自定義組件的軟件快速開發(fā)方法*

穆澤慧，雷聚超，胡靜宜，王亞銘，趙雅霖

(西安工業(yè)大學(xué) 計算機科學(xué)與工程學(xué)院，西安 710021)

隨著信息時代的到來，人們對軟件的需求越來越大。市場上一般使用C#、Delphi、Java、PHP等工具進(jìn)行軟件開發(fā)[1]，在使用這類軟件進(jìn)行開發(fā)時，需要很長的周期來完成對應(yīng)的功能需求，同時會出現(xiàn)大量的代碼重復(fù)問題，尤其是在信息化管理系統(tǒng)(ERP系統(tǒng))中有很多類似的業(yè)務(wù)邏輯，在每個模塊中都需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行最基本的如增加、修改、刪除和取消等操作[2-3]。目前，市場上的軟件均為B/S[4]、C/S[5]結(jié)構(gòu)，使用Java、C等語言開發(fā)B/S和C/S結(jié)構(gòu)時，連接數(shù)據(jù)庫或服務(wù)器的工作比較繁瑣。近年來，隨著DataSnap技術(shù)[6]的出現(xiàn)，Delphi 將其集成在功能平臺之中，為多層軟件(C/SS)[7]的開發(fā)提供了極大的便利。Delphi在使用DataSnap技術(shù)構(gòu)建三層服務(wù)器時提供了一套FireDAC技術(shù)[8]的組件，該組件可以通過相關(guān)的設(shè)置搭建服務(wù)器[9-10]，同時在客戶端中引入服務(wù)器連接組件并進(jìn)行設(shè)置，可直接連接到服務(wù)器。

為解決上述問題，本文擬在Delphi中通過設(shè)計自定義組件來達(dá)到軟件快速開發(fā)的目的，用DataSnap技術(shù)構(gòu)建三層架構(gòu)[1]，實現(xiàn)廣域網(wǎng)的C/S應(yīng)用，同時提高編程人員的效率，減少代碼重復(fù)率。

1 預(yù)備知識

在系統(tǒng)開發(fā)過程中可以根據(jù)需求分析整理出相應(yīng)的邏輯功能，而這其中有部分邏輯功能是重復(fù)的，這導(dǎo)致在軟件設(shè)計過程中需要進(jìn)行很多重復(fù)性的工作。若能將這些重復(fù)的工作放在一個組件中，通過相關(guān)屬性設(shè)置來完成其對應(yīng)功能，就可極大減少代碼的重復(fù)率，提高編程人員的開發(fā)速度，自定義組件由此應(yīng)運而生。

Delphi組件是一個對象庫，也是一個類。在Delphi中所有對象的基類都是TObject，組件的最基類也是TObject，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 Delphi的類結(jié)構(gòu)Fig.1 Class structure of Delphi

該結(jié)構(gòu)中組件的類層次為：TObject→TPersistent→TComponent→TControl。

TComponent是所有Delphi組件的基類，所有要注冊到IDE直接進(jìn)行可視化的對象庫均要從這個類繼承，TComponent提供了必不可少的信息以使組件能在Delphi的IDE上運作。TComponent 衍生出的TControl的類是所有可視化控件的基類，開發(fā)出的組件都基于TComponent。當(dāng)創(chuàng)建一個新的組件時，通過該層次關(guān)系可從已存在的一個類的類型中派生出新的類，添加到組件的庫中。

2 基于自定義組件的快速開發(fā)方法

2.1 自定義組件的創(chuàng)建

在Delphi中開發(fā)自定義組件時，創(chuàng)建一個新組件(New Component)需要選擇組件父類的類型，生成對應(yīng)的.pas文檔，在文檔中添加組件特有的屬性、方法和事件以完成它的相關(guān)功能；對其文檔進(jìn)行編譯和安裝；在面板庫中找到新安裝的組件進(jìn)行業(yè)務(wù)和功能性測試以滿足功能要求。該過程必須完成以下的步驟：① 為新的組件創(chuàng)建單元，如：unit1.pas；② 從已有組件類型中派生組件，即繼承已存在的組件的類型，如TButton、TDBEditEh等；③ 為新的組件添加特有屬性、方法和事件完成其獨特的功能；④ 向IDE注冊組件；⑤ 為組件創(chuàng)建位圖；⑥ 創(chuàng)建包并在IDE中安裝組件；⑦ 為組件與其屬性、方法和事件創(chuàng)建幫助文檔。

