（农业工程专业论文）基于AutoLISP的沉降观测数据处理与可视化研究.pdf

中凰农业大学硕士学位论文撬要 寰舞ii 鲁嘲邕寰皇燃笪蔓鼍皇寰曼皇寰鼍鞭 摘要 a u t o c a d 鼓术嘉处予不断发惩与探索之中，应箍a u t o c a d 技术可以提离企鼗设计散率、 优化设计方案、减轻技术人员的劳动强度、缩短议计周期、加强设诗标准化等。由予a u t o c a d 翳具有静辩赦蛙结构，筏a u t o c a d 技术广泛壤藏用于机械、电子、航炎、化工、建筑、测蹙 与勘察等行盈，胰葡使设计与生产囱数字仡和蠢纸纯方向发媵。 本文以a u t o c a d 为平台，系绞磷究磐开发了用于建筑物溅酶数据处理与可槎忧熟 算撬 程_ | 擎。在本文中，蓠先介绍了a u t o l i s p 语言、菜单的嗣作过穗以及线型的编制方法，并在此 基础上毅述了与建筑物沉踌数据耀关的c a d 簿号痒赡涮穆方法。符号露鹁靠撂分题帮分：独 立簿号款割作窝线型的专俘。独立符号的剿作是遴过用a u t o l i s p 语富缩骂程牟来宠戏酶，独 立符号瀚调用是通过菜单其体实现的。线型的制伟是建立符号库必不可少的一部分，分为简单 线型鄹复杂线型。本文详绷地奔绍了测量巾复魏线型中装予“銎文转”麴编铡及调翔方法，挪建 坎、斜坡、各种逸力及通镶线、篱鬯墙等特殊线燮的黼作方法。然后键麓本次开发的c a d = 次开发软件，对某其体工程的沉降观测数据进行了处理靼可视化表示。此外，通过对某商层建 筑静沉降栽爨，建立淡簿藏躲统计分析数学模型，对褒镲l 数搭静分组方法、番经数据统计分析 船潋托较，确定建筑髓静特征变形的褶应数据，跌而为分析商层建筑在建设岛运行过穗孛的稳 定性提供了依据。 关键谪：c a d 符号库，a u t o l i s p ，沉簿量，数舞处理，可视他 中国农业大学硕士学位论文 摘要 a b s t r a c t t h ec a ds o f t w a r e ，a u t o c a d ，i si n f a s td e v e l o p i n ga n de x p l o r i n g a u t o c a dc a nb eu s e di n m a n ya r e a sf o ri m p r o v i n gt h ed e s i g ne f f i c i e n c y , o p t i m i z i n gp r o j e c t i o n ，l i g h t i n g l a b o ri n t e n s i o n , s h o r t i n gd e s i g np e r i o da n di n t e n s i f y i n gt h es t a n d a r d i z a t i o n t h es p e c i a lo p e n i n gf r a m e w o r k h a dm a d e a u t o c a db e i n gu s e di nm a n yi n d u s w i e s ，s u c ha sm a c h i n e ，e l e c t r o n , s p a c ef l i g h _ t ，c h e m i c a l e n g i n e e r i n g ，a r c h i t e c t u r e ，m e a s u r ea n dp r o s p e c t i n g i th a sc h a n g e d t h ed e s i g nt r e n dt od i g i t i z i n ga n d n op a p e r ap r o g r a mf o rt h ed a t ap r o c e s sa n dv i s u a l i z a t i o no fb u i l d i n gd e f o r m a t i o ni sp r o p o s e di nt h i s p a p e r t h ep r o g r a mi s b a s e d0 1 3 _ t h ea u t o c a dd e v e l o p i n gp l a t f o r m a tf i r s t , t h i sp a p e ri n t r o d u c e s a u t o l i s pl a n g u a g ea b o u tm a k i n gc o i i r s eo fm e l l ua n dp r e p a r i n gm e t h o d so fl i n et y p ei nd e t a i l s e c o n d l yi tn a r r a t e dt h ec o n c r e t em e t h o do fc a ds y m b o ls t o r e h o u s e t h em a k i n go ft h es y m b o l s t o r e h o u s ec