藉助RubyGnome2庫進行GTK下的Ruby GUI編程的基本方法_ruby專題

前言
隨著RubyGnome2庫越來越完善，以及ruby1.9的效能提升，用Ruby編寫GUI程式漸漸從我的業餘愛好轉為我工作的一個重要部分。
 
用Ruby寫程式確實很有樂趣，它可以讓你的想法快速地以一種優雅的方式實現。本文介紹的一個gem就是一個例子，用很少的代碼，實現很有趣的功能，讓編寫Ruby GUI程式變得輕鬆愉快。
 
RubyGnome2介紹
 
雖然我以前也曾經多次地介紹過RubyGnome2，但我還是想再一次地推薦RubyGnome2，它實在是使用Ruby編寫GUI程式的首選。
 
RubyGnome2是GTK+庫的一個ruby擴充。它對GTK+的物件模型仔細地用Ruby的方式進行封裝，保留了GTK+ API命名方式和含義，因此GTK+的文檔對於RubyGnome2也是適用的---儘管我認為RubyGnome2的文檔已經做得非常不錯了，需要回去借鑒GTK文檔的地方實在不多。
 
雖然GTK本身是由C編寫的，但它有一套完整的精心設計對象體系，使得它的GUI元件可以非常靈活的自由組合，以實現複雜的，功能強大的介面。
 
由於GTK非常重視它的對象體系的靈活性，因此剛開始使用GTK編程並不容易。很多時候表面上看起來很簡單的一個功能，在GTK裡面卻要繞幾個彎才能實現。例如要設定一個label的字型，要通過Pango來實現，Pango接管了GTK的所有字型渲染事務....這種“多繞幾個彎”的情況很多，它確實使得編寫GTK程式不那麼直接了當。但換來的是整個GTK系統變得非常靈活，以較少的代價實現強大的功能，在跨平台，換膚，國際化上面都有很好的表現。
 
RubyGnome2繼承了GTK的所有特點，包括優點和缺點。
 
GUI布局
GTK程式的布局很靈活，有許多種容器可選擇。在布局的時候，大多數都是推薦相對位置而不是絕對位置，這樣GUI程式可以更好的適應不同解析度的螢幕，也有利於特定風格對UI的fine tune。
最常見的容器就是“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建出目標布局。
 
理論上用盒子就可以構建任何相對位置布局，但是為了方面，GTK還提供了像table這樣的更進階的容器。
 
盒子模型對於許多剛開始GTK編程的人覺得很難適應，即使用了可視化布局工具例如Glade，初學者也往往被盒子模型困擾。可視化布局器最擅長的是固定位置布局。對於相對位置布局，很多時候用代碼構建介面比用Glade反而來的快捷方便。
 
但是用代碼構建介面有一個顯著的缺點，那就是“不直觀”，即很難從代碼中看出UI布局，這樣會給後期維護以及變更帶來麻煩。
 
有一些GUI庫如Shose，用builder風格的代碼來描述UI，使得UI布局可以通過代碼形象地體現出來，如以下這個例子來自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風格的代碼和HTML很類似，對於熟悉HTML的web介面設計者來說，可視化的編輯器並沒有多大的必要。
 
 
RubyGnome2沒有為我們提供builder方式的布局，因此UI代碼寫起來就像：
 

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構建一個builder風格的布局器，那麼代碼就會變成：
 

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風格的布局器。
 
GtkSimpleLayout布局器
這個簡單的布局器原先只有200行不到的代碼，我經常是直接拷貝到項目中使用。後來逐漸添了些功能，覺得它變得更有用了，於是便發布到github產生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單例子。
 
提供Builder風格布局
正如上面的例子中所介紹的，GtkSimpleLayout為RubyGnome2帶來了builder風格的布局功能，只需要為布局的類擴充GtkSimpleLayout::Base即可，一個完整的例子：
 

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並沒有改變RubyGnome2程式的主架構，它只是一個擴充。
 
