MVCアーキテクチャのフレームワーク内でのAutoCAD用.NETアプリケーションの開発

今日、AutoCADが人間活動の多くの分野で使用されている最も人気のあるCADシステムであることは周知の事実です。 基本的な供給では、通常の手段のみを使用して、あらゆる目的の描画作業を実行できます。



ただし、基本構成のグラフィックスコアとしての純粋なAutoCADは、その関連性が徐々に失われています。 これは、ユーザーがサブジェクトエリアの相互接続オブジェクト（壁、鉄道プロファイル、車輪など）を設計することが重要であり、図面内のグラフィックプリミティブ（点、線、円など）を設計することが重要だからです。 さらに、特定の国および業界で施行されている基準に従って、迅速かつ効率的に設計します。



当然、AutodeskはAutoCADシステムのすべての国のエンドユーザーが必要とするすべてを含めることができなかったため、AutoCADはユーザーが自分のニーズに適応できるプログラミングツールを導入しました[1]。



AutoCAD開発ツール。 これらの資金は、次のグループに分類できます。

言語LISPおよびVisual Basic for Applicationsは、図面に対するいくつかの日常的な操作を自動化します。

C ++プログラミング言語に基づいたObjectARXテクノロジー。独自のコマンドとプリミティブを作成する機会を提供します。

Microsoft .NETテクノロジのサポート。これにより、.NET互換プログラミング言語で記述されたAutocadの任意のプログラムコードをダウンロードして実行できます。



後者の技術は、Autodeskのプライベート開発ではなく、進歩的で認知されたMicrosoft .NET Frameworkに基づいているため、最も強力です。



同時に、元の形式のこれらのソリューションはどれも、表示するオブジェクト、つまりサブジェクト領域のモデルと図面をリンクできないことに注意してください。 次に、この動作を実装する最も一般的で成功したソフトウェアアーキテクチャは、MVC（Model-View-Controller）パターンです。



モデルビューコントローラー。 これは、アプリケーションデータモデル、ユーザーインターフェイス、および制御ロジックが3つの個別のコンポーネントに分割されるソフトウェアアーキテクチャであり、コンポーネントの1つを変更しても、他のコンポーネントへの影響は最小限に抑えられます（図1）。







図 1-MVCアーキテクチャ

モデル モデルはデータを提供し（通常はビュー用）、リクエストに応答し（通常はコントローラーから）、状態を変更します。

プレゼンテーション（表示）。 情報の表示を担当します（ユーザーインターフェイス）。

コントローラー ユーザーが入力したデータを解釈し、モデルと適切な反応の必要性を通知します。



プレゼンテーションと動作の両方がモデルに依存することに注意することが重要です。 ただし、モデルは表現にも動作にも依存しません。 これは、この分離の重要な利点の1つです。 視覚的表現に関係なくモデルを構築でき、1つのモデルに対して複数の異なる表現を作成できます[2]。



.NETを使用してプログラミングするときにAutoCADが提供するツールを考慮して、MVCアーキテクチャを適用する可能性を判断します。 以下（図2）は、ユーザーコードとCADの相互作用を実装するAutoCADクラスの簡略図を示しています。



AutoCADクラスの構造。







図 2-簡略化されたAutoCADクラス図



主なものはApplicationクラスで、AutoCADアプリケーションのすぐ上のラッパー（ラッパー）です。 一連のドキュメントをアプリケーションで開くことができます。各ドキュメントは、Documentクラスのオブジェクトとして表すことができます。 各ドキュメントは、データベース（データベース）に関連付けられます。データベース（データベース）は、図面上のすべての情報（スタイル、プリミティブ、ブロックなど）を一意の識別子（ハンドル）を持つDBObjectオブジェクトの形式で保存します。 私たちにとって最も興味深いのは、正確にプリミティブ（エンティティ）であり、その助けを借りて図面が構築されます。 AutoCADのプリミティブはオブジェクトです：ポイント（Point3d）、ライン（Line）、ポリライン（Polyline）、サークル（Circle）、テキスト（MText）など。 -抽象クラスEntityから継承。



AutoCADドキュメントへの変更は、そのデータベースに対して開かれるトランザクションの一部として行われます。 情報の整合性を確保することに加えて、このトランザクション手法は、UndoおよびRedoユーザーインターフェイスの機能を実装するためにも使用され、それぞれ、トランザクションスタックでロールバックまたは後者の使用が発生します。 サブジェクト領域のデータモデルを設計するときには、この機能を考慮する必要があります。



独自のマネージ.NetコードでAutoCADトランザクションを使用して、対応するプリミティブに関するドキュメントのデータベースにレコードを作成することにより、図面を構築できます。 したがって、ViewアーキテクチャMVCのコンポーネントとしてAutoCADドキュメントを使用できます。



ここで、Modelコンポーネントを適切に変更するために、ユーザーが図面を変更したときのシステムの正しい動作の可能性を判断する必要があります。 考えられる解決策の1つは、図面要素を変更したときにAutoCADによって生成されたイベントに応答することです。