a r ld i v i d ei n t ot w op a r t s ：m a k i n go fi n d e p e n d e n ts y m b o la n dm a k i n go fl i n et y p e t h e m a k i n go fi n d e p e n d e n ts y m b o lt h r o u g hw r i t i n gp r o c e d u r ew i t ha u t o l i s pl a n g u a g e t om a k e u s eo f t h ei n d e p e n d e n ts y m b o li sb yt r a n s f o r r i n gt h er e a l i z em e n ua n dt os e tu ps y m b o ls t o r e h o u s ef o r m a k i n go f l i n et y p ei sa l le s s e n t i a lp a r t i ti sd i v i d e di n t os i m p l el i n et y p ea n dc o m p l i c a t e dl i n et y p e t h ea u t h o ri n t r o d u c e se m p h a t i c a l l yt h ep r o c e s so fm a k i n gc o m p l i c a t e dl i n et y p ea n di n t r o d u c e st h e m e t h o da b o u tm a k i n gt h et y p ed o c u m e n tt h a t i n c l u d e di nt h el i n et y p e t h i r d l yb ym a k i n gu s eo f t h e p r o c e d u r et h a td e v e l o p e du n d e r t h ec a di nt h ec o n c r e t ep r o j c o t ，t h et h e s i ss h o w e dt h a tt h ep r o c e d u r e c o u l de a s i l ye x p r e s st h ed e f o r m a t i o no ft h eb u i l d i n g s f i n a l l yam a t h e m a t i cm o d e lo fd e f o r m a t i o n a m o u n ta b o u th i g hb u i l d i n gf o rs t a t i s t i ca n a l y s i sw a se s t a b l i s h e d t h es t a b i l i t yo f h i g hb u i l d i n gi nt h e p r o c e s s e so f c o n s t r u c t i o na n dm a n a g e m e n t w a sd i s c u s s e da n di tb a s e do nt h ea n a l y s i sa n dc o m p a r i s o n o f t h eo b s e r v e dd a t a k e y w o r d ：c a ds y m b o lt o o l s ，a u t o l i s p , d e f o r m a t i o na m o u n t , d a t ap r o c e s s ，v i s u a l i z a t i o n 独创性声明 零人声明骶墨交的论文楚我个人程导爆指导下进行豹研究工幸# 投取褥懿磷究戒 暴。尽我所知，除了文中特剐加以标注和致谢的地方夕 ，论文中不包含其触人融经发 表域撰写过豹勰兔藏聚，也不包含为获得中黧农敛大学或其它教育祝构的学位或证书 丽使用道的枣才秘。与我同王 乍的阉恚瓣本磷究联敲骢任秘囊簸均已在论文中佟了躜 确黪说盟并表示了落 惑。 疆究叟签名： 未萄蠡 对滔：2 0 0 5 年l 弼6 错 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国农监大学有关保留、佼弱学位论文的麓宠，鄄：学校有教僳整 送交论文的复印件和磁盘，允许论文被蹇阙鞠氆阅。可以袋月影印、缝印或扫撼等袈 铺手段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、 转援学继论文的全部或郝分内容。 拣密骢学位论文在鳃密后戚遵守此糖议) 研究生签名：面雨氨 时间；2 0 0 5 每1 月6 目 器辉签名： 时掏：玉咕年f 月参豳 中蘑农业大学硕士学位论文第一章缝论 i ii i i l 邕 1 。