基于.NET編程增強Excel與CAD的數據交流功能
——以水利工程設計應用為例

馬 宇

（遼寧省大伙房水庫輸水工程建設局，遼寧沈陽110166）

基于.NET編程增強Excel與CAD的數據交流功能
——以水利工程設計應用為例

馬 宇

（遼寧省大伙房水庫輸水工程建設局，遼寧沈陽110166）

為解決水利工程設計中Excel與CAD的數據交流問題，采用基于C#.NET編程的方式來增強CAD對Excel文件中數據的讀取和編輯。

數據交流；Excel；CAD；水利工程設計

1 引言

Excel和CAD是在水利工程設計中廣泛應用的商業軟件，Excel方便保存、編輯表格數據，CAD有效輔助設計繪制工程圖。在設計中，工程師們往往需要把大量的Excel數據轉換成直觀的CAD中的點、線等圖元，在這些圖元的基礎上進行工程設計；同時也需要把CAD中的一些圖元屬性提取出來保存到Excel文件中，以便于計算工程量和確定控制坐標等。如何解決好Excel與CAD之間的數據交流是提高水利工程設計效率和質量的重要環節。

Excel和CAD均屬于通用軟件，雖然CAD中個別功能提供了對Excel文件的簡單支持，但由于水利工程上邊界條件復雜，隨機性強、設計面廣［1］，CAD的自帶功能無法滿足水利工程設計中大量數據交流便捷、準確的要求，設計人員的數據交流操作繁瑣而重復。

Excel和CAD軟件均提供了優良的二次開發接口，隨著編程技術的發展和軟件版本的升級，對這兩種軟件進行二次開發的門檻也逐漸降低，基于微軟公司提供的.NET平臺對Excel和CAD進行二次開發就是一種較為便捷的方法。

2 實現數據交流的思路

借助Excel和CAD提供的二次開發接口，編寫一個程序，作為橋梁搭接Excel和CAD程序，程序本身應具有打開、讀取、修改、保存Excel文件和CAD文件的功能，并應具備實時顯示設計成果和簡潔的操作界面等特點。

Excel二次開發主要有三種方式：VBA的內部開發、COM插件開發和自動化服務開發［2］。CAD提供了五種主要的開發工具，分別是：使用C++的Object-ARX，VB/VBA的ActiveX開發，ADS，AutoLisp/VisualLisp以及.NET開發［3］。綜合分析兩個軟件的二次開發方式，本文選用基于.NET開發CAD并添加Excel的COM插件的方式來搭建溝通兩個軟件的橋梁，這種方法相比其他方式組合更容易搭建編譯平臺，可以較為完整地調用CAD和Excel提供的二次開發接口功能，方便制作窗口界面和實時檢驗計算成果。

.NET開發是基于微軟.NET平臺直接進行CAD二次開發的一種新技術，能夠完全支持.NET開發的CAD版本需高于2006。.NET可以引用CAD提供的對象庫，進而建立自己的動態鏈接庫程序（*.dll文件），在CAD中加載編譯后的動態鏈接庫程序，就可以達到編程操作CAD的功能。通過.NET控制Excel文件的前提是添加Excel的COM組件的引用［4］。COM組件中提供了Excel相關的類和接口，通過COM組件可以編程創建、顯示、編輯、讀取、保存Excle文件。

創建一個CAD可以加載調用的動態鏈接庫程序，程序同時引用ExcelCOM組件。在CAD環境下啟動動態鏈接庫程序，讀取Excel文檔內容，保存到程序的數據變量中，然后調用CAD中的繪圖類，根據讀取的數據繪圖；或者在CAD中借助提取圖形對象函數，提取CAD圖紙中的點、線等圖元的基本屬性，通過程序分析計算形成需要的數據成果，寫入到Excel文件中。.NET平臺上，可以實現Excel與CAD數據的雙向流通，編程思路見圖1。

