GTK圖形編程

【摘要】 本文介紹了Linux平台下的Xwindow圖形視窗編程工具GTK，並給出了用GTK編程的基本要素和步驟。

【關鍵詞】GTK，回呼函數，訊息處理器，調節器

GTK(GIMP Toolkit)是一個圖形使用者編程的介面工具。它註冊完全免費，所以用來開發自由軟體或商業軟體都不需要花費什麼。現在很多Linux整合系統都已經將GTK1.2版本打包進去了。包括RedHat Linux 6.0以上版本，還有中文化的Turbo Linux等等。它也越來越被普遍的應用於UNIX系統編程。

還有一個組件叫Glib，它包含了一些標準應用程式的新擴充用來提高GTK的相容性。用於Linux系統的某些函數可能不適合標準的UNIX系統，例如g_strerror()函數等等。某些函數也擴充了GNUC的一般功能，例如g_malloc函數就有自己加強的調試功能。

GTK可以與多種語言綁定，包括C++, Guile, Perl, Python, Ton, Ada95, Objective C, Free Pascal, Eiffel。用標準C開發的程式，編譯軟體可用GNU並附帶上GTK選項即可。想用除了標準C以外的其它語言來開發Xwindow圖形使用者程式，則需要先參考一下有關綁定軟體的內容（HTTP:// www.gtk.org）。 如果用C++語言來調用GTK進行開發，可以用已經和C++綁定的軟體叫GTK--軟體,來提供一個比GTK更好的C++編譯環境。

目前已經開發出來GTK的增強版GTK+。GTK+是將GTK，GDK，GLIB整合在一起的開發包，可以工作在許多類似於UNIX的系統上，沒有GTK的平台限制。

1．GTK的訊息處理機制

下面我們先看一個基本的例子，該例子產生一個200×200像素的視窗。它不能自己退出，只能通過shell來殺死進程（調用kill命令）。

/*例子 base.c */

#include <gtk/gtk.h>

int main( int argc,char *argv[ ] ){

GtkWidget *window;

gtk_init (&argc, &argv); /* 初始化顯示環境 */

window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL); /* 建立一個新的視窗*/

gtk_widget_show (window); /*顯示視窗*/

gtk_main (); /*進入睡眠狀態，等待事件啟用*/

return(0);

}

從上面的程式可以看出，GTK是一個事件驅動工具包，當它運行到gtk_main()函數時會自動睡眠，直到有事件發生，控制權轉讓給相應的函數調用，在該函數中可以用標準C寫出相應的事物邏輯。這與windows 上的程式處理是一樣的。

對視窗對象上發生的事件（如按下滑鼠，啟用鍵盤等），GTK也有相應的訊息訊號產生。這時就需要程式員建立一個訊號處理器來捕獲該訊號，並告訴GTK程式事件發生後調用哪個回呼函數。訊號處理器的建立函數定義如下：

gint gtk_signal_connect( GtkObject *object, gchar *name,GtkSignalFunc callback_func, gpointer func_data );

傳回值是一個區分同一對象中的事件與不同回呼函數的關聯標籤。這樣可以做到一個對象的一個訊號就有任意多個回呼函數，並且每一個都會按照聲明的順序執行。函數調用的第一個參數是產生訊號的widget組件（即按鈕等視窗構件），而name則是希望捕獲的訊號或事件的名稱，callback_func則是事件發生後所調用的回呼函數名稱，而第四個參數func_data則是傳遞給回呼函數的參數。

回呼函數要定義在主程式的前面，它們的一般格式都如下所示：

void callback_func( GtkWidget *widget, gpointer func_data );

調用下面這個方法將允許你將回呼函數與事件的關聯斷開：

void gtk_signal_disconnect( GtkObject *object, gint id );

該函數的第二個參數就是上述gtk_signal_connect（）函數的傳回值，即關聯標籤。第一個參數指向了去除關聯的對象名稱。這樣可以做到斷開事件與回呼函數的關聯，使得事件發生後，不會調用相關的回呼函數。