1 硪究目的翔意义 第一肇绪论 计冀税辅劲可视纯的蟊酾怒割翊暂静计算枕强大的谢薯掌裁力秘圆形渤缝，鹱鼹鞫彩来提承撂 怠及其关菇的性痿黪缀，以域少人 l 在认识上掰霈的努力帮对潺。哥视纯系统使a 哲j 不霞讶戳誊 接观察蓟所蕊溺豹成粜，衙蕊能够存储、梭索和重复利用、或者宅选新的图形“3 。用二缀的多种 缮式静乎隧图形来表示下沉鼹线、下沉等线瘸；月三缝鲍立髂黟杰豪承越基麴不均匀沉簿关系耩 空搁搜登。从蕊实现离层建筑物浚辫过程静嚣裰耽袭暴方法。 教磷究地纂基础沉降阔题时，涉及大量酶图纸及观测受料的牧舆、管理、帮计冀分掇+ 著荣 耀进去静手王袭入耪a 工分析匏方法，撼然会造成a 力、物力和时简静浪费。利用该系统的数据 分轿黼力鞘成柒的输邂能力，不仪可敬提商工作散搴，减轻势渤强度。逐可以及时魏反映地基变 形壤况，必建筑工程的决燕积实懑提供蠢力魏支持。 随着城市建设的迅猛发展，高层建筑越来越符漩，建筑物的安垒建设与避行也越来越受到挂 会骞方瑶艴关注，特嬲是数主更是对勰麓建筑麓稳定搜蹬予特涮熬关注。淹了镲诞建蕊黪的颓糕 越王帮藏王薅韵安垒遮营，必矮辩建筑耪进昔亍系统煞、妖麓的沉酶瓣测“”5 ，势对沉簿疆浏赞避行 合理的统计分析，从丽得琏l 关于建筑物在建设过程中稳定性敷最著分辑。建筑业主方秘设诗颦以 霹壤攒分提耱缨暴采敬适警懿搔溅，戳确镰建筑赣翡安全建设与稳寇运行。 、2 胬肉羚研究蕊跤 谶年来潍着科学技术的发展，斑诗冀视、测量仪嚣、谶理僖感系统等产生骢大篓的鼹溅数据。 谯测绘、建筑、z k 利等领域大量艘用时视化数攒处理系统”。蝗是鹾藏在蟪基基础溉降褒溅量瓣 数撰整理方赫逐点娶张文字、图纸、翁袭为主。一方西，修改、蚤诵、努轿缀不方便，应该得_ 出 豹。f 沉与变形扳律无法褥出。另方藤，这魏傣爨大多悬点、线黪关系，体理不出藤期立体黪关 袈。不剽予猴礁发现婀题、辫决撼怒。熬决这一辩慈鹩最佳逡镣是建立三维数据的w 橇托努斩浆 统”1 。在国郏，m i n c o n 、d g i 譬公司分剐税采矿和石油开采领域进行了卓商成效鲍工终，它 锏番爨开发魏空闻分糖寨统已成瓷商蒜他软搏+ 弗嚣在孛溪零璐上班齿。蛰d g i 公司鹣遗球胃橇 摸接系统( e a r t hv i s i o nm o d e l i , n g s y s t e m ) 软件链所垒产躬三维空蠲立律圈澎，该簌译是蒸予计簿辊 的绘图、分析和可视纯的系统较侔，主袋用予骺成静态_ 兰维块体模烈，来魇映结构蕊之闻躬拥羹 荧系“。夔蓦r e s e r v o i rc h a r a c t b r i z a t i o nr e s e a r c ha n dc o n s u l t i n g 公嚣鬃中鹃蟪球糖毽、鲍短统 计学豹众多专家箍蹬了三缀地球模攒( 3 de a r t hm o d e l i n g ) 软件。该款搏具霄以下功能；数据霹礁 备、建造翻控制；一缭、二维、兰维地震统计辏型；复杂嫩形袭露阏格优簿。另磐煞c a d 软件逐 霄：a u r o c k ：s o l i d w o r k s ：p r oe n g i n e e r ：u n i g r a p h i c s ：箕中戳a u t o c a d 发展 e 较好，在中强市 中国农业大学硕士学位论文 第章绪论 ! u i i i i , 目! s $ 目s _ ! ! s | _ e ! ! _ ! 自! ! 目# ! ! _ s | # ! ! 自s 女g s _ 自目 场上泛使用。从1 9 8 8 年正式引进了a u t o c a dr 9 开始到现在的a u t o c a d 2 0 0 4 和a u t o c a d 2 0 0 5 冀2 d 功能不但完善，3 d 功能也不但改进。并新增了参数化设计和虚j 耋l 现实技术。 警瘫c a d 较俘主要裔：( 1 ) d s c a d 9 8 是淤大开发翡有宪全自主叛粳韵c a d 系统，该软静是国 家“七嚣”及8 6 3 霆大攻关项嗣；( 2 ) 赢华c a d ，是清华大学开发蛇基于参数化设计熬c a d 集成 系统。( 3 ) 升目c a d 是华中科技大学开发的有自主扳权的c a d 和图纸管理软件。邀些软件在某些 特定领域有箕特殊俸用。 基于a u t o c a d 二次舞发软搏主要有。 ( 1 ) 在建筑方面：天正公司推出的系列产品如：天正建筑t a r o h 6 5 、天正电气t e l e c 6 5 、 天正给排水翻2 6 5 和天正结构t a s d 6 1 、天正嗣照t s u n 6 。5 、天正市政t s z 7 0 ( 2 ) 撬州家匿科技攘出的h t c a d 是关于土方工稷量计葵绘图软傍。 ( 3 ) 中豳纺织总会服装开发中心的a u t o t i n g l e 专门为服装行业开发的。 ( 4 ) 汽率行业以海倍公司的闪电图形工作站作为产品开发平台。 ( s ) 测绘方瑟以毒方溅绘公司嚣发静c a s s 4 0 为代表。 当前无论是军南工业还是民用工业，无论是建筑杼业还是制造加工业，机械、电予、轻绫产 品等备行各业都离不开c a d 技术。 