引言

课程目的：

训练软件开发的系统思维；

让程序更有设计感；

了解GIS软件的内核结构；

掌握C++编程的技巧和思维模式；

问题核心：

不是语言、算法、数据结构；

是架构、模式、方法论

GIS内核的模块组成：

数据模块：矢量、栅格、索引，数据库系统、文件系统、网络

投影模块

空间分析模块

制图模块，图形API

Cpp

特点：编译、静态、大小写敏感、多编程范式

组成：核心语言、标准库、标准模板库

Cpp与C的区别

类和对象

面向对象，UML

构造函数、析构函数、引用计数、内存管理

控制成员变量可访问性：public private protected

函数重载

浅拷贝深拷贝

静态成员

友元

内联函数inline

继承：多重继承

类型转换

多态

虚函数

函数重载和运算符重载

命名空间

标准C++流库iostream

字符串与string类

模板与STL

函数模板、类模板

template, typename, class

STL:

vector, map, list, queue, set

algorithm, numeric

iterator

functional

stack, deque

memory

utility

项目组织

c++开发：多文件、多工程、多编译目标、引用第三方库

代码复用：源代码级别、库复用Nuget，包复用vcpkg，组件复用COM

工程

构建系统、元构建系统cmake、IDE如visual studio

静态库.lib、动态库.dll

通用宏、预处理器、链接器、活动配置

GUI程序

图形用户界面

面向对象开发，MFC、QT

图形API：GDI+, OpenGL, Direct3D

句柄

MFC应用程序

GDI+

图形设备接口

通过C++类实现

组成：二维矢量图形（几何、画笔、画刷）、图像、文字与布局

常用的类/对象：

Pen

Color

Brush

HashBrush

LinearGradientBrush

PathGraidentBrush

TextureBrush

……

坐标、矩阵

GIS内核结构和基础环境

UML统一建模语言

类图class diagram

object diagram

use case diagram

sequence diagram

collaboration diagram

state chart diagram

acitivity diagram

component diagram

deployment diagram

设计模式

面向对象的设计模式：接口编程、优先使用对象组合而非继承

常用模式

组合模式

迭代器模式

观察者模式

OGC Simple Feature规范

地图渲染与符号模型

绘图环境

绘图句柄

坐标变换

绘图范围

简单符号系统的实现

管理符号

GDI+原生绘图能力进行绘制

重载和继承进行扩展

支持序列化

符号的编辑和预览

交互式绘图

变换模型

平面映射

矩阵旋转

用户交互响应：鼠标事件、坐标事件

用户编辑

序列化技术

把对象转变为字节序列（文件、网络流、内存数据块）

文本（JSON、XML、Yaml）、二进制

组件技术基础

COM: 组件对象模型，component object model

COM核心概念：系统注册表、COM组件库、COM运行库

COM线程套间

接口定义语言interface define language

类型库typelib

全局统一标识符global unique identifier

COM接口

ATL，activeX template library

#import

MSXML

矢量数据存储

基于ACCESS

元数据表、图层数据表、

ADO: activeX data object. 数据访问技术

connection
command
recordset

OGR，最通用的矢量数据访问开源库

wkb(well known binary), wkt(well know text)
spatial reference
feature
feature definition
layer
data source
drivers
ogrsfdriverregister

坐标系统

分离查询与渲染职责

经纬度坐标与笛卡尔坐标系之间的变换

地图投影：PROJ算法库

栅格渲染与显示、逆向重采样