基于 Electron、Vue3 和 TypeScript 的辅助创作工具全链路开发方案:涵盖画布系统到数据持久化的完整实现

news2025/5/22 6:42:34

基于 Electron、Vue3 和 TypeScript 的辅助创作工具全链路开发方案:涵盖画布系统到数据持久化的完整实现

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引言

在数字内容创作领域,高效的辅助工具是连接创意与实现的关键桥梁。创作者需要一款集可视化画布、节点关系管理、数据持久化于一体的专业工具,以应对复杂场景下的逻辑梳理与流程管控。

为此,本文提出一套基于 Electron + Vue3 + TypeScript 的全链路开发方案,深度整合 Konva.js 图形渲染Pinia 状态管理Lowdb 轻量化数据存储,构建从画布交互系统到数据持久化的完整技术体系。方案聚焦 栅格化布局双模式切换约束性交互规则等核心功能,通过模块化架构设计与策略模式解耦,实现高可用、易扩展的辅助创作工具。

无论你是桌面应用开发者、可视化工具设计者,还是创意产业技术赋能者,本文将为你呈现:

  • 画布系统:如何通过 Konva.js 实现高效的节点渲染与连线交互,支持万级元素流畅操作;
  • 数据架构:双数据库结构(事件库与画布库)如何隔离业务逻辑与空间关系,保障数据一致性;
  • 最佳实践:Electron 主渲染进程协作、命令模式实现撤销/重做、策略模式扩展约束规则等工程化经验。

通过这套方案,你将掌握从需求分析到落地实现的全流程技术细节,为打造专业级创作工具奠定坚实基础。


第一部分:功能要求总结及初步方案

一、辅助创作工具核心功能

  1. 画布系统
  • 双模式:编辑模式(可操作元素)/浏览模式(仅查看)
  • 栅格化布局(固定间距a=100px)
  • 视图控制:缩放/全景移动
  1. 节点系统
  • 圆形基础节点(4向锚点)
  • 栅格对齐(坐标必须为a的整数倍)
  • 事件元数据存储(时间/地点/人物等)
  1. 连线系统
  • 直角折线连接
  • 防重叠规则
  • 碰撞检测(不可穿越节点)
  1. 交互规则
  • 复合选择逻辑(单选/多选/框选)
  • 形心锚点生成(框选移动中心点)
  • 约束性复制(禁止单独连线复制)
  • 节点插入机制(连带位移效应)
  1. 数据持久化
  • 双数据库结构:
    • 事件数据库(MD结构化存储)
    • 画布数据库(节点/连线空间关系)
  1. 输出系统
  • 可配置MD文件生成
  • 显示选项过滤(标题/时间等)

一、技术栈推荐

  1. 前端框架:Electron + Vue3 + TypeScript(桌面应用开发)
  2. 图形库:Konva.js(Canvas交互处理)
  3. 状态管理:Pinia
  4. 数据存储:Lowdb(基于JSON的本地数据库)
  5. UI组件库:Naive UI
  6. 打包工具:electron-builder

二、模块划分方案

  1. 核心模块:

    • CanvasManager.ts(画布管理)
    • NodeSystem/
      │─ NodeManager.ts(节点管理)
      │─ AnchorSystem.ts(锚点系统)
      │─ WireManager.ts(连线管理)
      │─ ConstraintRules.ts(约束规则验证)
    • EventSystem/
      │─ EventEditor.ts(事件编辑)
      │─ TemplateManager.ts(模板管理)
  2. 数据模块:

    • schemas/
      │─ EventSchema.ts(事件数据模型)
      │─ CanvasSchema.ts(画布元素模型)
    • db/
      │─ EventDB.ts(事件数据库)
      │─ CanvasDB.ts(画布数据库)
  3. UI模块:

    • Toolbars/
      │─ MainToolbar.vue
      │─ OperationToolbar.vue
      │─ EventList.vue
    • Canvas/
      │─ KonvaCanvas.vue
      │─ GridLayer.vue

三、核心数据结构设计(TypeScript接口)

// 节点接口
interface ICanvasNode {
  id: string;
  x: number;  // 格栅对齐坐标
  y: number;
  anchors: {
    top: boolean;
    bottom: boolean;
    left: boolean;
    right: boolean;
  };
  style: {
    radius: number;
    color: string;
  };
}

