借助RubyGnome2庫(kù)進(jìn)行GTK下的Ruby GUI編程的基本方法

前言
隨著RubyGnome2庫(kù)越來(lái)越完善，以及ruby1.9的性能提升，用Ruby編寫GUI程序漸漸從我的業(yè)余愛(ài)好轉(zhuǎn)為我工作的一個(gè)重要部分。
 
用Ruby寫程序確實(shí)很有樂(lè)趣，它可以讓你的想法快速地以一種優(yōu)雅的方式實(shí)現(xiàn)。本文介紹的一個(gè)gem就是一個(gè)例子，用很少的代碼，實(shí)現(xiàn)很有趣的功能，讓編寫Ruby GUI程序變得輕松愉快。
 
RubyGnome2介紹
 
雖然我以前也曾經(jīng)多次地介紹過(guò)RubyGnome2，但我還是想再一次地推薦RubyGnome2，它實(shí)在是使用Ruby編寫GUI程序的首選。
 
RubyGnome2是GTK+庫(kù)的一個(gè)ruby擴(kuò)展。它對(duì)GTK+的對(duì)象模型仔細(xì)地用Ruby的方式進(jìn)行封裝，保留了GTK+ API命名方式和含義，因此GTK+的文檔對(duì)于RubyGnome2也是適用的---盡管我認(rèn)為RubyGnome2的文檔已經(jīng)做得非常不錯(cuò)了，需要回去借鑒GTK文檔的地方實(shí)在不多。
 
雖然GTK本身是由C編寫的，但它有一套完整的精心設(shè)計(jì)對(duì)象體系，使得它的GUI元件可以非常靈活的自由組合，以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的，功能強(qiáng)大的界面。
 
由于GTK非常重視它的對(duì)象體系的靈活性，因此剛開(kāi)始使用GTK編程并不容易。很多時(shí)候表面上看起來(lái)很簡(jiǎn)單的一個(gè)功能，在GTK里面卻要繞幾個(gè)彎才能實(shí)現(xiàn)。例如要設(shè)置一個(gè)label的字體，要通過(guò)Pango來(lái)實(shí)現(xiàn)，Pango接管了GTK的所有字體渲染事務(wù)....這種“多繞幾個(gè)彎”的情況很多，它確實(shí)使得編寫GTK程序不那么直接了當(dāng)。但換來(lái)的是整個(gè)GTK系統(tǒng)變得非常靈活，以較少的代價(jià)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的功能，在跨平臺(tái)，換膚，國(guó)際化上面都有很好的表現(xiàn)。
 
RubyGnome2繼承了GTK的所有特點(diǎn)，包括優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。
 
GUI布局
GTK程序的布局很靈活，有許多種容器可選擇。在布局的時(shí)候，大多數(shù)都是推薦相對(duì)位置而不是絕對(duì)位置，這樣GUI程序可以更好的適應(yīng)不同分辨率的屏幕，也有利于特定風(fēng)格對(duì)UI的fine tune。
最常見(jiàn)的容器就是“盒子”，包括“水平盒子”和“垂直盒子”。將可視的UI元件放入“盒子”，不同的“盒子”互相組合疊放就可以構(gòu)建出目標(biāo)布局。
 
理論上用盒子就可以構(gòu)建任何相對(duì)位置布局，但是為了方面，GTK還提供了像table這樣的更高級(jí)的容器。
 
盒子模型對(duì)于許多剛開(kāi)始GTK編程的人覺(jué)得很難適應(yīng)，即使用了可視化布局工具例如Glade，初學(xué)者也往往被盒子模型困擾。可視化布局器最擅長(zhǎng)的是固定位置布局。對(duì)于相對(duì)位置布局，很多時(shí)候用代碼構(gòu)建界面比用Glade反而來(lái)的快捷方便。
 
但是用代碼構(gòu)建界面有一個(gè)顯著的缺點(diǎn)，那就是“不直觀”，即很難從代碼中看出UI布局，這樣會(huì)給后期維護(hù)以及變更帶來(lái)麻煩。
 
有一些GUI庫(kù)如Shose，用builder風(fēng)格的代碼來(lái)描述UI，使得UI布局可以通過(guò)代碼形象地體現(xiàn)出來(lái)，如以下這個(gè)例子來(lái)自shooose.net：
 

