GIS开发_01_ArcObjects基础

2012/2/13 1 ArcObjects基础 ELEMENTARY ARCOBJECTS GIS开发 第一讲 Email：gis.ecnu@gmail.com 内容提要  ArcGIS软件介绍及ArcObjects概述 面向对象的编程方法 组件对象模型（COM） 对象模型图 开发资源 内容提要  ArcGIS软件介绍及ArcObjects概述 面向对象的编程方法 组件对象模型（COM） 对象模型图 开发资源 ArcGIS软件介绍及ArcObjects概述  1981 年 ESRI 发布了它的第一套商业 GIS 软件—— ARC/INFO 软件（1.0版本）  1999年，自ARC/INFO 8.0开始，更名为ArcGIS 8.0 最新版本为ArcGIS 10 美国环境系统研究所 （Environmental Systems Research Institute Inc，简称ESRI）创建于 1969年，总部位于美国加州的 Redlands ArcGIS ArcObjects  ArcObjects（简称AO）是一套用C++编写的、基于 COM（组件对象模型）规范的组件软件。它不是面 向最终用户，而是面向系统开发人员。  ArcObjects组件包括：  4000多个类。  21000多个属性与方法。  70多个组织好的类库。 2012/2/13 2  ArcGIS Desktop、ArcGIS Engine以及ArcGIS Server等产 品都是基于ArcObjects开发的。 ArcObjects的应用 定制、扩展ArcGIS Desktop产品（VBA语言 +ArcObjects组件直接开发、编程语言+ ArcObjects组 件开发扩展模块）。 开发独立的GIS应用系统（编程语言、 ArcGIS Engine或ArcGIS Server、ArcObjects组件）。 Desktop桌面系统的定制与扩展 独立的桌面GIS应用系统 独立的WebGIS应用系统 如何学习ArcObjects？ 掌握面向对象的编程方法 了解组件对象模型（COM） 掌握对象模型图的使用 利用开发资源 2012/2/13 3 内容提要  ArcGIS软件介绍及ArcObjects概述 面向对象的编程方法 组件对象模型（COM） 对象模型图 开发资源 面向对象的编程方法 我们所观测到现实世界是由不同对象所组成，任何一 个对象都具有属性，能响应外部事件现行为，如一 棵树具有树种、树高、树龄等属性，能响应施肥、火 烧等事件，表现生长、落叶、死亡等行为。 我们对现实世界中的问题处理实际上都是通过对对象 的操作来进行。 面向对象的编程方法 面向对象的编程（Object Oriented Programming，简 称OOP） 面向对象编程把现实世界中的实体抽象成编程语言中 的对象。  具有属性  能表现行为（方法）  能响应事件 汽车 地图 属性 颜色 名称 方法 加速 增加图层 事件 踩刹车 选中要素 对象实例 OOP中的几个重要概念 类和对象（Class and Object） 封装（Encapsulation） 多态（Polymorphism） 继承（Inheritance） 类和对象 具有相同属性、方法和事件的对象可抽象成类（ Class）。类定义了由它所产生的对象所具有的一切 属性和方法。 类是一个抽象的概念，对象（Object）则是类的具体 实例。 （来源：http://tech.ddvip.com/2009-01/1231136210104461.html） 2012/2/13 4 封装 将抽象得到的数据和行为（或功能）相结合，形成一 个有机的整体，也就是将数据与操作数据的源代码进 行有机的结合，形成“类”，其中数据和函数都是类 的成员 在程序实现中，隐藏对象的属性和实现细节，仅对外 公开接口，控制在程序中属性的读和修改的访问级别 继承 在某种情况下，一个类会有“子类”。子类可以继承 和使用父类的属性和方法，比原本的类（称为父类） 要更加具体化 例如，“狗”这个类可能会有它的子类“牧羊犬”和 “藏獒”。父类“狗”有一个方法叫做“吠叫”和一 个属性叫做“毛皮颜色”。它的子类（前例中的牧羊 犬和藏獒）会继承这些属性和方法。 多态 也称为多态性，是指由于继承等原因而产生相关的不 同类，其对象对同一消息会做出不同的响应；在程序 中表现为调用同名的方法会产生不同的结果。 例如，“牧羊犬”和“藏獒”都有“吠叫”这一方 法，但是调用“牧羊犬”和“藏獒”的“吠叫()”， 方法时，两种狗的叫声并不相同。 内容提要  ArcGIS软件介绍及ArcObjects概述 面向对象的编程方法 组件对象模型（COM） 对象模型图 开发资源 组件对象模型（COM）  COM（Component Object Model）是由Microsoft提出 的组件程序之间进行交互的标准。