第12章AutoLISP语言机械设计基础

1、AutoCAD机械设计与范例应用第12章AutoLISPAutoLISP语言机械设计基础语言机械设计基础AutoCAD机械设计与范例应用AutoLISP语言基础AutoCAD机械设计与范例应用AutoCAD 2007的主要开发语言有AutoLISP、Visual LISP、VBA和ObjectARX四种，其中最常用的是AutoLISP开发语言，它是Aultodesk公司最早发布的用于AutoCAD二次开发的程序设计语言，是以起源于20世纪50年代后期的一种表处理语言LISP（List Processing Language）演化而来的。AutoLISP语言具有如下特点： 语法简单，可运行于Au

2、toCAD各个作业平台，功能函数强大且易于学习和使用。 AutoLISP语言中的一切成分均以函数形式出现，即执行AutoLISP程序就是不断地执行一些函数和调用函数。 AutoLISP语言把数据和程序统一表达为表结构，其简称为S表达式。在AutoLISP框架中，可以把程序当作数据来处理，也可以把数据当作程序来执行。 AutoLISP语言中的程序运行过程即对相关函数求值的过程，也就是在对函数求值过程中实现函数的功能。 AutoLISP语言的主要控制结构采用递归方式，从而使得相关程序的设计简单易懂。AutoLISP语言基础AutoLISP是基于LISP的语法并加入配合AutoCAD命令，而开发的一

3、种高级程序设计语言，可以用AutoLISP执行一些重复工作，创建新的AutoCAD命令。用户可以编写自己的AutoLISP程序，也可以使用第三方程序。AutoLISP应用程序或函数可以要求用户输入、直接执行AutoCAD命令、在图形数据库中修改或创建对象。有些标准的AutoCAD命令实际上就是AutoLISP应用程序。基本的AutoLISP语法可以在通常的LISP中看到相同，其意义也大同小异。AutoCAD有一个内部的LISP编译器，可以允许用户在命令行直接输入AutoLISP代码，或从外部文件中加载AutoLISP代码。AutoLISP语言作为一种嵌入在AutoCAD内部的LISP编程语言，

4、针对AutoCAD的特点增加了许多函数，成为AutoCAD最重要的基础开发工具，使AutoCAD具有了非常好的开放性。在AutoLISP语言中，最基本的数据类型是符号表达式（Symbolic-expression）。该语言的显著特点是程序和数据都是采用符号表达式的形式，即一个LISP程序可以把另一个LISP，程序作为它的数据进行处理，因此使用LISP语言编程十分灵活。AutoLISP语言的主要功能特色如下： AutoLISP语言扩充了许多适用于AutoCAD应用的特殊功能，是一种仅能以解释方式运行于AutoCAD内部的解释性程序设计语言。 AutoLISP语言中的一切成分均以函数形式给出，即执

5、行AutoLISP程序就是执行一些函数，再调用其他函数，没有语句概念和其他语法结构，其程序运行过程就是对函数求值的过程。 AutoLISP语言把数据和程序统一表达为了表结构，因此可以把程序当作数据来处理，也可把数据当作程序来执行。 AutoLISP语言的主要控制结构采用递归方式，使得程序设计简单易懂。 AutoLISP语言几乎可以直接调用全部的AutoCAD命令，并实现直接增加或修改AutoCAD命令，可以随意扩大图形编辑功能，建立图形库和数据库并对当前图形进行直接访问和修改，以及开发具有特殊功能的CAD软件包等，既具备一般高级语言的基本结构和功能，又具有一般高级语言所没有的强大的图形处理功能

6、。AutoLISP应用程序或例程可与AutoCAD以各种方式进行交互，这些例程能够提示用户输入、直接访问内置的AutoCAD命令，并修改或创建图形数据库中的对象。通过创建不同的AutoLISP例程，用户可以向AutoCAD中添加专用命令（某些标准的AutoCAD命令实际上也是AutoLISP应用程序）。因为AutoCAD能直接读取AutoLISP代码，所以无需编译。Visual LISP提供了一个集成开发环境，允许在命令提示下输入代码后立即看到结果。这使AutoLISP语言容易试验，而不管用户的编程经验如何。AutoCAD机械设计与范例应用AutoLISP语言基础5表和点对表和点对在AutoL

