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圆实体 (CircleEnt)

大约 8 分钟

圆实体 (CircleEnt)

CircleEnt 表示 CAD 中的圆形实体，由圆心和半径完全确定。

在线示例

示例描述链接
创建圆CircleEnt 基本创建示例在线演示{target="_blank"}
圆属性获取圆半径、面积、周长在线演示{target="_blank"}
圆变换移动、缩放、镜像操作在线演示{target="_blank"}

概述

圆是最基本的曲线图形之一，广泛用于机械、建筑等领域的设计。CircleEnt 提供了完整的圆形操作功能，包括几何计算、变换和编辑。

构造函数

import { CircleEnt, Point2D } from 'vjcad';

// 简化写法（推荐）
const circle1 = new CircleEnt([50, 50], 25);

// Point2D 写法
const circle2 = new CircleEnt(new Point2D(50, 50), 25);

// 带颜色的构造
const circle3 = new CircleEnt([100, 100], 30, 3);  // 颜色索引（3=绿色）

简化写法

构造函数和 center 属性都支持 [x, y] 数组形式的坐标，避免每次都写 new Point2D(...)。

属性

基本属性

属性类型读写说明
centerPoint2D读写圆心坐标
radiusnumber读写圆的半径

计算属性（只读）

属性类型说明
areanumber圆的面积（πr²）
circumferencenumber圆的周长（2πr）
import { CircleEnt, Point2D } from 'vjcad';

const circle = new CircleEnt(new Point2D(50, 50), 25);

// 获取属性
console.log('圆心:', circle.center);           // Point2D(50, 50)
console.log('半径:', circle.radius);           // 25
console.log('面积:', circle.area);             // 1963.49...
console.log('周长:', circle.circumference);    // 157.08...

// 修改属性
circle.center = new Point2D(100, 100);
circle.radius = 50;

// 直接修改圆心坐标
circle.center.x = 75;
circle.center.y = 75;

方法

几何计算

getDiameter() - 获取直径

const circle = new CircleEnt(new Point2D(50, 50), 25);

console.log('直径:', circle.getDiameter());  // 50

setDiameter() - 通过直径设置半径

const circle = new CircleEnt(new Point2D(50, 50), 25);

circle.setDiameter(100);
console.log('新半径:', circle.radius);  // 50

setArea() - 通过面积设置半径

根据指定的面积反推并设置圆形的半径。使用公式：radius = √(area / π)

const circle = new CircleEnt(new Point2D(50, 50), 25);

// 原始面积
console.log('原始面积:', circle.area);  // 1963.49...
console.log('原始半径:', circle.radius); // 25

// 设置面积为 1000
circle.setArea(1000);
console.log('新半径:', circle.radius);  // 17.84...
console.log('新面积:', circle.area);    // 1000（验证）

// 实际应用：创建指定面积的圆
const targetArea = 500;  // 目标面积 500 平方单位
const circle2 = new CircleEnt(new Point2D(100, 100), 1);
circle2.setArea(targetArea);
console.log('目标面积圆的半径:', circle2.radius.toFixed(2));  // 12.62

getCircumference() - 获取周长（方法）

除了 circumference 属性外，还可以使用 getCircumference() 方法获取周长。

const circle = new CircleEnt(new Point2D(50, 50), 25);

// 方式一：使用属性
console.log('周长:', circle.circumference);      // 157.08...

// 方式二：使用方法
console.log('周长:', circle.getCircumference()); // 157.08...

setCircumference() - 通过周长设置半径

根据指定的周长反推并设置圆形的半径。使用公式：radius = circumference / (2π)

const circle = new CircleEnt(new Point2D(50, 50), 25);

// 原始周长
console.log('原始周长:', circle.circumference);  // 157.08...
console.log('原始半径:', circle.radius);         // 25

// 设置周长为 100
circle.setCircumference(100);
console.log('新半径:', circle.radius);           // 15.91...
console.log('新周长:', circle.circumference);    // 100（验证）

// 实际应用：创建指定周长的圆
const targetCircumference = 200;  // 目标周长 200 单位
const circle2 = new CircleEnt(new Point2D(100, 100), 1);
circle2.setCircumference(targetCircumference);
console.log('目标周长圆的半径:', circle2.radius.toFixed(2));  // 31.83