COM不是一种开 发语言。 在COM标准中，一个组件程序也被称为一个模块， 它可以是一个动态连接库（DLL程序），称为进程内 组件；也可以是一个可执行程序（EXE程序），称为 进程外组件。 组件对象模型（COM） 一个组件程序包括一个或多个对象（称为COM对象 ），每个对象可以有多个接口。COM对象以接口的 方式提供服务。 当另外的组件或普通程序（即组件的客户程序）调用 组件的功能时。它首先创建一个COM对象或通过其 它途径获得COM对象，然后通过该对象所实现的 COM接口调用它所提供的服务。 2012/2/13 5 对象1 对象2 COM组件 接口1 接口2 接口3 COM组件、COM对象和COM接口的关系 组件对象模型（COM）  COM对象是建立在二进制可执行代码级的基础上， 因此COM对象是语言无关的，这一特性使得不同编 程语言开发的组件对象可以交互。如AO是由C++编 写的，但可以在VBA中调用。  Microsoft不仅定义了COM规范标准，而且也提供了 具体的实现，在Windows操作平台上，COM技术被 应用于系统的各个层次。 什么是接口？ 接口（Interface）是COM规范的一个核心内容，它是 对一个类中的属性和方法进行逻辑分组。 一个类可能有好几个接口，每个接口指向一组不同的 方法和属性。 一个接口也可能被多个类所拥有。接口可以认为一个 对象具有多个身份。 接口名通常以I字母开头。 什么是接口？ 例如：大象类可以有两个接口（IElephant和IAnimal ），前一个接口有TuskLength属性和Trumpet方法， 后一个接口有Age、Name属性和Sleep方法。 什么是接口？ 利用接口有很多优点，如对一个类进行更新时，只要 增加新的接口，老客户可在不更新代码的情况下继续 使用老的接口，解决了代码演化的问题。 由于只有接口才有属性和方法，所以，基于COM的 编程是通过接口对对象进行交互。 利用接口进行编程的基本方法 利用接口进行编程的基本方法：  声明一个指向某个接口的变量。  对变量进行赋值，使变量指向具有该接口的一个特定对 象。  利用该接口的属性和方法对对象进行操作。 Dim pElephant As IElephant Set pElephant = New Elephant pElephant. Trumpet 2012/2/13 6 接口切换 对一个对象的操作，有时要用到该对象不同接口。在 这种情况下，每个接口都需要定义一个变量，但每个 变量都应指向同个对象。 可以通过切换接口（也称为查询接口， QueryInterface，简写QI）方法实现不同变量指向同 个对象。 接口切换 切换接口方法：  声明第一个变量  第一个变量指向某个对象  声明第二个变量  把第一个变量赋值给第二个变量 Dim A As InterfaceA Set A = New SomeObject Dim B As InterfaceB Set B = A A和B指向同个对象， 但指向不同接口 接口切换 Dim pElephant As IElephant Set pElephant = New Elephant Dim pAnimal As IAnimal Set pAnimal = pElephant pElephant. Trumpet pAnimal. Sleep 接口继承 接口具有继承性。根据COM规范，所有的接口都必 须从IUnknown接口继承过来（多数是直接继承）。 IUnKnown接口有三个方法（AddRef、Release和 QueryInterface），用于控制对象的生命周期和接口 查询。 一个接口除了可以使用它自身的属性与方法外，还可 以使用所继承的接口的属性与方法（不需要使用 QueryInterface）。 内容提要  ArcGIS软件介绍及ArcObjects概述 面向对象的编程方法 组件对象模型（COM） 对象模型图 开发资源 对象模型图  ArcObjects中有大量的类，对象模型图（Object Model Diagrams，简写OMD）是以UML图的形式显 示每个类支持的接口、每个接口所具有的属性和方法 以及类之间的关系等。 由于不能把所有的ArcObjects类和它们的接口放到一 张图上，因此按照类型分成多个对象模型图。 2012/2/13 7 Layers对象模型图 对象模型图 如安装了ArcGIS的Developer Kit，可以在安装目录（ DeveloperKit\Diagrams）下找到PDF格式的对象模型 图。 如没有安装ArcGIS的Developer Kit，可以在ArcGIS Resource Center（网址： http://resources.arcgis.com/） 中下载获得。 对象模型图 对象模型图显示的内容包括：  类的类型  类之间的关系  类的接口  接口的方法与属性  枚举类的值与名称 类的类型 对象模型图中的类有三种类型：Abstract Classes、 Coclasses和Classes。  