、图形对象管理、坐标系转换等。
- 关键组件：
- 图形对象：如直线、圆、圆弧、多段线等。
- 数学工具：向量、矩阵、几何计算等。
- 文档管理：管理当前打开的 CAD 文档及其内容。
- 用户界面模块（UI）
- 功能：提供图形用户界面（GUI），包括菜单、工具栏、绘图区域等。
- 关键组件：
- 主窗口：包含菜单栏、工具栏、状态栏等。
- 绘图区域：显示和编辑 CAD 图形的画布。
- 对话框：如图层管理、属性编辑、文件打开/保存等。
- 文件输入/输出模块（IO）
- 功能：负责读取和写入 CAD 文件。
- 关键组件：
- DXF 文件支持：LibreCAD 主要支持 DXF 文件格式。
- 文件解析器：解析 DXF 文件并将其转换为内部数据结构。
- 文件生成器：将内部数据结构导出为 DXF 文件。
- 图形渲染模块（Rendering）
- 功能：负责将 CAD 图形渲染到屏幕上。
- 关键组件：
- 绘图引擎：将几何图形转换为像素。
- 图层管理：控制不同图层的可见性和渲染顺序。
- 视图控制：缩放、平移、旋转等操作。
- 工具模块（Tools）
- 功能：提供绘图和编辑工具，如绘制直线、圆、修剪、延伸等。
- 关键组件：
- 绘图工具：创建基本几何图形。
- 编辑工具：修改现有图形。
- 测量工具：计算距离、角度等。
- 插件模块（Plugins）
- 功能：支持扩展功能，如自定义工具、文件格式支持等。
- 关键组件：
- 插件接口：允许开发者编写插件。
- 插件管理器：加载和管理插件。
- 设置与配置模块（Settings）
- 功能：管理用户偏好设置和应用程序配置。
- 关键组件：
- 配置文件：存储用户设置。
- 设置对话框：允许用户修改设置。
- 脚本与自动化模块（Scripting）
- 功能：支持脚本语言（如 Lua）以实现自动化任务。
- 关键组件：
- 脚本引擎：执行脚本代码。
- API 接口：提供脚本与应用程序的交互接口。
- 帮助与文档模块（Help）
- 功能：提供用户文档和帮助信息。
- 关键组件：
- 帮助文档：用户手册、教程等。
- 在线帮助：链接到在线资源。
二、模块之间的关系
- 核心模块是基础，其他模块依赖它。
- UI 模块负责与用户交互，调用工具模块和渲染模块。
- IO 模块与核心模块交互，负责文件读写。
- 工具模块依赖于核心模块和渲染模块。
- 插件模块通过接口与其他模块交互。
三、逐步重写代码的建议
- 从核心模块开始：用 Rust 重写几何计算和图形对象管理。
- 逐步替换 UI 模块：使用 CXX-QT 重写界面部分。
- 重写 IO 模块：用 Rust 实现文件解析和生成。
- 替换工具模块：用 Rust 实现绘图和编辑工具。
- 最后处理插件和脚本模块：确保与其他模块的兼容性。
通过模块化逐步重写，可以降低复杂度并确保每个模块的功能完整性。
四、核心模块介绍一下
LibreCAD 的 核心模块（Core） 是其最重要的部分，负责处理 CAD 应用程序的基础逻辑和数据结构。以下是核心模块的详细介绍：
- 核心模块的功能
核心模块主要负责以下功能：
- 几何计算：处理点、线、圆、圆弧等几何图形的数学计算。
- 图形对象管理：管理 CAD 文档中的所有图形对象。
- 坐标系转换：处理世界坐标系、用户坐标系和屏幕坐标系之间的转换。
- 文档管理：管理当前打开的 CAD 文档及其内容。
- 事件处理：处理用户输入和系统事件。
- 核心模块的关键组件
(1) 几何图形对象
- 点（Point）：表示二维或三维空间中的一个点。
- 直线（Line）：由两个点定义的直线。
- 圆（Circle）：由圆心和半径定义的圆。
- 圆弧（Arc）：由圆心、半径、起始角和终止角定义的圆弧。
- 多段线（Polyline）：由多个线段组成的连续路径。
- 样条曲线（Spline）：由控制点定义的平滑曲线。
这些几何对象是 CAD 图形的基本构建块，核心模块负责它们的创建、编辑和存储。
(2) 数学工具
