====== 二次开发实战 ======

本章通过具体示例，演示如何使用 Python 编写 DXF 文件的读写程序。示例采用纯 Python 实现，不依赖第三方 CAD 库，便于理解 DXF 格式的核心原理。

===== 读取 DXF 文件的基本算法 =====

无论使用何种编程语言，读取 DXF 文件的基本算法如下：

<code>
1. 打开 DXF 文件，逐行读取
2. 每两行为一个"组"（组码 + 值）
3. 根据组码 0 的值判断当前所在的段或图元类型
4. 在适当的段内处理对应的组码
5. 遇到 0/ENDSEC 表示当前段结束
6. 遇到 0/EOF 表示文件结束
</code>

===== Python 读取 DXF 文件 =====

以下是一个简单的 Python DXF 读取器示例，展示了如何解析 DXF 文件中的图元：

<file python>
def read_dxf(filepath):
    """读取 DXF 文件，返回所有图元的列表"""
    with open(filepath, 'r', encoding='utf-8', errors='ignore') as f:
        lines = f.readlines()

    # 将 DXF 解析为组（group）列表
    groups = []
    i = 0
    while i < len(lines) - 1:
        code = lines[i].strip()
        value = lines[i + 1].strip()
        if code:
            groups.append((int(code) if code.lstrip('-').isdigit() else code, value))
        i += 2

    # 按图元分组
    entities = []
    current_entity = None
    section = None

    for code, value in groups:
        if code == 0:
            if value == 'SECTION':
                if current_entity:
                    entities.append(current_entity)
                current_entity = {'type': 'SECTION'}
            elif value == 'ENDSEC':
                if current_entity:
                    entities.append(current_entity)
                current_entity = None
            elif value == 'EOF':
                break
            else:
                # 新的图元开始，保存上一个图元
                if current_entity and current_entity.get('type') not in ('SECTION',):
                    entities.append(current_entity)
                current_entity = {'type': value}
        else:
            if current_entity is not None:
                if code in (10, 11, 12, 13, 210):
                    # 点的 X 坐标，等待 Y 和 Z
                    current_entity.setdefault(code, {})['x'] = float(value)
                elif code in (20, 21, 22, 23, 220):
                    pt_code = code - 10  # 对应的 X 组码
                    current_entity.setdefault(pt_code, {})['y'] = float(value)
                elif code in (30, 31, 32, 33, 230):
                    pt_code = code - 20  # 对应的 X 组码
                    current_entity.setdefault(pt_code, {})['z'] = float(value)
                else:
                    current_entity[code] = value

    return entities


def print_entities(entities, entity_type=None):
    """打印图元信息"""
    for ent in entities:
        if entity_type and ent.get('type') != entity_type:
            continue
        print(f"\n--- {ent.get('type', 'UNKNOWN')} ---")
        if ent.get('type') == 'LINE':
            print(f"  From: ({ent.get(10,{}).get('x',0)}, {ent.get(10,{}).get('y',0)})")
            print(f"  To:   ({ent.get(11,{}).get('x',0)}, {ent.get(11,{}).get('y',0)})")
            print(f"  Layer: {ent.get(8, '0')}")
        elif ent.get('type') == 'CIRCLE':
            print(f"  Center: ({ent.get(10,{}).get('x',0)}, {ent.get(10,{}).get('y',0)})")
            print(f"  Radius: {ent.get(40, 'N/A')}")
        elif ent.get('type') == 'TEXT':
            print(f"  Text: {ent.get(1, '')}")
            print(f"  Position: ({ent.get(10,{}).get('x',0)}, {ent.get(10,{}).get('y',0)})")
            print(f"  Height: {ent.get(40, 'N/A')}")
        elif ent.get('type') == 'LWPOLYLINE':
            print(f"  Vertices count: {ent.get(90, 0)}")
        else:
            for k, v in ent.items():
                if k != 'type':
                    print(f"  {k}: {v}")


# 使用示例
if __name__ == '__main__':
    ents = read_dxf('sample.dxf')
    print_entities(ents, 'LINE')
    print_entities(ents, 'CIRCLE')
</file>