// 连线接口
interface IWire {
  id: string;
  from: { nodeId: string; anchor: AnchorType };
  to: { nodeId: string; anchor: AnchorType };
  path: Array<{x: number, y: number}>; // 折线路径点
  style: {
    stroke: string;
    dash: number[];
  };
}

// 事件数据接口
interface IEvent {
  id: string;
  title: string;
  time: string;
  location: string;
  characters: string[];
  foreshadowing: string;
  summary: string;
  details: string;
  displayFlags: {
    showTitle: boolean;
    showTime: boolean;
    showCharacters: boolean;
    showForeshadowing: boolean;
  };
}

四、开发步骤规划

  1. 阶段一:基础框架搭建(预计2周)

    • 安装Electron基础模板
    • 配置Vue3+TS开发环境
    • 实现画布网格渲染(GridLayer)
    • 建立基础节点渲染系统
    • 实现LowDB数据库连接
  2. 阶段二:核心交互开发(预计3周)

    • 节点锚点系统
    • 连线约束规则模块
    • 框选与形心锚点计算
    • 移动/复制约束逻辑
    • 节点事件编辑模态框
  3. 阶段三:工具栏与辅助功能(预计2周)

    • 实现可折叠工具栏组件
    • 主题切换功能
    • 导出MD文件功能
    • 撤销/重做堆栈实现
    • 列表排序功能
  4. 阶段四:优化与测试(预计1周)

    • 性能优化(虚拟滚动列表)
    • 碰撞检测算法优化
    • 单元测试(使用Vitest)
    • 打包成exe文件

五、关键依赖清单

# 核心依赖
npm install electron vue@next konva@8.4.3 pinia naive-ui
# 开发依赖
npm install -D electron-builder vitest lowdb sass

六、核心算法建议

  1. 格栅定位算法:
const GRID_SIZE = 50;

function snapToGrid(pos: number): number {
  return Math.round(pos / GRID_SIZE) * GRID_SIZE;
}
  1. 连线路径生成算法(直角折线):
function generateRightAnglePath(start: Point, end: Point): Point[] {
  const midX = (start.x + end.x) / 2;
  return [
    start,
    { x: midX, y: start.y },
    { x: midX, y: end.y },
    end
  ];
}

七、代码组织建议

/my-novel-helper
├─ electron/
│  ├─ main.js          # 主进程入口
│  └─ preload.js       # 进程通信脚本
├─ src/
│  ├─ renderer/        
│  │  ├─ core/         # 核心逻辑
│  │  ├─ components/   # Vue组件
│  │  ├─ stores/       # Pinia状态库
│  │  └─ assets/       # 静态资源
│  ├─ db/              # 数据库模块
│  └─ types/           # TS类型定义
├─ package.json
└─ tsconfig.json

八、开发建议:

  1. 使用单向数据流架构,避免直接操作DOM
  2. 对画布操作使用Command模式实现撤销/重做
  3. 采用事件总线处理跨模块通信
  4. 对约束规则实现策略模式,便于扩展

九、后续可逐步实现的功能扩展点:

  1. 导入JSON/MD文件功能
  2. 时间轴视图
  3. 关系图谱分析
  4. 自动布局算法
  5. 版本快照功能

这种架构设计能有效隔离画布操作、业务逻辑和数据持久化层,符合模块化开发需求。每个阶段完成后都可独立测试运行,降低后期维护复杂度。


第二部分:模块划分方案详解(含可视化说明)

一、模块架构全景图

主进程
渲染进程
核心模块
数据模块
UI模块
CanvasManager
NodeSystem
NodeManager
AnchorSystem
WireManager
ConstraintRules
Schemas
DB
工具栏组件
画布组件
事件面板

二、核心模块深度解析

1. CanvasManager.ts
职责类比:画布系统的"交通指挥中心"
关键功能流程图

用户操作 CanvasManager GridLayer NodeSystem WireManager 模式切换指令 更新网格显示状态 启用/禁用交互 切换连线策略 用户操作 CanvasManager GridLayer NodeSystem WireManager

▨ 代码实例

// 模式切换实现
class CanvasManager {
  private editMode = ref(true);
  
  switchMode(isEdit: boolean) {
    this.editMode.value = isEdit;
    GridLayer.setGridVisible(isEdit); // 格栅可见性
    NodeSystem.setDraggable(isEdit);  // 节点可拖动状态
    WireManager.setInteractive(isEdit); // 连线可编辑
  }
}