圖1 編程溝通Excel和CAD數據流程圖

3 編程實現操作Excel與CAD

3.1 編程語言及編譯環境

.NET平臺又稱.NETFramework，目前最新的是4.5版本。是由微軟開發的一個致力于敏捷軟件開發、快速應用開發、平臺無關性、跨語言編程和網絡透明化的軟件開發平臺［5］。.NET包含四種核心語言：VB、VC++、C#和J#［6］，本文選用C#進行編程，C#是微軟為.NETFramework量身訂做的程序語言［7］，具有使用簡易和功能強大的特點。目前開發.NET平臺程序，最高效的編譯調試平臺莫過于微軟公司推出的VisualStudio（簡稱VS）集成開發環境。本文采用VS2010版本進行編譯環境搭建。考慮使用習慣和程序的兼容性，CAD采用2007版本，Excel采用2003版本。

首先，在VS中新建一個項目，模板采用C#下的“類庫”，.NET平臺選擇2.0版本（不同版本CAD對應不同版本.NET，通過較低版本.NET編譯的程序一般可以在較高版本CAD中運行）。在“解決方案”中添加引用“acdbmgd.dll”和“acmgd. dll”，并設置“復制本地”為“False”。

然后，引用Excel的COM插件，不同版本Excel對應的COM插件版本有所不同，2003版本的Excel的COM插件名稱為“MicrosoftExcel11.0ObjectLibrary”。

最后，設置程序的“調試”屬性，啟動外部程序路徑設為本機CAD2007的“acad.exe”程序路徑。至此，程序的編譯平臺就搭建完成。

3.2 編程操作Excel文檔

編程可以實現Excel的大部分功能，具體調用的類和函數也非常多，具體可以參考微軟公司提供的COM插件的幫助手冊。較為基礎和常用的Excel操作為打開文檔，讀取、修改單元格內容，保存文檔。為了更好應對復雜的Excel表格格式，本文采用逐單元格讀取/賦值的方式操作Excel文檔。例如打開一個路徑保存在filename變量的*.xls文件，讀取A1單元格內容保存在變量ReadCell中，并修改B1單元格內容為“Level”，編程主要代碼為：

（首先添加using Excel=Microsoft.office.Interop.Excel；）

Excel.Applicationapp=newExcel. Application（ ）；∥新建Excel進程

Excel.WorkbookClassw=（Excel. WorkbookClass）app.Workbooks.open（filename，Type.Missing，Type.Missing，Type.Missing，Type.Missing，Type.Missing，Type.Missing，Type. Missing，Type.Missing，Type.Missing，Type.Missing，Type.Missing，Type. Missing，Type.Missing，Type.Missing）；∥打開文件

Excel.Worksheetsheet=（Excel. Worksheet）w.Sheets；∥選擇Excel文件sheet

string ReadCell=（（Excel.Range）sheet.Cells［1，1］）.Text.ToString（ ）；∥讀取A1單元格中的數據

sheet.Cell［1，2］=”Level”；∥修改B1單元格內容為Level

w.Close（null，null，null）；∥關閉文件

app.Quit（ ）；∥退出Excel進程，非常重要，不然Excel的進程將一直在電腦后臺運行

3.3 編程操作CAD

通過.NET平臺操作CAD可以實現CAD的絕大部分功能，可調用的類和函數非常多，具體可參考Autodesk公司提供的CAD二次開發幫助手冊。較為基礎和常用的CAD操作有繪制圖元和提取圖元的屬性。例如，根據數據繪制一條多段線和提取某點的坐標，以下是編程的主要內容。

首先添加using Autodesk.AutoCAD.ApplicationServices；

using Autodesk.AutoCAD.Runtime；

using Autodesk.AutoCAD.EditorInput；

在新建的類中添加以下代碼：

［CommandMethod（"SLCAD"）］ ∥啟動程序命令

publicvoidRunApp（ ）

｛∥繪制多段線

intn=pts.Count；∥獲取保存多段線坐標的數組pts的點數

Polylineent=newPolyline（ ）；∥新建一個多段線對象

for（inti=0；i＜n；i++）∥設置多段線各節點坐標

ent.AddVertexAt（i，pts［i］，0，0，0）；objectIdentId=Append Entity（ent）；對象添加到CAD文件列表中∥提取點坐標

Editoreditor=Autodesk.AutoCAD. Application Services.Application.Document Manager.MdiActive Document.Editor；∥新建一個編輯對象

