CAD二次開(kāi)發(fā)電子教案-第2章數(shù)據(jù)類型函數(shù)

第2章

數(shù)據(jù)類型、表達(dá)式和函數(shù)

AutoLISP的數(shù)據(jù)類型豐富，除了一般程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言具有的整型、實(shí)型、字符串等類型之外，還有表、函數(shù)、文件描述符、AutoCAD選擇集、AutoCAD圖元名、VLA對(duì)象、函數(shù)分頁(yè)表和外部函數(shù)等數(shù)據(jù)類型。2.1數(shù)據(jù)類型1.整型（INT）整型即整數(shù)，整數(shù)由數(shù)字和正負(fù)號(hào)組成，正號(hào)可省略。整數(shù)為32位帶符號(hào)的數(shù)字，其范圍從－2147483648到＋2147483647。

2.實(shí)型（REAL）實(shí)型數(shù)是帶小數(shù)點(diǎn)的數(shù)。在-1和1之間的實(shí)數(shù)必須以0開(kāi)頭，例如：.5是錯(cuò)誤的，應(yīng)該寫(xiě)成0.5。實(shí)數(shù)用雙精度的浮點(diǎn)數(shù)表示，并且至少有14位有效位數(shù)的精度。注意，VisualLISP不顯示所有的有效位。3.字符串（STR）字符串又被稱為字符常數(shù)，它是由雙引號(hào)括起來(lái)的字符序列。字符串中字母的大、小寫(xiě)和空格符都是有意義的。字符串中字符的個(gè)數(shù)（不包括雙引號(hào)）稱為字符串的長(zhǎng)度。字符串的最大長(zhǎng)度為100，如果超過(guò)100，第100個(gè)字符后面的字符將是無(wú)效的。字符串可以是空的，即""，稱為空串，其長(zhǎng)度為0。任何字符都可以用\nnn的格式表示，其中反斜杠“\”是ASCII碼的前導(dǎo)標(biāo)識(shí)字符，nnn是該字符八進(jìn)制的ASCII碼。例如，字符串ABCD也可表示為\101\102\123\104。一些常用的控制字符，象反斜杠、雙引號(hào)，除了可以用\nnn的格式表示之外，還可以用“\”轉(zhuǎn)義字符的格式表示為“\\”、“\"”等特殊字符，見(jiàn)下表。表2-1常用控制字符的表示方法控制字符 用“\”為前導(dǎo)字符用“\”為前導(dǎo)的ASCII碼表示反斜杠“\” \\ \134雙引號(hào)“"” \" \042Esc鍵 \e \033換行 \n \012回車鍵 \r \015Tab鍵 \t \011注意，其中的字符e，n，r，t必須小寫(xiě)。

4.表表以左圓括號(hào)開(kāi)始，以配對(duì)的右圓括號(hào)結(jié)束，表可以是空的，可以有若干個(gè)元素；元素可以是簡(jiǎn)單的，也可以是復(fù)雜的，還可以是其它的表。例如：（+123）、（sin（*0.5pi））、（AB）、（（AB）C（CD））、（0"LINE"）、（101.52.60.0）、（）都是合法的表。表中元素的個(gè)數(shù)稱為表的長(zhǎng)度。例如，表（+123）的長(zhǎng)度為4、表（sin（*0.5pi））的長(zhǎng)度為2、表（（AB）C（CD））的長(zhǎng)度為3、表（）的長(zhǎng)度為0。用表可以方便地構(gòu)造出復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，例如，（1.53.6）可以表示為一個(gè)X等于1.5、Y等于3.6的二維點(diǎn),（2.52.01.0）可以表示為一個(gè)X等于2.5、Y等于2.0、Z等于1.0的三維點(diǎn)。

5.函數(shù)（SUBS）函數(shù)相當(dāng)于子程序或過(guò)程。函數(shù)分為內(nèi)部函數(shù)和外部函數(shù)。AutoLISP提供的或用AutoLISP定義的函數(shù)為內(nèi)部函數(shù)。用ADS、ADSRX或ARX定義的函數(shù)為外部函數(shù)。例如sin、cos、sqrt為內(nèi)部函數(shù)。運(yùn)算符在AutoLISP里屬于函數(shù)，例如“＋”、“－”、“*”、“/”分別稱之為加、減、乘、除函數(shù)，“<”、“<=”、“>”分別稱之為小于、小于等于和大于函數(shù)。其它計(jì)算機(jī)語(yǔ)言里的子程序、過(guò)程、程序流程控制的關(guān)字，在AutoLISP里也屬于函數(shù)，例如“if”、“while”分別稱之為條件和條件循環(huán)函數(shù)。

