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从核心模块开始重写 LibreCAD 的 Rust 实现，需要从基础数据结构、数学工具和关键接口入手。以下是具体的代码起步步骤：
- 创建 Rust 核心模块项目
(1) 初始化项目
cargo new cad_core --lib
cd cad_core
(2) 添加 cxx-qt 依赖（用于与 C++/Qt 交互）
在 Cargo.toml 中添加：
[lib]
crate-type = ["staticlib", "cdylib"] # 生成静态库和动态库[dependencies]
cxx = "1.0"
cxx-qt = "0.7"
cxx-qt-lib = "0.7"
- 定义核心数据结构
(1) 几何对象（geometry.rs）
// src/geometry.rs
#[derive(Debug, Clone, Copy)]
pub struct Point2D {pub x: f64,pub y: f64,
}#[derive(Debug, Clone)]
pub enum Shape {Line(Point2D, Point2D),Circle(Point2D, f64), // 圆心 + 半径Arc(Point2D, f64, f64, f64), // 圆心、半径、起始角、终止角（弧度）
}
(2) 数学工具（math.rs）
// src/math.rs
use crate::geometry::Point2D;// 计算两点距离
pub fn distance(p1: &Point2D, p2: &Point2D) -> f64 {((p1.x - p2.x).powi(2) + (p1.y - p2.y).powi(2)).sqrt()
}// 判断点是否在线上（简化版）
pub fn is_point_on_line(point: &Point2D, line_start: &Point2D, line_end: &Point2D) -> bool {// 实现具体的几何判断逻辑// 示例：简单阈值判断distance(point, line_start) + distance(point, line_end) - distance(line_start, line_end) < 1e-6
}
- 文档管理模块（document.rs）
// src/document.rs
use std::collections::HashMap;
use crate::geometry::Shape;pub struct Layer {pub name: String,pub visible: bool,
}pub struct Document {pub layers: HashMap<String, Layer>,pub shapes: Vec<Shape>,
}impl Document {pub fn new() -> Self {Document {layers: HashMap::new(),shapes: Vec::new(),}}pub fn add_shape(&mut self, shape: Shape) {self.shapes.push(shape);}pub fn create_layer(&mut self, name: &str) {self.layers.insert(name.to_string(),Layer {name: name.to_string(),visible: true,},);}
}
- 通过 CXX-QT 暴露接口给 C++
(1) 创建桥接文件（src/cxx_qt.rs）
// src/cxx_qt.rs
#[cxx_qt::bridge]
mod ffi {use super::*;use crate::geometry::{Point2D, Shape};use crate::document::Document;// 暴露 Point2D 到 C++#[derive(Debug, Clone, Copy)]#[namespace = "rust::core"]struct Point2D {x: f64,y: f64,}// 暴露 Document 的接口#[namespace = "rust::core"]extern "Rust" {type Document;fn new_document() -> UniquePtr<Document>;fn add_shape(self: Pin<&mut Document>, shape: Shape);fn create_layer(self: Pin<&mut Document>, name: &str);}
}
(2) 实现 CXX-QT 绑定（src/lib.rs）
// src/lib.rs
mod geometry;
mod math;
mod document;use cxx_qt::CxxQtType;
use std::pin::Pin;// 实现 CXX-QT 的 Document 类型
impl document::Document {fn new_document() -> cxx::UniquePtr<Self> {cxx::UniquePtr::new(document::Document::new())}fn add_shape(self: Pin<&mut Self>, shape: geometry::Shape) {self.get_mut().add_shape(shape);}fn create_layer(self: Pin<&mut Self>, name: &str) {self.get_mut().create_layer(name);}
}
- 单元测试
// tests/core_tests.rs
#[cfg(test)]
mod tests {use super::*;#[test]fn test_distance() {let p1 = geometry::Point2D { x: 0.0, y: 0.0 };let p2 = geometry::Point2D { x: 3.0, y: 4.0 };assert_eq!(math::distance(&p1, &p2), 5.0);}#[test]fn test_add_shape() {let mut doc = document::Document::new();let line = geometry::Shape::Line(geometry::Point2D { x: 0.0, y: 0.0 },geometry::Point2D { x: 1.0, y: 1.0 },);doc.add_shape(line);assert_eq!(doc.shapes.len(), 1);}
}
- 集成到现有 C++ 项目
(1) C++ 调用示例
// main.cpp
#include "rust/core.h"int main() {auto doc = rust::core::new_document();doc->create_layer("Default");rust::core::Point2D p1{0.0, 0.0};rust::core::Point2D p2{10.0, 10.0};doc->add_shape(rust::core::Shape::Line(p1, p2));return 0;
}
(2) 构建配置（CMakeLists.txt）
cmake_minimum_required(VERSION 3.15)
project(LibreCAD_Core)# 添加 Rust 库
add_subdirectory(libre_cad_core)add_executable(libre_cad_core_test main.cpp)
target_link_libraries(libre_cad_core_test PRIVATE libre_cad_core)
- 关键注意事项
- 内存管理：
- 使用 UniquePtr 确保 Rust 对象在 C++ 中安全传递。
- 避免跨 FFI 边界传递复杂生命周期对象。
- 性能优化：
- 对高频调用的数学函数（如 distance）添加 #[inline]。
- 使用 Arc<Mutex> 实现多线程安全（如果涉及并发）。
- 逐步替换策略：
- 先替换无 UI 依赖的模块（如几何计算）。
- 通过 CXX-QT 逐步将 Rust 实现的模块接入 Qt 界面。
下一步行动
- 运行测试：
cargo test
- 构建并链接到 C++：
mkdir build
cd build
cmake ..
make
- 扩展功能：
- 实现更多几何类型（如圆弧、多段线）。
- 添加文件 I/O 支持（如 DXF 解析）。
通过这种方式，可以逐步将 LibreCAD 的核心模块迁移到 Rust，同时保持与现有 C++/Qt 代码的互操作性。