最近要做一個Python的基于Eclipse的界面設(shè)計器,因此我對各種GUI設(shè)計工具做了一下分析,發(fā)現(xiàn)GUI設(shè)計工具也有一個門派。
在那個懵懂的年代,一切界面代碼都是要開發(fā)人員手工書寫,這無疑增加了開發(fā)難度,Delphi、VB等工具的出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)了這個局面,使用這些工具開發(fā)人員只要在控件面板上拖拖拽拽就可以完成界面的設(shè)計,做到了“所見即所得”的開發(fā)方式。仔細(xì)分析,GUI設(shè)計工具有如下幾個門派:基于界面文件的純代碼生成、代碼生成與界面文件結(jié)合、無界面文件方式。
基于界面文件的純代碼生成:NetBeans是這類工具的典型代表(如果我沒記錯的話JBuilder也是這樣實現(xiàn)的),NetBeans中與界面設(shè)計有關(guān)的有兩個文件:.java文件和.form文件。.form文件中是以XML格式描述界面布局和控件的屬性等信息;.java文件則是通過解析.form文件生成的代碼,生成的界面代碼主要位于initComponents方法中,這個方法在NetBeans IDE中是無法手工編輯的。在用戶拖拉控件的時候,NetBeans就將拖拉的控件描述增加到.form文件中,并且即時將新的代碼生成到.java文件中。這樣實現(xiàn)的好處有如下幾點:IDE實現(xiàn)容易,IDE的開發(fā)人員只要關(guān)注于如何將界面信息轉(zhuǎn)化為.form文件和如何將.form文件解析生成.java代碼即可,無需關(guān)心用戶修改.java代碼造成的反向解析問題;.java文件可以脫離.form而存在,也就是.form文件只是在設(shè)計期有意義,而在運行期是無用的。缺點是:用戶無法手工修改生成的代碼。
代碼生成與界面文件結(jié)合:Delphi和VB是這類工具的典型代表。以Delphi為例,在Delphi中新建以后界面以后將會存在兩個文件:.dfm和.pas,.dfm描述了界面布局和控件的屬性等信息,.pas則定義了控件的變量和事件處理函數(shù)。在編譯的時候.dfm被編譯到可執(zhí)行文件中,運行的時候動態(tài)解析.dfm文件來構(gòu)建界面。與NetBeans不同的就是.dfm文件是有運行期的意義的,如果沒有.dfm文件文件,程序?qū)o法編譯運行。這樣的方式通常只適用于Delphi、VB這樣代碼和IDE結(jié)合過于緊密的語言,很難將生成的代碼進行手工修改。
無界面文件方式:Eclipse的Visual Editor是最經(jīng)典的例子。使用Visual Editor進行GUI繪制的時候,只存在一個.java文件,Visual Editor將用戶繪制的界面直接解析為.java代碼,如果用戶修改了.java代碼,Visual Editor會運行一個虛擬機,在虛擬機中運行用戶修改后的文件,得到運行時的程序界面,然后將這個界面繪制到窗口設(shè)計器中。這樣做可以將所有的界面信息都集成到一個文件中,并且支持用戶手工修改生成的代碼;由于設(shè)計器中的界面是通過另外一個虛擬機運行而得到的,在界面設(shè)計器中看到的界面就是運行時的界面,這樣保證了真正的“所見即所得”。這樣做的壞處也是明顯的,由于需要重新啟動一個虛擬機,導(dǎo)致了速度很慢,資源占用比較高,使用Visual Editor的時候經(jīng)常造成Eclipse內(nèi)存不足退出。
我在開發(fā)界面設(shè)計器的早期采用的基于界面文件的純代碼生成方式,系統(tǒng)中有一個.aui文件和對應(yīng)生成的.py源代碼文件,后來由于系統(tǒng)需求(主要是要求允許開發(fā)人員修改生成的代碼),我就準(zhǔn)備改用無界面文件方式。如果采用Visual Editor的無界面文件方式難度是比較大的,而且會導(dǎo)致資源占用太大,因此我采用了另外一種思路,也就是在內(nèi)存中為每個界面維護一個對象模型(樹狀結(jié)構(gòu)),在用戶繪制界面的時候去修改這個對象模型,在用戶保存界面的時候去解析這個對象模型生成.py源代碼;在由.py源代碼加載繪制設(shè)計器中的界面的時候,首先通過解析.py 源代碼生成源代碼的抽象語法樹(AST),然后解析這個AST生成界面的對象模型,這樣就可以很輕松的繪制界面了。這樣做不僅有Visual Editor的優(yōu)點,而且占用資源比較小;不過由于手工修改代碼的千差萬別,如果開發(fā)人員修改的代碼采用了比較生僻的語法,有可能造成用戶修改的代碼無法正確的解析為對象模型,造成.py源代碼加載繪制設(shè)計器中的界面的時候發(fā)生異常,解決這個問題的唯一一個辦法就是建議開發(fā)人員盡量采用常用的代碼來修改生成的界面代碼。
由于HTML代碼本身就是一個樹狀模型,無需進行代碼和模型間的轉(zhuǎn)換,所以網(wǎng)頁設(shè)計器就不存在上邊說的這些幫派了。