布局格式

2.1打包盒子

對GTK顯示格式的控制是通常通過打包盒子來完成的。widget組件打包可以採用兩種方式，水平盒子和垂直盒子。若將widget組件打包進平行盒子，組件就被依次水平的插入視窗；若是垂直盒子，則組件排列是垂直的。產生新的水平盒子的函數為

GtkWidget *gtk_hbox_new (gint homogeneous, gint spacing);

參數homogeneous是用來控制是否盒子中的每個組件都有同樣的大小（例如水平盒子中的控制項有同樣的寬度，垂直盒子中的控制項有同樣的高度）。Spacing參數是組件之間的間隔。

垂直盒子的建立函數是gtk_vbox_new（），定義與水平盒子一致。

gtk_box_pack_start()和gtk_box_pack_end()函數是用來將打包對象放入這些盒子中的。

void gtk_box_pack_start( GtkBox *box, GtkWidget *child,gint expand, gint fill, gint padding );

第一個參數是你將組件打進去的盒子指標，第二個參數是你將要打進去的組件指標。Expand參數是用來控制是否允許組件擴充至分配給盒子空間的大小（選TRUE），還是盒子的大小收縮到組件那麼大（選FALSE）。函數中的fill參數是用來控制是否將多餘的空間分配給組件，即將組件擴充到盒子的大小（選TRUE），或者多餘的空間不變，保留作為盒子和打包組件間的間隔。該參數只有在expand參數取TRUE時才有效。Padding參數是指組件四周與盒子的間隔大小。

注意fill取FALSE值，expand取TRUE值時與expand取FALSE值，fill值無效的區別。前者的盒子仍是原來建立盒子時指定的大小，而後者的盒子已經縮小到打包組件的大小了。

gtk_box_pack_end()函數的參數與上面描述的一致。只是排列順序分別是從下到上
，從右至左。

最後將所有的盒子或組件打包到一個大盒子中，用gtk_container_add()函數將盒子加入視窗即可。

2.2表格打包

我們可以產生一個表格，將widget組件一一放入。Widget組件將佔據所有分配給它的空間。建立表格是用下面的函數：

GtkWidget *gtk_table_new( gint rows, gint columns,gint homogeneous );

第一個參數，顯而易見，是表格的行數。後面的參數則是表格的列數。homogeneous參數則是用來安排表格間隔大小。如果它取TRUE，則表格中每個小格的大小用表格中最大組件的大小來設定的，所有的小格大小都是一樣的。如果homogeneous參數取FALSE的，每個小格的大小都用同行中最高組件的高度，同列中最寬組件的寬度。

將一個widget組件放入一個表格，用下面的函數：

void gtk_table_attach( GtkTable *table, GtkWidget *child, gint left_attach,

gint right_attach, gint top_attach, gint bottom_attach,

gint xoptions, gint yoptions, gint xpadding, gint ypadding );

left_attach參數和right_attach參數將指出在哪兒放置組件，以及用了多少盒子。如果你想在兩行兩列的表格中的右下小格中加入一個按鈕，並且想讓按鈕充滿那個小格，則參數可以選擇left_attach = 1, right_attach = 2, top_attach = 1, bottom_attach = 2。其實left_attach也就是組件所在小格的左邊框是表格的第幾條邊數，其它依此類推。

參數xoptions和yoptions是用來確定打包選項的，可以用OR來選擇多個選項。

調節器
GTK有很多組件可以用滑鼠或鍵盤來調整，例如範圍組件（Range Widget）。還有一些組件在整個資料區域的一部分是可調整的，例如文本組件（Text Widget）和視口組件（Viewport Widget）。

很明顯，程式是要能夠對可調整組件所產生的變化進行處理。一種解決辦法是讓可調整組件在釋放自己的訊號時，將調整資料值傳遞訊號處理器。或者用另外一種解決方案將調整資料值放入一個資料結構，由程式訪問該結構來獲得改變的參數值。有時候你可能需要將幾個可調整組件的調節相關聯，調整一個也會導致另一個的變化。最明顯的例子就是捲軸與文本編輯框組件的處理。如果這些相關聯的組件分別有自己處理調整資料的方法，則程式員必須自己寫一個訊號處理器，將一個組件的調整資料轉換成另一個組件的調整資料，並調用調整設定函數將該值設定進去。