哥褫耗( v l s u a l i z a t i o n ) 是箨在久瑟串形成的对菜种事物( 哉菜a ) 酌图像，怒一个由智经理 过程，它可以提高慰事物的观察力及建立概念等能力“”。在珏方地图学文献孛；可援饯可追溯戮 至少4 0 年以前，但是，1 9 8 7 年美国阻家科学基袅会报告中的科学计算可视化，却具有新的含义。 科学计算可褫仡是遥遘研箭计薄视工具、拄术和系统，把实验或数值计算获得的太量抽象数据转 按成人的援觉可| 丛藏接感受鲍计算热图形图像，扶嚣霹遴符数据探索帮分掇。霹税促技术主要为 地理空间数据提供两方面的应用领域：一是为用户提供过去没有的空间认知工具，如电子地图和 虚拟环境等：二是可税化用于优化、更新数措库本身，并强亿数据的直接应用，如用于检测数 撼精度，哥发知谖秘数据挖掘筹。 在沉降观测数摆处理方面，5 0 颦代以前，变形观测数据处理主要魁计算点的位移，然后绘出 位移过穰线，所得目标点的位移量与选定的参考点有关。6 0 年代中期，奥地利大地测量学者m e i s s l l 涟了囊由丽平差的概念，提交了“瘫割约”平蒺方法。7 。年代，德嚣溅萋学者p e l z e r 开始藏用 统计检骏的理论分掇参考点的稳定性。随颤，自由瞬平差的讨论在莺鼹测绘界盛行起来，主要用 于变形分析。近几年来，人们歼始根据弹性力学理论用有限单元法计算变形( 称为确定函数法) ， 使褒形躐测物瑾解释向前推进了一步，饲鲡利蠲交形蕊铡成果分析计冀地应褒等。这种考虑方法 早5 0 年代藏出y e o g e r 、f r a n k 莓提出，此舞w e l s c h 、p r e s c o t t 、p e l z e r 、s a n y 、v a a i e e k 、张握魅、 黄立人、陶本藻、陈永奇等作出了许多扩充研究，使地应变的计算理论和方法趋于成熟和实用化， 但滚种方法是阻均匀应变场为成用前提“”。从变形分析的发展耨，蹙形测攫数据处理理论的发 聂经历7 三个除段：静态变形分耩、凑态变形势辑、燮形懿力学枫理分耩。1 9 9 6 每6 月在香港举 行的“国际大地变形学术太会”上，许多学者认为变澎测量数据处理的研究及变形分析的方法已 经基本完善，但作者认为变形分析计弊与数据处理等有关理论尚霈综合地研究与成用，为此本文 综台瘫瑙霹筏傀技术帮数率统计鹃努褥方法，对沉洚豹不均匀经爱萑的分析。 2 中国农业大学硕士学位论文 第一章绪论 。3 磁究内骞和方法 本漂越拟翔数瑾统计麴部分理论结合m t oe 魍较 孛及二次嚣发在泼降数据静莲础上进孝亍魄 基基础沉降的可视化研究，设计并制作一套软件。首先是研究a u t o l i s p 的软件开发方法，对观 测数据进行相关处理与表示，从而实现以下目标： l 、瑟有三维鼗攒体的可镌纯显承功畿，毫括沉降蕊测数据，的显幂与修改：绘稍溯医辘形 图，绘制下沉曲线，f 沉等值线图，基础不均匀下沉的立体袭示圈。 2 、观测数据的数理统计分祈。利用数理统计的原理对观测数据进行统计分析，研究商层建筑 翡不均匀沉降的显著往。 主要研究内窖和方法镪蛞： l 、测量数据的采集 该部分将介绍数据的来源及对原始数据的预处理，观测方法，沉降观测点的有茨要求等。从 嚣生成可援他谚究襞添鲍数据。 2 、软件开发 该部分主要概述软件开发的设计思想、数学模型及具体实现手段，利用a u t o l i s p = 次开发 技术进行软 孛酶野发骚裁“。“1 。 3 、观测数据的统计分析 根据相关的统计分析理论，利用数率统计的基本知识建立沉降数据的处理数学模型，并对沉 酶菇弱譬避彳亍合理的统计分析，获两褥出关于建筑耪在建设遗程中稳定性静鼗著分析。 4 、实践应翊 软件制作完成后，将对某高层建筑的观测数据进行处理与应用，从实践应用中得出该软件的 优势与不足放蔼船戳馥遴“”。 3 审瓣袁、鼗大学硪士学位论文 第二章篓子a u t o l i s p 的软梓_ 阡教方法蓬谂分析 焉蔓鼎曾曼群寰鼎鲁笪舞鼍蜷鼍喇基曼舞曼甍簟皇篇皇皇黑舞兰曼尊皇嬲舞簟皇曼舞寰篡皇鼍詈舅舞舞燃皇寡嘲i i 量鼎皇葛舞鲁篡曩懋曼曼嘲暑烹魍_ 基 筵二章基子a u t o l i s p 的软 孛开发方法理论分攒 2 1a u t o k i s p 焉日v l $ u a ll i s p 简介 l i s p ( l i s tp r o c c e s s i n gl a n g u a g e ) 是种计算机裘照骥语富，是在九工智能科学领域广泛鹿， 用的一种程序设计语畜。a u t o l i s p 是a u t o c a d 所支持的一种内嵌式高级编程语窟+ 所谓内嵌戏 簸怒指a u t o l i s p 已经集成到a u t o c a d 软传之中。馒用a u t o l i s p 可以壹接调熙见乎掰骞麴 a u t o c a d 命令。a u t o l i s p 谖言既具备一般琏级落言的基本婊槐葶【l 功懿，又鼓鸯一般裹级谗言掰 没鸯的强大图彤烛理功能，在a u t o c a d 中，翔户可卡分方便媳剩爆a u t o l i s p 编程落害对 a u t o c a d 进毒亍二次开发，怒富蠢霹常王箨中常稻靛菜骛操俸戬命令静形式添加到a u t o c a d 中， 然嚣角产就霹鞋像馒髑a u t o c a d 栎壤翕令一样篌焉新添鸯舀的命令戳完成特悫豹搡作“。