6.文件描述符（FILE）文件描述符是AutoLISP賦于被打開(kāi)文件的標(biāo)識(shí)號(hào)，它類似于文件指針。下面的例子是以“讀”的方式打開(kāi)文件myfile.dat，并將該文件的描述符賦予符號(hào)f1。(setqf1(open"myfile.dat""r"))返回<File:#34614>7.圖元名（ENAME）圖元名是AutoCAD為圖形對(duì)象指定的16進(jìn)制的數(shù)字標(biāo)識(shí)。

AutoLISP通過(guò)該標(biāo)識(shí)，找到該圖形對(duì)象在圖形數(shù)據(jù)庫(kù)中的位置，以便對(duì)其進(jìn)行訪問(wèn)或編輯。

8.選擇集（PICKSET）選擇集是一個(gè)或多個(gè)圖形對(duì)象命名的集合?？梢酝ㄟ^(guò)AutoLISP程序建立選擇集、向指定的選擇集添加或移去圖形對(duì)象，通過(guò)選擇集可以對(duì)其內(nèi)指定的成員進(jìn)行訪問(wèn)或編輯。9.VLA對(duì)象

VLA對(duì)象是ActiveX應(yīng)用程序的主要組成部分。不僅直線、圓弧、多義線和圓等都被稱為VLA對(duì)象，圖層、組、塊、視圖、視口、圖形的模型空間、圖紙空間、線型和尺寸標(biāo)注樣式等也被稱為VLA對(duì)象，甚至連AutoCAD本身也被認(rèn)為是VLA對(duì)象。

2.2變量2.2.1符號(hào)符號(hào)（SYMBOL）可以理解為標(biāo)識(shí)，用來(lái)作為變量、函數(shù)的名字。它的命名規(guī)則是不能只含數(shù)字，可以由下列字符以外的任何可打印的字符所組成：“（”、“）”、“·”、“'”、“"”、“；”例如，a1、b2、c_3是合法的符號(hào)，(a、)b、.c、’4、"5是非法的符號(hào)。注意：[1]、{2}、~3、!4、/5、1a、3c、-d、+e、b-2、c*3也是合法的符號(hào)，這是與多數(shù)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的不同之處。

在AutoLISP中，符號(hào)的大小寫(xiě)等價(jià)，符號(hào)的長(zhǎng)度沒(méi)有限制，且所有的字符都是有意義的。如果一個(gè)符號(hào)的長(zhǎng)度不超過(guò)6，就用節(jié)點(diǎn)本身來(lái)存儲(chǔ)；如果符號(hào)的長(zhǎng)度超過(guò)6，這樣的符號(hào)就不能用節(jié)點(diǎn)來(lái)存儲(chǔ)，而是在節(jié)點(diǎn)中存放一個(gè)指向?qū)嶋H存儲(chǔ)符號(hào)名的指針。這將會(huì)多占用存儲(chǔ)空間，且減慢了執(zhí)行速度。因此，符號(hào)的長(zhǎng)度最好不要超過(guò)6。

2.2.2變量的數(shù)據(jù)類型

AutoLISP變量屬于符號(hào)，是指存儲(chǔ)靜態(tài)數(shù)據(jù)的符號(hào)。數(shù)據(jù)類型是變量的重要的特征，因?yàn)樗P(guān)系到存放變量值的存儲(chǔ)空間的大小。多數(shù)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言都在為變量賦值前對(duì)變量做顯式或隱式的說(shuō)明。AutoLISP無(wú)須對(duì)變量做事先的類型說(shuō)明，變量被賦予值的類型即為變量的類型。用setq函數(shù)對(duì)變量賦值，例如，（setqa5）,賦值后的結(jié)果是：變量a是整型的，因?yàn)?是整型的；同樣的原因,（setqb2.5）之后,b是實(shí)型的，（setqc"ABC"）之后,c就是字符串類型的。