GTK調用了調節器成功的解決了這個問題。調節器不是組件，而是儲存和傳遞調整資料的結構。最典型的調整器應用是儲存配置參數和範圍組件的值。不同的是調整器也是從對象（Object）繼承而來的，它有許多不同於資料結構的特性。最重要的是，它也會釋放訊號，並且這些訊號不僅可以被程式捕獲來響應使用者的調整和編輯，還可以在可調整組件中透明的傳播調整資料。

一般調節器會建立組件時自動建立。例如讓文本組件和捲軸組件用同一個調節器如下所示：

text = gtk_text_new (NULL, NULL);

/* 將剛建立的調節器用於垂直捲軸 */

vscrollbar = gtk_vscrollbar_new (GTK_TEXT(text)->vadj);

調節器是從對象Object繼承下來的。所以它與其它的組件對象一樣，能夠產生訊號。當好幾個組件共用一個調節器時，它們都會和一個訊號處理器相關聯。這個訊號處理器是用來處理“value_changed”訊號的，跟程式中處理訊號是一樣。下面是在GtkAdjustmentClass結構中該訊號的定義：

void (* value_changed) (GtkAdjustment *adjustment);

不同的可調整組件都用一個調節器時，任何一個組件發生調整變化都會產生該訊號。有兩種情況會導致這個現象的發生。第一種情況是使用者在用滑鼠或鍵盤調整該組件（例如拉捲軸），或者直接在程式中用gtk_adjustment_set_value()函數來改變調節器中的value值。

當調節器的upper參數和lower參數被重新設定時，就象使用者需要給一個文本編輯框加入了更多的文本後，調節器就會釋放出“changed”訊號。它的定義如下：

void (* changed) (GtkAdjustment *adjustment);

範圍組件將該訊號與一個訊號處理器相關聯，並隨時在面板上反映參數的變化。舉個例子，捲軸中滑動鍵的大小與調節器中upper，lower值之差正好成反比。一旦前者有任何改變，面板上的顯示也會相應產生變化。

不需要在程式中將一個訊號處理器與該訊號相關聯，一切都是GTK完成的。如果你直接設定了調節器的這些參數，則需要在程式中調用下面的語句來釋放訊號：

gtk_signal_emit_by_name (GTK_OBJECT (adjustment), "changed");

建立組件小結
從上面可看出，建立一個widget組件可以用以下幾個步驟完成：

gtk_*_new()—調用一個非常有用的函數來產生一個新的widget組件。

4.2用gtk_box_pack_start（）函數串連所有的訊號和事件，產生相應的事件處理器來調用回呼函數。

4.3設定widget組件以及調節器的特性。

4.4用合適的函數將widget組件打包到一個容器（盒子或表格）中，例如gtk_box_container_start()函數或者gtk_container_add()函數等。

4.5用gtk_widget_show()函數來顯示組件。

用上述方法可建立出程式員所需要的任意視窗構件，再將容器打入視窗並顯示視窗之後，程式便進入主迴圈睡眠狀態，主程式編製也就結束了。事件的處理邏輯放到回呼函數中編製。

編譯器用下面的命令：

gcc my_prog.c –o my_prog.o –lgtk –lgdk

完成後在Xwindow環境下運行my_prog.o程式即可。

目前X視窗（Xwindow）和GNU編譯系統已成為應用linux或unix作業系統的電腦工作站和大型電腦上最主要的圖形化使用者介面系統，在微機上也有廣

泛應用。而GTK正是兩者結合的編程開發包。它比以往用的Xwindow/Motif編程更為簡單方便，功能也很強大，有著較好的應用前景。目前網上已經有很多利用該軟體包開發出來的自由發布軟體，極大的豐富了Linux平台的應用。

[參考文獻]

1.《GTK Turtoil》 Peter Mattis, Spencer Kimball, Josh MacDonald著http://www.gtk.org

2.《linux系統管理指南》 M.F.Komarinski，C.Collet著 曉冬 馬丁譯 1999，清華大學出版社

3.《UNIX網路編程》 W.Richard Stevens著 1998，清華大學出版

 

 

來源：http://www.lunwennet.com/