基于.NET編程增強(qiáng)Excel與CAD的數(shù)據(jù)交流功能
——以水利工程設(shè)計(jì)應(yīng)用為例

馬 宇

（遼寧省大伙房水庫(kù)輸水工程建設(shè)局，遼寧沈陽(yáng)110166）

基于.NET編程增強(qiáng)Excel與CAD的數(shù)據(jù)交流功能
——以水利工程設(shè)計(jì)應(yīng)用為例

馬 宇

（遼寧省大伙房水庫(kù)輸水工程建設(shè)局，遼寧沈陽(yáng)110166）

為解決水利工程設(shè)計(jì)中Excel與CAD的數(shù)據(jù)交流問(wèn)題，采用基于C#.NET編程的方式來(lái)增強(qiáng)CAD對(duì)Excel文件中數(shù)據(jù)的讀取和編輯。

數(shù)據(jù)交流；Excel；CAD；水利工程設(shè)計(jì)

1 引言

Excel和CAD是在水利工程設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用的商業(yè)軟件，Excel方便保存、編輯表格數(shù)據(jù)，CAD有效輔助設(shè)計(jì)繪制工程圖。在設(shè)計(jì)中，工程師們往往需要把大量的Excel數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成直觀的CAD中的點(diǎn)、線等圖元，在這些圖元的基礎(chǔ)上進(jìn)行工程設(shè)計(jì)；同時(shí)也需要把CAD中的一些圖元屬性提取出來(lái)保存到Excel文件中，以便于計(jì)算工程量和確定控制坐標(biāo)等。如何解決好Excel與CAD之間的數(shù)據(jù)交流是提高水利工程設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。

Excel和CAD均屬于通用軟件，雖然CAD中個(gè)別功能提供了對(duì)Excel文件的簡(jiǎn)單支持，但由于水利工程上邊界條件復(fù)雜，隨機(jī)性強(qiáng)、設(shè)計(jì)面廣［1］，CAD的自帶功能無(wú)法滿足水利工程設(shè)計(jì)中大量數(shù)據(jù)交流便捷、準(zhǔn)確的要求，設(shè)計(jì)人員的數(shù)據(jù)交流操作繁瑣而重復(fù)。

Excel和CAD軟件均提供了優(yōu)良的二次開(kāi)發(fā)接口，隨著編程技術(shù)的發(fā)展和軟件版本的升級(jí)，對(duì)這兩種軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的門(mén)檻也逐漸降低，基于微軟公司提供的.NET平臺(tái)對(duì)Excel和CAD進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)就是一種較為便捷的方法。

2 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交流的思路

借助Excel和CAD提供的二次開(kāi)發(fā)接口，編寫(xiě)一個(gè)程序，作為橋梁搭接Excel和CAD程序，程序本身應(yīng)具有打開(kāi)、讀取、修改、保存Excel文件和CAD文件的功能，并應(yīng)具備實(shí)時(shí)顯示設(shè)計(jì)成果和簡(jiǎn)潔的操作界面等特點(diǎn)。

Excel二次開(kāi)發(fā)主要有三種方式：VBA的內(nèi)部開(kāi)發(fā)、COM插件開(kāi)發(fā)和自動(dòng)化服務(wù)開(kāi)發(fā)［2］。CAD提供了五種主要的開(kāi)發(fā)工具，分別是：使用C++的Object-ARX，VB/VBA的ActiveX開(kāi)發(fā)，ADS，AutoLisp/VisualLisp以及.NET開(kāi)發(fā)［3］。綜合分析兩個(gè)軟件的二次開(kāi)發(fā)方式，本文選用基于.NET開(kāi)發(fā)CAD并添加Excel的COM插件的方式來(lái)搭建溝通兩個(gè)軟件的橋梁，這種方法相比其他方式組合更容易搭建編譯平臺(tái)，可以較為完整地調(diào)用CAD和Excel提供的二次開(kāi)發(fā)接口功能，方便制作窗口界面和實(shí)時(shí)檢驗(yàn)計(jì)算成果。

