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# API 总览
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ViewDesignEngine 提供 C++17 头文件 API，所有公开接口位于 `include/vde/` 目录下。
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## 模块 API 概览
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### foundation — 基础设施 (`vde::foundation`)
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```cpp
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// 数学类型
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#include <vde/foundation/point.h> // Point2D, Point3D, Vector2D, Vector3D
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#include <vde/foundation/matrix.h> // Matrix3x3, Matrix4x4, Transform3D
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#include <vde/foundation/aabb.h> // AABB2D, AABB3D
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// 公差与精确谓词
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#include <vde/foundation/tolerance.h> // Tolerance, is_zero(), is_equal()
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#include <vde/foundation/exact_predicates.h> // orient2d, orient3d, incircle
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// 格式 I/O
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#include <vde/foundation/io_obj.h> // load_obj(), export_obj()
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#include <vde/foundation/io_stl.h> // load_stl(), export_stl()
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#include <vde/foundation/io_ply.h> // load_ply(), export_ply()
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#include <vde/foundation/io_gltf.h> // export_gltf(), export_glb()
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#include <vde/foundation/io_3mf.h> // load_3mf(), export_3mf()
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#include <vde/foundation/industrial_formats.h> // STEP/IGES 导入导出
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```
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### core — 几何核心 (`vde::core`)
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```cpp
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#include <vde/core/polygon.h> // Polygon2D, triangulate(), simplify()
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#include <vde/core/voronoi.h> // VoronoiDiagram2D
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#include <vde/core/convex_hull.h> // convex_hull_2d(), convex_hull_3d()
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#include <vde/core/distance.h> // point_to_line(), point_to_triangle()
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#include <vde/core/icp.h> // icp_align()
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#include <vde/core/cam_toolpath.h> // ToolPath, GCode, CLData
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#include <vde/core/cam_strategies.h> // contour_toolpath, pocket_toolpath
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#include <vde/core/cam_5axis.h> // 5轴联动: swarf, multi_axis_roughing
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#include <vde/core/object_pool.h> // ObjectPool<T> 内存池
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### curves — 曲线曲面 (`vde::curves`)
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```cpp
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#include <vde/curves/bezier_curve.h> // BezierCurve
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#include <vde/curves/bspline_curve.h> // BSplineCurve
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#include <vde/curves/nurbs_curve.h> // NurbsCurve
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#include <vde/curves/bezier_surface.h> // BezierSurface
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#include <vde/curves/bspline_surface.h> // BSplineSurface
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#include <vde/curves/nurbs_surface.h> // NurbsSurface
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#include <vde/curves/nurbs_operations.h> // offset, trim, blend, ruled, coons, extrude
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#include <vde/curves/tessellation.h> // adaptive_tessellate()
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#include <vde/curves/surface_intersection.h> // surface_intersect()
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#include <vde/curves/surface_analysis.h> // curvature_analysis()
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#include <vde/curves/surface_continuity.h>// G0/G1/G2 continuity check
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#include <vde/curves/surface_fairing.h> // surface_fairing()
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#include <vde/curves/exact_offset.h> // exact_offset_curve()
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#include <vde/curves/surface_extension.h> // extend_surface()
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#include <vde/curves/parallel_intersection.h> // parallel_intersect()
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```
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### mesh — 网格处理 (`vde::mesh`)
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```cpp
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#include <vde/mesh/halfedge_mesh.h> // HalfedgeMesh
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#include <vde/mesh/delaunay_2d.h> // delaunay_2d(), cdt_2d()
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#include <vde/mesh/delaunay_3d.h> // delaunay_3d()
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#include <vde/mesh/mesh_simplify.h> // qem_simplify()
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#include <vde/mesh/mesh_smooth.h> // laplacian_smooth(), hc_smooth(), bilateral_smooth()
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#include <vde/mesh/mesh_boolean.h> // mesh_union(), mesh_intersection(), mesh_difference()
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#include <vde/mesh/mesh_quality.h> // mesh_quality_report()
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#include <vde/mesh/mesh_repair.h> // repair_non_manifold()
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#include <vde/mesh/alpha_shapes.h> // alpha_shape()
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#include <vde/mesh/mesh_parameterize.h> // parameterize()
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#include <vde/mesh/geodesic.h> // geodesic_distance()
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#include <vde/mesh/mesh_curvature.h> // curvature()
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#include <vde/mesh/marching_cubes.h> // marching_cubes()
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#include <vde/mesh/parallel_mc.h> // parallel_marching_cubes()
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#include <vde/mesh/mesh_lod.h> // generate_lod()
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#include <vde/mesh/reverse_engineering.h> // reverse_engineering pipeline
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#include <vde/mesh/point_cloud.h> // PointCloud processing
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#include <vde/mesh/fea_mesh.h> // FEA mesh generation
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### spatial — 空间索引 (`vde::spatial`)
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```cpp
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#include <vde/spatial/bvh.h> // BVH<Triangle>
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#include <vde/spatial/octree.h> // Octree<Point3D>
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#include <vde/spatial/kd_tree.h> // KDTree<Point3D>
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#include <vde/spatial/r_tree.h> // RTree<AABB3D>
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#include <vde/spatial/incremental_bvh.h> // IncrementalBVH
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```
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### boolean — 布尔运算 (`vde::boolean`)
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```cpp
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#include <vde/boolean/boolean_2d.h> // clip_polygon(), boolean_2d()
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#include <vde/boolean/boolean_mesh.h> // mesh_union(), mesh_difference(), mesh_intersection()
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#include <vde/boolean/polygon_offset.h> // offset_polygon()
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```
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### collision — 碰撞检测 (`vde::collision`)
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```cpp
