Qt动态生成图形界面程序的设计与实现
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（2） 描述应用程序。包括描述应用程序调用的类和类函 数，以及必要的输入、输出参数等。
（3） 描述事件的绑定。包括描述器件与器件间、器件与 应用程序间的事件绑定。
下面通过一个实例，展示 XML 描述文件是怎样描述一个 窗口及其功能的。
<窗口> <窗口名 窗口类型 ＝“Dialog”>testDlg</窗口名〉
ARTIFICIAL INTELLIGENCE AND IDENTIFICATION TECHNIQUES
人工智能及识别技术
动态生成图形界面程序的设计与实现
易彤
（武汉大学计算机学院，武汉 430000）
摘 要： 介绍通过运行解释程序解析 XML 描述文件，动态生成 Qt 语言图形界面应用程序的实现方法。实际应用证 明，使用这种技术可以缩短软件开发周期，提高软件的可扩展性、可维护性和稳定性。 关键词： 动态生成图形界面；描述文件；事件动态绑定；XML 技术；Qt 语言
件中动态库信息调用动态库加载程序得到应用功能对象。Lin－ ux 系统下的动态库加载程序比较简单，相关程序的开发资料 也比较容易查到，这里就不作详细介绍。要说明的是，在应 用程序开发中所有的应用类，都需要继承一个统一的基类，
这是为了在动态加载应用类时，动态生成图形界面的程序能
够以统一的形式加载。同时为实现参数的传递，基类中要有 统一输入参数属性和输出参数属性定义。
[9] 张鹏，吴刚. 基于 XML 的图形用户界面 [N] . 计算机世界 报，2006，08.28 (B15、B16) .
作者简介 易彤，男 （1971-），高级Baidu Nhomakorabea程师，石油大学，现正在攻读武 汉大学计算机学院硕士研究生，研究方向：计算机技术 。
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class windowSlot:public Qobject { Q_OBJECT: public: windowSlot () ; ~windowSlot () ; DialogMap M_dialog //应用中需要使用的窗口 StringMap m_inputMap; //输入的参数 ApplyClass *m_apply; //应用类指针 public slots:
1 概念
同编程开发图形界面程序相比，使用动态生成技术，程 序开发员不需要编写图形界面程序、编译源代码、部署、运 行程序执行码。而是编写图形界面描述文件，通过执行图形 界面解释程序解析描述文件，就能生成可执行的图形界面应 用程序。使用动态生成系统，能够简化图形界面程序的开发 步骤，提高系统的开发效率，减少系统程序的错误。
void showWindow () ; //显示窗口 void SoltFunction () ; //得到指定窗口中 m_widgetParaMap 指定的器件中的值 } 该类中 showWindow 槽函数用于当一个器件发出信号后显 示输入参数中指定的窗口。slotFunction 槽函数用于调用分析 输入参数和调用 ApplyClass 中的应用函数。在动态事件绑定 实现过程中，每一个信号都会有一个槽对象和它对应，每一 个槽对象对应了一个应用功能。这种对应关系实现了图形界 面中器件发出的事件和应用功能的绑定。
动态生成图形界面技术具有以下特点： （1） 动态生成图形界面不需要编写程序，避免各种人为 错误的产生，提高了软件的稳定性。 （2） 实现了软件的组件化开发，提高了软件的可扩展性 和可维护性。 （3） 减轻程序开发员学习图形界面开发语言的负担，缩 短了软件开发周期。
2 设计
实现方案的图形界面开发的语言采用 Qt 语言，描述文件 为 XML 格式文件，应用功能的编程语言使用标准 C++语言。 系统开发环境是 Linux 操作系统。设计方案由数据层、数据访 问层、业务层三层结构组成。其中数据层定义 XML 描述文件 中节点的结构，节点名和属性名的命名标准。数据访问层的 作用是访问 XML 文件，解析文件中对图形界面和应用功能的 描述。业务层的功能是根据图形界面解析结果动态生成图形 界面的各种窗口和器件，实现器件上产生的事件与应用功能 的绑定。同时该层还具有管理内存中的各种业务对象的功能。
3.3.3 动态事件绑定实现 Qt 提供的信号、槽机制是由 QObject 类中一个 connect 成
员函数实现的。该函数为：bool QObject::connect (const QOb－ ject *sender,const char *signal,const QObject *receiver ,const char * member)。分析该函数，可以发现信号类 sender 和槽类 re－ ceiver 可以是不同的类。这就为事件的动态绑定提供了一个有 利的条件。也就是说，信号可以使用 Qt 提供的各种器件类和 信号函数，可以开发一个槽类用于加载各种应用。下面就是 槽类的定义。
[7] KASIK D J.LUND M A,RAMSEY H W. Reflections on using a UIMS for complex applications [ J ] . IEEE Software 1989.6 (1)：54-61.