2. NodeSystem 子系统
▨ 模块协作关系

创建节点
生成锚点
请求验证
用户点击
NodeManager
AnchorSystem
WireManager
ConstraintRules

▨ 典型场景示例
当用户按住Shift键点击锚点新增节点时:

  1. NodeManager 接收点击事件
  2. 调用 ConstraintRules.checkInsertPosition() 验证位置合法性
  3. 通过后 AnchorSystem.generateNewAnchors() 创建新锚点
  4. WireManager.adjustExistingWires() 调整已有连线

▨ 数据结构示例

// 节点内存结构
{
  id: 'NODE_2023-08-20_08:45:00',
  x: 300, // 必为100的整数倍
  y: 200,
  anchors: {
    top: true,   // 存在上锚点
    right: false // 无右锚点
  },
  style: {
    radius: 12,
    color: '#4CAF50'
  }
}

3. ConstraintRules.ts
▨ 规则验证流程图

操作请求
是否复制操作?
检查被复制元素
包含单独连线?
阻止操作
执行复制
执行其他验证
碰撞检测
格栅对齐
连线重叠检查

▨ 典型约束实现

// 连线防重叠规则
function checkWireOverlap(newWire: IWire) {
  const allWires = WireManager.getAllWires();
  
  return allWires.some(existingWire => {
    // 使用矢量比对算法
    const path1 = simplifyPath(newWire.path);
    const path2 = simplifyPath(existingWire.path);
    return isPathOverlap(path1, path2);
  });
}

三、数据模块详解

1. 数据结构设计
▨ 事件数据模型

// EventSchema.ts
export interface IEvent {
  id: string;           // 唯一标识符
  nodeId: string;       // 关联的节点ID
  title: string;        // 事件标题
  time: string;         // ISO8601时间格式
  characters: string[]; // 涉及人物列表
  foreshadowing: string;// 伏笔标记
  displayOptions: {     // 显示配置
    showTime: boolean;
    showCharacters: boolean;
  };
}

▨ 数据库关系图

EVENT NODE WIRE ANCHOR 1:1关联 1:N连接 起点/终点

2. 数据流示意图

用户操作
用户操作
点击新增节点 --> NodeManager
点击新增节点 --> NodeManager
数据存储
数据存储
NodeManager --> CanvasDB
NodeManager --> CanvasDB
CanvasDB --> EventDB
CanvasDB --> EventDB
界面更新
界面更新
EventDB --> EventList
EventDB --> EventList
CanvasDB --> KonvaCanvas
CanvasDB --> KonvaCanvas
数据生命周期

第三部分:核心数据结构深度解析

一、节点系统数据结构(可视化说明)

ICanvasNode
+string id
+number x
+number y
+AnchorConfig anchors
+NodeStyle style
AnchorConfig
+boolean top
+boolean bottom
+boolean left
+boolean right
NodeStyle
+number radius
+string color
+number strokeWidth

▨ 字段解释表

字段示例值作用说明新手类比
x300横向坐标(像素)棋盘上的列编号
y200纵向坐标(像素)棋盘上的行编号
anchors.toptrue顶部是否有连接点机器人的顶部充电接口
style.radius12节点显示大小纽扣的直径尺寸

二、连线系统设计原理

1. 路径存储策略

起点锚点
是否同轴?
直线连接
直角折线
生成中间路径点

▨ 路径点数据结构示例

// 从(200,300)到(400,300)的连线路径
const wirePath = [
  { x: 200, y: 300 }, // 起点
  { x: 300, y: 300 }, // 中间转折点
  { x: 300, y: 400 }, // 第二个转折点
  { x: 400, y: 400 }  // 终点
]

2. 样式控制逻辑

// 连线样式管理器
class WireStyleManager {
  private static presetStyles = {
    default: { stroke: '#666', dash: [] },
    selected: { stroke: '#2196F3', dash: [5,5] },
    error: { stroke: '#FF5722', dash: [10,5] }
  };

  updateWireStyle(wire: IWire, status: 'default' | 'selected' | 'error') {
    Object.assign(wire.style, this.presetStyles[status]);
  }
}

第四部分:开发步骤拆解(含里程碑图示)

2023-08-06 2023-08-13 2023-08-20 2023-08-27 2023-09-03 2023-09-10 环境搭建 网格渲染 节点渲染 锚点系统 连线生成 约束规则 工具栏组件 导出功能 撤销重做 基础框架 核心交互 辅助功能 开发进度甘特图