7、ISP中，表（List）是指一组在一对括号内由空格相隔的相关数值，即放在一对相匹配的左右圆括号中的，一个或多个元素的有序集合，它是保存多个相关数值的一种有效方法。表中的每一项称为表的元素，表中的元素可以是任何类型的表达式，包括整数、实数、字符串、符号等，也可以是表。表中的元素与元素之间要用空格隔开，而元素与括弧之间可不用空格，因为括弧本身就是有效的分隔号。表可以嵌套很多层，从外层向里依次称为0层（也称顶层）、1层、2层这里所指的表中元素是指表的顶层元素。表中的元素也是有顺序的，为了便于对表中的元素进行存取，每个元素均由系统自动赋予一个序号，从左向右算起，第一个元素的序号为0，第二个元素的序号为

8、1，第i个元素的序号为i-1。表的大小等于表的长度，也就是表中顶层元素的个数。没有任何元素的表称为空表-空表用()或nil表示。在AutoLISP中，nil是个特殊的符号原子，它既是原子又是一个表。6文件描述符文件描述符文件描述符（File Descriptors）是通过AutoLISP的opegi函数打开的一个指针，当AutoLISP打开一个文件时，系统将给文件赋予一个数字标号（由open函数返回一个包含文字数字的标签），以后要访问该文件时（读取或写入该文件），即可利用该文件描述符对指定的文件进行操作。7实体名实体名实体名（Entity Names，图元名称）是指AutoCAD系统在绘图过程

9、中赋予所绘制图元对象的一个数字标号，是一个指向AutoCAD系统数据文件的一个指针。利用该指针，AutoLISP可以查找到图元对象的数据库记录，并对图元对象进行各种方式的处理。8选择集选择集选择集（Selection seb）是一个或多个图元对象的集合。在AutoLISP程序中可以构造一个选择集，并赋予其一个符号供其他函数使用。也即用户可使用AutoLISP命令添加对象到选择集中，或从选择集中删除对象。9内部函数与外部函数内部函数与外部函数由AutoLISP提供的函数称为子程序（内部函数），外部子程序（外部函数）是由ADS或ARX应用程序定义的子程序。AutoCAD机械设计与范例应用AutoL

10、ISP语言中的函数AutoCAD机械设计与范例应用在熟悉了AutoCAD命令及AutoCAD的系统变量之后，下面再来简单讲述一下常用的AutoLISP函数极其在程序编制中的应用。AutoLISP程序可以使用任何文本编辑器进行编制，对硬件几乎没有特殊要求，如果系统能够运行AutoCAD，就同样可以运行AutoLISP。函数是计算机语言的重要组成部分，在AutoLISP程序语言中，任何赋值、计算、输入输出以及编写条件语句、循环语句和子程序等都是通过众多的函数来实现的，而所有函数又都是以表形式存在的，每一个函数在程序中表现为一条或多条语句，执行约定的功能，最后再返回某种类型的AutoLISP数据。函

11、数名称是表中的第一个元素，其后的元素则是函数必需的参数。AutoLISP语言中的函数AutoCAD机械设计与范例应用AutoLISP语言中的函数在程序中，通常都需要测试某些特定的条件。若条件为真则程序执行某些功能，若不为真则执行另外一些功能。例如，条件表达式（if( X 5)），若变量的值小于5，测试结果为真。编程过程中经常要用到这种类型的测试条件。下面讲述一下在AutoLISP编程中要用到的各种关系表达式。1等于等于格式（= atom1 atom2）该函数（=）检查两个元素是否相等。若相等，条件为真，函数返回。同样，若指定的元素不相等，条件为假，函数返回nil。2不等于不等于格式（= ato

12、m1 atom2）该函数（=）检查两个元素是否不相等。若不相等，条件为真则函数返回T。同样，若指定的元素相等则条件为假，函数返回nil。3小于小于格式（atom1 atom2）该函数（）检查第一个元素（atom I）是否小于第个元素（atom Z）。若为真则函数返回T，否则返回nil。4小于等于小于等于格式(= atom1 atom2）该函数( 15 10） 返回T（10 9 9） 返回nil（“c”“”） 返回T6大于等于大于等于格式（= atom1 atom2）该函数（=）检查第一个元素（atom1）的值是否大于等于第二个元素（atom2）。若是则函数返回T，否则返回nil。在下面第一个例