[8] 王婷. XML 技术在嵌入式系统的 GUI 系统 [J] . 武汉科技 大学学报，2005，28 (3)：75-77.
参考文献
[1] Michael Morrison. XML 揭秘- 入门.应用.精通 [M] . 清华 大学出版社，2001：173-192.
[2] Daniel Solin. 24 小时学通 Qt 编程 [M] . 人民邮电出版社， 2000：41-51.
[3] 王子强. Linux 下图形用户界面程序的开发与实现 [J] . 计 算机应用与软件，2005，6：81-83.
[4] Eric Harlow 开发 Linux 应用--用 GTK+和 GDK 开发 Linux 图形用户界面应用 [M] . 电子工业出版社，2000:50-54.
[5] 施奈德曼. 用户界面设计—— —有效的人机交互测略 [M] . 电子工业出版社，2004：114-117.
[6] 吴根祥. 基于 XML 的用户界面描述语言分析 [J] . 计算机 系统应用，2004，12：28-30.
Dynamically-generated Graphical Interface Program Design and Implementation
YI Tong
（College of Computer Science, Wuhan University, Wuhan 430000）
Abstract: This paper by running the interpreter, parsing XML description file, dynamically generated language Qt GUI ap－ plications are implemented. Practical application shows that the use of such technology can shorten the software development cycle and improve the software, scalability, maintainability and stability. Key words: dynamically generated graphical interface; description files; event dynamic binding; XML technologies; Qt lan－ guage
3 实现
3.1 数据层实现 数据层描述文件是动态生成图形界面技术的一个重要组
成部分，其目的是用一种广泛使用、各种具有描述性结构的 语言来替代图形界面编程语言实现程序开发。XML 元语言是
本文收稿日期：2009-9-12
实现描述文件的最好选择。使用 XML 结构的图形界面描述文 件，应具有以下功能：
（1） 描述窗口和各种器件。包括描述图形界面窗口和器 件的布局、几何属性、显示属性等。
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电脑编程技巧与维护
case tyWindowNode: //窗口节点描述信息分析。得到创建窗口和器件的各 //种信息。
xmlWindowParser (m_Node->getFirstChild ()) ; break; case tyApplyNode: //应用节点描述信息分析。得到调用应用功能的各 //种信息。 xmlApplyParser (m_Node->getFirstChild ()) ; break; } 3.3 业务层的实现 业务层的功能是利用数据访问层传递来的各种描述参数， 实现 Qt 图形界面的创建，并将各种应用功能通过动态事件绑 定与图形界面耦合。同时，业务层还要管理在这一过程中产 生的各种业务对象，如各种应用对象、窗口对象等。下面将 详细介绍窗口和器件创建、应用功能加载、动态事件绑定等 功能的实现方法。 