 
屬性設定
在放置UI元件的時候，往往需要設定初始屬性，或者要指定布局參數。GtkSimpleLayout用Hash來傳遞這些屬性與參數，例如：
 

vbox do  button 'sensitive = false', :sensitive => false # 初始為disable狀態  button 'expand space', :layout => [true, true] # 指定這個button填充剩餘空間 end 

上面這個例子中，第一個button的初始狀態為disable。 ":sensitive => false"這個參數最終被轉換成屬性設定：Gtk::Button#sensitive=false，至於Gtk::Button有那些屬性可以設定，請參閱RubyGnome2 API文檔或GTK文檔。GtkSimpleLayout在這裡只是作一個簡單參數的轉換而已。
 
第二個button的":layout => [true, true]"有點特殊。":layout" 參數是GtkSimpleLayout的保留參數，它會被轉換成當這個UI被放入容器時候的參數。這個例子中，容器是vbox(Gtk::VBox)，預設的加入方法是Gtk::VBox#pack_start，這個例子中的[true, true] 最終會被傳遞到pack_start，因此這個button在被加入vbox的時候調用的方法以及參數是："Gtk::VBox#pack_start( button, true, true)"。
 
因此，要使用GtkSimpleLayout，就首先要熟悉RubyGnome2的各個元件，容器的用法，以及參數。當你熟悉了RubyGnome2以後，用GtkSimpleLayout就會非常簡單。
 
批量屬性設定
在UI布局的時候，經常碰到要對一組UI元件設定相同的屬性的情況，例如：

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

這個時候，可以用"with_attr"來簡化：

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候有 特殊要求，例如Gtk::HPaned，左邊子視窗要用Gtk::HPaned#add1()來添加，右邊的用Gtk::HPaned#add2()。對於這種容器，GtkSimpleLayout要特別對待，就以hpaned為例：

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

 

需要特殊對待的容器有：
hpaned/vpaned : 用area_first和area_second來添加子視窗。
table : 用grid來填充格子。
nodebook : 用page來添加子頁。
 
標識UI元件
GtkSimpleLayout用":id => ??"這個參數為UI元件進行標識，例如：

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

 
之後，可以用component()函數取得這個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()用於自動將所有已標識的元件添加為執行個體讀屬性(getter)：

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

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

 
 
自動事件響應映射
如果你嫌顯式調用signal_connect來註冊事件麻煩，那麼GtkSimpleLayout為你提供了自動事件響應映射的功能：

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

 
最後那個'self‘是指宿主容器。
 
UI分組
有時候你希望對UI元件進行分組，這樣就可以對同一組的UI元件進行控制，如使能或禁止整個組。GtkSimpleLayout允許你在布局的時候指定UI組。
GtkSimpleLayout的UI分組規則如下：
預設情況下，已命名的容器（即傳入了:id參數）自動對自己所屬的子元件建立一個組，組名就是容器明。
如果容器傳入:gid=>??參數，則以此名稱為所屬子元件建立組。
允許多個容器的:gid名字相同，這種情況下所屬子元件將歸為同一個組。
可以用“group”來顯式對UI分組，group可以看作是一個虛擬容器。
用component_children(group_name)來擷取UI組。
 
由於UI分組的例子比較長不在此列出，請參閱源碼中的examples/group.rb檔案
 
 
UI與邏輯代碼分離
由於GtkSimpleLayout潛在地迫使使用者分離介面代碼和邏輯處理（或事件響應）代碼，使得整個程式的階層更加清晰。對於介面元件比較多的程式，可以很方便的分區進行layout，因為layout的結果還是容器，這個容器又可以放入其他容器組合成更複雜的介面。
 
由於GtkSimpleLayout並不改變RubyGnome2的程式結構，你可以選擇在你的程式中部分或全部使用GtkSimpleLayout。雖然本文所提供的例子都是靜態布局，但由於GtkSimpleLayout是存代碼構建UI，因此你完全可以在布局的時候傳入變數，進行動態布局和動態產生UI，而仍然保持UI代碼的“可視化”。
 
 
有興趣者可以看看GtkSimpleLayout實現的代碼，不過300行而已，這就是Ruby的魅力。
 
最後，貼上一個計算機的介面部分的代碼例子，你能從代碼中看出UI布局嗎？

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 :-)