創(chuàng)建新組件一般選擇已存在的組件對其進(jìn)行二次開發(fā)，并修改或增加組件的屬性、方法和事件[11]。屬性是組件中明顯的部分，應(yīng)用程序開發(fā)人員可以在設(shè)計時看到并對其進(jìn)行操作。同時，組件在窗體設(shè)計器中發(fā)生反應(yīng)，立即會得到反饋。設(shè)計良好的屬性會使組件易被其他開發(fā)人員使用及維護(hù)。事件是把所發(fā)生的事情鏈接到一些代碼的機制。組件的方法是內(nèi)置于類結(jié)構(gòu)中的過程和函數(shù)，需要遵循的標(biāo)準(zhǔn)為：消除依賴、命名方法、保護(hù)方法及聲明方法等。

2.2 快速開發(fā)方法的原理

快速開發(fā)模式通過開發(fā)模板組件即自定義組件來實現(xiàn)軟件系統(tǒng)的快速開發(fā)[12]。開發(fā)模板由數(shù)據(jù)操作模塊與數(shù)據(jù)傳輸模塊組成，快速開發(fā)模型的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 快速開發(fā)模型Fig.2 Rapid development model

其原理是從模板組件的屬性中獲取到當(dāng)前的表名之后，連接服務(wù)器組件來獲取數(shù)據(jù)庫中表的數(shù)據(jù)，同時由初始化組件獲取當(dāng)前屏幕的分辨率從而計算出TDBGrid、TGroupBox、功能性組件的位置，最終實現(xiàn)窗體分辨率自適應(yīng)效果。其中TGroupBox中放置數(shù)據(jù)感應(yīng)編輯框，編輯框與TDBGrid、數(shù)據(jù)庫對應(yīng)的字段進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)實時更新。

數(shù)據(jù)操作模塊以Delphi的組件開發(fā)技術(shù)為基礎(chǔ)，引入“公有”這一概念，對系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)表操作并進(jìn)行歸納，將使用頻率高的操作通過組件開發(fā)的方式直接編寫，如：特定可視化組件中TButton和TDBEdit等，形成公有自定義組件。公有組件成為承載特定功能的開發(fā)元素。每個自定義組件都包含以下一種或幾種過程：

1) 建立包含新部件的庫單元；

2) 有部件類型中繼承得到新的部件類型；

3) 增加屬性、方法和事件；

4) 用Delphi注冊部件；

5) 為部件的屬性方法和事件建立Help文件。

在一個頁面中有很多自定義組件，如果要獲取當(dāng)前的程序流程信息、主表信息、操作人信息和從表信息等，需要設(shè)計一個自定義模板組件放置在每一個頁面中，模板組件的屬性設(shè)計見表1。

表1 模板屬性

接口組件中包含了數(shù)據(jù)表中對數(shù)據(jù)進(jìn)行操作識別的各個字段，并將其作為參數(shù)。開發(fā)過程中通過接口組件對各個字段進(jìn)行賦值，模板內(nèi)的其他組件通過取接口組件的各屬性值來獲得相應(yīng)的字段值。在創(chuàng)建模板組件時，通過修改已有TButton組件添加屬于模板組件特有屬性和方法。在創(chuàng)建模板的組件時，一定要添加聲明。模板組件的核心代碼為：

TMB = class(TButton)//聲明模板組件

Smb_mb_name:string;//模板組件名稱

Smb_mb_tablename:string;//當(dāng)前表名

Smb_pmb_tablename:string;//當(dāng)前編號

Procedure Fmb_mb_tablename(const Value:string);//添加模板方法，獲取屬性值

procedure Fmb_czr(const Value:string);

constructor Create(Aowner:TComponent);override;//創(chuàng)建模板組件

property mb_lcmc:string read Fmb_lcmc write Setmb_lcmc;//添加模板事件完成其功能

procedure Register;//模板組件的注冊

RegisterComponents('SJ',[TMB]);//將模板組件SJMB放在SJ文件下

constructor TSJMB.Create(Aowner:TComponent);//模板組件的初始化即形狀、名稱、字體等詳細(xì)需求

inherited Create(Aowner);{執(zhí)行繼承的其父類初始化過程 }

self.Text :='模板';

self.Font.Family :='宋體';

self.Font.Size:=11;