3.3.1 窗口和器件动态创建实现 窗口和器件动态创建的要点在两个方面，一方面是要将 窗口和器件的描述信息转化为 Qt 的具体窗口和器件，另一个 方面是要能够对创建的器件进行有效的管理。 为了实现这两个方面的技术，首先定义一个 QDialogOb－ ject 窗口类，该类的具体定义如下： class QDialogObject : public QDialog { public : QDialogObject （QWidget *，const char *,WFalg）； ~QDialogObject ()； WidgetManager m_widgetManager； } QDialogObject 类继承了 Qt 中的 QDialog 类，增加了一个 Qt 器件管理属性。这个属性记录了每一个器件的指针、器件 名、器件的父器件。通过这个属性可以查到每一个器件，并 可以操作这些器件。 在具体实现时，先根据窗口描述信息中的几何形状属，
<加入器件> <父器件>testDlg</父器件> <器件名 器件类型＝“QPushButton ”>Ok</器件名>
</加入器件> </窗口> <事件>
<发送者 事件类型＝“clicked ”>Ok</发送者> <接收者 接收函数＝“slotFunction”>testSlot</接收者> <应用函数 应用函数类名 =“aptest” 输出值＝“Hello world”>printValue</应用函数> </事件> 3.2 数据访问层实现 数据访问层的主要功能是，提供访问和操作 XML 文件的 方法，解析描述文件中窗口和器件、应用功能、事件绑定的 定义。在流程中，需要实现窗口和器件描述解析、应用功能 描述解析、事件绑定描述解析功能。 通过这个简单的程序，可以看到描述信息解析的一个基 本模式。依据这个模式，可以将 XML 文件中的各种描述信息 在分类后，传递给相应业务层中的功能模块。 switch (nodeType) {
显示属性实例化一个 QDialogObject 类。然后根据已得到的器 件类型、父器件、器件属性的描述参数，实例化 Qt 的各种器 件类，最后将器件对象插入 WidgetManager 属性。程序通过操 作 WidgetManager 属性实现器件事件绑定、数据访问等应用。
3.3.2 应用功能加载实现 应用功能采用用动态库调用方式实现动态加载。具体实 现步骤是：将开发的应用功能程序编译形成动态库，在 XML 描述文件中定义动态库的路径和库名，解释程序依据描述文
（3） 描述事件的绑定。包括描述器件与器件间、器件与 应用程序间的事件绑定。
下面通过一个实例，展示 XML 描述文件是怎样描述一个 窗口及其功能的。
<窗口> <窗口名 窗口类型 ＝“Dialog”>testDlg</窗口名〉
ARTIFICIAL INTELLIGENCE AND IDENTIFICATION TECHNIQUES
人工智能及识别技术
动态生成图形界面程序的设计与实现
易彤
（武汉大学计算机学院，武汉 430000）
摘 要： 介绍通过运行解释程序解析 XML 描述文件，动态生成 Qt 语言图形界面应用程序的实现方法。实际应用证 明，使用这种技术可以缩短软件开发周期，提高软件的可扩展性、可维护性和稳定性。 关键词： 动态生成图形界面；描述文件；事件动态绑定；XML 技术；Qt 语言
件中动态库信息调用动态库加载程序得到应用功能对象。Lin－ ux 系统下的动态库加载程序比较简单，相关程序的开发资料 也比较容易查到，这里就不作详细介绍。要说明的是，在应 用程序开发中所有的应用类，都需要继承一个统一的基类，
这是为了在动态加载应用类时，动态生成图形界面的程序能
够以统一的形式加载。同时为实现参数的传递，基类中要有 统一输入参数属性和输出参数属性定义。
[9] 张鹏，吴刚. 基于 XML 的图形用户界面 [N] . 计算机世界 报，2006，08.28 (B15、B16) .
