基于ＸＭＬ的界面自動生成設(shè)計與實現(xiàn)

張　娟　王　艷

[摘要]首先對界面自動生成的原理進行介紹，然后從界面描述文件、界面組建庫設(shè)計、界面組建事件監(jiān)聽類、界面自動生成器設(shè)計和XML文檔復(fù)用這五個方面進行設(shè)計和介紹。

[關(guān)鍵詞]XML 界面自動生成

中圖分類號：TP3文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0120082－01

用戶界面是軟件系統(tǒng)的重要組成部分，它主要負(fù)責(zé)接收用戶的輸入信息并顯示程序處理的結(jié)果。隨著軟件系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，開發(fā)用戶界面所耗費的時間和成本也將成倍增加，因此，怎樣在較短的時間內(nèi)設(shè)計出符合用戶要求的用戶界面，提高用戶界面的開發(fā)效率成了急待解決的一個問題。

一、界面自動生成理論

基于XML的界面自動生成技術(shù)涉及界面描述的XML文檔、界面組件事件監(jiān)聽類、界面生成器、編程語言的組件庫和界面定制工具。界面生成器通過解析界面描述XML文檔，調(diào)用編程語言的組件庫構(gòu)建組件，為組件綁定相應(yīng)的事件監(jiān)聽類，自動生成所需要的用戶界面。

要生成一個界面，首先要提供界面描述XML文檔和界面組件事件監(jiān)聽類。界面描述XML文檔使用XML描述界面上所有組件及其屬性，包括名稱、大小、位置、布局以及與之相對應(yīng)的事件監(jiān)聽類等。界面描述XML文檔可以用XML編輯器來編寫，也可以從其他數(shù)據(jù)源自動生成。界面組件事件監(jiān)聽類負(fù)責(zé)監(jiān)聽并處理對應(yīng)界面描述XML文檔中組件的事件，比如按鈕點擊事件等，由組件事件引發(fā)的一系列操作都由該類來實現(xiàn)。在界面描述XML文檔的解析過程中，界面生成器會根據(jù)文檔中的組件事件屬性值把事件監(jiān)聽類動態(tài)加載進來，并與對應(yīng)的組件綁定。當(dāng)某一組件的事件被觸發(fā)時，就會執(zhí)行它的事件監(jiān)聽類中定義的操作。

二、自動生成界面設(shè)計和實現(xiàn)

界面自動生成技術(shù)由界面定制工具、界面描述文件（XML）、界面組件事件監(jiān)聽類、組件庫、界面自動生成器及生成的界面六大部分組成。在本方案中，還加上了查詢到的XML和具有復(fù)用價值的XML文檔來增加XML文檔的可復(fù)用性。

要生成一個界面首先要啟動一個界面自動生成器，來讀取界面描述文件XML文檔，該文件描述了界面中每個組件的具體信息，如組件類型、名字、對應(yīng)的類名、事件監(jiān)聽類名、位置、尺寸以及響應(yīng)事件和范圍限制屬性等。界面自動生成器根據(jù)這些描述信息對界面中的每個組件進行布局，并增加組件的事件監(jiān)聽功能。每個生成的界面都對應(yīng)一個界面自動生成器對象，它除了負(fù)責(zé)生成界面外，還負(fù)責(zé)保存界面中的所有組件信息及一些界面中使用的全局變量，供事件監(jiān)聽類中的方法使用。

界面自動生成器需要識別界面描述文件中的各種組件類型。因此，就必須定義一個組件庫，使用組件庫中的組件可以很方便地構(gòu)建符合要求的配置界面。當(dāng)然，界面自動生成器也可以讀取一個不屬于該組件庫中的組件，前提是該組件必須是JComponent的子類。界面自動生成器將按照該組件原本的樣式顯示該組件，并由組件自己完成事件監(jiān)聽的功能。自動生成界面的步驟如下：

第一步：根據(jù)顯示界面需要編寫界面描述XML文件，這步由可由界面定制工具輔助實現(xiàn)。

第二步：讀取前臺設(shè)備的硬件數(shù)據(jù)，生成界面初始數(shù)據(jù)，并設(shè)置到相應(yīng)的組件中。

第三步：初始化界面生成器。

第四步：界面生成器讀取界面描述的XML文件。

第五步：界面生成器根據(jù)描述信息創(chuàng)建界面元素，進行布局并顯示界面。具體包括：①將XML文件中的組件元素進行分離，按照每個組件的尺寸和位置進行界面布局，對于容器組件使用遞歸方法進行解析；②將初始數(shù)據(jù)設(shè)置到各個相應(yīng)的組件中；③完成組件的事件監(jiān)聽。對于組件庫內(nèi)的組件，界面生成器根據(jù)XML文件中定義的組件事件類名，運用JAVA的類反射機制實現(xiàn)該事件類的監(jiān)聽功能；對于組件庫外的JComponent類的子類組件，由組件自己完成事件監(jiān)聽功能。

（一）界面描述文件的實現(xiàn)

界面描述文件使用XML語言來描述，既不能過于簡單，也不能過于復(fù)雜，其表達內(nèi)容包括：①界面主菜單結(jié)構(gòu)的定義；②字段定義或者屬性的描述信息，包括屬性的類型、屬性名稱、屬性是否為主鍵、屬性的值來源類（比如，如果顯示為一個列表框，則可以定義列表框的值來源，可以對應(yīng)于server端的一個業(yè)務(wù)規(guī)則，也可以對應(yīng)于一組固定的值列表）、屬性是否可以編輯、屬性的事件響應(yīng)類；③界面元素的上下文action、action的界面處理方法的定義（應(yīng)用可以定義處理方法類來實現(xiàn)擴展）；④界面元素的導(dǎo)航關(guān)系的定義；⑤界面元素的層次關(guān)系的定義等等。

