Gmsh应用程序编程接口

        Gmsh应用程序编程接口（API）允许将Gmsh库集成到使用C++、C、Python、Julia或Fortran编写的外部应用程序中。从设计上讲，Gmsh API是纯粹功能性的，并且仅使用目标语言的基本类型。

        API的结构反映了底层的Gmsh数据模型（也请参见源代码结构）：

        有两个主要的数据容器：模型（包含几何和网格数据）和视图（包含后处理数据）。这些容器分别通过顶级命名空间gmsh/model和gmsh/view中的API函数进行操作。

        其他顶级命名空间包括gmsh/option（处理所有选项）、gmsh/plugin（处理对Gmsh核心功能的扩展）、gmsh/graphics（处理绘图）、gmsh/fltk（处理图形用户界面）、gmsh/parser（处理Gmsh解析器）、gmsh/onelab（处理ONELAB参数和与外部代码的通信）以及gmsh/logger（处理信息日志记录）。

        几何数据由模型实体组成，称为点（0维实体）、曲线（1维实体）、曲面（2维实体）或体积（3维实体）。模型实体通过边界表示法存储：体积由一组曲面界定，曲面由一系列曲线界定，曲线由两个端点界定。体积和曲面还可以存储较低维度的嵌入实体，以强制后续网格与内部特征（如曲面中间的点）一致。模型实体通过一对整数进行标识：它们的维度（0、1、2或3）和它们的标签（严格为正的唯一标识符）。当处理可能具有不同维度的多个几何实体时，API将它们打包为（维度，标签）整数对的向量。物理组是模型实体的集合，也通过它们的维度和标签进行标识。不直接引用模型的操作在当前模型上执行。

        模型实体可以是CAD实体（来自内置的geo内核或OpenCASCADE occ内核）或离散实体（由网格定义）。CAD实体的操作直接在其各自的CAD内核中执行（即使用gmsh/model/geo或gmsh/model/occ命名空间中的函数），因为Gmsh不跨CAD格式进行转换，而是直接访问原生表示。CAD实体必须与模型同步才能进行网格划分，或者更一般地说，以便在gmsh/model/geo或gmsh/model/occ之外的函数能够操作它们。1D和2D网格划分算法使用底层几何曲线或曲面的参数化来生成网格。离散实体可以在显式重新计算其参数化的情况下重新网格划分。

        网格数据由元素（点、线、三角形、四边形、四面体、六面体、棱柱体、金字塔等）组成，这些元素由其节点的有序列表定义。元素和节点通过标签（严格为正的唯一标识符）进行标识，并存储在它们所离散的模型实体中。一旦进行了网格划分，0维模型实体（几何点）将包含一个类型为点的网格元素（MSH类型15：参见MSH文件格式），以及一个网格节点。模型曲线将包含线元素（例如，对于一阶或二阶网格，分别为MSH类型1或8）以及其内部节点，而其边界节点将存储在界定的模型点中。模型曲面将包含三角形和/或四边形元素以及所有不在其边界或其嵌入实体（曲线和点）上分类的节点。模型体积将包含四面体、六面体等，以及所有不在其边界或其嵌入实体（曲面、曲线和点）上分类的节点。这种数据模型允许轻松且高效地处理共形网格的创建、修改和销毁。所有与网格相关的函数都在gmsh/model/mesh命名空间中提供。

        后处理数据由视图组成。每个视图通过标签进行标识，也可以通过其索引访问（当视图被排序、添加或删除时，索引可能会更改）。视图存储显示选项和数据，除非视图是另一个视图的别名（在这种情况下，它只存储显示选项，并且数据指向引用视图）。视图数据可以包含多个步骤（例如，以存储时间序列），并且可以与一个或多个模型相关联（存储在MSH文件中的基于网格的数据：参见MSH文件格式）或与任何模型无关（存储在解析的POS文件中的基于列表的数据：参见后处理脚本命令）。存在各种插件来修改和创建视图。