用户 遥可敬巍接增拥和修改a u t o c a d 命令，陡意扩大图形编辑功畿，建立图形瘁，并对当前翻形避 】行直接谪筒和修改”。 a u t o l i s p 语宦簸典型豹应用之一是实现参数纯绘辫程j 挚设计，包括尺寸驱旗程序魏鼹壕撼 幼程序等。 a u t o l i s p 霄如下特点： 1 。a u t o l i s p 添富是在磐逶l i s p 滔言萋秣上，扩充了缀多遮蔫于c a d 鑫雳麴特殊霸靛两澎 溅懿，是一秘仅能以髂释方装运行手a u t o c a d 肉瓣静辫释鍪 程穿设计语甯。 2 a u t o l i s p 语言中豹所有成分都是班函数形式给出的，它没有语句概念和冀它语法绪构。 箨 行a u t o l i s p 程净就是执行黧函数，再调墙其它函数。 3 a u t o l t s p 把数据和程序统一表达为表缝构，帮卜表达式，敌可以把程序当佳数攒来处 理，也可以把数据当作程序寐执行。 4 ，a u t o l i s p 语言中魄程序运行过程就蹙瓣函数黪袋僮避程，戆在对缀数求馕酸过纛串实现 蛹数的功能。 5 。a u t o l i s p 瀑骞的圭要控制缝构是采耀递归方式。递翅方式熬使擂，使褥援廖设计变拘鞴 革易懂”“3 。 v i s u a ll i s p 燕一种专门用来细速a u t o l i s p 程净开发的稷穿软件，现已正式内嵌于 a u t o c a d 2 0 0 0 中。作为新一代l i s p 语裔，v i s u a ll i s p 垒蕊兼容a u t o l l s p ，并提供一个全瓤的可 视化集成开发环境”。它拥有自己的霸口和菜单，但它们与a u t o c a d 的其它窗口不同。v i s u a l l i s p 不熊离开a u t o c a d 聪单独运行，如果用户想要使用v i s u a ll i s p ，必须罄先姆a u t o c a d 唪 的图形和命令窗口进行交曩采响成程序的提承。当v i s u a l l i s p 姆控制权交给a u t o c a d 曼重，摇巢 a u t o c a d 被最小他7 ，那么惩户嚣簧葶工来羧复秘激淫饕譬，因受v i s u a ll i s p 苓照鑫旃恢鬟 a u t o c a d 裔霜。 毒 2 2h u t o l is p 程序的结构特点 一般的a u t n l i s p 程序的结构特点是这样的： a u t o l l s p 中的所有功能都是以表的形式调用内部函数或用户函数来实现的，其调用形式为： ( 函数名变元i 变元2 变元3 变元n ) 括号里的每项之间用空格隔开变元可以是常数、变量啦及对其它函数的调用，我们把这种 函数的调用形式称为表达式。表述式的书写规则是： ( 1 ) 前缀表示法。大多数计算机语言采用韵是“串缴表示法”，而在a m o i ，】s p 语言中采用， 的是前缀表示法，既把运算符放在操作数之前，并把操作数( 调用函数的参数) 和运算符( 函数 名) 用圆括号括起来。如： ( s e t qd ( 一( + bb ) ( 44 0ab ) ( 2 ) 表的第一个函数必须是函数名。若是数值，在作括号前应带单引号。 1 3 ) 函数名与第一变元之间以厦相邻两个变元之间必须用空格隔开，计算机把表的第项 认作函数名。其余各项认作函数的变元。 ( 4 ) 要注意表选式中括号和定界符的匹配，这是程序中晟常见的出错原因。 ( 5 ) 不能使用多余的括号。例如：( 5 ) ，( - 2 ) 不能写作( ( - 5 ) ( - 2 ) ) 。这时a u t o l i s p 会将- 5 、一2 认作函数名，因为没有这样的西数名丽出现错误信息。应写作：p ，5 2 3 ( 6 ) 除字符常数中的字母以外，符号名中的大小写字母是等效的。 在a u t o l l s p 程序中可以用注释。注释以个分号“j ”为标志。 a u l o l i s p 是一种书写非常的语言，变元之间可用一个或多个空格隔开，可以一行写多个表达 式，也可以一个表达式分多行书写为了使程序结构直观便于阅读，层次清晰一般使用缩排 形式来编写程序。 2 3 加载和运行h u t o l ! s p 程序 一个a u t o l i s p 程序通常有两个相关的名称：程序卫件名和函数名，所有的a u t l i s p 文件都 蚍】s p 为文件扩展名。在个相同的a u l o l i s p 程序文件中可以有个或多个函数定义。要运行 个函数，定义该函数的a u t o l i s p 程序文件必须被加载。 对于 艮短的a u t o l i s p 程序( 只是由一个或两个表组成，如简单的数值函数的运算等) 或用 d e f t m 函数定义的简单用户函数，可以直接在a u t o c a d 环境中的命令提示符下直接输入即可，返 回的结果赢会立即显示在文本屏幕上。 而对于一般的a u t o l i s p 应用程序- 则需要采用文本编辑器进行编辑。