在程序運(yùn)行過(guò)程中，同一變量在不同的時(shí)刻可以被賦予不同類型的值，因此在程序運(yùn)行過(guò)程中，變量的數(shù)據(jù)類型是可以被改變的。例如，在一個(gè)程序里有以下兩行：（setqa5）當(dāng)前的變量a是整型的。（setqa"ABC"）當(dāng)前的變量a是字符串類型的。用type函數(shù)了解變量的類型，例如，（typea）返回INT，顯示變量a是整型的；（typeb）返回REAL，顯示變量b是實(shí)型的，（typec）返回STR，顯示變量c是字符串類型的。

2.2.3為變量賦值用setq函數(shù)為變量賦值，其格式如下：

(setq變量1值1[變量2值2...])例如：

Command：(setqx

1.5

y

20

p

"Center")

返回“Center”

除了為變量x、y、p賦值外，還返回最后一個(gè)表達(dá)式的結(jié)果“Center”。如果上述表達(dá)式還有外層表達(dá)式，那么，將把該表達(dá)式的返回值“Center”賦給外層表達(dá)式的變量。例如，

Command：(setqv(setqx

1.5

y

20

p

"Center"))

返回“Center”

該表達(dá)式同樣為變量x、y、p賦值,并將內(nèi)層表達(dá)式返回的結(jié)果“Center”賦給變量v，最后返回外層表達(dá)式的結(jié)果“Center”。沒(méi)有被賦值的變量屬于無(wú)定義的變量。

2.2.4預(yù)定義的符號(hào)

AutoLISP對(duì)變量nil、T、Pause和Pi進(jìn)行了預(yù)定義，用戶可以在編寫(xiě)AutoLISP程序時(shí)直接使用。（1）nil

如果變量沒(méi)有被賦值，它的值為nil。nil與空和0不同的是，它既不是空串，也不是0值，它表示尚無(wú)定義。引用未被賦值的變量是錯(cuò)誤的。例如，變量x尚未被賦值，（+1x）就會(huì)出現(xiàn)error:badargumenttype（壞的參數(shù)類型錯(cuò)）。將nil賦給某一有定義的變量，其結(jié)果是：取消該變量的定義，并釋放其所占存儲(chǔ)空間。

nil作為邏輯變量的值，表示不成立，相當(dāng)于其他程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的false。

（2）TT為常量，它作為邏輯變量的值，表示成立，相當(dāng)于其他程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的true。（3）PAUSEPAUSE與command函數(shù)配合使用，用于暫停，等候用戶輸入。（4）PIPI被定義為常量

。每個(gè)變量都占用一些內(nèi)存空間。為了節(jié)省存儲(chǔ)空間，可重復(fù)使用變量名，或者將不再使用的變量設(shè)為nil，以便釋放該變量所占的內(nèi)存空間。

必須注意，一般的編程語(yǔ)言不允許將內(nèi)部函數(shù)名或流程控制的關(guān)鍵字作為變量名，而AutoLISP沒(méi)有這樣的限制。因此，程序中定義的符號(hào)名稱不要與系統(tǒng)定義的函數(shù)名和預(yù)定義的變量名相同，否則，后面的定義將取代已有的定義，從而引起混亂。例如，sin是正弦函數(shù)，可是在執(zhí)行表達(dá)式（setqsin1）之后，sin不再是正弦函數(shù)，而是一個(gè)值為1的整型變量。

2.2.5顯示變量的值要想在AutoCAD命令提示區(qū)顯示變量的值，必須在變量名前添加驚嘆號(hào)!。例如了解前面已賦值的變量x、v的值，操作如下：Command：!x

1.5Command：!v

"Center"Command：!z

nil（假定變量z尚未被定義）

2.2.6在交互方式下將變量的值傳遞給AutoCAD

在變量前加一個(gè)感嘆號(hào)“！”，即可將表達(dá)式的值傳遞給AutoCAD。例如：

Command：(setqp'(2010)r5)