分阶段开发重点说明

1. 阶段一:基础框架搭建
▨ 关键技术点

  • 使用Electron的BrowserWindow创建窗口

  • 实现画布网格的数学计算:

    // 网格绘制算法
    function drawGrid(ctx: CanvasRenderingContext2D) {
      const spacing = 100; // 格栅间距
      for(let x = 0; x < ctx.canvas.width; x += spacing){
        ctx.moveTo(x, 0);
        ctx.lineTo(x, ctx.canvas.height);
      }
      // 同理绘制纵向线条...
    }
    

▨ 新手常见问题

  • Q:为什么节点位置需要对齐格栅?
  • A:就像停车场车位需要标准间距,保证元素排列整齐和连线规范

2. 阶段二:核心交互开发
▨ 关键技术点

  • 锚点碰撞检测算法:

    function findNearestAnchor(pos: Point) {
      return nodes.reduce((nearest, node) => {
        const anchors = getAnchorPositions(node);
        const dist = calculateDistance(pos, anchors);
        return dist < nearest.dist ? { node, dist } : nearest;
      }, { dist: Infinity });
    }
    

▨ 可视化调试技巧

// 开发时开启调试模式显示锚点半径
const DEBUG_MODE = true;
function drawAnchors() {
  if(DEBUG_MODE) {
    ctx.fillStyle = 'rgba(255,0,0,0.3)';
    ctx.fillRect(anchor.x-5, anchor.y-5, 10, 10);
  }
}

第五部分:关键技术点详解(含实战示例)

一、Electron 主进程与渲染进程协作

主进程 渲染进程 文件系统 创建BrowserWindow IPC通信(文件操作请求) 读写数据库 返回操作结果 主进程 渲染进程 文件系统

▨ 典型代码结构

// 主进程 main.js
const { app, BrowserWindow, ipcMain } = require('electron')

ipcMain.handle('save-data', async (event, data) => {
  await fs.writeFile('data.json', JSON.stringify(data))
})

function createWindow() {
  const win = new BrowserWindow({
    webPreferences: {
      nodeIntegration: false,
      contextIsolation: true
    }
  })
  win.loadFile('index.html')
}

二、Konva.js 图形系统实践

1. 节点渲染实现

// 单个节点渲染组件
const NodeComponent = ({ node }) => {
  const [selected, setSelected] = useState(false);

  return (
    <Group x={node.x} y={node.y}>
      {/* 主体圆形 */}
      <Circle
        radius={node.style.radius}
        fill={selected ? '#FFEE58' : node.style.color}
        onClick={handleSelect}
      />
      
      {/* 锚点可视化 */}
      {Object.entries(node.anchors).map(([direction, visible]) => (
        visible && <AnchorPoint direction={direction} />
      ))}
    </Group>
  );
};

2. 连线交互示意图

Alt+点击起点
移动鼠标
点击终点
按ESC
Idle
Drawing
Preview
Committed
Canceled

三、Pinia 状态管理实战

1. 状态仓库设计

// stores/canvas.ts
export const useCanvasStore = defineStore('canvas', {
  state: () => ({
    nodes: [] as ICanvasNode[],
    wires: [] as IWire[],
    gridSize: 100
  }),
  actions: {
    addNode(newNode: ICanvasNode) {
      this.nodes.push(newNode);
    },
    // 其他操作方法...
  }
})

2. 组件中调用示例

<script setup>
import { useCanvasStore } from './stores/canvas'

const store = useCanvasStore()

// 添加新节点
const handleClick = () => {
  store.addNode({
    id: Date.now().toString(),
    x: 0,
    y: 0,
    anchors: { top: true, bottom: false, left: false, right: false },
    style: { radius: 12, color: '#4CAF50' }
  })
}
</script>

四、Lowdb 数据库操作

1. 数据库初始化

// db/EventDB.ts
import { Low } from 'lowdb'
import { JSONFile } from 'lowdb/node'

type EventData = {
  events: IEvent[]
}

const adapter = new JSONFile<EventData>('events.json')
const db = new Low(adapter, { events: [] })

export const initializeDB = async () => {
  await db.read()
  db.data ||= { events: [] }
  await db.write()
}

2. 增删改查示例

// 添加事件
export const addEvent = async (event: IEvent) => {
  db.data.events.push(event)
  await db.write()
}

// 查询未闭合伏笔
export const getUnresolvedForeshadowing = () => {
  return db.data.events.filter(e => 
    e.foreshadowing && !e.foreshadowing.resolved
  )
}

