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我们已经完成了 CAD 基础框架搭建和性能优化，现在你可能会问：“接下来该往哪个方向走？” 新手最忌 “贪多求全”（比如直接上手 3D 建模、复杂约束），也忌 “停滞不前”（只停留在画点线圆）。这篇文章会给你一条循序渐进、可落地、能看到明确成果的开发路线，每个阶段都有具体目标、核心知识点和实操步骤，帮你稳步推进 CAD 框架的功能迭代。

一、先明确核心目标：从 “能画图” 到 “能编辑”

前两步我们实现了 “画点 / 线 / 圆 + 性能优化”，下一步的核心是让框架具备图形编辑能力—— 这是 CAD 软件区别于普通画图工具的关键，也是新手能快速掌握、且能显著提升框架实用性的方向。

整体路线分 3 个阶段（新手建议按顺序推进，每个阶段 1-2 周）：

1. 基础编辑：图形选中、移动、删除；
2. 进阶编辑：图形缩放、旋转、复制粘贴；
3. 辅助功能：图层管理、尺寸标注、文件读写。

每个阶段都基于之前的代码优化，不推翻原有逻辑，只做增量开发，降低学习成本。

二、第一阶段：实现图形选中、移动、删除（核心）

1. 核心目标

• 鼠标点击能选中图形（高亮显示）；
• 选中后拖动鼠标能移动图形；
• 按 Delete 键删除选中的图形；
• 保持操作流畅（复用之前的性能优化技巧）。

2. 关键知识点

• 几何命中测试（判断鼠标是否 “点中” 图形）；
• 选中状态管理（标记选中的图形，绘图时高亮）；
• 事件联动（选中→拖动→释放的完整交互链）。

3. 实操步骤（附核心代码）

步骤 1：给图形添加 “选中状态” 属性

修改之前的图形结构体，增加isSelected标记（用于绘图时高亮）：

// 基础图形结构体（新增选中状态） struct BaseShape { ShapeType type; // 图形类型 QColor color; // 颜色 int penWidth; // 线宽 bool isSelected; // 选中状态（新增） // 构造函数（初始化默认值） BaseShape(ShapeType t) : type(t), color(Qt::black), penWidth(2), isSelected(false) {} };

步骤 2：实现 “命中测试”（判断鼠标是否选中图形）

这是编辑功能的核心 —— 新手不用搞复杂的几何算法，先实现 “简化版命中测试”（足够满足基础需求），后续再优化精度。

在CanvasWidget中新增命中测试函数（按图形类型分别实现）：

// 新增：判断鼠标点是否命中图形（返回命中的图形指针） BaseShape* hitTest(const QPointF& mousePos) { // 按“圆→线→点”的顺序判断（圆的命中区域大，优先判断） // 1. 测试圆 foreach (CircleShape* circle, circleShapes) { // 计算鼠标到圆心的距离，小于半径+5像素视为命中（扩大范围，新手操作更友好） qreal dist = sqrt(pow(mousePos.x() - circle->center.x(), 2) + pow(mousePos.y() - circle->center.y(), 2)); if (dist <= circle->radius + 5) { return circle; } } // 2. 测试直线（简化版：点到直线的距离<5像素视为命中） foreach (LineShape* line, lineShapes) { if (isPointNearLine(mousePos, line->startPos, line->endPos)) { return line; } } // 3. 测试点 foreach (PointShape* point, pointShapes) { qreal dist = sqrt(pow(mousePos.x() - point->pos.x(), 2) + pow(mousePos.y() - point->pos.y(), 2)); if (dist <= 5) { // 5像素范围内视为命中 return point; } } return nullptr; // 未命中任何图形 } // 辅助函数：判断点是否靠近直线（复用之前优化的版本，避免开根号） bool isPointNearLine(const QPointF& point, const QPointF& p1, const QPointF& p2) { QVector2D v1(p2 - p1); QVector2D v2(point - p1); qreal dot = QVector2D::dotProduct(v1, v2); if (dot < 0) return false; qreal lenSq = v1.lengthSquared(); if (dot > lenSq) return false; qreal distSq = v2.lengthSquared() - dot * dot / lenSq; return distSq < pow(5, 2); // 5像素阈值 }

步骤 3：处理鼠标事件，实现 “选中 + 移动”