Database.ObjectModified-ドキュメントデータベース内のDBObjectが変更されたときに生成されます。

Database.ObjectErased-オブジェクトがドキュメントデータベースから削除されたときに生成されます。



これらのイベントをサブスクライブすることにより、図面の変更を追跡してそれらに応答し、それに応じてモデルのコンポーネントを変更する機会が得られます。 MVCアーキテクチャの用語を使用すると、この実装のControllerコンポーネントの機能は、プリミティブの変更イベントのジェネレーターとして機能するAutoCADと、このイベントに基づいてモデルに変更を加える.NETコードの両方に引き継がれていると言えます。



したがって、次の形式でAutoCADに適用されるMVCアーキテクチャを想像できます（図3）。







図 3-MVCアーキテクチャの実装



連載 考慮する必要がある次の質問は、作業セッション間でモデルデータのストレージを確保する方法です。 .NET Frameworkでこの問題を解決する最も一般的なアプローチは、シリアル化です。



2つの明らかな事実に注意してください。

データベースへのデータの保存（シリアル化）は、ドキュメント自体を保存する直前に実行する必要があります。

データベースからのデータの回復（逆シリアル化）は、ドメインモデルに関連付けられたドキュメントを読み込んだ直後に実行する必要があります。



図に目を向ける 2、これらのアクションは、AutoCADからの次のイベントにサブスクライブすることで実装できることがわかります。

Document.BeforeSave。AutoCADドキュメントがメディアに保存される前に生成されます。

Application.DocumentCreated。ドキュメントを開くか作成した後に生成されます。



トランザクション。 前述のように、AutoCADドキュメントへの変更はトランザクションの一部として実行されます。これにより、情報の整合性とカスタムの元に戻すおよびやり直し機能を実行する機能の両方が保証されます。 ここでの「トランザクション」という用語は、ドキュメントのデータベースが一貫性のある状態から別の状態に転送されるときに実行される一連の操作を意味します[5]。



ただし、検討中の場合、AutoCADはプレゼンテーションとコントローラーの機能を実行し、主要な情報は.NETで実装されたドメインモデルに格納されるため、次のことが必要です。

指定されたモデルのトランザクション性を確認してください。

データモデルとAutoCADデータベースのトランザクションの作成、オープン、記録、およびロールバックの同期を確保します。



これらの要件は、一方で、モデルとドキュメントのデータベース間のリンクの整合性と一貫性を保証します。 一方、標準のAutoCADユーザーインターフェイス関数を使用してコマンドをキャンセルおよびやり直します。



トランザクションサポートを使用したデータドメインモデルの実装は、この記事の範囲外です。このようなソリューションを開発できる方向のみを示すだけで十分です。これは、「コマンド」デザインテンプレートの使用です[6]。



両方のタイプのトランザクションの同期は、中間層のオブジェクト間で確実に分割できます（図3）。 コントローラーは、実行されたアクションに応じて両方のトランザクションの同時起動を開始し、モデルに必要な変更を加え、キャンセルおよびやり直しコマンドの呼び出しを監視します。 この場合、AutoCADドキュメントの図面を表示するDrawerは、コントローラによって既に開かれているトランザクションのドキュメントデータベースのレコードを変更します。



結果 この記事で説明されている原則に基づいて、以下が開発されました。

さまざまなサブジェクト領域のモデルを構築することができる基本モデル。 サブジェクト領域のコンポーネント、それらの間の関係、コンポーネントおよび関係に課せられた制約。 トランザクションアプローチも実装します。

ドメインモデルとAutocad図面の間の中間層の基本クラス。一方で、モデルが変更されるたびに図面を更新し、他方でユーザーが行ったすべての図面変更をモデルに送信します。

図面をバイパスして、モデルデータを直接編集できる追加のユーザーインターフェイスの主要コンポーネント。



したがって、この開発を使用してAutoCADに基づいてCADを構築するには、以下を行う必要があります。

基本モデルに関して特定のドメインモデルを定義（プログラム）します。

図面内のモデルのコンポーネントのグラフィックビューを定義（プログラム）し、図面が変更されたときの動作を説明します。

必要に応じて、追加のユーザーインターフェイスの動作を説明します。



結果として生じるアプローチの特徴は次のとおりです。

高度に統合されたAutoCAD、ミドルウェア、モデル。

プログラマのためのAutoCADの機能の機能の隠蔽。

開発の比較的容易さ。

使いやすさ。



文学



1. Zuev、S. A.およびPoleshchuk、N. N. AutoCADベースのCAD-実行方法。 サンクトペテルブルク：BHV-Petersburg、2004年。

2. Model-View-Controller。 ウィキペディア [オンライン] en.wikipedia.org/wiki/Model-View-Controller

3.シリアル化。 ウィキペディア [オンライン] en.wikipedia.org/wiki/Serialization

4. .Net Frameworkでのシリアル化の基本。 マイクロソフト開発者ネットワーク [インターネット上] msdn.microsoft.com/en-us/library/ms233836.aspx

5. Horafas、D.およびLegg、S.データベースを設計します。 [翻訳] D.F.ミロノフ。 M。：エンジニアリング、1990年。

6.コマンド。 ウィキペディア [オンライン] en.wikipedia.org/wiki/Command