CN101146281A - 一种面向移动终端的创建图形用户界面模型 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种面向移动终端的创建图形用户界面模型，属于图形界面开发领域。它包括功能层、对象层和界面模板层，功能层是通过需求分析来得到界面的框架、界面之间的关系以及界面对对象层的要求，是对整个系统功能的描述；对象层是整个图形用户模型的中间层，体现的是界面与内部数据的关系，描述了对象的数据成员特性以及对象成员的基本数据类型；界面模板层用来建立内部数据与外部显示元素的对应关系。移动终端的图形用户界面层次结构采用树结构，除了树的根节点外，树的节点有两种，一种是菜单节点，一种是对话框节点，每一个菜单节点都有子节点。利用本发明可以提高移动终端界面开发的效率，并且增强了代码的可重用性。
Description
技术领域
本发明属于图形界面开发领域，特别是涉及移动终端的图形界面模型开发的方法。
背景技术
移动终端的种类极其繁多，软硬件平台规范各不相同，互相之间的兼容性不是太好，其计算能力、存储容量、显示能力以及声音效果等也千差万别，因此在开发移动应用时常常需要专门针对某一型号的一种设备进行设计，这增加了应用开发的复杂度，移动终端界面的开发也不例外，各种设备的差异甚至可能是移动终端应用开发过程中最需要考虑的一个环节。在移动终端的嵌入式系统图形用户界面开发中，由于硬件底层、嵌入式操作系统以及图形用户界面支持系统的差别，图形用户界面的开发耗费了移动终端系统开发的大半的时间。为了提高移动终端系统开发的效率，有必要研究并建立面向移动终端的图形用户界面模型以及在基于该模型的界面快速生成的方法和工具。移动终端的种类极其繁多，软硬件平台规范各不相同，互相之间的兼容性不是太好，其计算能力、存储容量、显示能力以及声音效果等也千差万别，因此在开发移动应用时常常需要专门针对某一型号的一种设备进行设计，这增加了应用开发的复杂度，移动终端界面的开发也不例外，各种设备的差异甚至可能是移动终端应用开发过程中最需要考虑的一个环节。在移动终端的嵌入式系统图形用户界面开发中，由于硬件底层、嵌入式操作系统以及图形用户界面支持系统的差别，图形用户界面的开发耗费了移动终端系统开发的大半的时间。为了提高移动终端系统开发的效率，有必要研究并建立面向移动终端的图形用户界面模型以及在基于该模型的界面快速生成的方法和工具。
发明内容
针对以上的不足，本发明提出了一种面向移动终端的创建图形用户界面模型。
为了实现发明目的，采用了由功能层、对象层、界面模板层组成的三层结构的图形用户界面模型，下面分别对这三层结构进行说明：
功能层是通过需求分析来得到界面的框架、界面之间的关系以及界面对对象层的要求。功能层描述了用户所能使用的功能，同时也描述了这些功能之间的互相调用的关系，因此也是对整个系统功能的描述。
移动终端的图形用户界面层次结构采用树结构，除了树的根节点外，树的节点有两种，一种是菜单节点，一种是对话框节点，每一个菜单节点都有子节点。这树结构和描述系统功能的表示方法只是一种逻辑结构的描述。这种描述是在需求分析中通过对系统功能的了解而建立起来的，还需要借助于实际的表示方式来给予固化，我们采用XML的方式来描述功能层。这就涉及逻辑描述的树结构到XML描述的转换。功能层通过树结构来描述整个系统的功能组成、功能之间的关系以及功能与对象层的关系。因此利用树的深度优先算法遍历树结构，便能得到功能层的XML描述。
对象层是整个图形用户模型的中间层，体现的是界面与内部数据的关系，描述了对象的数据成员特性以及对象成员的基本数据类型。对象层的每个对象由编号、对象名称、对象属性组成，对象属性可以有多个。每个属性又包括以下内容：属性名称、数据的类型、界面类型。属性名称是对象中一个属性的名称，数据类型为对象属性的在程序中的数据类型，一般字符型，整型等，界面类型表示的是该属性在具体界面中的表示形式，具体地说就是用什么控件来表达该属性的数据。