Command：circle

Specifycenterpointforcircleor[3P/2P/Ttr(tantanradius)]：!p

Specifyradiusofcircleor[Diameter]:：!r

即可畫(huà)出圓心的坐標(biāo)為（20，10）半徑為5的圓。R

2.3表達(dá)式

AutoLISP處理的對(duì)象是符號(hào)表達(dá)式（簡(jiǎn)稱表達(dá)式）。表達(dá)式相當(dāng)于其他編程語(yǔ)言中程序的語(yǔ)句。2.3.1表達(dá)式的構(gòu)成表達(dá)式是由原子或表構(gòu)成的。原子可細(xì)分為數(shù)原子、串原子和符號(hào)原子。數(shù)或串原子的值是數(shù)或串本身，符號(hào)原子的值是賦給該符號(hào)的值。例如：5、12.5、“ABC"是單個(gè)原子構(gòu)成的表達(dá)式。多數(shù)情況下，表達(dá)式以表的形式存在，其格式如下：

(函數(shù)名[變?cè)猐…)

變?cè)臄?shù)量可能為0，也可能任意多個(gè)，這取決于具體函數(shù)。每個(gè)參數(shù)還可以是一個(gè)表達(dá)式。表達(dá)式形式的表，左圓括號(hào)之后的第一個(gè)元素必須是函數(shù)名。

2.3.2表達(dá)式的前綴表示法大多數(shù)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的表達(dá)式采用中綴表示法，即運(yùn)算符在操作數(shù)中間。如，x=2.5，y=1+2。

AutoLISP采用前綴表示法，將函數(shù)名放在所有操作數(shù)之前。如，(setqx2.5)，(setqy(+12))。若將x=(a+b)*c

改寫(xiě)為AutoLISP表達(dá)式，則為：

(setqx(*(+ab)c))

前綴表示法使得運(yùn)算和函數(shù)調(diào)用的形式得到了統(tǒng)一。前面提到，在AutoLISP語(yǔ)言里，運(yùn)算符也屬于函數(shù)。

2.3.3表達(dá)式的求值過(guò)程在LISP語(yǔ)言中，函數(shù)之間不存在是否優(yōu)先的關(guān)系，運(yùn)算的先后順序只能通過(guò)表的層次來(lái)實(shí)現(xiàn)，最里層的表最先被求值，把求值的結(jié)果返回給外層表，直至求值完畢。例如，表達(dá)式(setqx(*(+ab)c))，先求出最內(nèi)層a與b之和，然后求出a、b之和與c的積，將求得的積賦給x，最后返回x的值?？梢栽贑ommand：提示下，輸入一個(gè)表達(dá)式，AutoCAD將計(jì)算該表達(dá)式并返回計(jì)算結(jié)果。AutoCAD至多顯示6位小數(shù)。例如，在Command：提示下，鍵入（sin0.5）之后回車，將返回0.479426。

如果輸入的或者從文件中讀入的表達(dá)式不正確，將顯示出錯(cuò)信息，最常見(jiàn)的出錯(cuò)信息是：（（（_>

表示缺少與左圓括號(hào)匹配的右圓括號(hào)，“（”的個(gè)數(shù)即為缺少右圓括號(hào)的數(shù)量。如果出現(xiàn)該信息，輸入與所提示的左圓括號(hào)相等的右圓括號(hào)既可。由于所缺的右圓括號(hào)不一定都是最后的，所以可能產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果。如果遺漏了與左端雙引號(hào)匹配的右端的雙引號(hào)，顯示的出錯(cuò)信息為：

("_>

在這種情況下輸入匹配的雙引號(hào)也不一定使表達(dá)式能正常求值。此時(shí)只能按Esc鍵終止當(dāng)前的輸入，重新輸入表達(dá)式。

2.3.4表達(dá)式的求值規(guī)則（1）整型數(shù)、實(shí)型數(shù)、字符串，以它們本身的值作為求值結(jié)果。（2）符號(hào)以它們當(dāng)前的約束值作為求值結(jié)果。（3）表是根據(jù)其第一個(gè)元素來(lái)進(jìn)行求值的。①如果第一個(gè)元素或第一個(gè)元素的計(jì)算結(jié)果是一個(gè)函數(shù)名，那么以表中剩余的元素作為該函數(shù)的變?cè)?，?jì)算出該函數(shù)的值。例如，表達(dá)式：（+（*23）（/503））先計(jì)算最內(nèi)層的表達(dá)式（*23）和（/503），將結(jié)果6和16返回給其外層表達(dá)式，原表達(dá)式變?yōu)椋海?616）繼續(xù)計(jì)算表達(dá)式（+616），返回22。

