模具CAE軟件ZMold數(shù)據(jù)驅(qū)動對話框的開發(fā)

宋剛+劉永志+申長雨

作者簡介： 宋剛（1977—），男，山東濰坊人，講師，博士研究生，研究方向為計算機(jī)數(shù)值模擬，(Email)songgang@zzu.edu.cn0引言

ZMold是橡塑模具國家工程研究中心自主開發(fā)的注塑模具CAE軟件.［1］在研制宇航員出艙面窗過程中，通過數(shù)百次模擬面窗成型過程得出優(yōu)化的成型工藝參數(shù)，ZMold軟件發(fā)揮重要作用.在開發(fā)ZMold軟件的過程中，用戶需要輸入或者選擇大量的信息，例如材料信息、求解算法參數(shù)、成型條件、有限元網(wǎng)格屬性和分析過程選擇等.這些信息還可以細(xì)分，例如單材料包含熱塑性材料、熱固性材料、冷卻液、模具材料和填充物等.這些材料所包含的信息內(nèi)容又各不相同，非常繁雜.對話框作為信息輸入的主要手段在軟件開發(fā)中被大量使用.在Windows程序中，對話框模式是最為經(jīng)典的UI設(shè)計模式之一，具有良好的用戶體驗和快捷的操作效率.［2］在早期的ZMold開發(fā)中，對話框是在程序中固定編寫的，如果軟件需要生成新對話框或者修改原來對話框，需要開發(fā)人員對軟件源代碼進(jìn)行修改，重新編譯連接生成新的可執(zhí)行文件，過程非常費(fèi)時費(fèi)力.為滿足模具CAE分析軟件各種信息的輸入需求，使開發(fā)人員可以方便地設(shè)計所需的對話框并且不需要修改程序代碼，開發(fā)數(shù)據(jù)驅(qū)動對話框模塊ZDialog.該模塊可以從文件讀取所需信息創(chuàng)建對話框.

創(chuàng)建數(shù)據(jù)驅(qū)動對話框需要的信息有兩類：一類是對話框原型描述的定義文件，說明對話框包含的組件和相關(guān)邏輯，例如按鈕、編輯框和下拉框及其觸發(fā)的功能等；另一類是結(jié)果文件，記錄對話框組件的取值和用戶的輸入或選擇，由ZDialog自動生成，并提供接口函數(shù)進(jìn)行讀寫操作以提供數(shù)據(jù)給計算模塊使用.ZDialog模塊的功能圖解見圖1.由圖1可以看出，當(dāng)軟件開發(fā)者需要新的對話框或者對已有的對話框進(jìn)行修改時，只需修改定義文件，ZDialog模塊可以根據(jù)新的定義文件自動生成新的對話框，從而增加軟件的重用性和適應(yīng)性，提高開發(fā)效率，減輕開發(fā)強(qiáng)度.

圖 1ZDialog模塊的功能圖解

Fig.1Function chart of ZDialog

1ZDialog原理

ZDialog模塊開發(fā)工具采用Microsoft VC++.利用面向?qū)ο蟮拈_發(fā)思想［3］，將其主要封裝在CMoldDefine，CMoldData和從CDialog繼承的ZDialog對話框等3個類中.CMoldDefine類用來操作定義文件；CMoldData類用來操作結(jié)果數(shù)據(jù)文件；ZDialog類用來管理對話框.ZDialog類主要包含對話框組件類的數(shù)組.對話框組件類從MFC的組件類繼承而來，主要包括文本、編輯框、下拉框和列表組件等.在這些類中添加新的成員和方法以擴(kuò)充組件的狀態(tài)和操作.通過這些新的成員和方法將對話框與定義文件和數(shù)據(jù)文件緊密結(jié)合起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動功能.

首先創(chuàng)建CMoldDefine定義文件對象，依照定義文件格式讀取數(shù)據(jù)文件，從而創(chuàng)建CMoldData對象；然后利用CMoldDefine類的實例生成ZDialog對象的對話框組件對象的數(shù)組，利用CMoldData對象給這些組件對象賦值，在ZDialog::OnInitDialog中創(chuàng)建這些組件.此時，調(diào)用ZDialog::DoModal方法就可以顯示對話框.同時，利用消息映射編寫統(tǒng)一的事件函數(shù)，左鍵單擊處理用戶對這些組件的操作.編寫ZDialog::DoDataExchange函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換.［4］在用戶關(guān)閉對話框時，可將更新后的數(shù)據(jù)寫入結(jié)果數(shù)據(jù)文件中，下次打開對話框便是更新后的數(shù)據(jù).

如何開發(fā)合適的對話框定義文件是實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動對話框的關(guān)鍵所在，也是研究的重點.

2對話框定義文件

ZDialog模塊的核心是對話框定義文件的實現(xiàn).在定義文件中提出CDST，CODE和DATA等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu).CDST是CODE的集合，CODE是一組相關(guān)組件的有機(jī)結(jié)合；每個CDST對應(yīng)一個對話框.CODE包含若干個DATA.DATA可以理解為一個組件，例如按鈕、單選框、復(fù)選框和文本框等.定義文件還用到關(guān)鍵詞UION，CDDP和REPT等.CDST書寫格式為

CDST n1 "description" // n1為CDST的ID.