修改CanvasWidget的鼠标事件，增加选中和移动逻辑：

// CanvasWidget新增成员变量 private: BaseShape* selectedShape = nullptr; // 当前选中的图形 QPointF lastMousePos; // 上次鼠标位置（用于移动计算） bool isDraggingShape = false; // 是否正在拖动图形 // 1. 鼠标按下事件：选中图形 void mousePressEvent(QMouseEvent *event) override { QPointF mousePos = event->pos(); // 先取消之前的选中状态 if (selectedShape != nullptr) { selectedShape->isSelected = false; selectedShape = nullptr; update(); // 刷新画布，取消高亮 } // 如果是右键/中键，走原有逻辑（平移画布） if (event->button() == Qt::MiddleButton) { // 平移画布的逻辑（之前实现的） m_isDragging = true; m_lastMousePos = mousePos; return; } // 左键：命中测试，选中图形 selectedShape = hitTest(mousePos); if (selectedShape != nullptr) { selectedShape->isSelected = true; isDraggingShape = false; // 初始未拖动 lastMousePos = mousePos; // 记录选中时的鼠标位置 update(); // 刷新画布，高亮显示选中的图形 return; } // 未选中图形：走原有绘图逻辑（画点/线/圆） if (currentTool != None) { // 原有绘图逻辑（按下创建临时图形）... } } // 2. 鼠标移动事件：移动选中的图形 void mouseMoveEvent(QMouseEvent *event) override { QPointF mousePos = event->pos(); // 优先处理图形拖动 if (selectedShape != nullptr && event->buttons() & Qt::LeftButton) { if (!isDraggingShape) { isDraggingShape = true; // 开始拖动 } // 计算鼠标移动的偏移量 QPointF delta = mousePos - lastMousePos; // 根据图形类型移动坐标 moveShape(selectedShape, delta); // 记录新的鼠标位置 lastMousePos = mousePos; // 局部重绘（复用之前的性能优化） update(getShapeBoundingRect(selectedShape).adjusted(-5, -5, 5, 5)); return; } // 未拖动图形：走原有逻辑（临时图形/平移画布） if (tempShape != nullptr) { // 原有临时图形拖动逻辑... } else if (m_isDragging) { // 原有平移画布逻辑... } } // 3. 鼠标释放事件：结束拖动 void mouseReleaseEvent(QMouseEvent *event) override { Q_UNUSED(event); isDraggingShape = false; // 结束拖动 // 原有临时图形保存逻辑... } // 新增：移动图形的核心函数（按类型处理坐标） void moveShape(BaseShape* shape, const QPointF& delta) { if (shape == nullptr) return; switch (shape->type) { case Point: { PointShape* point = dynamic_cast<PointShape*>(shape); point->pos += delta; break; } case Line: { LineShape* line = dynamic_cast<LineShape*>(shape); line->startPos += delta; line->endPos += delta; break; } case Circle: { CircleShape* circle = dynamic_cast<CircleShape*>(shape); circle->center += delta; break; } default: break; } }

步骤 4：绘图时高亮选中的图形

修改drawShape（或分类型的绘图函数），选中的图形用 “红色 + 加粗” 显示：

void drawLine(QPainter* painter, LineShape* line) { QPen pen; if (line->isSelected) { // 选中状态：红色、线宽+2、虚线 pen = QPen(Qt::red, line->penWidth + 2, Qt::DashLine); } else { pen = QPen(line->color, line->penWidth); } painter->setPen(pen); painter->setRenderHint(QPainter::Antialiasing, false); painter->drawLine(line->startPos, line->endPos); } // 圆和点的绘图函数做类似修改...

步骤 5：实现删除功能（按 Delete 键删除选中图形）

在CanvasWidget中重写键盘事件：

void keyPressEvent(QKeyEvent *event) override { if (event->key() == Qt::Key_Delete && selectedShape != nullptr) { // 根据类型删除图形（分桶存储的优势） switch (selectedShape->type) { case Point: { PointShape* point = dynamic_cast<PointShape*>(selectedShape); pointShapes.removeOne(point); delete point; break; } case Line: { LineShape* line = dynamic_cast<LineShape*>(selectedShape); lineShapes.removeOne(line); delete line; break; } case Circle: { CircleShape* circle = dynamic_cast<CircleShape*>(selectedShape); circleShapes.removeOne(circle); delete circle; break; } default: break; } selectedShape = nullptr; update(); // 刷新画布 } }

4. 测试验证

编译运行后，测试核心功能：

• 点击画好的直线 / 圆 / 点，图形会变成红色虚线（选中高亮）；
• 选中后拖动鼠标，图形会跟随移动，且只有图形区域刷新（不卡顿）；
• 选中图形后按 Delete 键，图形被删除；
• 未选中图形时，仍能正常画点 / 线 / 圆。

三、第二阶段：进阶编辑（缩放、旋转、复制粘贴）

完成基础编辑后，可进一步实现 “图形变换” 功能 —— 这是 CAD 编辑的核心能力，新手重点掌握 “坐标变换” 逻辑，复用 Qt 的QTransform简化计算。

1. 核心目标

• 选中图形后，鼠标滚轮缩放图形（区别于画布缩放）；
• 选中图形后，按快捷键（如 R）旋转图形；
• 支持复制（Ctrl+C）、粘贴（Ctrl+V）选中的图形。

