使用PyFemm 进行电磁场仿真

通过Python 调用COM 组件 可以调用FEMM 软件来自动构建仿真项目，软件官方也提供了pyfemm 可以用来以类似于交互命令行的形式操作软件。但是，这样并不能让项目看起来非常清爽。感觉可以通过面向对象的方法来进一步封装。这里仅记录下探索的过程。

思路

交互式命令很难获取项目中各个对象的状态，于是想先通过Python 创建一个对象，在执行仿真计算时，在根据对象内部的状态生成仿真项目，这样也便于修改。

持久化

可以通过JSON 文件保存，但是这样重新加载出来的对象是一个字典；也可以尝试使用pickle 工具将文件保存为二进制，这样还能保存方法和子对象。详见示例test.ipynb，缺点就是不能通过文本编辑器直接修改项目了。

关于项目的实现可以在这个仓库 里面找到，正如上面提到的FEMM 软件命令不会保存各个对象的状态，只能通过自己重写各种图形变换的算法。虽然不多，倒也有意思。 仓库本身的代码只包含了磁场仿真的部分操作，关于后处理部分仍然没想好如何设计，才能简化用户操作的同时还能保证程序的灵活性。

感悟

但是从这个项目中想到了许多以前没想清楚的问题，并且也很自然地复习了面向对象开发的知识。本人的经历有限，能够看到的东西肯定也有很大的局限性。

Python 真的适合大型项目吗？

Python 最大的优点就是它的社区了，尤其是库资源极其丰富。并且语法相对友好、包管理也比较容易，这让其非常适合用于学习或者做一些简单的工作：程序员只需写少量代码就可以完成大量任务。但是，他的优点也成为了它的缺点：

• 在代码的结构复杂时，类型系统就变成了不可缺少的部分，虽然python 可以添加类型注解，但是缺少泛型的语法糖
• 语言特性的原因很容易出现循环引用的错误

当然这些可以通过某些技巧去弥补，就看用到什么程度了，真正的项目还是回归设计模式的。

绘图时的疑问

以前自己关于如何高效绘图存在着一些问题，但是在FEMM 中，软件通过鼠标邮件可以选择离鼠标最近的点这一特性给了我许多启发：

• 假如绘图区域的大小（宽和高）是一定的，那么：
  • 可以通过（循环）链表来存储数据，然后通过一个位置标识来确定起止位置
  • 在绘图时可以只修改动的部分，也就是几个像素而不是大面积重绘
  • 关于鼠标选取，可以判断鼠标位置（与横坐标有对应关系），再根据对应的横坐标选取相应的数据点（或者范围）
• 图形定义：是否可以相对位置定义图形，虽然绝对位置在图形变换时似乎更有优势，或者二者结合一下
• 图形变换：通过对象间的包含关系，可以在内存中实现旋转和平移操作，然后再渲染到绘图区域

软件自动化

通过COM+ 组件调用软件确实是一个比较好玩的方式，但是从头做的话会耗费大量的精力重复造轮子。而真正需要关注的问题应该是如何通过软件改善既有的流程，并非重新开发一个软件出来，以FEMM 为例：

• 建模：虽然参数化建模听起来很高端，但是人机交互是一个复杂的过程，并且FEMM 的交互几乎完全是单向的，完全参数化倒不如只关注其中需要变动的部分
• 计算：计算部分任务单纯，适合软件调用，并且不需要什么设计
• 后处理：后处理部分通过GUI 操作比较简单，但是程序调用却比较复杂，最好能够设计一些任务的模板来进行分析

还有就是COM+ 组件虽然功能强大，但是接口对于开发者来说几乎是个黑盒子，所以需要相关的API 文档并且使用者本身要能用好该软件才行。这里附一个COM+ 调用Ansys Maxwell 的仓库 以及其作者的博客。

我需要什么样的语言

我可能更需要一种解释型的Java 语言，并且应该可以编译成本地可执行二进制文件。