借助RubyGnome2库进行GTK下的Ruby GUI编程的基本方法

前言
随着rubygnome2库越来越完善，以及ruby1.9的性能提升，用ruby编写gui程序渐渐从我的业余爱好转为我工作的一个重要部分。
 
用ruby写程序确实很有乐趣，它可以让你的想法快速地以一种优雅的方式实现。本文介绍的一个gem就是一个例子，用很少的代码，实现很有趣的功能，让编写ruby gui程序变得轻松愉快。
 
rubygnome2介绍
 
虽然我以前也曾经多次地介绍过rubygnome2，但我还是想再一次地推荐rubygnome2，它实在是使用ruby编写gui程序的首选。
 
rubygnome2是gtk+库的一个ruby扩展。它对gtk+的对象模型仔细地用ruby的方式进行封装，保留了gtk+ api命名方式和含义，因此gtk+的文档对于rubygnome2也是适用的---尽管我认为rubygnome2的文档已经做得非常不错了，需要回去借鉴gtk文档的地方实在不多。
 
虽然gtk本身是由c编写的，但它有一套完整的精心设计对象体系，使得它的gui元件可以非常灵活的*组合，以实现复杂的，功能强大的界面。
 
由于gtk非常重视它的对象体系的灵活性，因此刚开始使用gtk编程并不容易。很多时候表面上看起来很简单的一个功能，在gtk里面却要绕几个弯才能实现。例如要设置一个label的字体，要通过pango来实现，pango接管了gtk的所有字体渲染事务....这种“多绕几个弯”的情况很多，它确实使得编写gtk程序不那么直接了当。但换来的是整个gtk系统变得非常灵活，以较少的代价实现强大的功能，在跨平台，换肤，国际化上面都有很好的表现。
 
rubygnome2继承了gtk的所有特点，包括优点和缺点。
 
gui布局
gtk程序的布局很灵活，有许多种容器可选择。在布局的时候，大多数都是推荐相对位置而不是绝对位置，这样gui程序可以更好的适应不同分辨率的屏幕，也有利于特定风格对ui的fine tune。
最常见的容器就是“盒子”，包括“水平盒子”和“垂直盒子”。将可视的ui元件放入“盒子”，不同的“盒子”互相组合叠放就可以构建出目标布局。
 
理论上用盒子就可以构建任何相对位置布局，但是为了方面，gtk还提供了像table这样的更高级的容器。
 
盒子模型对于许多刚开始gtk编程的人觉得很难适应，即使用了可视化布局工具例如glade，初学者也往往被盒子模型困扰。可视化布局器最擅长的是固定位置布局。对于相对位置布局，很多时候用代码构建界面比用glade反而来的快捷方便。
 
但是用代码构建界面有一个显著的缺点，那就是“不直观”，即很难从代码中看出ui布局，这样会给后期维护以及变更带来麻烦。
 
有一些gui库如shose，用builder风格的代码来描述ui，使得ui布局可以通过代码形象地体现出来，如以下这个例子来自shooose.net：
 

shoes.app { 
 stack(:margin => 4) { 
  button "mice" 
  button "eagles" 
  button "quail" 
 } 
} 

 
 
这样，我们就可以从代码中一下子看出ui布局了。
 
builder风格的代码和html很类似，对于熟悉html的web界面设计者来说，可视化的编辑器并没有多大的必要。
 
 
rubygnome2没有为我们提供builder方式的布局，因此ui代码写起来就像：
 

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 

 
从上面的代码中很难一下子看出ui布局。
 
如果也为rubygnome2构建一个builder风格的布局器，那么代码就会变成：
 

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，这个代码就和shose差不多了，可以从代码中一眼看出ui布局。
 
本文所介绍的gtksimplelayout其功能之一就是为rubygnome2提供builder风格的布局器。
 
gtksimplelayout布局器
这个简单的布局器原先只有200行不到的代码，我经常是直接拷贝到项目中使用。后来逐渐添了些功能，觉得它变得更有用了，于是便发布到github生成gem，方便感兴趣者使用。
 
source: git://github.com/rickyzheng/gtksimplelayout.git
or:
gem source -a http://gems.github.com && gem install rickyzheng-gtksimplelayout
 
以下是主要功能介绍以及简单例子。
 
提供builder风格布局
正如上面的例子中所介绍的，gtksimplelayout为rubygnome2带来了builder风格的布局功能，只需要为布局的类扩展gtksimplelayout::base即可，一个完整的例子：
 

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  
 
 
从上面的例子中可以看出，gtksimplelayout并没有改变rubygnome2程序的主框架，它只是一个扩充。
 
 
属性设置
在放置ui元件的时候，往往需要设置初始属性，或者要指定布局参数。gtksimplelayout用hash来传递这些属性与参数，例如：
 

vbox do 
 button 'sensitive = false', :sensitive => false # 初始为disable状态 
 button 'expand space', :layout => [true, true] # 指定这个button填充剩余空间 
end 