五、撤销/重做实现方案

1. 命令模式架构

«interface»
Command
+execute()
+undo()
AddNodeCommand
-node: ICanvasNode
+execute()
+undo()
CommandManager
-history: Command[]
-pointer: number
+executeCommand()
+undo()
+redo()

2. 具体实现代码

class AddNodeCommand implements Command {
  private node: ICanvasNode
  private store: ReturnType<typeof useCanvasStore>

  constructor(node: ICanvasNode) {
    this.node = node
    this.store = useCanvasStore()
  }

  execute() {
    this.store.addNode(this.node)
  }

  undo() {
    this.store.nodes = this.store.nodes.filter(n => n.id !== this.node.id)
  }
}

第六部分:复杂交互逻辑深度解析

一、形心锚点计算算法(带可视化推导)

1. 计算原理图示

框选范围
收集所有被选元素
是否包含连线?
计算所有节点几何中心
提取连线端点坐标
组合所有坐标点
计算加权平均值

2. 数学公式实现

function calculateCentroid(elements: (ICanvasNode | IWire)[]): Point {
  let totalX = 0, totalY = 0, count = 0;
  
  elements.forEach(element => {
    if ('x' in element) { // 节点类型
      totalX += element.x;
      totalY += element.y;
      count++;
    } else { // 连线类型
      element.path.forEach(point => {
        totalX += point.x;
        totalY += point.y;
        count++;
      });
    }
  });

  return {
    x: Math.round(totalX / count / GRID_SIZE) * GRID_SIZE,
    y: Math.round(totalY / count / GRID_SIZE) * GRID_SIZE
  };
}

3. 调试可视化技巧

// 开发时显示形心标记
function debugShowCentroid(ctx, centroid) {
  ctx.fillStyle = 'rgba(255,0,0,0.5)';
  ctx.beginPath();
  ctx.arc(centroid.x, centroid.y, 8, 0, Math.PI*2);
  ctx.fill();
  
  ctx.strokeStyle = '#FF0000';
  ctx.setLineDash([5, 3]);
  ctx.beginPath();
  ctx.moveTo(centroid.x-15, centroid.y);
  ctx.lineTo(centroid.x+15, centroid.y);
  ctx.moveTo(centroid.x, centroid.y-15);
  ctx.lineTo(centroid.x, centroid.y+15);
  ctx.stroke();
}

二、节点插入位移算法(带分步演示)

1. 操作流程图解

用户 系统 约束检查 位移引擎 节点系统 坐标计算 UI系统 画布 Shift+点击右侧锚点 验证目标位置合法性 返回可用空间信息 请求右侧节点位移 遍历右侧所有节点 返回受影响节点列表 批量增加X坐标(+100px) 更新节点位置 触发重绘 用户 系统 约束检查 位移引擎 节点系统 坐标计算 UI系统 画布

2. 核心代码实现

class DisplacementEngine {
  static shiftNodes(startX: number, direction: 'left'|'right') {
    const store = useCanvasStore();
    const offset = direction === 'right' ? GRID_SIZE : -GRID_SIZE;
    
    // 获取需要移动的节点
    const affectedNodes = store.nodes
      .filter(node => node.x >= startX)
      .sort((a, b) => a.x - b.x);

    // 执行位移(需从最右侧开始处理)
    const sortedNodes = direction === 'right' 
      ? affectedNodes.reverse() 
      : affectedNodes;

    sortedNodes.forEach(node => {
      node.x += offset;
      // 更新关联连线
      WireManager.updateWirePositions(node.id);
    });
  }
}

3. 位移效果可视化

初始状态:
[节点A]-(连线)-[节点B]-(连线)-[节点C]

插入新节点后:
[节点A]-(连线)-[新节点]-(连线)-[节点B(原x+100)]-(连线)-[节点C(原x+100)]

三、连线防重叠算法详解

1. 碰撞检测原理

新连线路径
分解线段集合
获取现有连线路径
线段交叉检测
存在交叉?
拒绝绘制
允许创建

2. 核心数学方法

// 线段交叉检测函数
function isLineSegmentsIntersect(a1: Point, a2: Point, b1: Point, b2: Point) {
  const denominator = (b2.y - b1.y)*(a2.x - a1.x) - (b2.x - b1.x)*(a2.y - a1.y);
  