Prompt Pointoptionsoptions=new Prompt Pointoptions（" 請在圖紙上選取點"）；

options.AllowNone=true；∥提取坐標

Point3dcenPt=editor.GetPoint（options）.Value；∥把點坐標保存到cenPt變量中｝

3.4 加載調用程序

通過VS編譯后生成動態鏈接庫程序。在打開的CAD中輸入命令“netload”后彈出對話框，在對話框中找到生成的動態鏈接庫程序路徑，加載程序。然后輸入啟動程序的命令，例如上面一個例子中，需要輸入“SLCAD”命令啟動程序功能。

4 編程實例

實際編程中，可以借助.NET平臺創建窗口，給Excel文件的開啟和關閉設置相應的按鈕或提示。如果頻繁調用CAD中的主要函數，每次編寫代碼較為繁瑣，可以自定義類和函數，把常用的功能模塊化。例如繪制多段線的功能，可以模塊化為函數：

publicstaticobjectIdAddPline（Point2dCollectionpts，doublewidth）

∥函數的參數為保存多段線點的數組和擬畫多段線的線寬

｛try｛intn=pts.Count；Polyline ent=newPolyline（ ）；

for（inti=0；i＜n；i++）

ent.AddVertexAt（i，pts［i］，0，width，width）；

objectIdentId=AppendEntity（ent）；

returnentId；∥返回多段線對象｝

catch∥程序異常處理

｛objectIdnullId=objectId.Null；returnnullId；｝｝

4.1 讀取Excel中橫斷面數據，在CAD中繪制橫斷面圖

在水利工程設計中，經常要在橫斷面圖上進行工程布置和計算工程量等，實測橫斷面數據通常以Excel文件保存，斷面數目多，且格式類似。如果逐一手繪橫斷面，不僅工作量極大，而且準確性差。本文通過.NET編程實現讀取Excel中橫斷面數據，在CAD中繪制橫斷面圖的功能，即通過程序讀取如圖2中的Excel數據，調整程序參數，在CAD中繪制如圖4的橫斷面圖。

4.2 在CAD圖中拾取控制點，并把控制點坐標保存到Excel文件中

水利工程設計中，為了方便工程放樣，需要提供CAD設計圖紙中控制點的坐標。坐標文件通常采用Excel格式保存。對于控制點較多的圖紙而言，如果采用手動的方式逐一獲取控制點坐標屬性，輸入到Excel文件里，效率非常低，而且容易出錯。本文采用.NET編程的方法，實現在CAD圖中拾取控制點，并把控制點坐標保存到Excel文件中，即通過程序提取如圖5中的CAD圖紙中的控制點屬性，篩選整理控制點坐標，將坐標保存到如圖7的Excel文件中。

圖2 Excel中橫斷面數據格式

圖3 程序界面截圖

圖4 程序在CAD中繪圖成果圖

圖5 CAD文件中控制點位置

圖6 程序界面截圖

圖7 提取坐標輸入到Excel中成果

5 結語

基于.NET平臺，憑借Excel和CAD提供的二次開發接口，可以較方便地實現Excel與CAD之間的數據交流功能，簡化水利設計過程中的操作步驟，提高繪圖、計算的速度和精度。由于篇幅限制，本文只簡單介紹了Excel和CAD二次開發的最基本功能，在實際生產工作中，結合Excel和CAD的二次開發運用，有著更大的靈活性和擴展空間。

［1］梁國偉等.CAD二次開發在水利水電工程制圖中的應用［J］.水科學與工程技術，2006（02）：50-51.

［2］郭來軍.淺談EXCEL二次開發的三種方式［J］.遼寧科技學院學報，2007（04）：23+29.

［3］王永輝，胡青泥與李紅彩.AutoCAD二次開發方法的研究［J］.計算機系統應用，2007（03）：94-96+100.

［4］斯琴巴圖，楊利潤.C#winform中嵌入Excel實現復雜表格的顯示和控制［J］.軟件導刊，2013（04）：26-27.

［5］KarliWatson，ChristianNagel，BeginningVisualC#2010［M］，WileyPublishing，2010.

［6］黃箐，馬德山，項鏈.基于.NET實現多語言互操作性［J］.西北民族大學學報（自然科學版），2007（02）：38-44.

［7］蔡守允，楊大明，朱其俊.模型試驗流速測量儀器的分析研究［J］.水資源與水工程學報，2007（03）.

TP316

：B

：1672-2469（2015）07-0056-04

10.3969/j.issn.1672-2469.2015.07.021

馬 宇（1981年—），男，工程師。