②如果第一個(gè)元素是一個(gè)表，該表不是調(diào)用而是定義函數(shù)，若語(yǔ)法正確，首先定義這個(gè)函數(shù)，然后繼續(xù)表達(dá)式求值。③如果第一個(gè)元素既不是函數(shù)名，也不是定義函數(shù)，將停止求值并顯示出錯(cuò)信息。例如（25abc），將停止求值并顯示“error:badfunction:25”，因?yàn)?5是非法的函數(shù)名，所以顯示25是壞函數(shù)的出錯(cuò)信息。又比如(fxabc)，將停止求值并顯示“error:nofunctiondefinition:FX”，指出沒(méi)有定義fx這個(gè)函數(shù)。

④用quote函數(shù)可以禁止對(duì)表求值。對(duì)于不需求值而直接整體引用的表，例如將一個(gè)表示三維點(diǎn)的表（321）賦給變量p，如果表達(dá)式為（setqp（321））,將中斷求值過(guò)程并顯示“error:badfunction:3”出錯(cuò)信息。因?yàn)槭紫葘?duì)內(nèi)層表求值，而內(nèi)層表的第1個(gè)元素“3”不是函數(shù)名，所以停止求值。此時(shí)應(yīng)該用quote函數(shù)，將表達(dá)式改為（setqp（quote（321））），這樣就不再對(duì)表（321）求值，而是將將表（321）整體賦給變量p，使之表示一個(gè)3維的點(diǎn)。

quote是AutoLISP程序中使用最多的函數(shù)，因此該函數(shù)可用一個(gè)單引號(hào)“'”表示。例如(quote(1020))可以表示為'（1020）。如果將（1020）這個(gè)2維點(diǎn)賦給變量p2，可寫(xiě)成：

（setqp2'（1020））

2.4數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的內(nèi)存是由許多編了碼的內(nèi)存單元組成。一個(gè)特定內(nèi)存單元的編號(hào)稱為內(nèi)存地址。內(nèi)存單元的內(nèi)容是數(shù)字，也可以是內(nèi)存單元的編號(hào)，即另一內(nèi)存單元的地址。如果一個(gè)內(nèi)存單元的內(nèi)容是另一個(gè)內(nèi)存單元的地址，那么，這個(gè)內(nèi)存單元被稱為是指向另一個(gè)內(nèi)存單元的指針。如果一個(gè)內(nèi)存單元分為左、右兩部分，分別存放兩個(gè)內(nèi)存單元的地址，那么，這個(gè)內(nèi)存單元就具有左、右兩個(gè)指針。這種具有左、右兩個(gè)指針的內(nèi)存單元被稱為節(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)的長(zhǎng)度是12個(gè)字節(jié)，等分為左、右兩部分，作為左、右指針，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有它的地址。AutoLISP通過(guò)這樣的一些節(jié)點(diǎn)構(gòu)成鏈表，以鏈?zhǔn)椒绞酱鎯?chǔ)各種數(shù)據(jù)。

1.符號(hào)創(chuàng)建一個(gè)符號(hào)，例如（setqradius10），至少需要3個(gè)節(jié)點(diǎn)。一個(gè)節(jié)點(diǎn)鏈接到符號(hào)原子表的鏈尾并指向存放符號(hào)名的節(jié)點(diǎn)，一個(gè)節(jié)點(diǎn)存放符號(hào)名和存放符號(hào)值的指針，最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)存放符號(hào)的值，見(jiàn)圖(a)。如果符號(hào)的長(zhǎng)度超過(guò)6字符，例如（setqfillet_radius5），需要申請(qǐng)存放符號(hào)名的存儲(chǔ)空間，用原來(lái)存放符號(hào)名的半個(gè)節(jié)點(diǎn)作為指向存放符號(hào)名的指針，見(jiàn)圖(b)。顯然要多占用一些存儲(chǔ)空