编辑嚣可以随意的选 择( 如w i n d o 、：v s 下可以用记事本或写字板) ，当糕最好使用那些能蟹检鸯报匹配的括号钓编辑器， 因为在a u t o l i s p 程序中一对匹配括号是组成表的单元，有时很眷易混乱，从而影响程序的运行。 在编辑器下编辑好的1 s p 程序当回到a u t o c a d 环境下。用h a d 函数装载后就可以执行了，执 行对如果程序中没有d c f u n 函数，系统便边装载一边执行 如果由d e f u n 函数定义的命令或函 数，装载后只需在命令提示符下再键入d e f u n 函数定义的命令名即可运行相应的命令或函数装 数，装载后只需在命令提示符下再键入d e f u n 函数定义的命令名即可运行相应的命令或函数堤 中蓐农渡犬学硕士学位论文第二章基于a u t o l i s p 的软件开发方法理论分树 2 2a u t o l l s p 程序灼绻构特点 一般的a u t o l i s p 程序的结构特点是这样静： a u t o l i s p 串的掰有渤麓都楚戳袭的形式调鲻内部函数或用户蕊数慕实现鲍，其调瘸形式兔： ( 函数名变元l 变元2 变元3 变元n ) 括号篓静每矮之润爝宝格隔汗，变元讶辨燕常数、嶷豢戳及对其它溺数的谪阐，我们把这种 函数的调粥形式称为表选式。表达式的书写规则悬； ( 1 ) 翦缀表示法。大多数计冀枧语言采用的是“中缀表示法”，嚣在a u t o l i s p 语言中采辩 的楚前缀表示法，既托运算符蔽在操作数之前，并把操作数( 调用函数的参数) 和运算符( 函数 名) 熙觏括号括起来。如： ( s e t q d ( 母bb ) 44 0a b 势) ( 2 ) 表的第一个函数必须是函数名。若是数值，在作括号前皮带单引号“”。 ( 3 ) 蠛数袭与募一变元之闻以及楣部魏个交元之阚登矮耀空捂隔开，计舞辊把表的第一颈 认作瓣数名，其余各磺试律函数的变元。 ( 4 ) 耍注意表达式中括号和定界符的匹配，这是稳序中最常见的出媸原因。 ( 5 ) 不畿倥爱多余黪括号。铡细；( - 5 ) 4 ( o ) 不能骂作( ( 5 ) ( 2 ) ) 。这时a u t o l i s p 会将。5 、- 2 认作瓣数名，因为没商这样的函数名面出现镶误穗息。碰霉诈；( ，5 - 2 ) ( 6 ) 除字符常数中的字母以铃，掰号名中约大小写字母是等效的。 在a u t o l i s p 程穿中可鞋用注释。往释戳一个分号“；”为标志。 a u t o l i s p 是种书写非常的语吉，变元之间可用个或多个窆格隧舞，霹娃一抒写多令表达 式，瞧可以一个浸达式分多纷豢焉，必了使程序结构轰淡，倭弓二辅谈，屡次清渐，一般使糟缭捧 形式来编写程序。 2 。3 加栽和运行a u t o l i s p 稷序 一个a u t o l i s p 程序遴常有掰个穰荚嚣名称：程序文件名帮函鼗名。所有静a u t o l i s p 文件都 戳。l s 为文件扩袋名。在一个褶阍的a u t o l t s p 程净文释中可以有个或多个函数定义。簧运嚣一 个函数，定义该函数的a u t o l i s p 程序文件必须教期载。 对于缓短的a u t o l i s p 程序( 只是幽一个崴两个表缀成，朔简单的数值函数的运算等) 或用 d e f u n 函数定义鳓简单蹿户醋数，何以嫠接在a u t o c a d 黪境中的露令提示穹毒下整接搂a 鼯褥，遨 回的结果就会立朗显示在文本屏臻上。 衙对予一般的a u t o l i s p 应用程序。则需耍采用文本编辑器进杼编辑。编辑器可以随意的选 择( 螂w i n d o w s 下可以月记事本或写字扳) ，当然鼹蟹馒熙那些髓够梭煮秘匹酝麴括号躬编辑嚣， 阂为雀a u t o l i s p 程牟巾一对题凝括号魑组藏袭扮鼙嚣，有时禳容器混乱，扶蕊彰响耩序的运行。 在编辑器下编辑好的1 s p 程序，当阐到a u t o c a d 环境下，用l o a d 醢数装簸爱就可以执符了，执 簿时热果程序串没寿d e f u a 溺数，系统矮一逸装载迭执行；如鬃由d e f u n 函数定义的命令或黼 数，装载骺强震在命令捷糸符下再键入d e f u n 涵数定义鼬命令窝即可运行捆成煎食令藏函数。装 5 串匿表蝗大学矮士掌臻论文 第二章纂予a u t o l i s p 静较静开蓑方法壤论分析 载a u i o l i s p 文 孛的裔令翔下： c o m m a n d ：( 1 0 a d ” p a t h f i l en a m e ) a m o l i s p 文件名和选项的路径名必须包含在艘；l 母中，l o a d 命令鞠f i l en a m e 参数必须包含 在圆括号中。如榘不加豳括号，则a u t o c a d 将试图装载一个图形或一个字体文 牛，藤不是装载 一个a u t o l i s p 程序文件。在l o a d 和f i l en a m e 之问不需要室格。a u t o c a d 成功装载文件屦，将 在屏幕熬套令提簿专躐显示藩数名。 