===== Python 写入 DXF 文件 =====

以下示例演示如何创建一个包含直线、圆和文字的 DXF 文件：

<file python>
def write_dxf(filepath, entities):
    """将图元写入 DXF 文件"""
    with open(filepath, 'w', encoding='utf-8') as f:
        def w(code, value):
            f.write(f"{code}\n{value}\n")

        # HEADER 段
        w(0, 'SECTION')
        w(2, 'HEADER')
        w(9, '$ACADVER')
        w(1, 'AC1027')
        w(0, 'ENDSEC')

        # CLASSES 段（空）
        w(0, 'SECTION')
        w(2, 'CLASSES')
        w(0, 'ENDSEC')

        # TABLES 段
        w(0, 'SECTION')
        w(2, 'TABLES')

        # LAYER 表
        w(0, 'TABLE')
        w(2, 'LAYER')
        w(5, 'F1')
        w(100, 'AcDbSymbolTable')
        w(70, '1')  # 只包含 0 图层

        w(0, 'LAYER')
        w(5, 'F2')
        w(100, 'AcDbLayerTableRecord')
        w(2, '0')
        w(70, '0')
        w(62, '7')       # 白色
        w(6, 'CONTINUOUS')
        w(370, '-3')     # 默认线宽
        w(0, 'ENDTAB')

        # LTYPE 表
        w(0, 'TABLE')
        w(2, 'LTYPE')
        w(5, 'F3')
        w(100, 'AcDbSymbolTable')
        w(70, '1')

        w(0, 'LTYPE')
        w(5, 'F4')
        w(100, 'AcDbLinetypeTableRecord')
        w(2, 'CONTINUOUS')
        w(70, '0')
        w(3, 'Solid line')
        w(72, '65')
        w(73, '0')
        w(40, '0.0')
        w(0, 'ENDTAB')

        # BLOCK_RECORD 表
        w(0, 'TABLE')
        w(2, 'BLOCK_RECORD')
        w(5, 'F5')
        w(100, 'AcDbSymbolTable')
        w(70, '1')

        w(0, 'BLOCK_RECORD')
        w(5, 'F6')
        w(100, 'AcDbBlockTableRecord')
        w(2, '*MODEL_SPACE')
        w(0, 'ENDTAB')

        w(0, 'ENDSEC')

        # BLOCKS 段
        w(0, 'SECTION')
        w(2, 'BLOCKS')
        w(0, 'BLOCK')
        w(5, 'F7')
        w(100, 'AcDbBlockBegin')
        w(2, '*MODEL_SPACE')
        w(70, '0')
        w(10, '0.0')
        w(20, '0.0')
        w(30, '0.0')
        w(0, 'ENDBLK')
        w(5, 'F8')
        w(100, 'AcDbBlockEnd')
        w(0, 'ENDSEC')

        # ENTITIES 段
        w(0, 'SECTION')
        w(2, 'ENTITIES')

        # 写入用户定义的图元
        for ent in entities:
            for code, value in ent.items():
                w(code, value)

        w(0, 'ENDSEC')
        w(0, 'EOF')


def create_sample_dxf():
    """创建一个示例 DXF 文件"""
    entities = [
        # 直线
        {'0': 'LINE', '5': 'F9', '100': 'AcDbLine',
         '8': '0', '10': '0.0', '20': '0.0', '30': '0.0',
         '11': '100.0', '21': '100.0', '31': '0.0'},
        # 圆
        {'0': 'CIRCLE', '5': 'FA', '100': 'AcDbCircle',
         '8': '0', '10': '50.0', '20': '50.0', '30': '0.0',
         '40': '25.0'},
        # 文字
        {'0': 'TEXT', '5': 'FB', '100': 'AcDbText',
         '8': '0', '10': '10.0', '20': '10.0', '30': '0.0',
         '1': 'Hello DXF', '40': '5.0', '7': 'STANDARD', '50': '0.0'},
    ]
    write_dxf('output.dxf', entities)
    print("DXF 文件已创建: output.dxf")