属性与方法的区别

  • circumference 属性和 getCircumference() 方法功能相同，都返回周长
  • 属性语法更简洁：circle.circumference
  • 方法语法与其他 setter 配对：circle.getCircumference() / circle.setCircumference()

getQuadPoints() - 获取象限点

返回圆的四个象限点（右、上、左、下）。

import { CircleEnt, Point2D } from 'vjcad';

const circle = new CircleEnt(new Point2D(50, 50), 25);

// 获取标准象限点（无旋转）
const quadPoints = circle.getQuadPoints();
console.log('右:', quadPoints[0]);   // Point2D(75, 50)
console.log('上:', quadPoints[1]);   // Point2D(50, 75)
console.log('左:', quadPoints[2]);   // Point2D(25, 50)
console.log('下:', quadPoints[3]);   // Point2D(50, 25)

// 获取旋转后的象限点
const rotatedQuadPoints = circle.getQuadPoints(Math.PI / 4);  // 旋转 45°

几何变换

所有几何变换方法都支持 PointInput 类型参数，可以使用 [x, y] 数组或 Point2D 对象。

move() - 移动

import { CircleEnt, Point2D } from 'vjcad';

const circle = new CircleEnt([50, 50], 25);

// 简化写法（推荐）
circle.move([0, 0], [100, 100]);

console.log('新圆心:', circle.center);  // Point2D(150, 150)
// 半径不变
console.log('半径:', circle.radius);    // 25

rotate() - 旋转

圆绕指定点旋转时，只有圆心位置改变，形状不变。

import { CircleEnt, Point2D } from 'vjcad';

const circle = new CircleEnt([100, 0], 25);

// 简化写法（推荐）
circle.rotate([0, 0], Math.PI / 2);  // 绕原点旋转 90°

console.log('新圆心:', circle.center);  // Point2D(0, 100)
console.log('半径:', circle.radius);    // 25（不变）

scale() - 缩放

缩放会同时改变圆心位置（相对于缩放中心）和半径。

import { CircleEnt, Point2D } from 'vjcad';

const circle = new CircleEnt([100, 100], 25);

// 简化写法（推荐）
circle.scale([0, 0], 2);  // 以原点为中心放大 2 倍

console.log('新圆心:', circle.center);  // Point2D(200, 200)
console.log('新半径:', circle.radius);  // 50

// 以自身圆心为中心缩放
const circle2 = new CircleEnt([50, 50], 25);
circle2.scale(circle2.center, 2);
console.log('圆心:', circle2.center);   // Point2D(50, 50)（不变）
console.log('半径:', circle2.radius);   // 50

mirror() - 镜像

import { CircleEnt, Point2D } from 'vjcad';

const circle = new CircleEnt([100, 50], 25);

// 简化写法（推荐）
circle.mirror([0, 0], [0, 100]);  // 沿 Y 轴（X=0）镜像

console.log('新圆心:', circle.center);  // Point2D(-100, 50)
console.log('半径:', circle.radius);    // 25（不变）

夹点编辑

gripEdit() 方法处理夹点拖动编辑。

import { CircleEnt, Point2D } from 'vjcad';

const circle = new CircleEnt(new Point2D(50, 50), 25);

// 夹点类型: "center" | "quad"

// 移动圆心
circle.gripEdit(new Point2D(100, 100), "center");
console.log('新圆心:', circle.center);  // Point2D(100, 100)

// 通过象限点调整半径
circle.gripEdit(new Point2D(150, 100), "quad");
// 新半径 = 圆心到夹点的距离
console.log('新半径:', circle.radius);  // 50

边界框

import { CircleEnt, Point2D, CoordinateSystemType } from 'vjcad';

const circle = new CircleEnt(new Point2D(50, 50), 25);

// 获取 WCS 边界框
const bbox = circle.boundingBox();
console.log('最小点:', bbox.pt1);  // Point2D(25, 25)
console.log('最大点:', bbox.pt2);  // Point2D(75, 75)

// 边界框是正方形，边长 = 直径
console.log('宽度:', bbox.width);   // 50
console.log('高度:', bbox.height);  // 50

克隆

import { CircleEnt, Point2D } from 'vjcad';

const circle = new CircleEnt(new Point2D(50, 50), 25);
circle.setDefaults();
circle.color = 1;