作者简介 易彤，男 （1971-），高级Baidu Nhomakorabea程师，石油大学，现正在攻读武 汉大学计算机学院硕士研究生，研究方向：计算机技术 。
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class windowSlot:public Qobject { Q_OBJECT: public: windowSlot () ; ~windowSlot () ; DialogMap M_dialog //应用中需要使用的窗口 StringMap m_inputMap; //输入的参数 ApplyClass *m_apply; //应用类指针 public slots:
1 概念
同编程开发图形界面程序相比，使用动态生成技术，程 序开发员不需要编写图形界面程序、编译源代码、部署、运 行程序执行码。而是编写图形界面描述文件，通过执行图形 界面解释程序解析描述文件，就能生成可执行的图形界面应 用程序。使用动态生成系统，能够简化图形界面程序的开发 步骤，提高系统的开发效率，减少系统程序的错误。
void showWindow () ; //显示窗口 void SoltFunction () ; //得到指定窗口中 m_widgetParaMap 指定的器件中的值 } 该类中 showWindow 槽函数用于当一个器件发出信号后显 示输入参数中指定的窗口。slotFunction 槽函数用于调用分析 输入参数和调用 ApplyClass 中的应用函数。在动态事件绑定 实现过程中，每一个信号都会有一个槽对象和它对应，每一 个槽对象对应了一个应用功能。这种对应关系实现了图形界 面中器件发出的事件和应用功能的绑定。
动态生成图形界面技术具有以下特点： （1） 动态生成图形界面不需要编写程序，避免各种人为 错误的产生，提高了软件的稳定性。 （2） 实现了软件的组件化开发，提高了软件的可扩展性 和可维护性。 （3） 减轻程序开发员学习图形界面开发语言的负担，缩 短了软件开发周期。
2 设计
实现方案的图形界面开发的语言采用 Qt 语言，描述文件 为 XML 格式文件，应用功能的编程语言使用标准 C++语言。 系统开发环境是 Linux 操作系统。设计方案由数据层、数据访 问层、业务层三层结构组成。其中数据层定义 XML 描述文件 中节点的结构，节点名和属性名的命名标准。数据访问层的 作用是访问 XML 文件，解析文件中对图形界面和应用功能的 描述。业务层的功能是根据图形界面解析结果动态生成图形 界面的各种窗口和器件，实现器件上产生的事件与应用功能 的绑定。同时该层还具有管理内存中的各种业务对象的功能。
3.3.3 动态事件绑定实现 Qt 提供的信号、槽机制是由 QObject 类中一个 connect 成
员函数实现的。该函数为：bool QObject::connect (const QOb－ ject *sender,const char *signal,const QObject *receiver ,const char * member)。分析该函数，可以发现信号类 sender 和槽类 re－ ceiver 可以是不同的类。这就为事件的动态绑定提供了一个有 利的条件。也就是说，信号可以使用 Qt 提供的各种器件类和 信号函数，可以开发一个槽类用于加载各种应用。下面就是 槽类的定义。
[7] KASIK D J.LUND M A,RAMSEY H W. Reflections on using a UIMS for complex applications [ J ] . IEEE Software 1989.6 (1)：54-61.
[8] 王婷. XML 技术在嵌入式系统的 GUI 系统 [J] . 武汉科技 大学学报，2005，28 (3)：75-77.
参考文献
[1] Michael Morrison. XML 揭秘- 入门.应用.精通 [M] . 清华 大学出版社，2001：173-192.
[2] Daniel Solin. 24 小时学通 Qt 编程 [M] . 人民邮电出版社， 2000：41-51.
[3] 王子强. Linux 下图形用户界面程序的开发与实现 [J] . 计 算机应用与软件，2005，6：81-83.
[4] Eric Harlow 开发 Linux 应用--用 GTK+和 GDK 开发 Linux 图形用户界面应用 [M] . 电子工业出版社，2000:50-54.
[5] 施奈德曼. 用户界面设计—— —有效的人机交互测略 [M] . 电子工业出版社，2004：114-117.
[6] 吴根祥. 基于 XML 的用户界面描述语言分析 [J] . 计算机 系统应用，2004，12：28-30.