Shoes.app { 
 stack(:margin => 4) { 
  button "Mice" 
  button "Eagles" 
  button "Quail" 
 } 
} 

 
 
這樣，我們就可以從代碼中一下子看出UI布局了。
 
builder風(fēng)格的代碼和HTML很類似，對(duì)于熟悉HTML的web界面設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，可視化的編輯器并沒(méi)有多大的必要。
 
 
RubyGnome2沒(méi)有為我們提供builder方式的布局，因此UI代碼寫起來(lái)就像：
 

class MyWin  Gtk::Window 
 def initialize 
  super 
  vbox = Gtk::VBox.new 
  btn_mice = Gtk::Button.new 'Mice' 
  vbox.pack_start btn_mice 
  btn_eagles = Gtk::Button.new 'Eagles' 
  vbox.pack_start btn_eagles 
  btn_quail = Gtk::Button.new 'Quail' 
  vbox.pack_start btn_quail 
  add vbox 
 end 
end 

 
從上面的代碼中很難一下子看出UI布局。
 
如果也為RubyGnome2構(gòu)建一個(gè)builder風(fēng)格的布局器，那么代碼就會(huì)變成：
 

class MyWin  Gtk::Window 
 
 def initialize 
  super 
  add my_layout 
 end 
 
 def my_layout 
  vbox do 
   button 'Mice' 
   button 'Eagles' 
   button 'Quail' 
  end 
 end 
 
end 

 
 
嗯，這個(gè)代碼就和Shose差不多了，可以從代碼中一眼看出UI布局。
 
本文所介紹的GtkSimpleLayout其功能之一就是為RubyGnome2提供builder風(fēng)格的布局器。
 
GtkSimpleLayout布局器
這個(gè)簡(jiǎn)單的布局器原先只有200行不到的代碼，我經(jīng)常是直接拷貝到項(xiàng)目中使用。后來(lái)逐漸添了些功能，覺(jué)得它變得更有用了，于是便發(fā)布到github生成gem，方便感興趣者使用。
 
Source: git://github.com/rickyzheng/GtkSimpleLayout.git
or:
gem source -a http://gems.github.com gem install rickyzheng-GtkSimpleLayout
 
以下是主要功能介紹以及簡(jiǎn)單例子。
 
提供Builder風(fēng)格布局
正如上面的例子中所介紹的，GtkSimpleLayout為RubyGnome2帶來(lái)了builder風(fēng)格的布局功能，只需要為布局的類擴(kuò)展GtkSimpleLayout::Base即可，一個(gè)完整的例子：
 

require 'gtk2' 
require 'simple_layout' 
 
class MyWin  Gtk::Window 
 include SimpleLayout::Base 
 def initialize 
  super 
  add my_layout 
  signal_connect('destroy') do 
   Gtk.main_quit 
  end 
 end 
 
 def my_layout 
  hbox do 
    label 'Hello, ' 
    button 'World !' 
   end 
 end 
end 

 
MyWin.new.show_all 
Gtk.main  
 
 
從上面的例子中可以看出，GtkSimpleLayout并沒(méi)有改變RubyGnome2程序的主框架，它只是一個(gè)擴(kuò)充。
 
 
屬性設(shè)置
在放置UI元件的時(shí)候，往往需要設(shè)置初始屬性，或者要指定布局參數(shù)。GtkSimpleLayout用Hash來(lái)傳遞這些屬性與參數(shù)，例如：
 

vbox do 
 button 'sensitive = false', :sensitive => false # 初始為disable狀態(tài) 
 button 'expand space', :layout => [true, true] # 指定這個(gè)button填充剩余空間 
end 

上面這個(gè)例子中，第一個(gè)button的初始狀態(tài)為disable。 ":sensitive => false"這個(gè)參數(shù)最終被轉(zhuǎn)換成屬性設(shè)置：Gtk::Button#sensitive=false，至于Gtk::Button有那些屬性可以設(shè)置，請(qǐng)參閱RubyGnome2 API文檔或GTK文檔。GtkSimpleLayout在這里只是作一個(gè)簡(jiǎn)單參數(shù)的轉(zhuǎn)換而已。
 