// 创建深拷贝
const circleCopy = circle.clone();

// 修改副本
circleCopy.radius = 50;
circleCopy.color = 3;

console.log(circle.radius);       // 25
console.log(circleCopy.radius);   // 50

序列化

import { CircleEnt, Point2D } from 'vjcad';

const circle = new CircleEnt(new Point2D(50, 50), 25);
circle.setDefaults();

// 导出
const dbData = circle.toDb();
console.log(dbData);
// {
//   type: "CIRCLE",
//   layerId: "0",
//   color: 256,
//   center: [50, 50],    // 坐标格式: [x, y] 或 [x, y, z]
//   radius: 25
// }

// 导入
const newCircle = new CircleEnt(new Point2D(0, 0), 1);
newCircle.fromDb(dbData);

完整示例

通过几何属性创建圆

import { Engine, CircleEnt, Point2D } from 'vjcad';

// 通过面积创建圆
function createCircleByArea(center: Point2D, area: number): CircleEnt {
  const circle = new CircleEnt(center, 1);  // 先用默认半径创建
  circle.setArea(area);                     // 再设置目标面积
  circle.setDefaults();
  return circle;
}

// 通过周长创建圆
function createCircleByCircumference(center: Point2D, circumference: number): CircleEnt {
  const circle = new CircleEnt(center, 1);
  circle.setCircumference(circumference);
  circle.setDefaults();
  return circle;
}

// 通过直径创建圆
function createCircleByDiameter(center: Point2D, diameter: number): CircleEnt {
  const circle = new CircleEnt(center, 1);
  circle.setDiameter(diameter);
  circle.setDefaults();
  return circle;
}

// 使用示例
const c1 = createCircleByArea(new Point2D(0, 0), 1000);
const c2 = createCircleByCircumference(new Point2D(100, 0), 200);
const c3 = createCircleByDiameter(new Point2D(200, 0), 50);

Engine.addEntities([c1, c2, c3]);

// 输出圆的信息
console.log('面积圆:', c1.radius.toFixed(2), '半径,', c1.area.toFixed(2), '面积');
console.log('周长圆:', c2.radius.toFixed(2), '半径,', c2.circumference.toFixed(2), '周长');
console.log('直径圆:', c3.radius.toFixed(2), '半径,', c3.getDiameter().toFixed(2), '直径');

绘制同心圆

import { Engine, CircleEnt, Point2D } from 'vjcad';

function drawConcentricCircles(center: Point2D, radii: number[]) {
  const circles: CircleEnt[] = [];
  
  for (const radius of radii) {
    const circle = new CircleEnt(center.clone(), radius);
    circle.setDefaults();
    circles.push(circle);
  }
  
  Engine.addEntities(circles);
}

// 绘制同心圆
drawConcentricCircles(new Point2D(100, 100), [20, 40, 60, 80, 100]);

绘制圆形阵列

import { Engine, CircleEnt, Point2D } from 'vjcad';

function drawCircleArray(
  center: Point2D,
  radius: number,
  count: number,
  distance: number
) {
  const circles: CircleEnt[] = [];
  const angleStep = (2 * Math.PI) / count;
  
  for (let i = 0; i < count; i++) {
    const angle = i * angleStep;
    const circleCenter = new Point2D(
      center.x + distance * Math.cos(angle),
      center.y + distance * Math.sin(angle)
    );
    
    const circle = new CircleEnt(circleCenter, radius);
    circle.setDefaults();
    circles.push(circle);
  }
  
  Engine.addEntities(circles);
}

// 绘制 8 个圆组成的圆形阵列
drawCircleArray(new Point2D(200, 200), 15, 8, 80);

交互式绘制圆

import { 
  Engine, 
  CircleEnt, 
  Point2D, 
  PointInputOptions, 
  RealInputOptions,
  InputStatusEnum 
} from 'vjcad';

async function drawCircleCommand() {
  // 获取圆心
  const opt1 = new PointInputOptions("指定圆心:");
  const result1 = await Engine.getPoint(opt1);
  
  if (result1.status !== InputStatusEnum.OK) return;
  const center = result1.value as Point2D;
  