if __name__ == '__main__':
    create_sample_dxf()
</file>

===== 使用 Python 解析 DXF 图元坐标 =====

以下是一个更实用的函数，用于提取常见图元的坐标信息：

<file python>
def get_entity_coords(entity):
    """提取图元的主要坐标信息"""
    etype = entity.get('type', '')
    result = {'type': etype}

    if etype == 'LINE':
        result['start'] = (entity.get(10,{}).get('x',0),
                          entity.get(10,{}).get('y',0))
        result['end'] = (entity.get(11,{}).get('x',0),
                        entity.get(11,{}).get('y',0))

    elif etype == 'CIRCLE':
        result['center'] = (entity.get(10,{}).get('x',0),
                           entity.get(10,{}).get('y',0))
        result['radius'] = float(entity.get(40, 0))

    elif etype == 'ARC':
        result['center'] = (entity.get(10,{}).get('x',0),
                           entity.get(10,{}).get('y',0))
        result['radius'] = float(entity.get(40, 0))
        result['start_angle'] = float(entity.get(50, 0))
        result['end_angle'] = float(entity.get(51, 0))

    elif etype == 'TEXT':
        result['position'] = (entity.get(10,{}).get('x',0),
                             entity.get(10,{}).get('y',0))
        result['text'] = entity.get(1, '')
        result['height'] = float(entity.get(40, 0))

    elif etype == 'LWPOLYLINE':
        vertices = []
        for k, v in entity.items():
            if isinstance(k, int) and k == 10:
                vertices.append(v)
        result['vertices'] = vertices
        result['closed'] = int(entity.get(70, 0)) & 1

    elif etype == 'INSERT':
        result['block_name'] = entity.get(2, '')
        result['position'] = (entity.get(10,{}).get('x',0),
                             entity.get(10,{}).get('y',0))
        result['scale'] = (float(entity.get(41, 1)),
                          float(entity.get(42, 1)))

    return result
</file>

===== 高级解析技巧 =====

==== 使用第三方库 ====

对于 Python 开发，以下第三方库可简化 DXF 处理：

| 库名     | 说明                 | 安装方式              |
| ezdxf    | 功能最全面的 Python DXF 库 | pip install ezdxf |
| dxfwrite | 轻量级 DXF 写入库    | pip install dxfwrite |

使用 ezdxf 的示例：

<file python>
import ezdxf

# 读取 DXF
doc = ezdxf.readfile('drawing.dxf')
msp = doc.modelspace()

# 遍历所有直线
for line in msp.query('LINE'):
    print(f"LINE: {line.dxf.start} -> {line.dxf.end}")

# 创建 DXF
doc = ezdxf.new('R2010')
msp = doc.modelspace()
msp.add_line((0, 0), (100, 100))
msp.add_circle((50, 50), 25)
msp.add_text('Hello', height=5).set_pos((10, 10))
doc.saveas('output.dxf')
</file>

==== 句柄管理 ====

在手动创建 DXF 文件时，句柄必须唯一且格式正确：

  * 句柄是十六进制字符串，如 "F1"、"2A"、"FF"、"100" 等
  * 每个对象和图元必须有唯一的句柄
  * 不同段之间的句柄不能重复

===== 常见 DXF 读写问题 =====

==== 字符编码问题 ====

  * DXF 文件可能使用不同的编码（ANSI、UTF-8、GB2312 等）
  * 建议在读取时尝试 UTF-8，若失败则回退到系统默认编码
  * 写入时推荐使用 UTF-8 编码以确保兼容性

==== 坐标精度问题 ====

  * DXF 使用 64 位双精度浮点数存储坐标
  * 写入时推荐保留足够的小数位数（至少 6 位）
  * 对于整数坐标，也应写入 ".0" 格式（如 "100.0"）以保持一致性

==== 可选组码 ====

  * 许多组码在值等于默认值时可以省略
  * 例如：颜色号为 256（BYLAYER）时可省略组码 62
  * 线型名为 "BYLAYER" 时可省略组码 6

===== 本章小结 =====

本章通过 Python 代码示例，演示了 DXF 文件的基本读写方法和常见处理技巧。实际项目开发中，建议优先使用成熟的第三方库（如 ezdxf）以提高开发效率，但理解底层 DXF 格式对于调试和优化仍然十分重要。