.NET開(kāi)發(fā)是基于微軟.NET平臺(tái)直接進(jìn)行CAD二次開(kāi)發(fā)的一種新技術(shù)，能夠完全支持.NET開(kāi)發(fā)的CAD版本需高于2006。.NET可以引用CAD提供的對(duì)象庫(kù)，進(jìn)而建立自己的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)程序（*.dll文件），在CAD中加載編譯后的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)程序，就可以達(dá)到編程操作CAD的功能。通過(guò).NET控制Excel文件的前提是添加Excel的COM組件的引用［4］。COM組件中提供了Excel相關(guān)的類和接口，通過(guò)COM組件可以編程創(chuàng)建、顯示、編輯、讀取、保存Excle文件。

創(chuàng)建一個(gè)CAD可以加載調(diào)用的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)程序，程序同時(shí)引用ExcelCOM組件。在CAD環(huán)境下啟動(dòng)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)程序，讀取Excel文檔內(nèi)容，保存到程序的數(shù)據(jù)變量中，然后調(diào)用CAD中的繪圖類，根據(jù)讀取的數(shù)據(jù)繪圖；或者在CAD中借助提取圖形對(duì)象函數(shù)，提取CAD圖紙中的點(diǎn)、線等圖元的基本屬性，通過(guò)程序分析計(jì)算形成需要的數(shù)據(jù)成果，寫(xiě)入到Excel文件中。.NET平臺(tái)上，可以實(shí)現(xiàn)Excel與CAD數(shù)據(jù)的雙向流通，編程思路見(jiàn)圖1。

圖1 編程溝通Excel和CAD數(shù)據(jù)流程圖

3 編程實(shí)現(xiàn)操作Excel與CAD

3.1 編程語(yǔ)言及編譯環(huán)境

.NET平臺(tái)又稱.NETFramework，目前最新的是4.5版本。是由微軟開(kāi)發(fā)的一個(gè)致力于敏捷軟件開(kāi)發(fā)、快速應(yīng)用開(kāi)發(fā)、平臺(tái)無(wú)關(guān)性、跨語(yǔ)言編程和網(wǎng)絡(luò)透明化的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)［5］。.NET包含四種核心語(yǔ)言：VB、VC++、C#和J#［6］，本文選用C#進(jìn)行編程，C#是微軟為.NETFramework量身訂做的程序語(yǔ)言［7］，具有使用簡(jiǎn)易和功能強(qiáng)大的特點(diǎn)。目前開(kāi)發(fā).NET平臺(tái)程序，最高效的編譯調(diào)試平臺(tái)莫過(guò)于微軟公司推出的VisualStudio（簡(jiǎn)稱VS）集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。本文采用VS2010版本進(jìn)行編譯環(huán)境搭建。考慮使用習(xí)慣和程序的兼容性，CAD采用2007版本，Excel采用2003版本。

首先，在VS中新建一個(gè)項(xiàng)目，模板采用C#下的“類庫(kù)”，.NET平臺(tái)選擇2.0版本（不同版本CAD對(duì)應(yīng)不同版本.NET，通過(guò)較低版本.NET編譯的程序一般可以在較高版本CAD中運(yùn)行）。在“解決方案”中添加引用“acdbmgd.dll”和“acmgd. dll”，并設(shè)置“復(fù)制本地”為“False”。

然后，引用Excel的COM插件，不同版本Excel對(duì)應(yīng)的COM插件版本有所不同，2003版本的Excel的COM插件名稱為“MicrosoftExcel11.0ObjectLibrary”。

最后，設(shè)置程序的“調(diào)試”屬性，啟動(dòng)外部程序路徑設(shè)為本機(jī)CAD2007的“acad.exe”程序路徑。至此，程序的編譯平臺(tái)就搭建完成。