13、子中，78大于但木等于50，因此，函数返回T。 示例：(= 78 50) 返回T(= “x”“y”) 返回nilAutoCAD机械设计与范例应用AutoLISP语言中的函数任何编程语言都提供数学函数，在AutoLISP中，同样提供了编程以及数学计算所需的大部分数学函数，用以对数字进行加、减、乘、除运算，还可以得到以弧度表示的角度正弦值、余弦值及反正切值等。使用AutoLISP还可以进行许多其他计算。数值函数总是返回数的数据类型，返回值是整数还是实数取决于参数表中参数的数据类型，且在参数使用时应注意其取值范围。1加法加法格式(+ 参数1 参数2 参数3)此函数（+）计算加号（+）右边所有数字的和

14、(+ 参数1 参数2 参数3)，这些数字可以是整数或实数。如果均为整数，则和为整数；如果均为实数，则和为实数。但如果既有整数又有实数，则和为实数。2减法减法格式(- 参数1 参数2 参数3）此函数（-）从第一个数中减去第二个数（num1-num2）。如果多于两个数，就用第一个数字减去其后所有数字的和num1-(num2+num3)。3乘法乘法格式（* 参数1 参数2 参数3）此函数（*）计算乘号右边所有数字的乘积( num1num2num3)，若均为整数，则其乘积亦为整数；若其中含有一个实数，乘积即为实数。4除法除法格式（ /参数1 参数2 参数3）此函数（）用第一个数除以第二个数。如果多于两

15、个数，就用第一个数除以其后所有数的乘积num1/（num2 num3 ）。5增量数字增量数字格式(1+参数）此函数（1+）使数字与1（整数）相加，返回一个增加1的数。在下面的第二个例子中，1与-10.5相加返回-9.5。6减量数字减量数字格式(1-参数）此函数（1-）从数字中减去1（整数），并返回一个减去1的数。AutoCAD机械设计与范例应用AutoLISP语言中的函数7绝对数字绝对数字格式(abs 参数）abs函数返回一个数的绝对值。该数可以是整数或者实数。8正弦（正弦（sin）函数）函数格式( sin angle)正弦（sin）函数用于计算一个角（以弧度表示）的正弦值。余弦（余弦（cos

16、）函数）函数格式(cos angle)余弦（cos）函数用于计算一个角（以弧度表示）的余弦值。10反正切（反正切（atan）函数）函数格式( atan num1）反正切（atan）函数用于计算数的反正切值，返回角度以弧度表示。若仅有参数1，该函数返回其反正切值，单位为弧度。若有两个参数，则该函数返回参数l，参数2的反正切值。11具有两个参数的具有两个参数的atan函数函数格式( atan 参数1 参数2）还可以在atan函数中再指定一个数。若指定了第二个数，函数将以弧度形式返回（参数1/参数2）的反正切值。12angtos函数函数格式(angtos anglemadeprecision）ang

17、tos函数以字符串格式返回以弧度表示的角度值。字符串格式由made和 precision的设置决定。13指数函数（求指数函数（求e的任意次方函数）的任意次方函数）格式（exp幂）该函数返回e的幂次方，其结果为实数。示例：(exp 3) 返回20.085514对数函数对数函数格式（log参数）该函数返回参数的自然对数，其结果为实数。示例：(log 5) 返回l.60944AutoCAD机械设计与范例应用AutoLISP语言中的函数15求余数函数求余数函数格式(rem 参数l 参数2)该函数返回参数1除以参数2的余数。示例：(rem 8 3) 返回2(rem 3 5.0) 返回3 016求最大公约

18、数函数求最大公约数函数格式(gcd 参数l 参数2)该函数返回参数的最大公约数。示例：(gcd 24 12 6) 返回617补码函数补码函数格式( 整数)该函数返回该整数的补码，即按位“非”。示例：( 4) 返回-5( -6) 返回5在数学计算函数中，如果参数表中的所有参数都是整数，则对参数表中的参数作整数运算后将返回整数值。如果参数表中有一个实数，则对参数表中的参数进行浮点数学运算后将返回实数值。如果参数表中的参数多于2个，则每两个参数进行数值运算，再把运算结果与下一个参数进行运算，直到运算完毕。AutoCAD机械设计与范例应用AutoLISP语言中的函数赋值（setq）函数是AutoLIS

