在與諸位CAE老司機正式發車前，我們先來看看如何在VSCode內編寫ANSA，了解何謂deck及速覽一些之後會用的Python小技巧。

VSCode

透過ANSA上方menu，依序按下Tools –> Script –> Script Editor，可開啟內建的編輯器，Script Editor。

Script Editor的功能比較陽春，我們一般只做為執行介面或Debug時使用。實際coding，我們會在VSCode內來做。

在v22.1.0前，如果想要自動提示來顯示相關函數及參數名的話，需要聯絡原廠或經銷商取得相關package後，自行安裝。

但在v23.0.0之後，已經可以利用ANSA介面安裝獨立的VSCode及其相關提示package。由於ANSA function的名字有時候相當長，對於不是天天使用的function，往往都得回去翻說明文件，現在有了自動提示function及parameter，實在方便許多。

如何安裝可以參考說明文件內的BCS Development Environment with Microsoft Visual Studio Code。我們選擇最直觀的Download from Microsoft安裝，但安裝過程會出現：

:: Setting build path  /tmp
:::: Downloading bcs-dev-env extension
<urlopen error [SSL: CERTIFICATE_VERIFY_FAILED] certificate verify failed: unable to get local issuer certificate (_ssl.c:1108)>
>> Invalid bcs_dev_env_vsix  

經過一番研究後，發現這個安裝是透過一個Python script。於是我們決定修改~/BETA_CAE_Systems/ansa_v23.0.0/scripts/BuildBcsDevEnv/DevEnvBuilder.py，添加下面兩行程式碼：

import ssl
ssl._create_default_https_context = ssl._create_unverified_context

如此，即可順利安裝，以後我們就可以通過Tools > Script > Visual Studio Code來開啟一個有ANSA API自動提示的VSCode開發環境了。

請注意：

1. 我們使用的作業系統是Ubuntu 20.04.4 LTS，您的作業系統或安裝路徑未必與我們相同，所以可能需要自己摸索一下該檔案的確切位置。
2. 我們只是純粹分享本身的作法，並未建議如此操作。如果您跟著操作，發生憾事，拜託請不要來找我們XD

Deck

ANSA是多種solver的前處理環境，針對某些操作時，需要明確說明當前指令是針對哪一種solver，所以常常需要給定一個deck參數。由於我們是以LS-DYNA為例，所以我們的deck會固定為constants.LSDYNA。

from ansa import constants
deck = constants.LSDYNA

觀察deck，可以發現其值是一個int的2，原來ANSA是用不同整數值來代表不同的solver。

Python技巧速覽

Short Circuit

def func(deck=None):
    deck = deck or constants.LSDYNA

如果我們在呼叫func時，不給定deck，那麼deck就會是預設的None。由於bool(None)會是False，所以or會short circuit地選擇constants.LSDYNA做為deck的值。

Unpack

假設func會回傳一個iterable，我們可以用unpack的技巧來取得iterable的任意元素。

如果要取得第一個元素a，可以這麼寫:

a, *_ = func()

如果要取得第二個元素a，可以這麼寫:

_, a, *_ = func()

如果要取得最後一個元素a，可以這麼寫:

*_, a = func()

List Comprehensions

假如我們想對一個iterable中的元素做一些運算，或是過濾掉一些不要的元素，最後再用一個container收集想要的結果，常用的作法如下：

numbers = []
for i in range(10):
    if i % 2:
        numbers.append(i)

但如果使用list comprehensionts可以使code更簡潔，執行速度也會更快。

我們習慣將list comprehensionts拆成三行，第一行是最後經過運算需要放進container的結果，第二行是迴圈，第三行是過濾的條件。

numbers = [i
           for i in range(10)
           if i % 2]

這兩個方法都可以得到相同的結果。

numbers=[1, 3, 5, 7, 9]

Generator Expressions

generator expressions跟list comprehensions非常像，只需要將[]改為()即可。但list comprehensions會真的產生list，generator expression只會產生一個generator。

有時候我們只想要取一個iterable中的幾個值，如最大最小等，generator會是一個不錯的選擇。

例如下面的程式碼，我們不需要知道產生的每一個值，而只想知道那些值裡的最小值。

from random import randint

min_ = min(randint(1, 100)
           for _ in range(10))

Sorted

sorted可以將給定的iterable，依照key來進行排列後，回傳一個list。

例如下面的程式碼，我們產生一個list，裡面包含十組tuple，tuple的第一個element代表產生的順序，而第二個element為一個介於1~10的隨機整數。

透過key這個參數，我們可以傳入itemgetter(1, 0)，意思是這10組tuple比較的邏輯為先比第二個element，如果一樣再比第一個element(Python的index由0開始)。

from operator import itemgetter
from random import randint

numbers = [(i, randint(1, 10))
           for i in range(1, 11)]
print(sorted(numbers, key=itemgetter(1, 0)))

其輸出結果為:

[(2, 1), (10, 1), (4, 4), (6, 5), (5, 6), (8, 6), (1, 9), (3, 9), (7, 10), (9, 10)]

Context Manager

利用class來實現context manager需要實作__enter__及__exit__兩個function。

context manager讓我們可以使用with來達到進入及離開某段程式碼時，自動執行__enter__及__exit__。

實務上要實作context manager的機會並不高，我們會在本系列文中後段，學習如何快速產生node及shell等Entity時，實作這個功能。

一個簡單的context manager架構大致如下。

class CtxMgr:
    def __init__(self, a):
        '''
        Do some init if needed
        '''
        self.a = a

    def hello(self):
        print('Hello !')

    def __enter__(self):
        print('__enter__ called')
        return self

    def __exit__(self, exc_type, exc_value, exc_tb):
        print('__exit__ called')
        del self.a


def main():
    with CtxMgr('a') as ctxmgr:
        ctxmgr.hello()
        print(f'{ctxmgr.a=}')  # get 'a' back

    # will raise AttributeError if called outside with
    print(ctxmgr.a)


if __name__ == '__main__':
    main()

我們可以看出一使用with，會先呼叫__enter__ function，接著會是我們自己呼叫的hello function，最後要離開with前，則會呼叫__exit__ function。當在with的範圍內，我們可以取得self.a，但當離開with後，若想再取得self.a，則會產生AttributeError，原因是因為self.a已經在離開with前，被__exit__刪除了。

其輸出結果為:

__enter__ called
Hello !
ctxmgr.a='a'
__exit__ called
AttributeError: 'CtxMgr' object has no attribute 'a'

備註

想快速了解ANSA API的話，可以參考軟體說明文件內Getting Started的10 Minutes to ANSA API。

Code

本日程式碼傳送門。