3.2 編程操作Excel文檔

編程可以實(shí)現(xiàn)Excel的大部分功能，具體調(diào)用的類和函數(shù)也非常多，具體可以參考微軟公司提供的COM插件的幫助手冊(cè)。較為基礎(chǔ)和常用的Excel操作為打開(kāi)文檔，讀取、修改單元格內(nèi)容，保存文檔。為了更好應(yīng)對(duì)復(fù)雜的Excel表格格式，本文采用逐單元格讀取/賦值的方式操作Excel文檔。例如打開(kāi)一個(gè)路徑保存在filename變量的*.xls文件，讀取A1單元格內(nèi)容保存在變量ReadCell中，并修改B1單元格內(nèi)容為“Level”，編程主要代碼為：

（首先添加using Excel=Microsoft.office.Interop.Excel；）

Excel.Applicationapp=newExcel. Application（ ）；∥新建Excel進(jìn)程

Excel.WorkbookClassw=（Excel. WorkbookClass）app.Workbooks.open（filename，Type.Missing，Type.Missing，Type.Missing，Type.Missing，Type.Missing，Type.Missing，Type. Missing，Type.Missing，Type.Missing，Type.Missing，Type.Missing，Type. Missing，Type.Missing，Type.Missing）；∥打開(kāi)文件

Excel.Worksheetsheet=（Excel. Worksheet）w.Sheets；∥選擇Excel文件sheet

string ReadCell=（（Excel.Range）sheet.Cells［1，1］）.Text.ToString（ ）；∥讀取A1單元格中的數(shù)據(jù)

sheet.Cell［1，2］=”Level”；∥修改B1單元格內(nèi)容為L(zhǎng)evel

w.Close（null，null，null）；∥關(guān)閉文件

app.Quit（ ）；∥退出Excel進(jìn)程，非常重要，不然Excel的進(jìn)程將一直在電腦后臺(tái)運(yùn)行

3.3 編程操作CAD

通過(guò).NET平臺(tái)操作CAD可以實(shí)現(xiàn)CAD的絕大部分功能，可調(diào)用的類和函數(shù)非常多，具體可參考Autodesk公司提供的CAD二次開(kāi)發(fā)幫助手冊(cè)。較為基礎(chǔ)和常用的CAD操作有繪制圖元和提取圖元的屬性。例如，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制一條多段線和提取某點(diǎn)的坐標(biāo)，以下是編程的主要內(nèi)容。

首先添加using Autodesk.AutoCAD.ApplicationServices；

using Autodesk.AutoCAD.Runtime；

using Autodesk.AutoCAD.EditorInput；

在新建的類中添加以下代碼：

［CommandMethod（"SLCAD"）］ ∥啟動(dòng)程序命令

publicvoidRunApp（ ）

｛∥繪制多段線

intn=pts.Count；∥獲取保存多段線坐標(biāo)的數(shù)組pts的點(diǎn)數(shù)

Polylineent=newPolyline（ ）；∥新建一個(gè)多段線對(duì)象

for（inti=0；i＜n；i++）∥設(shè)置多段線各節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)

ent.AddVertexAt（i，pts［i］，0，0，0）；objectIdentId=Append Entity（ent）；對(duì)象添加到CAD文件列表中∥提取點(diǎn)坐標(biāo)

Editoreditor=Autodesk.AutoCAD. Application Services.Application.Document Manager.MdiActive Document.Editor；∥新建一個(gè)編輯對(duì)象

Prompt Pointoptionsoptions=new Prompt Pointoptions（" 請(qǐng)?jiān)趫D紙上選取點(diǎn)"）；

options.AllowNone=true；∥提取坐標(biāo)

Point3dcenPt=editor.GetPoint（options）.Value；∥把點(diǎn)坐標(biāo)保存到cenPt變量中｝

3.4 加載調(diào)用程序

通過(guò)VS編譯后生成動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)程序。在打開(kāi)的CAD中輸入命令“netload”后彈出對(duì)話框，在對(duì)話框中找到生成的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)程序路徑，加載程序。然后輸入啟動(dòng)程序的命令，例如上面一個(gè)例子中，需要輸入“SLCAD”命令啟動(dòng)程序功能。