…

2.3 自定義組件設(shè)計

2.3.1 數(shù)據(jù)的獲取

一般設(shè)計功能性的自定義組件，需要獲取數(shù)據(jù)或輸出數(shù)據(jù)。在每一個頁面上有很多數(shù)據(jù)型組件，可以通過設(shè)計組件的命名規(guī)則找到對應(yīng)的數(shù)據(jù)型組件。如：在設(shè)置組件中制定統(tǒng)一的命名規(guī)則，如text_XXXX，其中XXXX為數(shù)據(jù)庫表中的字段名，text為字段的類型，根據(jù)text找到所需要的組件，根據(jù)XXXX將組件與數(shù)據(jù)庫中字段對應(yīng)。

2.3.2 數(shù)據(jù)的傳遞

使用JSON進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。JSON是一種輕量級的數(shù)據(jù)交換格式，基于ECMAScript的一個子集，采用完全獨立于編程語言的文本格式來存儲和表示數(shù)據(jù)。JSON中有兩種結(jié)構(gòu)：對象和數(shù)組。JSON的值由數(shù)字、字符串、邏輯值、數(shù)組、對象和null等組成。使用JSON作為客戶端與服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)交換格式，JSON數(shù)據(jù)格式可以直接為服務(wù)器使用，大大簡化了客戶端與服務(wù)器的代碼開發(fā)量，更易于維護(hù)。而且數(shù)據(jù)格式比較簡單，易于讀寫，且格式均為壓縮的，占用帶寬小。

2.3.3 功能性組件之間互斥事件

當(dāng)按鈕的OnClick被執(zhí)行后，為了避免數(shù)據(jù)的混亂，必須使不相關(guān)的按鈕處于無效的狀態(tài)。例如，在信息化管理系統(tǒng)中當(dāng)點擊添加按鈕的時候，修改、刪除、歸檔、數(shù)據(jù)導(dǎo)出和返回等按鈕必須處于無效狀態(tài)，而保存和取消按鈕則必須處于有效狀態(tài)。當(dāng)保存或取消按鈕被點擊后，增加、修改、歸檔和返回等按鈕應(yīng)該處于有效狀態(tài)，而保存和取消按鈕應(yīng)該處于無效狀態(tài)。因此，必須在組件的OnClick事件中找到窗體中的相關(guān)組件進(jìn)行互斥性操作設(shè)置。

2.4 自定義組件的應(yīng)用

在基于DataSnap的三層信息化管理系統(tǒng)中，每一個窗體Form都是由很多組件構(gòu)成的。在窗體Form中實現(xiàn)其功能的步驟為：① 添加連接DataSnap服務(wù)器的組件；② 將TDBGrid組件和數(shù)據(jù)感應(yīng)組件添加到Form中，通過數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)組件如TDataSource將服務(wù)器中的數(shù)據(jù)用TDBGrid進(jìn)行顯示；③ 將TGroupBox組件的數(shù)據(jù)編輯框與TDBGrid組件相關(guān)聯(lián)，并進(jìn)行實時顯示；④ 添加窗體Form所需要的功能性組件，其中功能性組件包括必須的和非必須的，必須的組件包含模板組件和初始化組件，非必須的組件包含添加組件、刪除組件、審核組件和歸檔組件等。其頁面的整體結(jié)構(gòu)層次如圖3所示。對于圖3中功能性組件之間的關(guān)聯(lián)，以增加組件和保存組件為例。

① 單擊增加組件后，其本身將處于無效狀態(tài)，頁面上除取消組件、保存組件和編輯框處于有效狀態(tài)外，其他組件均處于無效狀態(tài)。若單擊增加組件后，頁面上所有組件都處于有效狀態(tài)，則單擊TDBGrid組件、修改組件和刪除組件等會出現(xiàn)數(shù)據(jù)混亂現(xiàn)象。若沒有成功添加數(shù)據(jù)便執(zhí)行刪除操作，則會導(dǎo)致軟件崩潰以致于損壞電腦主機。使取消組件、保存組件和編輯框處于有效狀態(tài)是因為增加的過程是從編譯框中讀取信息，保存組件可以將之前添加的數(shù)據(jù)信息保存到數(shù)據(jù)庫中，取消組件可以取消之前的添加操作。其結(jié)構(gòu)如圖4所示。