XML文檔第一部分包含一些界面初始化的定義，像、表示界面的尺寸，中可以填寫一個初始化的類的名字，該類必須繼承基類InitAction?；愔挥幸粋€方法public void doAction（），用戶應(yīng)該在子類中覆蓋這個方法。此方法將會在界面的所有組件實例化后執(zhí)行，因此用戶可以在此方法中寫一些設(shè)定組件初始值的功能。XML描述文檔的后面是對每個組件的描述。

（二）界面組件庫設(shè)計

組件庫的組件封裝了一些獨特的屬性，以實現(xiàn)一定的功能。表1顯示了文本框componentLibrary組件的屬性。

（三）組件監(jiān)聽類設(shè)計

事件監(jiān)聽類的名稱在XML文件中標(biāo)識，就是上文所說的action標(biāo)簽中填寫的類名，由街面生成器負(fù)責(zé)實例化和加載到對應(yīng)組件上。每個組件類都對應(yīng)一個事件監(jiān)聽的基類?；愄峁┝艘恍┍O(jiān)聽事件的方法，通常是空的方法，用戶定制的事件監(jiān)聽類只需要覆蓋這些監(jiān)聽事件方法就可以實現(xiàn)對事件的監(jiān)聽。例如componentLibrary組件對應(yīng)的action基類是TextFieldAction，

該類封裝了componentLibrary的事件監(jiān)聽，包括回車鍵事件和焦點丟失事件。用戶要實現(xiàn)一個componentLibrary組件的事件監(jiān)聽，就必須編寫一個新的類，該類繼承TextFieldAction并覆蓋TextFieldAction中的一些方法。在每個action基類componentLibrary中都提供了public GUIEngine getGe()方法，通過使用該方法可以獲取當(dāng)前界面對應(yīng)的GUIEngine對象，獲取了GUIEngine對象，就可以在事件方法中操縱界面中的任何元素。

（四）界面自動生成器設(shè)計和實現(xiàn)

界面自動生成器處于整個界面自動生成系統(tǒng)的核心地位，一方面向應(yīng)用提供API（Application Programming Interface，應(yīng)用編程接口），由應(yīng)用調(diào)用來創(chuàng)建界面；另一方面向應(yīng)用提供數(shù)據(jù)操作接口，通過配置管理內(nèi)部提供的數(shù)據(jù)庫接口實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的增刪、查改。界面自動生成器使用界面描述語言作為輸入，實現(xiàn)界面的自動化生成和處理。界面自動生成器類是GUIEngine，該類解析界面描述的XML文檔，讀取XML描述文檔中的所有節(jié)點，并根據(jù)節(jié)點描述生成相應(yīng)的組件，綁定組件事件監(jiān)聽器，將組件按照界面的XML描述文件中的定位顯示。

界面器的構(gòu)造函數(shù)是public GUIEngine（InitData InitData）。其中InitData是一個接口類，該接口中包括了界面初始化的必要信息，例如節(jié)點信息、界面組件初始數(shù)據(jù)、XML文檔信息等。

public JComponent createComponent()方法是界面器的核心方法，它讀取XML文檔中組件的相關(guān)描述并構(gòu)造界面中的組件對象，最后將組件放在一個JComponent容器中，并返回。該方法從界面描述文件中讀取組件信息，并判斷組件的類型，根據(jù)不同的組件類型調(diào)用不同的組件的構(gòu)造方法，生成組件對象。如果從獲得的子節(jié)點解析得到的組件不是GUIEngine中預(yù)先定義的組件，則認(rèn)為該組件是用戶自定義的，將該組件按用戶定義的樣式添加到組件容器中去；如果該組件描述錯誤，則給用戶提供一個出錯信息。該方法最后根據(jù)界面描述文檔中各個組件的定位以及控件大小的描述，來設(shè)置組件的大小以及在組件容器中擺放的位置。

對于組件庫中的組件，界面自動生成器都有一個與之對應(yīng)的方法來生成該組件對象，并完成action事件的添加。而Create componentLibrary方法的主要功能就是生成一個componentLibrary組件對象，并根據(jù)描述該組件的XML對象描述的內(nèi)容，為該組件添加相應(yīng)的action。

（五）XML文檔的復(fù)用

在用XML描述界面信息的基礎(chǔ)上,用XML的查詢技術(shù)如Xquery，XPath等進行模型信息的查詢，可將以前的系統(tǒng)開發(fā)所獲得的界面信息用XML文件的形式存儲起來，并組織成一個界面信息庫。對于界面信息的查詢,可以分別從名稱、描述信息、XML文檔中定義的元素和屬性等關(guān)鍵字進行查詢，也可以綜合上述各方面進行復(fù)合查詢。將查詢到的界面描述信息經(jīng)修改和擴展就可加入到新工程的設(shè)計中，能夠大大提高開發(fā)效率。

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作者簡介：

張娟，女 河南許昌人，鄭州大學(xué)升達經(jīng)貿(mào)管理學(xué)院助教，在讀碩士，研究方向：軟件工程，計算機應(yīng)用； 王艷，女 河南淮濱人，鄭州大學(xué)升達經(jīng)貿(mào)管理學(xué)院助教，在讀碩士，研究方向：計算機網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)庫技術(shù)。