盛訾、虚意：翅载一个a u t o l i s p 程序，森定义其黯经时慕嗣鼹斜枉( ，) 。 龟可鞋在菜擎糕中熬“工其”中选择“程謦调入”，裁会弹蠢一个逡择对话糕。逡撵簧擒载 的文件，点击“l o a d ”按铥，辩点击“c l o s e ”按钮，1 s p 文件就被加载了。 2 4a u t o l i s p 的表达式和数据类型 2 4 1a u t o l l s p 的裘遮式 a u t o l i s p 的表达式彤式如下： ( 亟数参数) 每个褒达式以友括号开始，势且出霹数名秘可选撵的参鼗缀戏，每个参数魄霹能憝表达筑。 表遮式以蠢括号结束，每一个表达拽麴返强馕都能被， 屡表达式嫂是。簸惹计霎躲焦被返溷裂调 用静表遮藏。侧鲡，以下的代褥包括3 个参数： ( ( f u n i ) ( f u a 2 ) ( f u n 3 ) ) 如果翔户在v i s u a ll i s p 控涮台提示行或a u t o c a d 命令行输入这行代码，a u t o c a d 的v i s u a l l i s p 解释程序将执行此代码。第一个豳数f u i l l 包含两个参数，另两个两数f u n 2 和f u n 3 均只有一 个参数。甄数f u n 2 秘婚包食在函数f i m l 审，这样它们黪返回僮撵为f u n l 孵参数。匾数f u n l 计算这嚣个参数并将值返回到输入代码鲍寝髓中。 2 ，4 。2a u t o l l 印粒数擐娄罂 a u t o l i s p 支持f 述 0 种数据类爨： 整数型 实数型 字符串 符号 袭 文转撰述特 a u t o c a d 安体名 a u t o c a d 选择集 内帮函数( a u t o l i s p 子程滓) 外部函数( a d s 、a r x 函数) 下颓辩在本次设计中用的较多鼬数据类型作一下说骧。 ( 1 ) 字符串 6 中垦农业大学醺士学证论文第二章基予a u t o l i s p 熬软转开发方法理论势辑 字符串( 字符南常数) 是由一对双引譬插超来的字符序列组成的。这一对双目l 号是字穗串的 界定符。字符串中的大小写字母和空格字符都是有意义的，如果字符串中没有任何字符，则称为 空率，其长发为0 。在字符率中，溺一字母豹夫，j 、篝诀为是不同酌字符，空格楚一个有意义的字 符。字符窜酾长凄楚指字符举一对敢s 号之澜韵字符个数( 不毽括双；f 号) 。 字符枣可以包客a s a i i 褥中经一个字籀，运用的形式爻“毡越”，i r o n 为八遴嵩形式静a s c h 。 塞予度籍凝“r 已经俘先字簿串中鹣蓠导转义簿，强谣，兰字牟睾串中鬟镁爆反瓣凝畦，必簇魍转 义符，即用双反斜枉“”表示字符串中的个反斜枉“”。当然，也可以用威斜杠的a s c h 码 爱示。犀榉，由于双引号已缀作为字符串鲍定界符使用，困藤，字符串中的双g 号可缢翔“、”或 “0 4 2 ”表示。一些常用的控制符，其意义如f ： 、e 表示e s c a p e ( e s c ) 协表示换行l f 、r 寝零露车c r 其中e ，n ，必矮，l 、霹。 尊g l 母字德“”可以用作q u o t e 函数的缩写。 ( 2 ) 符号 a u t o l i s p 中的符号用于存储数据，因此“符号”和“变量”这两个词意义相同，可以相互 交换使鞘。 在a u t o l i s p 中，不允许使用数字作为符母名的第一个字符，字符的大小麓魑等效的，符号 的长度不隈，所窍瓣字符都裔意义，鬣器量不器超过6 个字符艉符号塞，嚣翔要占蠲大量躺海存， 褥篮会减溪程牟躲运行遮炭。蔺辩，符号名太长会健覆净静蜀读缝差，幂荦j 于对程穿豹理瓣。 在a u t o l i s p 巾经常提到“约束”的撅念，实际上“约束”是摆一对褥号葶鞋蠖。当把个毽 懿绘一个镑号聪，魄艘悬把这个耱号终隶为郡个篷，因就霹l 将不圈类型瓣数撂赋壤绘鄹令符 号，使它程不同的时刻脊不阎的值，使得编程十分灵活而简练。 一个符号可以是全局变擞，也可以是局部变量。若娶查饕慕个符弩的当前约粜值，最越雄的 方法是在a u t o c a d 中的命令状态下镰入一个感叹号“! ”，后跟要查看的符号。 瓣户在编写程序静时候，疆净中定义韵符譬不畿等系统串静国数和符号名鞫瀚，否捌，后面 静定义将敬 弋己有的定义，靛面引起漉乱。 ) 表黪长发必3 中国农业大学硕士学位论文 第二章基于g u t o l i s p 的软件开发方法理论分析 如果表中没有任何元素，则称为空表，在a u t o l i s p 中用n i l 或( ) 表示。 表有两种基本类型：标准表和引用表。标准表是从左括号开始到配对的右括号结束。对于标 准表中的第一个元素( o 号元素) 必须是一个合法的而且己存在的a u t o l l s p 函数。a u t o c a d 将 按照此函数的功能完成其操作。引用表是在左括号前加一撇，表示不对此表作求值处理。 2 5 a u t o l l s p 语言的相关函数 2 5 1 赋值函数 赋值函数是a u t o l l s p 的基本赋值函数，它将表达式的值赋给符号，并可以同时将多个表达 式的值分别赋给多个符号。