第二個(gè)button的":layout => [true, true]"有點(diǎn)特殊。":layout" 參數(shù)是GtkSimpleLayout的保留參數(shù)，它會(huì)被轉(zhuǎn)換成當(dāng)這個(gè)UI被放入容器時(shí)候的參數(shù)。這個(gè)例子中，容器是vbox(Gtk::VBox)，默認(rèn)的加入方法是Gtk::VBox#pack_start，這個(gè)例子中的[true, true] 最終會(huì)被傳遞到pack_start，因此這個(gè)button在被加入vbox的時(shí)候調(diào)用的方法以及參數(shù)是："Gtk::VBox#pack_start( button, true, true)"。
 
因此，要使用GtkSimpleLayout，就首先要熟悉RubyGnome2的各個(gè)元件，容器的用法，以及參數(shù)。當(dāng)你熟悉了RubyGnome2以后，用GtkSimpleLayout就會(huì)非常簡(jiǎn)單。
 
批量屬性設(shè)置
在UI布局的時(shí)候，經(jīng)常碰到要對(duì)一組UI元件設(shè)置相同的屬性的情況，例如：

hbox do 
  button 'C', :layout => [false, false, 5] 
  button 'D', :layout => [false, false, 5] 
  button 'E', :layout => [false, false, 5] 
end 

這個(gè)時(shí)候，可以用"with_attr"來(lái)簡(jiǎn)化：

hbox do 
 with_attr :layout => [false, false, 5] do 
  button 'C' 
  button 'D' 
  button 'E' 
 end 
end  

 
特殊容器
有些容器的放置子元件的時(shí)候有 特殊要求，例如Gtk::HPaned，左邊子窗口要用Gtk::HPaned#add1()來(lái)添加，右邊的用Gtk::HPaned#add2()。對(duì)于這種容器，GtkSimpleLayout要特別對(duì)待，就以hpaned為例：

hpaned do 
 area_first do 
  frame 'first area' 
 end 
 area_second do 
  frame 'second area' 
 end 
end

需要特殊對(duì)待的容器有：
hpaned/vpaned : 用area_first和area_second來(lái)添加子窗口。
table : 用grid來(lái)填充格子。
nodebook : 用page來(lái)添加子頁(yè)。
 
標(biāo)識(shí)UI元件
GtkSimpleLayout用":id => ??"這個(gè)參數(shù)為UI元件進(jìn)行標(biāo)識(shí)，例如：

hbox do 
 button 'first', :id => :btn_first 
 button 'second', :id => :btn_second 
end 

 
之后，可以用component()函數(shù)取得這個(gè)UI元件：

my_first_button = component(:btn_first) 
my_second_button = component(:btn_second) 
 
... 
my_first_button.signal_connect('clicked') do 
 puts "first button clicked" 
end 
 
my_second_button.signal_connect('clicked') do 
 puts "second button clicked" 
end 

 
 
如果嫌麻煩，GtkSimpleLayout還提供了expose_components()用于自動(dòng)將所有已標(biāo)識(shí)的元件添加為實(shí)例讀屬性(getter)：

expose_components() # 將自動(dòng)添加btn_first和btn_second這兩個(gè)讀屬性(getter)。  

... 
btn_first.signal_connect('clicked') do 
 puts "first button clicked" 
end 
 
btn_second.signal_connect('clicked') do 
 puts "second button clicked" 
end 

 
 
自動(dòng)事件響應(yīng)映射
如果你嫌顯式調(diào)用signal_connect來(lái)注冊(cè)事件麻煩，那么GtkSimpleLayout為你提供了自動(dòng)事件響應(yīng)映射的功能：

require 'gtk2' 
require 'simple_layout' 
 
class MyWin  Gtk::Window 
 include SimpleLayout::Base 
 def initialize 
  super 
  add my_layout 
  register_auto_events() # 注冊(cè)自動(dòng)事件響應(yīng)映射 
 end 
 
 def my_layout 
  hbox do 
   button "First', :btn_first 
   button "Second", :btn_second 
  end 
 end 
 