界面模板层的由界面模板库组成的，界面模板库由界面模板构成。界面模板层用来建立内部数据与外部显示元素的对应关系。界面模板是用来描述图形用户界面的大小、布局、组成和界面风格的表示单元。界面模板与对象层的里的对象相对应。对象层里的对象表示的是内部数据，界面模板表示的是在外部显示元素，是内部数据在外部的可视化表现。
所述创建图形用户界面模型都以XML的方式保存。
本发明的有益效果在于：
1)提高移动终端界面开发的效率。本方法总结了现有的各种图形用户模型的不足，针对移动终端用户界面的特点，提出建立面向移动终端的由功能层、对象层、界面模板层构成的三层图形用户界面模型。本方法的代码生成算法，很好的支持了移动终端设备的图形用户界面的开发，提高了界面开发的效率。
2)增强了代码的可重用性。三层的用户界面模型都以XML的方式保存，XML具有很好的可扩展性，可以用来描述具有丰富语义的逻辑结构，以XML的方式把所建立的界面模型保存起来，其优点在于提高了界面的可重用性，使得界面模型能够在不同的平台上能得到重建和利用，从而也提高的界面开发的可重用性。
附图说明
图1移动终端的图形用户界面层次结构图；
图2树结构到XML转换的流程图；
图3界面模板层的体系结构图；
图4模板的树结构示意图；
图5界面模板库的建立流程图；
图6代码生成的四个阶段示意图；
图7代码自动生成方法的总体框架示意图；
图8用户界面代码生成算法流程图；
图9多级菜单窗体生成算法流程图；
图10 窗体生成代码算法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步阐述。
一种面向移动终端的创建图形用户界面模型，它包括功能层、对象层和界面模板层：功能层是通过需求分析来得到界面的框架、界面之间的关系以及界面对对象层的要求，功能层描述了用户所能使用的功能，同时也描述了这些功能之间的互相调用的关系，因此也是对整个系统功能的描述；对象层是整个图形用户模型的中间层，体现的是界面与内部数据的关系，描述了对象的数据成员特性以及对象成员的基本数据类型；界面模板层用来建立内部数据与外部显示元素的对应关系，界面模板层的由界面模板库组成的，界面模板库由界面模板构成。
移动终端的图形用户界面层次结构采用树结构，除了树的根节点外，树的节点有两种，一种是菜单节点，一种是对话框节点，每一个菜单节点都有子节点。
对象层的每个对象由编号、对象名称和对象属性组成，对象属性可以有多个。对象属性包括以下内容：属性名称、数据的类型和界面类型，其中，属性名称是对象中一个属性的名称，数据类型为对象属性的在程序中的数据类型，一般字符型，整型等，界面类型表示的是该属性在具体界面中的表示形式，具体地说就是用什么控件来表达该属性的数据。
界面模板层的界面模板是用来描述图形用户界面的大小、布局、组成和界面风格的表示单元，界面模板与对象层的里的对象相对应，对象层里的对象表示的是内部数据，界面模板表示的是在外部显示元素，是内部数据在外部的可视化表现。
本发明提出的三层用户界面模型和代码生成方法目的是为了快速构建用户界面代码。代码的生成过程包括四个阶段：需求分析阶段、界面模型建立阶段、建立映射规则和代码生成阶段。四个阶段如图6所示
第一阶段，需求分析阶段，它是整个代码生成的基础，他通过了解系统的功能要求，数据要求，界面要求，用非形式化的语言把各个系统需求描述下来，为模型的建立做好准备工作。
第二阶段，界面模型建立阶段，本文提出的界面模型分成三层：功能层、对象层、界面模板层。移动终端的图形用户界面层次结构如图1所示，这种层次结构形成树结构。除了树的根节点外，树的节点有两种，一种是菜单节点，一种是对话框节点。每一个菜单节点都有子节点。我们采用XML的方式来描述功能层。这就涉及逻辑描述的树结构到XML描述的转换。功能层通过树结构来描述整个系统的功能组成、功能之间的关系以及功能与对象层的关系。因此利用树的深度优先算法遍历树结构，便能得到功能层的XML描述，其算法如下：
| Node*NextLayer//表示树结构中一层的孩子节点Node*Next//一个节点的兄弟节点Void GetXMLFromTree(Node*tree){tree节点在树中的第i层打印<layer i>打印属性；For(Node的每一个子节点){ if(第一个子节点)GetXMLFromTree(tree->NextLayer)；elseGetXMLFromeTree(tree->Next)；}}打印<layer i>} |