{ CODE c1 "code description"

{

DATA 1

{ "Option description" }

DATA 2

{ "Button description" }

DATA 3

{ "description 1" v1

"description 2" v2

…

}

DATA 4

{ "String" }

DATA 5

{ "description" "format" "unit"

minv maxv

}

REPT

}

CODE c2 "code description"

{

…

}

… //還可以添加若干CODE

UION { CODE ID list }

CDDP c1

{ {n1 v1 c1 c2 c3 …}

…

}

CDDP cn

{ {n2 v2 c4 …}

…

}

… //可以繼續(xù)添加CDDP

}

說明：CDST以“CDST n1 "description"”作為開始，其中CDST為關(guān)鍵詞，n1為CDST的ID，"description"為CDST的描述.CDST下面的內(nèi)容使用“{ }”括起來.在定義文件中包含若干個CDST的定義.一個CDST中包含若干CODE，CODE也有ID及描述，是組成CDST的核心部分.每一個CODE里面包含若干個DATA.基本的5種DATA的類型定義見表1，可以根據(jù)實際的需要進(jìn)行擴(kuò)展.

表 1DATA組件中的數(shù)據(jù)類型

Tab.1Data types of DATA component名稱標(biāo)志格式說明復(fù)選框1DATA1

{ "Option description" }選中為1，不選為0按鈕2DATA2

{"Button description" }按下為1，否則為0下拉框3DATA3

{"description 1" v1

"description 2" v2

…

}選中第1項取v1值，選中第2項取v2，依此類推.字符串4DATA4

{ "String" }數(shù)值5DATA5

{"description" "format"

"unit"

minv maxv

}描述，數(shù)據(jù)格式，單位

取值下限和上限

REPT關(guān)鍵詞如果在CODE結(jié)尾出現(xiàn)，表示該CODE是一個表格類型的CODE，要求CODE中的DATA全部為數(shù)值.

UION關(guān)鍵詞用來表示CDST對話框的風(fēng)格.UION以各CODE上下依次排列的形式出現(xiàn)，可以定義另外的對話框風(fēng)格，例如標(biāo)簽頁形式的對話框.

CDDP用來定義在用戶改變CODE值時應(yīng)觸發(fā)的相應(yīng)操作.CDDP以關(guān)鍵字CDDP開始，后面緊跟CODE的ID，表明哪個CODE的值發(fā)生改變會觸發(fā)該CDDP.一個CDDP的內(nèi)容包括至少一個{n1 v1 c1 c2 c3…}的內(nèi)容，表示當(dāng)CODE的第n1個值等于v1時，會觸發(fā)CODE c1 c2 c3…，從而引起相應(yīng)的操作.CDDP主要用在選中下拉列表框某一項或者某個選擇框被選中時以及某個按鈕被點擊時所引起的響應(yīng).

3數(shù)據(jù)驅(qū)動實例

以一個完整的CDST例子演示生成的對話框隨數(shù)據(jù)定義文件的改動而動態(tài)改變.

CDST 50000 "冷卻計算參數(shù)"

{ CODE 50010 "計算幾何體影響的方法"

{ DATA 3 //下拉列表框

{ "Ideal" 1

"Parameter" 2

}

}

CODE 50011 "值"

{ DATA 5 //一個數(shù)值編輯框

{ "" "%d" "［4:10000］" 4 10000 }

}

CODE 50020 "只是一個演示"

{ DATA 5

{ "模溫收斂公差" "%.10Lg" ""

0.00001 0.5

}

DATA 5

{ "最大模溫迭代次數(shù)" "%d" ""

10 10000

}

REPT //表示是一個2列的表格

}

UION { 50020 50010 }

CDDP 50010

{

{ 1 3 50011 }

}

}

根據(jù)CDST 50000生成的對話框見圖2.對話框主要由CODE 50020（表格）和CODE 50010（一個下拉框）組成.圖2顯示選中下拉框第二項的情況.根據(jù)CDDP 50010可知，當(dāng)選中下拉框50010時右邊會出現(xiàn)編輯框50011.

圖 2根據(jù)CDST 50000生成的對話框

Fig.2Dialog box generated by CDST 50000

將該CDST 50000稍加修改，添加一個新的CODE.

CODE 50030

{ DATA 2 //按鈕

{ "Set…" }

}

將CDDP 50010修改為：

CDDP 50010

{

{ 1 3 50030 }

}

添加新的CDDP 50030

CDDP 50030

{

{ 1 1 50020

50011 }

}修改后的CDST 50000生成圖3所示的對話框.與圖2相比，選中下拉框第二項的時候，編輯框變成由CODE 50030定義的按鈕，通過定義CDDP 50030，點擊該按鈕彈出由表格CODE 50020和編輯框CODE 50011組成的一個新對話框，可以進(jìn)行信息輸入.

圖 3修改后的CDST 50000生成對話框

Fig.3Dialog box generated by modified CDST 50000

通過演示可以清楚地看到數(shù)據(jù)驅(qū)動對話框的優(yōu)點：不用修改程序文件，只需要修改定義文件就可以產(chǎn)生各種不同的對話框，從而達(dá)到軟件重用的目的.

4結(jié)束語

為提高軟件開發(fā)效率、降低開發(fā)成本，軟件開發(fā)者一直在尋求好的開發(fā)方法.其中，軟件重用技術(shù)擔(dān)負(fù)重要作用.本文提出的數(shù)據(jù)驅(qū)動對話框軟件重用技術(shù)不僅可以提高軟件重用程度、減少工作量，而且可以方便地維護(hù)和擴(kuò)充系統(tǒng)，使系統(tǒng)具有很好的可維護(hù)性.在開發(fā)CAE軟件ZMold的實踐中已經(jīng)證明該方法是行之有效的軟件可重用開發(fā)技術(shù).參考文獻(xiàn)：

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