  // 线段平行处理
  if (denominator === 0) return false;

  const ua = ((b2.x - b1.x)*(a1.y - b1.y) - (b2.y - b1.y)*(a1.x - b1.x)) / denominator;
  const ub = ((a2.x - a1.x)*(a1.y - b1.y) - (a2.y - a1.y)*(a1.x - b1.x)) / denominator;

  return ua >= 0 && ua <= 1 && ub >= 0 && ub <= 1;
}

3. 性能优化策略

// 空间分区加速检测
const SPACE_GRID = 200; // 分区尺寸

function checkCollisionFast(newWire: IWire) {
  // 建立空间索引
  const gridMap = new Map<string, IWire[]>();
  
  // 将现有连线分配到网格
  allWires.forEach(wire => {
    wire.path.forEach(point => {
      const gridKey = `${Math.floor(point.x/SPACE_GRID)}_${Math.floor(point.y/SPACE_GRID)}`;
      gridMap.set(gridKey, [...(gridMap.get(gridKey) || []), wire]);
    });
  });

  // 只检查新连线所在网格
  return newWire.path.some(point => {
    const gridKey = `${Math.floor(point.x/SPACE_GRID)}_${Math.floor(point.y/SPACE_GRID)}`;
    return gridMap.get(gridKey)?.some(wire => checkCollision(newWire, wire)) || false;
  });
}

第七部分:事件系统与导出功能实现

一、事件编辑系统实现

1. 模态框组件架构

保存
取消
双击节点
事件总线触发编辑事件
模态框组件监听事件
加载关联数据
渲染表单界面
用户操作
更新数据库
关闭模态框

2. 核心组件代码

<!-- EventModal.vue -->
<template>
  <div class="modal-mask">
    <div class="modal-container">
      <div class="header">
        <h3>事件编辑器 - {{ nodeId }}</h3>
      </div>
      
      <div class="form-section">
        <label>事件名称:
          <input v-model="formData.title" />
          <input type="checkbox" v-model="formData.displayFlags.showTitle" />
        </label>
        
        <!-- 其他字段类似 -->
      </div>

      <button @click="saveChanges">保存</button>
      <button @click="close">取消</button>
    </div>
  </div>
</template>

<script setup lang="ts">
const props = defineProps<{ nodeId: string }>()

// 从数据库加载初始数据
const initialData = await EventDB.getEventByNode(props.nodeId)
const formData = reactive({ ...initialData })

const saveChanges = async () => {
  await EventDB.updateEvent(props.nodeId, formData)
  emit('update:node')
}
</script>

3. 显示控制逻辑

// 节点渲染时检查显示配置
function renderNodeInfo(node: ICanvasNode) {
  const eventData = EventDB.getEventByNode(node.id)
  let infoText = ''
  
  if(eventData.displayFlags.showTitle) infoText += eventData.title + '\n'
  if(eventData.displayFlags.showTime) infoText += eventData.time + '\n'
  
  context.fillText(infoText, node.x, node.y - 20)
}

二、Markdown导出系统实现

1. 转换流程图

获取所有事件
按时间排序
转换为Markdown段落
添加关系图代码块
生成完整文档

2. 核心转换代码

class MDExporter {
  static async generate() {
    const events = await EventDB.getAllEvents()
    const canvasData = CanvasDB.getSnapshot()
    
    let mdContent = `# 故事大纲\n\n`
    
    // 时间线部分
    mdContent += '## 事件时间线\n'
    events.sort(byTime).forEach(event => {
      mdContent += `### ${event.title}\n`
      mdContent += `**时间:** ${event.time}\n\n`
      mdContent += `${event.summary}\n\n`
    })
    
    // 关系图谱
    mdContent += '## 关系图谱\n```mermaid\ngraph TD\n'
    canvasData.wires.forEach(wire => {
      const fromNode = canvasData.nodes.find(n => n.id === wire.from.nodeId)!
      const toNode = canvasData.nodes.find(n => n.id === wire.to.nodeId)!
      mdContent += `${fromNode.id}["${fromNode.title}"] --> ${toNode.id}["${toNode.title}"]\n`
    })
    mdContent += '```\n'
    
    return mdContent
  }
}

3. 文件保存实现

// 主进程处理文件保存
ipcMain.handle('export-md', async (event) => {
  const content = await MDExporter.generate()
  
  const { filePath } = await dialog.showSaveDialog({
    title: '导出Markdown',
    filters: [{ name: 'Markdown', extensions: ['md'] }]
  })
  
  if(filePath) {
    await fs.promises.writeFile(filePath, content)
    return { success: true, path: filePath }
  }
  return { success: false }
})