4 編程實(shí)例

實(shí)際編程中，可以借助.NET平臺(tái)創(chuàng)建窗口，給Excel文件的開(kāi)啟和關(guān)閉設(shè)置相應(yīng)的按鈕或提示。如果頻繁調(diào)用CAD中的主要函數(shù)，每次編寫(xiě)代碼較為繁瑣，可以自定義類和函數(shù)，把常用的功能模塊化。例如繪制多段線的功能，可以模塊化為函數(shù)：

publicstaticobjectIdAddPline（Point2dCollectionpts，doublewidth）

∥函數(shù)的參數(shù)為保存多段線點(diǎn)的數(shù)組和擬畫(huà)多段線的線寬

｛try｛intn=pts.Count；Polyline ent=newPolyline（ ）；

for（inti=0；i＜n；i++）

ent.AddVertexAt（i，pts［i］，0，width，width）；

objectIdentId=AppendEntity（ent）；

returnentId；∥返回多段線對(duì)象｝

catch∥程序異常處理

｛objectIdnullId=objectId.Null；returnnullId；｝｝

4.1 讀取Excel中橫斷面數(shù)據(jù)，在CAD中繪制橫斷面圖

在水利工程設(shè)計(jì)中，經(jīng)常要在橫斷面圖上進(jìn)行工程布置和計(jì)算工程量等，實(shí)測(cè)橫斷面數(shù)據(jù)通常以Excel文件保存，斷面數(shù)目多，且格式類似。如果逐一手繪橫斷面，不僅工作量極大，而且準(zhǔn)確性差。本文通過(guò).NET編程實(shí)現(xiàn)讀取Excel中橫斷面數(shù)據(jù)，在CAD中繪制橫斷面圖的功能，即通過(guò)程序讀取如圖2中的Excel數(shù)據(jù)，調(diào)整程序參數(shù)，在CAD中繪制如圖4的橫斷面圖。

4.2 在CAD圖中拾取控制點(diǎn)，并把控制點(diǎn)坐標(biāo)保存到Excel文件中

水利工程設(shè)計(jì)中，為了方便工程放樣，需要提供CAD設(shè)計(jì)圖紙中控制點(diǎn)的坐標(biāo)。坐標(biāo)文件通常采用Excel格式保存。對(duì)于控制點(diǎn)較多的圖紙而言，如果采用手動(dòng)的方式逐一獲取控制點(diǎn)坐標(biāo)屬性，輸入到Excel文件里，效率非常低，而且容易出錯(cuò)。本文采用.NET編程的方法，實(shí)現(xiàn)在CAD圖中拾取控制點(diǎn)，并把控制點(diǎn)坐標(biāo)保存到Excel文件中，即通過(guò)程序提取如圖5中的CAD圖紙中的控制點(diǎn)屬性，篩選整理控制點(diǎn)坐標(biāo)，將坐標(biāo)保存到如圖7的Excel文件中。

圖2 Excel中橫斷面數(shù)據(jù)格式

圖3 程序界面截圖

圖4 程序在CAD中繪圖成果圖

圖5 CAD文件中控制點(diǎn)位置

圖6 程序界面截圖

圖7 提取坐標(biāo)輸入到Excel中成果

5 結(jié)語(yǔ)

基于.NET平臺(tái)，憑借Excel和CAD提供的二次開(kāi)發(fā)接口，可以較方便地實(shí)現(xiàn)Excel與CAD之間的數(shù)據(jù)交流功能，簡(jiǎn)化水利設(shè)計(jì)過(guò)程中的操作步驟，提高繪圖、計(jì)算的速度和精度。由于篇幅限制，本文只簡(jiǎn)單介紹了Excel和CAD二次開(kāi)發(fā)的最基本功能，在實(shí)際生產(chǎn)工作中，結(jié)合Excel和CAD的二次開(kāi)發(fā)運(yùn)用，有著更大的靈活性和擴(kuò)展空間。

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TP316

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10.3969/j.issn.1672-2469.2015.07.021

馬 宇（1981年—），男，工程師。