Abstract Classes为抽象类，不能实例化，只能用来派生其 它类，如动物。  Coclasses（组件类）为可创建的类，可由New关键字实例 化，如鸡。  Classes（规则类）为可派生的类，不能通过New关键字实 例化，但可通过其它对象派生实例化，如鸡的羽毛。 类的类型是相对的，是由类的创建者定义的。 类的类型 在对象模型图中， 抽象类以2维灰 方盒表示 可创建的类用3 维灰方盒表示 可派生的类用3 维白方盒表示。 类之间关系 继承（Inheritance）：用带三角形符号的黑色实线 表示，表示父类与子类的关系。 组成（Composition）：用带黑色菱形符号的灰色实 线 表示，表示组成关系。组成关系中下一层次 的对象依存于上一层次对象，删除上一层次对象，下 一层次对象将不存在，如鸡和鸡毛的关系。 2012/2/13 8 类之间关系 产生（Creates）：表示通过一个类的方法可以产生另 一类的对象。如鞋匠和鞋的关系。用黑色带箭头的虚 线表示 ，箭头指向产生的对象。 关联（Association）：用灰色实线表示，表示一个类 的对象拥有另个类的对象，如人和房子的关系。可以 在线上加数字或星形符号表示拥有的数量，如 表示可以是1个到多个。 类之间关系的一个例子 类的接口 对象模型图显示了每个类支持的所有接口。但由于图 幅的限制，只显示主要接口的详细信息。其它接口可 通过对象浏览器（或其它帮助工具）来查找该接口的 详细信息 Map对象的接口 类的接口 接口有两种类型：Inbound接口和Outbound接口。对 象模型图中用空心的圆形符号表示Inbound接口，用 实心的黑色圆形符号表示的Outbound接口。 类的接口 常用的接口是Inbound接口。Outbound接口不包括属 性和方法，只有事件，接口名字中一般都带有 “Events”这个单词，这些事件导致服务器寻找相应 的客户端代码并执行。 在对象模型图中，详细显示的接口在接口名的右边列 出了它所继承的接口名，如ILayer：IUnknown。 2012/2/13 9 接口的属性与方法 对象模型图中用方块表示属性。右边的方块表示可设 置属性（可写），左边的方块表示该属性可读。如属 性的设置通过一个值或一个对象拷贝的赋值来实现， 则用实心方块表示；如属性的设置通过一个对象的引 用实现，则用空心方块表示。 接口的属性与方法 在编程中(VBA)，如通过一个值或一个对象拷贝的赋 值来设置属性，则不用Set关键字，如： pLayer.Name = “Shanghai” 如通过一个对象的引用来设置属性，则必须用Set关 键字，如： Set pLayer.Feature = ShanghaiData 接口的属性与方法 对象模型图中，用实心的黑色箭头表示方法。除了方 法名外，还包括该方法涉及的参数及类型、返回值（ 或接口）的类型。 枚举类的值与名称 枚举类变量的取值只能在若干选项中选择。AO预定 义了很多枚举类，包括枚举值和名称。对象模型图显 示了每个枚举类的枚举值及相应名称。在使用时，用 值和名称是一样的，但用名称更容易理解。 内容提要  ArcGIS软件介绍及ArcObjects概述 面向对象的编程方法 组件对象模型（COM） 对象模型图 开发资源 开发资源  ArcGIS Developer Help  ESRI Object Browser  ArcGIS Resource Center 2012/2/13 10 开发资源的安装 ArcGIS Developer Help 在代码窗口中，双击选中某个接口，按F1键，将显 示ArcGIS Developer Help对话框，并定位到该接口， 显示该接口的详细信息。另外，帮助对话框里还有很 多开发实例的代码。 显示某个接口的详细信息 开发实例代码 ESRI Object Browser 点击开始->所有程序->ArcGIS->DeveloperTools- >ESRI Object Browser将显示对象浏览器对话框。利 用该对话框我们可以查找我们需要了解的对象、接口 、枚举和结构，并显示详细信息。 ESRI Object Browser 查找方法：  根据组件类名、接口名、属性或方法查找组件类。  根据接口名、属性或方法查找接口。  根据枚举名、成员名、成员值查找枚举。  根据结构名、成员名查找结构。 查找中的匹配条件可以是完全匹配，也可以是包含关 系。如是包含关系，则显示包含输入字符的所有对象 （接口、枚举和结构），选择其中一个将显示该对象 （接口、枚举和结构）的详细信息。 2012/2/13 11 ArcGIS Resource Center 网址： http://resources.arcgis.com/ 主要内容：  在线帮助  产品介绍  行业应用  解决  论坛