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FreeCAD Gui 模块分析：创建Custom Workbench

author: juergen rejel

Date: 2023-11-17

FreeCAD 是 Open Source CAD 软件，用户可以根据需求通过扩展模块实现功能增强。本文将深入分析 FreeCAD 的 Gui 模块，特别是如何自定义 Workbench 以满足特定需求。

一、模块功能概述

FreeCAD Gui 模块基于文档-视图架构实现了多文档 CAD 软件开发的框架，支持 Workbench 管理、停靠窗口管理、命令管理、菜单管理以及视图显示等功能。

• Workbench 管理：Workbench 是 FreeCAD 提供的软件开发框架，允许用户根据需求定义界面外观和功能。
• 停靠窗口管理：支持将内嵌窗口显示到主窗口的四周或悬浮在桌面上。
• 命令管理：通过 CommandManager 对 Command 及其派生类型进行管理，支持界面操作与 Command 的响应关联。
• 菜单管理：通过关联 QMenu 与 QAction 实现菜单栏的显示与命令管理。
• 视图显示：基于 BaseView、MDIView 及其子类，实现文档对象的显示与用户交互。
• 属性系统：基于 Qt Model-View 架构，支持数据对象的显示、编辑与关联。

二、Gui::Application 框架

Gui::Application 提供了多文档应用程序开发的框架，支持模块管理、命令管理、宏管理等功能。

• ApplicationP 结构体：维护了文档列表、视图列表、命令管理器等相关数据。
• 静态成员函数：包括 initApplication、initTypes、initOpenInventor、runInitGuiScript 和 runApplication，负责模块加载、初始化、界面创建等。

三、主窗口 (MainWindow)

Gui::MainWindow 是 FreeCAD 在 QMainWindow 基础上的扩展，提供了子窗口管理、弹出菜单、事件处理等功能。

• instance：全局唯一的 MainWindow 对象。
• 属性存储：包含停靠窗口项、活动视图、信号映射器、欢迎界面等。

四、Workbench 管理

Workbench 定义了主窗口的工具栏、菜单栏、停靠窗口等外观，并提供了创建工具栏、菜单栏、停靠窗口等接口。

• activate() 函数：负责创建工具栏、菜单栏、停靠窗口等部件。
• 自定义 Workbench：通过派生自 StdWorkbench 并重写相关虚函数完成。

五、命令框架

命令框架（Command 与 Action）是 FreeCAD 的核心功能之一。

• Action 类：关联 QAction 与 Command，支持界面操作与命令响应。
• Command 类：实现具体的 CAD 操作，通过 invoke 方法执行。
• CommandManager：管理所有注册的 Command 及其派生类型。

六、菜单管理

MenuManager 负责创建和关联菜单栏中的菜单项与 Command。

• MenuItem 类：表示菜单项，支持子菜单和命令关联。
• MenuManager：通过 setup 函数完成菜单栏创建。

七、停靠窗口 (Dock Window)

停靠窗口提供了在主窗口内嵌入或悬浮显示的功能。

• DockWindow 类：派生于 QWidget 和 BaseView，支持快速嵌入到停靠窗口区域。
• DockWindowManager：管理所有停靠窗口的生命周期和显示状态。

八、文档与视图

文档与视图架构是 CAD 软件的核心，支持多文档操作和数据显示。

• Gui::Document：维护文档对象列表与关联的视图对象。
• BaseView、MDIView：支持文档数据的显示与用户交互。

九、属性系统

属性系统基于 Qt 的 Model-View 架构，支持数据对象的编辑与显示。

• PropertyItem 和 PropertyModel：实现属性数据的存储和编辑。
• PropertyEditor：以树形视图显示属性数据。

十、多语言支持

FreeCAD 提供了多语言支持，通过 Translator 和 QTranslator 实现。

• 国际化支持：用户可以通过配置文件添加新的语言支持。

十一、帮助系统

帮助系统通过 Assistant 显示安装包 doc 目录下的帮助文档，支持用户操作指导。

总结

FreeCAD 的 Gui 模块功能模块化，支持自定义 Workbench、命令管理、菜单管理和停靠窗口创建。通过模块化设计，用户可以根据需求扩展功能，实现高度定制化的 CAD 软件界面。

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