【探索的快乐之二 】- 模拟AutoCAD命令行形式绘制多段线

大灰狼1976

【探索的快乐之二 】- 模拟AutoCAD命令行形式绘制多段线
注：此贴并非仅在本论坛发表，如有违反论坛公约请及时提醒，我会做妥善处理。


前言
    <这次的探索较上次要相对轻松一些>
    之前就知道EXCEL工作表中插入任意多边形（如下图的图标）时，可以通过录制宏得到代码，这些代码主体部分就是同一语句更改参数后的重复堆砌，完全可以把需要绘制图形的各点坐标数据放进表格或数组中，然后使用一个循环便能绘制一个符合要求的图形，这个非常简单，故今天的主题并非以此为重点。
    使用过AutoCAD的人或许有我有相同体会，AutoCAD绘制多段线和EXCEL中绘制任意多边形的手工操作方法极为相似，但是AutoCAD功能更为丰富，而且更重要的是，AutoCAD可以使鼠标操作和键盘输入命令行操作穿插进行，既能通过参数精确作图，又能直观看到每步操作后的结果，不像上面所说的一次成形看不到中间过程。
    那么在EXCEL里面，是否也可以既能通过参数作图，又能直观看到每步操作的结果呢，一次偶然的发现让我有了此想法，于是便和上次一样，开始了探索之旅。

PS:
    既然开始分享，那么基本已经初具雏形，之所以卖关子分段贴出，一是制作中间过程的示例需要时间，二是循序渐进的过程可能更具趣味性。
    1楼无示例。

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1、一次偶然的发现
    前面说过采用录制宏修改的方式，可以通过循环语句绘制目标图形，但是无法看到中间过程，即使单步执行代码，也只会在执行完“.ConvertToShape.Select”这条语句后才能看到最终图形，而这条语句是在整个过程的末尾位置，应该意味着绘图的终结，也即，绘制的时候不可见，可见的时候已终止绘制。
    我的习惯使我在任何时间任何环境下，只要有一个未解决的问题，就会有意无意地进行反复尝试，某天我在调试代码时，脑里了浮现出一个想法，既然“.ConvertToShape.Select”语句执行后才能看到图形，那么我把它放到循环体中会发生什么情况，于是有了今天的第一个示例。

    注：本楼示例请单步执行。

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2、两个小问题的解决        
    如果测试了Example1的示例，应该可以看到，单步执行时，每一步都会显示出当前结果；而直接点击按钮执行时，虽然中间加了一个MsgBox中断执行，也无法显示出每一步的结果。
    既然单步执行有效而直接运行无效，我就认为是页面刷新的问题，果不其然，在“.ConvertToShape.Select”下面添加一句Application.Caculate后问题解决。
    可是很快又注意到两处不完美：
        一、有个选择框很难受，特别是在画水平或垂直线时，被选择框挡住看不清楚；
        二、每步操作都会留下一个完整的Shape对象，而且下一步的绘制结果会包含上一步的绘制结果。
    这次比较顺利，这两个问题都很快轻松解决：        一、通过测试，可以把“.ConvertToShape.Select”的“.Select”部分去掉，问题解决；
        二、循环体内加入删除Shape对象的操作，只保留当前绘制的最后一步结果，问题解决。
        PS：为了让各位直观理解第二个问题的现象，此楼示例将问题二的对策注释掉了。
              另，从此楼的示例开始，要注意绘制点与初始点重合时，图形会自动闭合，不用管，继续绘制就会取消闭合。


注：此楼示例见附件Example2，不需要单步执行也能观察到每步绘制的中间结果。

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3、命令行形式输入指令尝试               
    在理论层面的问题解决之后，可以尝试人工指令介入，以命令行形式输入指令，EXCEL里面实现输入指令的最简单的人机交互界面就是InputBox了，所以在Example2循环体内添加InputBox相关语句，就可以模拟最简单的指令录入界面，而且InputBox可以设置显示位置，可根据需要调整，比较灵活。
    既然要输入指令，那么先要准备一个指令编码集，这个我就不沿用AutoCAD的指令集了，因为我本身对AutoCAD的指令集也不太熟悉，遵循我的极简原则，首先考虑到的是字母+数字的形式设置编码。
    初次尝试肯定选择最简单的图形，就是仅由线段组成的多段线，编码如下图（示例内也有）。       

注：此楼示例见附件Example3，可绘制最基本的多段线图形，InputBox无内容或点击取消时则结束当前绘制。

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4、圆弧段加入，指令强化 （重大更新）
    步骤1到步骤3出奇的顺利，使我有信心增加线段以外的图形，AutoCAD画多段线时用的比较多的是线段与圆弧的组合，任意圆弧的弧度计算比较麻烦，所以我考虑加入半圆弧。
    与直接绘制一个半圆不同，多段线上延伸出来的半圆弧无法直接通过EXCEL的插入图形功能实现，我又不想使用多个图形的组合来模拟一条多段线，所以还是考虑通过代码计算来绘制，首先考虑到了以下的方法：

    一、在已知当前坐标的前提下，根据半圆的半径和方向计算出圆上各点的坐标然后通过循环，以绘制线段的方式模拟半圆弧，这种绘制方法有几个问题：计算复杂、生成的端点数非常多、端点数少时弧形不完美，毕竟是用线段模拟的圆弧。主要原因还是因为计算复杂，所以直接PASS掉。


    二、除了通过点坐标绘制圆弧还有什么方式？我看了一下EXCEL内置图形，有绘制曲线图形的功能，右击所绘制的曲线图形进入顶点编辑模式后，可以看到端点数较少，曲线的形状是由各端点的曲率调节杆（自创名词）来调节的（左击端点可看到），曲率调节杆是可以通过代码控制的（有幸录制到一次，大部分情况下录制不到），当然绘制时也可通过参数直接设置。

    第二个方法我认为是最好的方向，可以用最少的端点最简单的计算得到一段比较完美的圆弧，由于不清楚如何设置调节杆才能得到目标图形，先尝试手工操作，发现使用最少的两个端点时，无论如何调节，都不能得到完美的半圆弧，那么中间增加一个端点吧，手工调节后与标准圆弧进行匹配，观察效果良好。

    后面就是通过代码调试，这个调试过程比较繁琐就不多说明了，反正最后得到了以三个端点绘制较完美圆弧的各种参数。

注：此楼示例见附件Example4，功能已较完善，可绘制包含线段和半圆弧段的较为复杂的多段线。

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5、补丁1 （加入1/4圆弧）
    绘制简图时会用到直线、半圆弧，在某些边角上还会用到1/4圆弧，所以我应该把1/4圆弧的功能添加进去，这里我应该庆幸之前使用三个端点绘制半圆弧的想法，使1/4圆弧的实现几乎不需要修改代码。
    绘制半圆弧的指令已经有三个字母了，如果为了1/4圆弧再添加字母，显得复杂而且不方便记忆，所以我把1/4圆弧的绘制通过分段指令的形式实现，先输入一个字母“H”，按回车后再输入半圆弧的指令，可生成1/4圆弧，之后恢复半圆弧功能，也就是说，每输入一次字母“H”，只能绘制一次1/4圆弧。

注：此楼示例见附件Example5，增加1/4圆弧功能。

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6、未完待续
    目前想添加的功能还有，但是细节上遇到些困难，先留个坑以后来填吧。