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#include <vde/collision/gjk.h> // gjk_distance(), gjk_intersect()
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#include <vde/collision/sat.h> // sat_intersect()
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#include <vde/collision/ray_intersect.h> // ray_triangle(), ray_aabb(), ray_mesh()
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#include <vde/collision/tri_intersect.h> // tri_tri_intersection()
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```
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### brep — B-Rep 建模 (`vde::brep`)
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```cpp
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#include <vde/brep/brep.h> // BrepModel, TopoVertex, TopoEdge, TopoFace
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#include <vde/brep/modeling.h> // make_box, make_sphere, fillet, chamfer, shell
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#include <vde/brep/brep_boolean.h> // brep_union, brep_intersection, brep_difference
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#include <vde/brep/brep_validate.h> // validate()
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#include <vde/brep/brep_heal.h> // heal()
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#include <vde/brep/tolerance.h> // Tolerance settings
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#include <vde/brep/trimmed_surface.h> // TrimmedSurface
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#include <vde/brep/ssi_boolean.h> // Surface-surface intersection boolean
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#include <vde/brep/format_io.h> // STEP/IGES import/export
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#include <vde/brep/measure.h> // distance, surface_area, volume, centroid
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#include <vde/brep/brep_drawing.h> // Drawing generation
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#include <vde/brep/auto_dimensioning.h> // Automatic dimensioning
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#include <vde/brep/pmi_mbd.h> // PMI/MBD annotations
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#include <vde/brep/gdt.h> // GD&T annotations
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#include <vde/brep/euler_op.h> // Euler operators
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#include <vde/brep/draft_analysis.h> // Draft angle analysis
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#include <vde/brep/feature_recognition.h> // Feature recognition
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#include <vde/brep/defeature.h> // Defeaturing
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#include <vde/brep/advanced_blend.h> // Advanced blending
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#include <vde/brep/ffd_deformation.h> // Free-form deformation
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#include <vde/brep/constraint_solver.h> // Assembly constraint solving
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#include <vde/brep/direct_modeling.h> // Direct modeling
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#include <vde/brep/kinematic_chain.h> // Kinematic chains
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#include <vde/brep/motion_simulation.h> // Motion simulation
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#include <vde/brep/assembly_lod.h> // Assembly LOD
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#include <vde/brep/fastener_library.h> // Fastener library
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```
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### sdf — 隐式建模 (`vde::sdf`)
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```cpp
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#include <vde/sdf/sdf_primitives.h> // sphere, box, cylinder, torus, cone, etc.
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#include <vde/sdf/sdf_operations.h> // union, intersection, difference, smooth_union
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#include <vde/sdf/sdf_tree.h> // SdfNode, evaluate()
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#include <vde/sdf/sdf_to_mesh.h> // sdf_to_mesh()
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#include <vde/sdf/sdf_gradient.h> // gradient()
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#include <vde/sdf/sdf_optimize.h> // fit_to_point_cloud(), optimize()
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```
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### sketch — 草图约束 (`vde::sketch`)
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```cpp
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#include <vde/sketch/constraint_solver.h> // ConstraintSolver
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```
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### plugin — 插件系统 (`vde::plugin`, v6.0+)
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```cpp
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#include <vde/plugin/plugin_system.h> // PluginInterface, PluginManager, PluginManifest
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```
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详见 [插件系统设计](plugin-system.md)。
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## 核心类型速查
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| 类型 | 命名空间 | 说明 |
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| `Point2D` / `Point3D` | `vde::core` | 2D/3D 点 |
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| `Vector2D` / `Vector3D` | `vde::core` | 2D/3D 向量 |
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| `AABB2D` / `AABB3D` | `vde::core` | 轴对齐包围盒 |
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| `Matrix3x3` / `Matrix4x4` | `vde::core` | 3x3 / 4x4 变换矩阵 |
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| `Triangle` | `vde::core` | 三角形 |
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| `HalfedgeMesh` | `vde::mesh` | 半边网格数据结构 |
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| `BrepModel` | `vde::brep` | B-Rep 实体模型 |
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| `SdfNode` | `vde::sdf` | SDF 场景图节点 |
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| `BezierCurve` | `vde::curves` | Bézier 曲线 |
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| `NurbsSurface` | `vde::curves` | NURBS 曲面 |
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## 使用约定
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### 头文件包含
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```cpp
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// 推荐：只包含需要的头文件
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#include <vde/mesh/halfedge_mesh.h>
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#include <vde/core/point.h>
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// 不推荐：包含聚合头（编译慢）
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// #include <vde/vde.h> // 不存在此文件
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### 命名空间使用
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```cpp
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// .cpp 文件中可以使用 using
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using namespace vde::core;
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using namespace vde::mesh;
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// .h 文件中禁止 using namespace
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// 使用完整限定名或在作用域内声明
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namespace vde::my_module {
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using vde::core::Point3D;
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}
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```
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### 错误处理
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VDE 采用以下错误处理策略：
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- **返回值**: 大部分函数返回 `std::optional<T>` 或错误码
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- **断言**: 内部不变量使用 `assert()`
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- **异常**: 仅在构造函数/资源分配失败时使用（RAII 保证）
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- **日志**: 通过 `VDE_LOG_WARNING` / `VDE_LOG_ERROR` 宏
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### 线程安全
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- 所有 `const` 方法可并发调用
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- 非 `const` 方法需要外部同步
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- PluginManager 提供内部读写锁
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