CAD開發的多個方面詳細闡述

一、繪圖功能的實現

CAD開發的核心部分是實現繪圖功能，這包括圖形的創建、編輯、變換和顯示。CAD軟體需要支持多種圖形對象，如線段、圓弧、多邊形、文本、圖像等。對於不同的圖形對象，其繪製方式也會有所不同。下面是一個簡單的繪製平面直角坐標系的代碼示例：

void drawCoordinate(int x, int y, int width, int height)
{
    //繪製x軸
    drawLine(x, y + height / 2, x + width, y + height / 2);
    //繪製y軸
    drawLine(x + width / 2, y, x + width / 2, y + height);
}

在上面的代碼示例中，我們通過drawLine函數繪製出了直角坐標系的x軸和y軸。

二、CAD文件的格式化存儲

CAD軟體需要將繪製的圖形對象保存到文件中，以便於下次打開時進行編輯。因此，文件格式化存儲是CAD軟體開發的重要部分。CAD文件通常採用二進位格式或XML格式保存，其中XML格式比較容易解析，方便進行跨平台交換。下面是一個簡單的使用XML格式保存CAD圖形的代碼示例：

void saveFile(const char* filepath, vector shapes)
{
    //創建XML文檔
    TiXmlDocument doc;
    //創建根元素
    TiXmlElement* root = new TiXmlElement("shapes");
    doc.LinkEndChild(root);
    //循環遍歷所有圖形對象，並添加到XML文件中
    for (int i = 0; i SetAttribute("type", shape.getType());
        //添加圖形對象的所有屬性
        for (int j = 0; j SetAttribute("name", attr.getName());
            attrElement->SetAttribute("value", attr.getValue());
            element->LinkEndChild(attrElement);
        }
        root->LinkEndChild(element);
    }
    //保存XML文件
    doc.SaveFile(filepath);
}

在上面的代碼示例中，我們使用了tinyxml庫來操作XML文件，將圖形對象保存到XML文件中。

三、CAD圖形的編輯和變換

CAD軟體需要支持各種圖形對象的編輯和變換，如平移、旋轉、縮放、鏡像、裁剪等操作。這些操作有時還需要在笛卡爾坐標系、極坐標系或其他坐標系下進行。下面是一個簡單的旋轉圖形的代碼示例：

void rotateShape(Shape& shape, double angle)
{
    //獲取中心點坐標
    double centerX = (shape.getLeft() + shape.getRight()) / 2;
    double centerY = (shape.getTop() + shape.getBottom()) / 2;
    //計算旋轉後的新頂點坐標
    for (int i = 0; i < shape.getVertices().size(); i++)
    {
        double x = shape.getVertices()[i].getX() - centerX;
        double y = shape.getVertices()[i].getY() - centerY;
        shape.getVertices()[i].setX(x * cos(angle) - y * sin(angle) + centerX);
        shape.getVertices()[i].setY(x * sin(angle) + y * cos(angle) + centerY);
    }
}

在上面的代碼示例中，我們對圖形進行了旋轉操作，並計算了旋轉後圖形頂點的新坐標。

四、CAD軟體的用戶界面設計

CAD軟體的用戶界面應該友好、簡潔、易於操作。很多用戶都會使用CAD軟體進行複雜的圖形設計和模擬，因此，UI設計非常重要。下面是一個簡單的使用Qt庫實現的CAD軟體UI代碼示例：

void MainWindow::initUI()
{
    //創建菜單欄
    menuBar = new QMenuBar(this);
    //創建文件菜單
    fileMenu = new QMenu("文件(&F)", this);
    menuBar->addMenu(fileMenu);
    //創建工具條
    toolBar = new QToolBar(this);
    //創建撤銷按鈕
    undoBtn = new QToolButton(this);
    undoBtn->setIcon(QIcon("undo.png"));
    undoBtn->setToolTip("撤消");
    toolBar->addWidget(undoBtn);
    //將菜單欄和工具條添加到主窗口中
    setMenuBar(menuBar);
    addToolBar(Qt::TopToolBarArea, toolBar);
    //創建繪圖區域
    canvas = new Canvas(this);
    setCentralWidget(canvas);
}

在上面的代碼示例中，我們使用了Qt庫來創建CAD軟體的菜單、工具條和繪圖區域。

五、CAD軟體的數據管理

CAD軟體需要對繪圖數據進行管理，包括圖形對象的屬性、關係、約束等。數據管理需要考慮到圖形對象的組織結構和訪問方式，以便於快速地查詢和修改數據。下面是一個簡單的使用SQLite資料庫存儲CAD圖形數據的代碼示例：

void createTable()
{
    char* errMsg;
    //創建資料庫
    sqlite3* db;
    sqlite3_open("cad.db", &db);
    //創建圖形對象表
    string sql = "CREATE TABLE shape (id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT, type TEXT NOT NULL, attributes TEXT NOT NULL, vertices TEXT NOT NULL)";
    sqlite3_exec(db, sql.c_str(), NULL, NULL, &errMsg);
    //關閉資料庫
    sqlite3_close(db);
}

在上面的代碼示例中，我們使用了SQLite庫來創建CAD軟體的圖形對象表，並將圖形對象的類型、屬性和頂點坐標等數據存儲到資料庫中。