面向对象程序设计方法是一种编程范式,它强调通过创建对象来模拟现实世界中的实体,这些对象包含了数据和可以操作这些数据的方法。在机械CAD(计算机辅助设计)系统中应用面向对象程序设计方法,能够极大提升软件的设计能力、可维护性和复用性。
文章提出了“广义面向对象程序设计语言”和“广义C++程序”的概念。传统的面向对象程序设计语言比如C++是目前广泛使用的面向对象语言之一。而广义面向对象程序设计语言是指不仅限于现有的语言,还包括通过特定转化能够嵌入到现有面向对象语言中,并能够独立于原运行环境的计算机语言,以及与现有面向对象语言无缝集成的计算机语言。
接着,文章中讨论了面向对象程序设计方法在机械CAD中的具体应用模式。该应用模式主要通过设计机械CAD系统模块图,将整个系统分解为不同的功能模块,并且分别讨论了各模块的实现以及它们之间的通信问题。功能模块大致可以分为四个部分:图形用户界面模块、数据处理模块、CAD软件接口模块和程序控制模块。
其中,线图表格数据处理模块是一个关键的功能模块,其核心思路是在MATLAB 6.1中编写.m文件来处理线图表格数据,随后使用C++编写接口函数以便图形用户界面模块或CAD软件接口模块能够访问和处理这些数据。
广义C++程序则是一个以Visual C++ 6.0为编译器、以Microsoft Foundation Class (MFC)为编程基础,同时集成了MATLAB 6.1 c/c++数学库和C++语言的程序集合。这种编程方式能够使得开发者在C++中直接调用MATLAB的函数,增强了CAD系统处理数学模型的能力,同时也提升了计算的效率。
面向对象程序设计在机械CAD中的应用,能提供更为友好的图形用户界面(GUI),通过面向对象的方式可以直观地展现机械模型,并且方便用户通过图形界面与模型进行交互。同时,由于面向对象设计将系统分解为更小的、可管理的对象,编程效率得到提升,软件的可维护性也更好。
面向对象设计的另一个优势是能够提高运算速度,尤其是将广义C++程序与MATLAB结合后,可以利用MATLAB强大的数学运算功能,同时又避免了传统解释型语言在速度上的不足。这种结合使得机械CAD系统在进行复杂计算时,例如有限元分析、优化设计等,运算速度得到显著提升。
文章还指出,现有的二维机械CAD系统存在一些局限性,比如只能绘制简图而不能直接生成工作图。而使用面向对象程序设计方法则能够突破这些局限,使CAD系统功能更加完善,用户操作更加直观便捷。
文章最后强调了在面向对象程序设计方法下,各个功能模块之间的通信至关重要。模块化设计意味着需要有高效的模块间通信机制,这通常涉及到函数调用、消息传递、事件驱动等多种方式。模块间通信的有效性直接关系到整个CAD系统运行的稳定性和效率。
总结而言,面向对象程序设计方法在机械CAD系统中的应用,为机械设计提供了更加灵活、高效和直观的工具,能够极大地提升设计工作的质量和效率,同时使得软件维护和升级变得更加容易。通过采用广义面向对象程序设计语言和广义C++程序的结合,结合了两种技术的优势,为未来机械CAD软件的发展提供了新的方向。