19、P中的基本赋值函数，用于将表达式的值赋给符号，并可同时将多个表达式的值分别赋给多个符号。赋予变量的值可以是任何表达式（数字表达式，字符串表达式或既含有字母又含有数字的表达式）。如果该值为字符串，则其长度不可超过100个字符。其格式如下：(set 符号表达式)(setq 符号l 表达式1)示例：(setq a 5.5) 返回5.5，并将符号afiq当前值设置为实数5.5。(setq AA 5.5 BB 6.0) 返回6.0，并将5.5赋予符号AA，将6.0赋于符号BB。(setq a (x y) 返回表(xy)，并将符号a的当前值设置为(x y)。(setq 8.5 12) 返回6.0，8.5被

20、赋予变量，12被赋予变量。Setq函数可以建立或修改全局变量，也可以在defun函数中给内部变量赋值。全局变量可由任何函数访问和修改，或在任意表达式中使用。局部变量仅在定义其函数求值期内（即函数调用期间）有意义。当全局变量作为局部变量使用时，定义其函数可改变它们的值，但当该函数退出时，全局变量将恢复原值。setq函数不能使用系统内部函数作为函数变量。setq函数还可用于与其他表达式联合为变量赋值。AutoCAD机械设计与范例应用AutoLISP语言中的函数AutoLISP的逻辑运算分为数值逻辑运算和表达式逻辑运算两种，并用T表示逻辑真，用NIL表示逻辑假。在数值逻辑运算中，AutoLISP将数

21、值先转化成二进制数之后，再按位进行逻辑运算，并仍以数值作为结果（即返回值）。在表达式逻辑运算中，则是根据函数的要求对后面的表达式进行测试，若满足要求，则函数返回T（即逻辑真）；若不满足要求则返回NIL（即逻辑假）。1按位逻辑与函数按位逻辑与函数格式（logand 整数l 整数2）该函数对后面的“整数”变量按位进行逻辑“与(AND)”运算，并将结果以十进制方式返回。2按位逻辑或函数按位逻辑或函数格式（logior 整数l 整数2）该函数对后面的“整数”变量按位进行逻辑“或(OR)”运算，并将结果以十进制方式返回。3按位逻辑非函数按位逻辑非函数格式（整数）该函数与补码函数一样，即返回“整数”变量的

22、按位“非”。4逻辑与函数逻辑与函数格式（and 表达式）该函数返回所列“表达式”变量的逻辑“与”(AND)。即当所有的“表达式”变量均为真时返回值也为真；反之则返回NIL（空）。5逻辑或函数逻辑或函数格式（or表达式）该函数返回所列“表达式”变量的逻辑“或（OR）”。即当所有的“表达式”变量均为真（T）时，返回值也为真（T），反之则返回NIL。6逻辑非函数（逻辑非函数（not表达式）表达式）若“表达式”变量的值为nil，该函数返回T；否则返回NIL。7位移函数位移函数格式（lsh数位数）该函数按“位数”变量的要求对“数”变量进行位移。若位数为正则向左移；若位数为负则向右移。8布尔运算函数布尔运

23、算函数格式（boole 方式整数1 整数2.）该函数是一个按位方式进行布尔运算的通用函数，它按“方式”变量的要求对后面的数进行相应运算。方式共有16种，如l为and，6为xor（异或），7为or，8为not等。AutoCAD机械设计与范例应用AutoLISP语言中的函数9等于函数等于函数格式（= 原子l 原子2）若所有“原子”（原子可以是数或字符串）变量在数值上相等，则返回T，否则返回NIL。10不等于函数不等于函数格式（/=原子1 原子2）若两个“原子”变量的数值不相等，则返回T；否则返回NIL。11小于函数小于函数格式（原子1原子2）若每个“原子”变量均小于其右面的“原子”变量，该函数返回