上面这个例子中，第一个button的初始状态为disable。 ":sensitive => false"这个参数最终被转换成属性设置：gtk::button#sensitive=false，至于gtk::button有那些属性可以设置，请参阅rubygnome2 api文档或gtk文档。gtksimplelayout在这里只是作一个简单参数的转换而已。
 
第二个button的":layout => [true, true]"有点特殊。":layout" 参数是gtksimplelayout的保留参数，它会被转换成当这个ui被放入容器时候的参数。这个例子中，容器是vbox(gtk::vbox)，默认的加入方法是gtk::vbox#pack_start，这个例子中的[true, true] 最终会被传递到pack_start，因此这个button在被加入vbox的时候调用的方法以及参数是："gtk::vbox#pack_start( button, true, true)"。
 
因此，要使用gtksimplelayout，就首先要熟悉rubygnome2的各个元件，容器的用法，以及参数。当你熟悉了rubygnome2以后，用gtksimplelayout就会非常简单。
 
批量属性设置
在ui布局的时候，经常碰到要对一组ui元件设置相同的属性的情况，例如：

hbox do 
  button 'c', :layout => [false, false, 5] 
  button 'd', :layout => [false, false, 5] 
  button 'e', :layout => [false, false, 5] 
end 

这个时候，可以用"with_attr"来简化：

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时候有 特殊要求，例如gtk::hpaned，左边子窗口要用gtk::hpaned#add1()来添加，右边的用gtk::hpaned#add2()。对于这种容器，gtksimplelayout要特别对待，就以hpaned为例：

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

 

需要特殊对待的容器有：
hpaned/vpaned : 用area_first和area_second来添加子窗口。
table : 用grid来填充格子。
nodebook : 用page来添加子页。
 
标识ui元件
gtksimplelayout用":id => ??"这个参数为ui元件进行标识，例如：

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

 
之后，可以用component()函数取得这个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 

 
 
如果嫌麻烦，gtksimplelayout还提供了expose_components()用于自动将所有已标识的元件添加为实例读属性(getter)：

expose_components() # 将自动添加btn_first和btn_second这两个读属性(getter)。  

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

 
 
自动事件响应映射
如果你嫌显式调用signal_connect来注册事件麻烦，那么gtksimplelayout为你提供了自动事件响应映射的功能：

require 'gtk2' 
require 'simple_layout' 
 
class mywin < gtk::window 
 include simplelayout::base 
 def initialize 
  super 
  add my_layout 
  register_auto_events() # 注册自动事件响应映射 
 end 
 
 def my_layout 
  hbox do 
   button "first', :btn_first 
   button "second", :btn_second 
  end 
 end 
 
 # 事件响应函数 
 def btn_first_on_clicked(*_) 
  puts "first button clicked" 
 end 
 
 # 事件响应函数 
 def btn_second_on_clicked(*_) 
  puts "second button clicked" 
 end 
 
 # 退出事件响应函数 
 def self_on_destroy(*_) 
  gtk.main_quit 
 end 
end 

 
最后那个'self‘是指宿主容器。
 
ui分组
有时候你希望对ui元件进行分组，这样就可以对同一组的ui元件进行控制，如使能或禁止整个组。gtksimplelayout允许你在布局的时候指定ui组。
gtksimplelayout的ui分组规则如下：
默认情况下，已命名的容器（即传入了:id参数）自动对自己所属的子元件建立一个组，组名就是容器明。
如果容器传入:gid=>??参数，则以此名称为所属子元件建立组。
允许多个容器的:gid名字相同，这种情况下所属子元件将归为同一个组。
可以用“group”来显式对ui分组，group可以看作是一个虚拟的容器。
用component_children(group_name)来获取ui组。
 
由于ui分组的例子比较长不在此列出，请参阅源码中的examples/group.rb文件
 
 
ui与逻辑代码分离
由于gtksimplelayout潜在地迫使使用者分离界面代码和逻辑处理（或事件响应）代码，使得整个程序的层次结构更加清晰。对于界面元件比较多的程序，可以很方便的分区进行layout，因为layout的结果还是容器，这个容器又可以放入其他容器组合成更复杂的界面。
 
由于gtksimplelayout并不改变rubygnome2的程序结构，你可以选择在你的程序中部分或全部使用gtksimplelayout。虽然本文所提供的例子都是静态布局，但由于gtksimplelayout是存代码构建ui，因此你完全可以在布局的时候传入变量，进行动态布局和动态生成ui，而仍然保持ui代码的“可视化”。
 
 
有兴趣者可以看看gtksimplelayout实现的代码，不过300行而已，这就是ruby的魅力。
 
最后，贴上一个计算器的界面部分的代码例子，你能从代码中看出ui布局么？

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 :-)