s e t 和s e t q 函数用于为一个或多个变量赋值。 其语法如下： ( s e t 变量值) ( s e t q 变量名值 变量名值】_ ) 若将s e t 函数的第一个变元加上单引号，则等价于s e t q 函数。 赋给变量的值可以是任何表达式( 数字、字符串、字母) ，如果设定值是字符串，则其长度 不能超过1 0 0 个字符。 s e t q 函数也可以与另一个函数连接来为变量赋值。例如： ( s e t q p l ( g e t p o i n t “e n t e rs t 。q r t p o i n t ：”) ) a u t o l i s p 使用某些内置的函数名和符号，不要为这些函数名或符号赋任何值，下面的例子 在语法上是成立的，但不能使用，因为p i 和a n g l e 是a u t o l i s p 的保留字符。 ( s e t qp i3 0 ) ( s e t qa n g l e4 5 ) 2 5 。2 数学运算 在任何编程语言中，数学运算都是一种很重要的功能，绝大多数在编程和数学运算中经常使 用的数学功能在a u t o l i s p 中都可以实现。可以使用a u t o l i s p 进行加、减、乘、除，还可以找到 采用弧度表示的角度的正弦、余弦、反正切等。在a u t o l i s p 中还有许多其他运算功能。 ( 1 ) 加运算 语法：( + n u m ln u m 2n u m 3 ) “加”函数( + ) 计算加号右边所有数值的和，即( n u m l + n t m a 2 + n u m 3 + ) 。数值可为整 数或实数，如果所有运算数都为整数，则和也是整数；如果运算数都为实数，则和也为实数；如 果运算数有整数也有实数，则和为实数。在如下的例子中，第一个例子运算数都为整数，则和为 整数：第二个例子中运算数有一个为实数，则和为实数。 c o m m a n d ：( + 23 0 4 5 0 ) 返回：8 6 c o m m a n d ：( + 23 045 0 0 )返回：8 6 0 ( 2 ) 减运算 语法：( 一n u m ln u m 2h u m 3 ) “减”函数( ) 从第一个数值中减去第二个数值( n u m l - m m a 2 ) 。如果运算数超过两个，则 从第一个数中减去后面所有数的和，即 n u m i - ( n u m 2 + n u a d + ) 。减运算中对整数实数的运算向 8 中蓬表鼗夫学额士攀镶论文 第二章蔟予a u t o l 辨静较枣 开发方法理论分耩 鼍鼎鼍蔓糕, , 2 i i i 鼎舅舅鼍蔓糌曼舞囊 蕊运冀一样。 ( 3 ) 乘运算 语法；( n u m th u m 2h u m 3 ) “乘”函数求所有在“ ”号后送算数的乘积( h u m l * n u m 2 * n u m 3 * ) 。如果运算数都为整数， 则积为整数；如果荫一个运算数为实数，则积为实数。 ( 4 ) 除运算 语法；( n 毡m ln u m 2h u m 3 ) “除”函数激第一个运算数必被除鼗，第二个鼗为除数( n 黼l 恕勰1 2 ) 。鲡巢遥舞数越遗两卞， 莉第一个数豫以其德所有运算数的税，e j n u m l ( n u m 2 * n u m 3 * ) j 。在下面的例子中，2 0 0 陈以 5 + 0 和4 ，运算式为 2 0 0 i ( 5 0 * 4 ) 】。 c o m m a n d ：( 2 0 0 + 0 5 0 4 )邋回1 0 0 ( 5 ) 乘方 谗法：( e x p t n l i l t ln u m ) 乘方殛数返魍底数盼褰次方。 平方掇 语法：( s q nh u m ) 该函数遥回数韵平方襁，该平方禳为实数。 2 5 3 三角函数 ( 1 ) 正弦( s i n ) 语法；( s i na n g l e ) j 弦殛数计冀以弧度表示的角度的正弦傻。下戮的例子芷弦瓣数计冀p i ( 1 8 0 0 ) 的正弦馕， 返秘0 。0 。 c o m m a n d ：( s i np i )邋国：0 0 ( 2 ) 余弦( c o s ) 语法：( c o sa n g l e ) 余弦函数计算以弧度淡示的角度的余弦德。下蕊的侧予余弦酾数计算p i ( 1 8 酽) 的余弦馕， 返回10 c o m m a n d ：( c o sp i ) 返回# * 1 0 2 5 4 逻辑运冀 程黪i 蘧常都键含测试一个特定条梅静磅熊，翔鬃条徉为粪，羹程净执幸亍菜些操作，懿梁条件 为骰，瓣程亭执符勇一墅撩作。按下来我# j 讨论在奉次设许中便嗣静死种荚系邋冀： ( 1 ) 等于 语法：( 一a t o m la t o m 2a t o m 3 ) 等于蛹数( 。) 判断飚个或多个数是磷相等，如果糨等则条件为真，返回毽为t ( 囊镇 ；如 果不相等，则条传为假，返回饿为n i l ( 慑德) 。蜘如： ( 一5 5 )逐窭；t ( * 5 55 55 5 ) 返圄：霉 9 孛嚣表娃大学硬尘学位论文第二章基于a u t o l i s p