- 向量运算：处理向量的加减、点积、叉积等操作。
- 矩阵运算：用于坐标系转换和几何变换。
- 几何计算：如求交点、计算距离、判断点是否在图形内等。
- 坐标系转换：在世界坐标系、用户坐标系和屏幕坐标系之间进行转换。
(3) 文档管理
- 文档对象：表示一个 CAD 文档，包含所有图形对象、图层、块定义等。
- 图层管理：管理文档中的图层，控制图层的可见性和编辑状态。
- 块定义：支持块（Block）的定义和引用，块是一组图形对象的集合。
- 实体管理：管理文档中的所有实体（图形对象）。
(4) 事件处理
- 用户输入事件：如鼠标点击、键盘输入等。
- 系统事件：如文件加载、保存等。
- 事件分发：将事件分发给相应的处理函数。
- 核心模块的数据结构
核心模块使用多种数据结构来管理 CAD 数据：
- 图形对象列表：存储文档中的所有图形对象。
- 图层表：存储文档中的所有图层及其属性。
- 块表：存储文档中的所有块定义。
- 坐标系栈：用于管理坐标系转换。
- 核心模块的接口
核心模块提供以下接口供其他模块调用：
- 图形对象接口：用于创建、编辑和删除图形对象。
- 数学工具接口：提供几何计算和坐标系转换功能。
- 文档管理接口：用于加载、保存和管理 CAD 文档。
- 事件处理接口：用于注册和处理事件。
- 核心模块的依赖
核心模块是 LibreCAD 的基础，其他模块（如 UI、IO、工具模块）都依赖于它：
- UI 模块：通过核心模块获取图形对象并渲染到屏幕上。
- IO 模块：通过核心模块读写 CAD 文档。
- 工具模块：通过核心模块创建和编辑图形对象。
- 用 Rust 重写核心模块的建议
如果用 Rust 重写核心模块，可以按照以下步骤进行：
(1) 设计数据结构
使用 Rust 的结构体（struct）表示几何对象（如点、线、圆等）。
使用 Rust 的枚举（enum）表示不同类型的图形对象。
示例：
#[derive(Debug)]
struct Point {
x: f64,
y: f64,
}
#[derive(Debug)]
enum Shape {
Line(Point, Point),
Circle(Point, f64),
Arc(Point, f64, f64, f64),
}
(2) 实现数学工具
使用 Rust 实现向量、矩阵和几何计算功能。
示例：
fn distance(p1: &Point, p2: &Point) -> f64 {
((p1.x - p2.x).powi(2) + (p1.y - p2.y).powi(2)).sqrt()
}
(3) 实现文档管理
使用 Rust 的集合类型（如 Vec、HashMap）管理图形对象、图层和块定义。
示例：
复制
struct Document {
shapes: Vec<Shape>,
layers: HashMap<String, Layer>,
}
(4) 实现事件处理
使用 Rust 的事件驱动编程模型处理用户输入和系统事件。
示例：
enum Event {
MouseClick(Point),
KeyPress(char),
}
fn handle_event(event: Event) {
match event {
Event::MouseClick(point) => println!("Clicked at: {:?}", point),
Event::KeyPress(key) => println!("Key pressed: {}", key),
}
}
(5) 测试与验证
为每个功能编写单元测试，确保其正确性。
使用 Rust 的测试框架（如 cargo test）进行测试。
- 总结
核心模块是 LibreCAD 的基础，负责几何计算、图形对象管理、文档管理和事件处理。用 Rust 重写核心模块时，可以从数据结构设计、数学工具实现、文档管理和事件处理等方面入手，逐步替换原有功能。通过模块化设计和严格测试，可以确保新实现的稳定性和性能。