三、主题切换系统实现

1. CSS变量控制方案

/* 全局样式表 */
:root {
  --bg-color: #ffffff;
  --text-color: #333333;
  --grid-color: #eeeeee;
}

[data-theme="dark"] {
  --bg-color: #1a1a1a;
  --text-color: #e0e0e0;
  --grid-color: #404040;
}

.canvas-container {
  background-color: var(--bg-color);
}

2. 主题切换控制器

// themeManager.ts
class ThemeManager {
  private currentTheme = ref<'light' | 'dark'>('light')
  
  toggleTheme() {
    this.currentTheme.value = this.currentTheme.value === 'light' ? 'dark' : 'light'
    document.documentElement.setAttribute('data-theme', this.currentTheme.value)
  }
  
  watchTheme(callback: (theme: string) => void) {
    watch(this.currentTheme, callback)
  }
}

第八部分:调试与优化策略

1. 性能监控面板

// 开发时显示调试信息
function renderDebugOverlay() {
  if(!DEBUG_MODE) return
  
  ctx.fillStyle = 'rgba(0,0,0,0.7)'
  ctx.fillRect(10, 10, 200, 120)
  ctx.fillStyle = '#00FF00'
  ctx.textAlign = 'left'
  ctx.fillText(`节点数量: ${nodes.length}`, 15, 30)
  ctx.fillText(`连线数量: ${wires.length}`, 15, 50)
  ctx.fillText(`内存占用: ${Math.round(process.memoryUsage().heapUsed / 1024 / 1024)}MB`, 15, 70)
}

2. 自动化测试示例

// 约束规则测试用例
describe('连线约束规则', () => {
  test('禁止重复连线', () => {
    const wire1 = createWire('A', 'B')
    const wire2 = createWire('A', 'B')
    
    expect(ConstraintRules.checkWireExists(wire2)).toBe(true)
  })

  test('允许不同锚点的连线', () => {
    const wire1 = createWire('A.top', 'B.bottom')
    const wire2 = createWire('A.right', 'B.left')
    
    expect(ConstraintRules.checkWireExists(wire2)).toBe(false)
  })
})

第九部分:开发建议深度解析

一、单向数据流架构实践

1. 数据流向示意图

禁止反向
用户操作
Action
State更新
DOM渲染

2. 具体实现示例

// 正确做法:通过Store更新状态
function handleMoveNode(nodeId: string, newPos: Point) {
  const store = useCanvasStore();
  store.updateNodePosition(nodeId, snapToGrid(newPos));
}

// 错误做法:直接修改DOM
function badPractice(nodeElement: HTMLElement) {
  // 直接操作DOM元素(禁止!)
  nodeElement.style.left = '300px'; 
}

3. 优势对比表

方式调试难度可维护性状态追溯组件复用性
单向数据流完整
直接DOM操作困难

二、Command模式实现撤销/重做

1. 类结构设计

«interface»
Command
+execute()
+undo()
AddNodeCommand
-node: ICanvasNode
+execute()
+undo()
MoveNodeCommand
-nodeId: string
-oldPos: Point
-newPos: Point
+execute()
+undo()

2. 核心实现代码

// 命令管理器
class CommandManager {
  private stack: Command[] = [];
  private pointer = -1;

  execute(command: Command) {
    this.stack.splice(this.pointer + 1);
    this.stack.push(command);
    command.execute();
    this.pointer++;
  }

  undo() {
    if (this.pointer >= 0) {
      this.stack[this.pointer--].undo();
    }
  }

  redo() {
    if (this.pointer < this.stack.length - 1) {
      this.stack[++this.pointer].execute();
    }
  }
}

// 使用示例
const cmd = new AddNodeCommand(newNode);
commandManager.execute(cmd);

三、事件总线实现跨模块通信

1. 通信架构图

组件A 事件总线 组件B 组件C 发射nodeSelected事件 监听nodeSelected 监听nodeSelected 更新节点详情 高亮相关连线 组件A 事件总线 组件B 组件C

2. 基于Vue的实现

// eventBus.ts
import mitt from 'mitt';

type Events = {
  nodeSelected: ICanvasNode;
  wireCreated: IWire;
  modeChanged: 'edit' | 'view';
};

export const eventBus = mitt<Events>();

// 组件A发送事件
eventBus.emit('nodeSelected', currentNode);