② 單擊保存組件后，其本身處于無效狀態(tài)，頁面上除取消組件、保存組件和編輯框處于有無效狀態(tài)外，其他組件均處于有效狀態(tài)。若單擊保存組件后，頁面上所有組件都處于有效狀態(tài)，則單擊取消組件、保存組件和編輯框組件將會使數(shù)據(jù)再次保存病修改，將會出現(xiàn)數(shù)據(jù)混亂不真實甚至導(dǎo)致軟件崩潰以致于損壞電腦主機的現(xiàn)象。使TDBGrid組件、修改組件、刪除組件、上傳組件和審核組件均處于有效狀態(tài)是因為將數(shù)據(jù)成功保存到數(shù)據(jù)庫中后，可以重新對數(shù)據(jù)庫表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)混亂等狀況。其結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖3 窗體結(jié)構(gòu)Fig.3 Form structure

圖4 增加組件結(jié)構(gòu)Fig.4 Structure of the additional components

圖5 保存組件結(jié)構(gòu)Fig.5 Structure of the saved components

3 測試與結(jié)果分析

3.1 測試過程

1) 在Delphi中創(chuàng)建信息化管理項目。在項目開始之前將自定義組件的包地址引入到項目中，可以在項目設(shè)計的任何一個頁面工具箱中使用自定義組件。

2) 在Delphi的工具箱中的自定義組件包中可以看到常用的自定義組件，見表2。

表2 已完成的自定義組件

3)在頁面中添加需要的組件：連接服務(wù)器組件、功能必要組件(模板組件和初始化組件)和其他功能性組件。在模板組件中添加當(dāng)前頁面的信息，成功連接數(shù)據(jù)庫組件與數(shù)據(jù)顯示如圖6(a)所示，數(shù)據(jù)的顯示包含了TDBGrid、TDBEdit等數(shù)據(jù)組件，同時使用TBindSource組件進(jìn)行數(shù)據(jù)直接關(guān)聯(lián)，即數(shù)據(jù)組件進(jìn)行連接，編譯框與數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)的字段進(jìn)行關(guān)聯(lián)，其結(jié)果如圖6(b)所示。

3.2 結(jié)果分析

在項目開發(fā)過程中使用自定義組件開發(fā)方法，只需在頁面上添加所需的功能性組件，并對組件的屬性進(jìn)行設(shè)置，而不需要在OnClick事件中寫入任何代碼即可完成相關(guān)功能。在“供電所標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程”系統(tǒng)中使用傳統(tǒng)開發(fā)方法，387個頁面需要200個工作日完成開發(fā)調(diào)試工作，而在“縣級標(biāo)準(zhǔn)化管理流程”系統(tǒng)中使用本文所述的自定義組件方法開發(fā)，673個頁面共用28個工作日完成，開發(fā)效率提高了80%以上。使用自定義組件開發(fā)方法的主要工作是開發(fā)組件，組件開發(fā)完成后，便可通過對組件屬性進(jìn)行設(shè)置來完成開發(fā)工作。因此，傳統(tǒng)開發(fā)方法需要2 d完成的窗體，自定義組件開發(fā)方法只需要40 min便可完成。而當(dāng)軟件需要升級修改時，只需修改自定義組件代碼。這就極大減少了程序的Bug，提高了程序的運行質(zhì)量。

圖7為信息化建設(shè)項目中的窗體效果。開發(fā)時僅需將相應(yīng)組件添加到窗體中并對屬性進(jìn)行設(shè)置即可實現(xiàn)相應(yīng)的功能，達(dá)到軟件快速開發(fā)的目的。

圖6 頁面上數(shù)據(jù)與對應(yīng)的數(shù)據(jù)組件關(guān)聯(lián)Fig.6 Association of data on the page with the corresponding data components

圖7 窗體效果Fig.7 Effect of form

4 結(jié) 論

文中在Delphi中利用組件的自定義方法，通過對組件父類的繼承并將組件的功能代碼放入組件的相應(yīng)事件中，通過對窗體組件的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，設(shè)計開發(fā)出滿足需求的相關(guān)功能性組件。實驗結(jié)果表明，文中提出的自定義組件開發(fā)方法可提高開發(fā)效率、減少代碼重復(fù)率，為軟件高效運行以及程序的更新、升級提供便利。從已經(jīng)開發(fā)完成的項目來看，傳統(tǒng)開發(fā)方法計劃60 d完成的工作量僅需10 d左右即可完成，工作的效率提高了80%以上，文中方法達(dá)到了軟件高效快速開發(fā)的目的。文中方法可在C#、Java等平臺軟件開發(fā)中變通使用。