  // 获取半径
  const opt2 = new RealInputOptions("指定半径:");
  opt2.defaultValue = 25;
  const result2 = await Engine.getReal(opt2);
  
  if (result2.status !== InputStatusEnum.OK) return;
  const radius = result2.value as number;
  
  // 创建圆
  const circle = new CircleEnt(center, radius);
  circle.setDefaults();
  
  Engine.addEntities(circle);
  
  Engine.writeMessage(`圆已创建，面积: ${circle.area.toFixed(2)}`);
}

通过三点绘制圆

import { Engine, CircleEnt, Point2D } from 'vjcad';

function circleFrom3Points(p1: Point2D, p2: Point2D, p3: Point2D): CircleEnt | null {
  // 计算外接圆
  const ax = p1.x, ay = p1.y;
  const bx = p2.x, by = p2.y;
  const cx = p3.x, cy = p3.y;
  
  const d = 2 * (ax * (by - cy) + bx * (cy - ay) + cx * (ay - by));
  
  if (Math.abs(d) < 1e-10) {
    // 三点共线，无法创建圆
    return null;
  }
  
  const ux = ((ax * ax + ay * ay) * (by - cy) + 
              (bx * bx + by * by) * (cy - ay) + 
              (cx * cx + cy * cy) * (ay - by)) / d;
              
  const uy = ((ax * ax + ay * ay) * (cx - bx) + 
              (bx * bx + by * by) * (ax - cx) + 
              (cx * cx + cy * cy) * (bx - ax)) / d;
  
  const center = new Point2D(ux, uy);
  const radius = Math.sqrt((ax - ux) * (ax - ux) + (ay - uy) * (ay - uy));
  
  const circle = new CircleEnt(center, radius);
  circle.setDefaults();
  
  return circle;
}

// 使用示例
const circle = circleFrom3Points(
  new Point2D(0, 0),
  new Point2D(100, 0),
  new Point2D(50, 50)
);

if (circle) {
  Engine.addEntities(circle);
}

常见问题

Q: 如何判断点是否在圆内？

import { CircleEnt, Point2D } from 'vjcad';

function isPointInCircle(circle: CircleEnt, point: Point2D): boolean {
  const dx = point.x - circle.center.x;
  const dy = point.y - circle.center.y;
  const distanceSquared = dx * dx + dy * dy;
  return distanceSquared <= circle.radius * circle.radius;
}

function isPointOnCircle(circle: CircleEnt, point: Point2D, tolerance: number = 0.001): boolean {
  const dx = point.x - circle.center.x;
  const dy = point.y - circle.center.y;
  const distance = Math.sqrt(dx * dx + dy * dy);
  return Math.abs(distance - circle.radius) < tolerance;
}

Q: 如何获取圆上指定角度的点？

import { CircleEnt, Point2D } from 'vjcad';

function getPointOnCircle(circle: CircleEnt, angle: number): Point2D {
  return new Point2D(
    circle.center.x + circle.radius * Math.cos(angle),
    circle.center.y + circle.radius * Math.sin(angle)
  );
}

// 获取 45° 位置的点
const circle = new CircleEnt(new Point2D(50, 50), 25);
const point = getPointOnCircle(circle, Math.PI / 4);

Q: 如何计算两圆的交点？

import { CircleEnt, Point2D } from 'vjcad';

function circleCircleIntersection(c1: CircleEnt, c2: CircleEnt): Point2D[] {
  const dx = c2.center.x - c1.center.x;
  const dy = c2.center.y - c1.center.y;
  const d = Math.sqrt(dx * dx + dy * dy);
  
  // 检查是否相交
  if (d > c1.radius + c2.radius || d < Math.abs(c1.radius - c2.radius)) {
    return [];  // 不相交
  }
  
  const a = (c1.radius * c1.radius - c2.radius * c2.radius + d * d) / (2 * d);
  const h = Math.sqrt(c1.radius * c1.radius - a * a);
  
  const px = c1.center.x + a * dx / d;
  const py = c1.center.y + a * dy / d;
  
  const p1 = new Point2D(px + h * dy / d, py - h * dx / d);
  const p2 = new Point2D(px - h * dy / d, py + h * dx / d);
  
  if (Math.abs(h) < 1e-10) {
    return [p1];  // 相切，只有一个交点
  }
  
  return [p1, p2];
}

下一步