24、T；否则返回NIL。12小于等于函数小于等于函数格式（原子1原子2）若每个“原子”变量均大于其右面的“原子”变量，则该函数返回T；否则返回NIL。14大于等于函数大于等于函数格式（=原子l 原子2）若每个“原子”变量都不小于其右面的“原子”变量，该函数返回T；否则返回NIL。15表测试函数表测试函数格式（listp 参数）若“参数”变量为表，则函数返回T；否则返回NIL。16原子值测试函数原子值测试函数格式（boundp 原子）若“原子”变量有约束值，则该函数返回T；否则返回NIL。若原子被赋予的值为表，则函数认为该原子无值。因此（boundp a）返回值为NIL，因为符号a的当前值为表（c

25、d e）。17相同表达式测试函数相同表达式测试函数格式（eq 表达式l 表达式2）若“表达式1”变量与“表达式2”变量完全相同，即该函数检查两个表达式是否约束于同一对象（用setq函数），不仅要求表达式的数值相等，而且要占用同一内存单元，则该函数返回T，否则返回NIL。AutoCAD机械设计与范例应用AutoLISP语言中的函数18相等测试函数相等测试函数格式（equal 表达式l 表达式2）该函数测试两个“表达式”变量的值是否相等，相等则返回T，否则返回NIL。当要比较的两个表达式是实数或由实数组成的点表时，若采用不同的方法计算表达式，则可能会产生计算误差，此时要在两个表达式后面加上一个精度

26、值来指定两表达式之间的最大差值，在精度范围内，函数equal仍然认为两个表达式等值，返回T。示例：（setq x 2.556）（setq y 2.555)（equal x y) 返回NIL（equal x y 0.001） 返回T函数“=”“eq”和“equm”之间的关系为：所有同源值一定相等；当不同源时，INTREAL STR类型一定相等，ENAME类型，“=”不等，“eqequal”相等；当不同源时，LEST类型，“eq”不等，“equal”相等；PICKSET不存在不同源问题；对不常用类型SYM SUBR EXRXSUBR等未加分析，SYM属于不同源时相等的一类。19字符匹配测试函数字符

27、匹配测试函数格式（wcmatch 字符串 模式）该函数按通配符的匹配模式测试“字符串”变量与“模式”变量是否相同，若相同则该函数返回T；否则返回NIL。示例：（wcmatch Test T） 返回T（wcmatch Test *c*） 返回NILAutoCAD机械设计与范例应用AutoLISP语言的二次开发AutoCAD机械设计与范例应用用户在安装AutoCAD时如果选择了完全安装选项，则源代码文件位于如下文件夹中：TutorialVisualLISP建议用户最好不要修改AutoCAD附带的源代码样例文件。如果程序运行不正确，则可能需要将提供的源代码复制到自己的工作目录中。如果用户使用了不同的

28、工作目录，则应将其替换为实际使用的工作目录名。AutoLISP默认设定的工作目录为：TutorialVisualLISPMyPath。AutoLISP语言的二次开发VisualLISP编辑器在AutoCAD中增强并扩展了AutoLISP语言，使得用户可以轻松实现通过Microsoft AcfiveX Automation接口与对象交互，并扩展了AutoLISP响应事件的能力。作为开发工具，VisualLISP提供了一个完整的集成开发环境（IDE），包括编译器、调试器和其他工具，可以提高自定义AutoCAD的效率。此外，Visual LISP作为一个完整的集成开发环境（IDE），具有自己的窗口和

29、菜单，但并不能独立于AutoCAD运行。当用户从Visual LISP IDE中运行AutoLISP程序时，经常需要与AutoCAD图形进行交互或在命令窗口中响应程序提示。如果VisualLISP把控制传给AutoCAD时AutoCAD已被最小化，用户必须手动恢复并激活AutoCAD才可继续，Visual LISP不会自动恢复AutoCAD窗口。相反，Visual LISP窗口中会出现并保持一个Visual LISP符号，直到激活AutoCAD并响应AutoCAD命令提示行提示。AutoLISP由表达式构成，表达式的最基本格式如下：(function arguments)每个表达式由左括号“(”开始，包括函数名及可选的变元之后，再以右括号“)”结束。例如，(strcasej T)就是一个基本的表达式。表达式中的每个变元也可以是另外一个表达式，这样可以构造成很复杂的表达式。每个表达式都返回一个值，返回值可以被使用该表达式的上一级表达式使用。例如，(eval(list(read apptype)就是由三个表达式构成的较复杂的表达式，而整个函数定义则是一个更大