// 组件B监听事件
eventBus.on('nodeSelected', (node) => {
  showNodeDetail(node);
});

四、策略模式实现约束规则

1. 策略模式结构

约束上下文
移动策略
复制策略
连线策略
基础移动规则
位移传播规则

2. 可扩展规则实现

// 策略接口
interface IConstraintStrategy {
  check(context: OperationContext): boolean;
}

// 具体策略
class MoveStrategy implements IConstraintStrategy {
  check(context: MoveContext) {
    // 实现移动约束逻辑
  }
}

// 策略管理器
class ConstraintManager {
  private strategies: Map<OperationType, IConstraintStrategy> = new Map();

  register(type: OperationType, strategy: IConstraintStrategy) {
    this.strategies.set(type, strategy);
  }

  validate(type: OperationType, context: OperationContext) {
    return this.strategies.get(type)?.check(context) ?? true;
  }
}

// 注册新策略示例
const manager = new ConstraintManager();
manager.register('COPY', new CopyConstraintStrategy());

第十部分:扩展功能实现指南

一、导入功能实现方案

1. MD文件解析流程

选择文件
解析MD结构
是否包含Mermaid?
提取节点关系
创建基础节点
生成画布结构
创建时间线节点

2. 关键解析代码

class MDImporter {
  static parse(content: string) {
    const events = this.extractEvents(content);
    const relations = this.extractMermaidRelations(content);
    
    return {
      events,
      canvasData: this.buildCanvasData(relations)
    };
  }

  private static extractMermaidRelations(content: string) {
    const mermaidBlocks = content.match(/```mermaid([\s\S]*?)```/g);
    // 解析Mermaid语法中的节点关系...
  }
}

二、时间轴视图实现

1. 双视图联动设计

点击节点
拖动事件
画布视图
时间轴定位
时间轴
更新节点时间
重排画布布局

2. 时间轴组件示例

<template>
  <div class="timeline">
    <div v-for="event in sortedEvents" 
         :key="event.id"
         class="timeline-item"
         :style="{ left: calcPosition(event.time) }"
         @click="selectNode(event.nodeId)">
      {{ event.title }}
    </div>
  </div>
</template>

<script setup>
const calcPosition = (time) => {
  const start = new Date('2023-01-01').getTime();
  const totalDays = 365;
  const day = (new Date(time) - start) / (1000*3600*24);
  return `${(day / totalDays * 100)}%`;
}
</script>

三、自动布局算法实现

1. 力导向布局伪代码

# 简化的布局算法
def force_directed_layout(nodes, wires):
    for _ in range(iterations):
        # 节点间斥力
        for node1 in nodes:
            for node2 in nodes:
                if node1 != node2:
                    repel(node1, node2)
        
        # 连线拉力
        for wire in wires:
            attract(wire.fromNode, wire.toNode)
        
        # 更新位置
        update_positions()

2. 实现建议

  • 使用现有库:d3-force(推荐)

  • 自定义参数:

    const simulation = d3.forceSimulation(nodes)
      .force("charge", d3.forceManyBody().strength(-50))
      .force("link", d3.forceLink(wires).distance(100))
      .force("grid", gridForce(100)); // 自定义格栅对齐力
    

四、版本快照实现方案

1. 快照管理设计

2023-10-01 2024-01-01 2024-04-01 2024-07-01 2024-10-01 2025-01-01 2025-04-01 创建节点A 移动节点B 修改连线 添加事件描述 版本1 版本2 版本快照示例

2. 核心实现代码

class SnapshotManager {
  private snapshots: ProjectSnapshot[] = [];
  private currentVersion = 0;

  createSnapshot() {
    const snapshot = {
      canvas: CanvasDB.export(),
      events: EventDB.export(),
      timestamp: new Date()
    };
    this.snapshots = this.snapshots.slice(0, this.currentVersion + 1);
    this.snapshots.push(snapshot);
    this.currentVersion++;
  }

  restore(version: number) {
    const snapshot = this.snapshots[version];
    CanvasDB.import(snapshot.canvas);
    EventDB.import(snapshot.events);
  }
}

五、最终建议实施路线图

下一步 已完成 进行中
核心功能
核心功能
已完成
基础框架
基础框架
已完成
节点系统
节点系统
进行中
连线系统
连线系统
扩展功能
扩展功能
下一步
撤销重做
撤销重做
导入导出
导入导出
自动布局
自动布局
时间轴
时间轴
快照管理
快照管理
功能开发优先级

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