Dynamically-generated Graphical Interface Program Design and Implementation
YI Tong
（College of Computer Science, Wuhan University, Wuhan 430000）
Abstract: This paper by running the interpreter, parsing XML description file, dynamically generated language Qt GUI ap－ plications are implemented. Practical application shows that the use of such technology can shorten the software development cycle and improve the software, scalability, maintainability and stability. Key words: dynamically generated graphical interface; description files; event dynamic binding; XML technologies; Qt lan－ guage
3 实现
3.1 数据层实现 数据层描述文件是动态生成图形界面技术的一个重要组
成部分，其目的是用一种广泛使用、各种具有描述性结构的 语言来替代图形界面编程语言实现程序开发。XML 元语言是
本文收稿日期：2009-9-12
实现描述文件的最好选择。使用 XML 结构的图形界面描述文 件，应具有以下功能：
（1） 描述窗口和各种器件。包括描述图形界面窗口和器 件的布局、几何属性、显示属性等。
-103-
电脑编程技巧与维护
case tyWindowNode: //窗口节点描述信息分析。得到创建窗口和器件的各 //种信息。
xmlWindowParser (m_Node->getFirstChild ()) ; break; case tyApplyNode: //应用节点描述信息分析。得到调用应用功能的各 //种信息。 xmlApplyParser (m_Node->getFirstChild ()) ; break; } 3.3 业务层的实现 业务层的功能是利用数据访问层传递来的各种描述参数， 实现 Qt 图形界面的创建，并将各种应用功能通过动态事件绑 定与图形界面耦合。同时，业务层还要管理在这一过程中产 生的各种业务对象，如各种应用对象、窗口对象等。下面将 详细介绍窗口和器件创建、应用功能加载、动态事件绑定等 功能的实现方法。 3.3.1 窗口和器件动态创建实现 窗口和器件动态创建的要点在两个方面，一方面是要将 窗口和器件的描述信息转化为 Qt 的具体窗口和器件，另一个 方面是要能够对创建的器件进行有效的管理。 为了实现这两个方面的技术，首先定义一个 QDialogOb－ ject 窗口类，该类的具体定义如下： class QDialogObject : public QDialog { public : QDialogObject （QWidget *，const char *,WFalg）； ~QDialogObject ()； WidgetManager m_widgetManager； } QDialogObject 类继承了 Qt 中的 QDialog 类，增加了一个 Qt 器件管理属性。这个属性记录了每一个器件的指针、器件 名、器件的父器件。通过这个属性可以查到每一个器件，并 可以操作这些器件。 在具体实现时，先根据窗口描述信息中的几何形状属，
<加入器件> <父器件>testDlg</父器件> <器件名 器件类型＝“QPushButton ”>Ok</器件名>
</加入器件> </窗口> <事件>
<发送者 事件类型＝“clicked ”>Ok</发送者> <接收者 接收函数＝“slotFunction”>testSlot</接收者> <应用函数 应用函数类名 =“aptest” 输出值＝“Hello world”>printValue</应用函数> </事件> 3.2 数据访问层实现 数据访问层的主要功能是，提供访问和操作 XML 文件的 方法，解析描述文件中窗口和器件、应用功能、事件绑定的 定义。在流程中，需要实现窗口和器件描述解析、应用功能 描述解析、事件绑定描述解析功能。 通过这个简单的程序，可以看到描述信息解析的一个基 本模式。依据这个模式，可以将 XML 文件中的各种描述信息 在分类后，传递给相应业务层中的功能模块。 switch (nodeType) {
显示属性实例化一个 QDialogObject 类。然后根据已得到的器 件类型、父器件、器件属性的描述参数，实例化 Qt 的各种器 件类，最后将器件对象插入 WidgetManager 属性。程序通过操 作 WidgetManager 属性实现器件事件绑定、数据访问等应用。
3.3.2 应用功能加载实现 应用功能采用用动态库调用方式实现动态加载。具体实 现步骤是：将开发的应用功能程序编译形成动态库，在 XML 描述文件中定义动态库的路径和库名，解释程序依据描述文