 # 事件響應(yīng)函數(shù) 
 def btn_first_on_clicked(*_) 
  puts "First button clicked" 
 end 
 
 # 事件響應(yīng)函數(shù) 
 def btn_second_on_clicked(*_) 
  puts "Second button clicked" 
 end 
 
 # 退出事件響應(yīng)函數(shù) 
 def self_on_destroy(*_) 
  Gtk.main_quit 
 end 
end 

 
最后那個(gè)'self‘是指宿主容器。
 
UI分組
有時(shí)候你希望對(duì)UI元件進(jìn)行分組，這樣就可以對(duì)同一組的UI元件進(jìn)行控制，如使能或禁止整個(gè)組。GtkSimpleLayout允許你在布局的時(shí)候指定UI組。
GtkSimpleLayout的UI分組規(guī)則如下：
默認(rèn)情況下，已命名的容器（即傳入了:id參數(shù)）自動(dòng)對(duì)自己所屬的子元件建立一個(gè)組，組名就是容器明。
如果容器傳入:gid=>??參數(shù)，則以此名稱為所屬子元件建立組。
允許多個(gè)容器的:gid名字相同，這種情況下所屬子元件將歸為同一個(gè)組。
可以用“group”來(lái)顯式對(duì)UI分組，group可以看作是一個(gè)虛擬的容器。
用component_children(group_name)來(lái)獲取UI組。
 
由于UI分組的例子比較長(zhǎng)不在此列出，請(qǐng)參閱源碼中的examples/group.rb文件
 
 
UI與邏輯代碼分離
由于GtkSimpleLayout潛在地迫使使用者分離界面代碼和邏輯處理（或事件響應(yīng)）代碼，使得整個(gè)程序的層次結(jié)構(gòu)更加清晰。對(duì)于界面元件比較多的程序，可以很方便的分區(qū)進(jìn)行l(wèi)ayout，因?yàn)閘ayout的結(jié)果還是容器，這個(gè)容器又可以放入其他容器組合成更復(fù)雜的界面。
 
由于GtkSimpleLayout并不改變RubyGnome2的程序結(jié)構(gòu)，你可以選擇在你的程序中部分或全部使用GtkSimpleLayout。雖然本文所提供的例子都是靜態(tài)布局，但由于GtkSimpleLayout是存代碼構(gòu)建UI，因此你完全可以在布局的時(shí)候傳入變量，進(jìn)行動(dòng)態(tài)布局和動(dòng)態(tài)生成UI，而仍然保持UI代碼的“可視化”。
 
 
有興趣者可以看看GtkSimpleLayout實(shí)現(xiàn)的代碼，不過(guò)300行而已，這就是Ruby的魅力。
 
最后，貼上一個(gè)計(jì)算器的界面部分的代碼例子，你能從代碼中看出UI布局么？

require 'gtk2' 
require 'simple_layout' 
 
class MyWin  Gtk::Window 
 include SimpleLayout::Base 
 def initialize 
  super 
  add my_layout 
  signal_connect('destroy') do 
   Gtk.main_quit 
  end 
 end 
 
 def my_layout 
  vbox do 
   with_attr :border_width => 3 do 
    hbox do 
     entry :id => :ent_input, :layout => [true, true, 5] 
    end 
    hbox do 
     frame do 
      label 'M', :set_size_request => [20, 20] 
     end 
     hbutton_box do 
      button 'Backspace' 
      button 'CE' 
      button 'C' 
     end 
    end 
    hbox do 
     vbutton_box do 
      button 'MC' 
      button 'MR' 
      button 'MS' 
      button 'M+' 
     end 
     with_attr :layout => [true, true] do 
      number_and_operators_layout 
     end 
    end 
   end 
  end 
 end 
 
 def number_and_operators_layout 
  vbox do 
   [ ['7', '8', '9', '/', 'sqt'], 
    ['4', '5', '6', '*', '%'], 
    ['1', '2', '3', '-', '1/x'], 
    ['0', '+/=', '.', '+', '=']].each do |cols| 
    hbox :layout => [true, true] do 
     cols.each do |txt| 
      button txt, :set_size_request => [20, 20], :layout => [true, true] 
     end 
    end 
   end 
  end 
 end 
 
end 

 
MyWin.new.show_all 
Gtk.main 

Enjoy it :-)