2. 关键实操（以图形缩放为例）

// CanvasWidget新增：缩放选中的图形 void scaleSelectedShape(qreal scale) { if (selectedShape == nullptr) return; switch (selectedShape->type) { case Line: { LineShape* line = dynamic_cast<LineShape*>(selectedShape); // 以起点为中心缩放直线 QPointF center = line->startPos; line->endPos = center + (line->endPos - center) * scale; break; } case Circle: { CircleShape* circle = dynamic_cast<CircleShape*>(selectedShape); circle->radius *= scale; // 缩放半径 break; } default: break; } // 局部重绘 update(getShapeBoundingRect(selectedShape).adjusted(-5, -5, 5, 5)); } // 重写滚轮事件，区分“画布缩放”和“图形缩放” void wheelEvent(QWheelEvent *event) override { if (selectedShape != nullptr) { // 有选中图形：缩放图形 qreal delta = event->angleDelta().y() > 0 ? 1.1 : 0.9; scaleSelectedShape(delta); } else { // 无选中图形：缩放画布（原有逻辑） qreal delta = event->angleDelta().y() > 0 ? 1.1 : 0.9; scaleFactor *= delta; scaleFactor = qBound(0.1, scaleFactor, 10.0); // 更新变换矩阵... update(); } }

四、第三阶段：辅助功能（图层、标注、文件读写）

当编辑功能稳定后，添加 “提升实用性” 的辅助功能 —— 这些功能不涉及复杂几何，但能让你的 CAD 框架更接近真实软件。

1. 图层管理（核心是 “分类显示 / 隐藏”）

• 新增Layer结构体：包含图层名称、是否可见、颜色等属性；
• 每个图形关联一个图层（修改BaseShape，增加QString layerName属性）；
• 菜单栏添加 “图层管理” 窗口，实现 “显示 / 隐藏图层”“修改图层颜色”；
• 绘图时只绘制 “可见图层” 的图形。

2. 尺寸标注（CAD 的核心辅助功能）

• 新增DimensionShape图形类型：存储标注的起点、终点、文字位置、标注值；
• 实现 “长度标注”（直线长度）、“半径标注”（圆的半径）：通过几何计算得到长度 / 半径，绘图时显示文字；
• 标注跟随图形变化：比如移动直线后，标注值自动更新。

3. 文件读写（保存 / 打开绘图成果）

• 用 Qt 的QJsonDocument将图形数据（类型、坐标、颜色、图层）保存为 JSON 文件（新手易上手，比 DXF 简单）；
• 打开文件时，读取 JSON 数据，重建图形列表并绘制；
• 菜单栏添加 “新建 / 打开 / 保存” 功能，关联文件操作函数。

五、新手避坑指南（关键提醒）

1. 不要同时推进多个功能：比如先做完 “选中 + 移动 + 删除”，再做缩放旋转，最后做图层标注 —— 贪多会导致代码混乱，排查问题困难；
2. 复用已有代码和优化技巧：比如局部重绘、分桶存储、QTransform等，不要重复造轮子；
3. 优先实现 “简化版”，再优化精度：比如命中测试先做 “扩大范围” 的简化版，能满足基本操作即可，后续再优化 “精准命中”；
4. 及时测试和重构：每新增一个功能，都要测试性能（比如 100 个图形时是否卡顿），代码冗余时及时重构（比如提取通用的图形操作函数）。

六、后续进阶方向（当你完成以上所有功能后）

当你掌握了 “2D 绘图 + 编辑 + 辅助功能” 后，可根据兴趣选择进阶方向：

1. 2D 进阶：添加约束功能（比如平行、垂直、等长约束）、批量绘图（阵列、镜像）；
2. 3D 入门：学习 OpenGL/Qt 3D 模块，实现简单的 3D 建模（拉伸、旋转 2D 图形成 3D 模型）；
3. 兼容性：支持读取 / 保存 DXF 格式（用 dxflib 库），兼容 AutoCAD 文件；
4. 性能极致优化：引入空间索引（比如 R 树），提升大量图形的命中测试效率。

总结

作为新手，下一步的核心是 “从画图到编辑”—— 先实现图形选中、移动、删除，再逐步添加缩放、旋转、图层、标注等功能。这条路线的核心是 “增量开发、先易后难”，每个阶段都能看到明确的成果，既不会因难度过高放弃，也不会因功能单一失去动力。

记住：CAD 开发是一个 “积少成多” 的过程，哪怕每天只实现一个小功能（比如今天做选中，明天做移动），坚持下来你的框架会越来越完善。如果在开发过程中遇到具体问题（比如旋转图形的坐标计算），可以聚焦单个问题深入研究，不用急于求成