首先从树结构的根结点出发，打印节点在树中所在的层到XML文档，打印节点的属性到XML文档，得到节点的子节点数，对每一个子节点重复以上的步骤直到所有节点都遍历完毕。
树结构到XML转化的程序流程图如图2所示。功能层的建模过程就是先通过需求分析得到系统功能的树结构描述，再利用树结构到XML的转换算法，将树结构转换为XML文档并保存起来。
为了更好的说明对象的构成，现在以学习机中的通讯簿模块中一个联系人的对象为例，说明对象的结构和XML描述。
联系人对象有其名称为“联系人”，对象编号为001，包含的5个属性分别为：联系人姓名、手机、传真、电子邮箱、组别。每个属性有各自的数据类型和界面类型。这个对象的详细内容如下表所示。
| 对象名称： | 联系人 | ||
| 对象编号 | 001 | ||
| 属性 | 属性名称 | 数据类型 | 界面类型 |
| 联系人姓名 | 字符型 | text | |
| 手机 | 字符型 | text | |
| 传真 | 字符型 | text | |
| 电子邮箱 | 字符型 | text | |
| 组别 | {同学，家人，...} | combox | |
联系人对象的XML描述如下：
| <？xml version＝″1.0″？><Object><Name>联系人</Name><ID>001</ID><Element><Name>联系人姓名</Name><Data_Type>字符型</Data_Type><UI_Type>text</UI_Type></Element><Element><Name>手机</Name><Data_Type> 字 符 型</Data_Type><UI_Type>text</UI_Type></Element><Element> | <Name>传真</Name><Data_Type>字符型</Data_Type><UI_Type>text</UI_Type></Element><Element><Name>电子邮箱</Name><Data_Type> 字 符 型</Data_Type><UI_Type>text</UI_Type></Element><Element><Name>组别</Name><Data_Type> 字 符 型</Data_Type><UI_Type>text</UI_Type></Element></Object> |
如图3所示，界面模板层的由界面模板库组成的，界面模板库由界面模板构成。用树结构来表示这种界面元素之间的关系已经是很成熟的技术了，如图4所示。我们扩展了这种树形结构的表示法，采用XML文档描述用户模板。界面模板库的建立过程如图5所示，界面模板首先通过界面编辑器在可视化的环境中根据界面设计者的经验建立，再通过XML转换器转换为XML描述，然后根据界面预先定义好的作为分类标准的特性归类到合适的界面模板库中存储。对于界面模板库中的界面模板不是只读的，对界面模板库中模板的修改需要先能过界面模板检索器找到所要修改的模板，读取界面模板的XML信息。通过XML解析器把XML信息重新转换为界面编辑器中的可视化描述。通过操作界面编辑器对模板进行修改后，保存回界面模板库中，保存的过程基本与界面建立的过程相同。
模板的检索方法有两种：一种按编号来查找，这需要在建立对象模型时先确定对象与模板的对应关系。在查找的过程中，通过对象中所描述的模板库编号和模板编号。找到模板所在的模板库，然后在模板库内根据模板号找到所要显示的界面模板。第二种方法是不为对象层的对象指定具体的模板，而是根据对象中原子元素的个数如各类控件的个数，界面的风格，色彩，布局等。根据这些设定的查询条件来得到对象所对应的界面模板。
第三阶段，建立映射规则，针对目标语言和目标系统和采用的图形支持系统建立模型中各层的元素到具体代码的映射规则。建立映射规则是指根据目标语言以及具体的图形支持系统，确定用户界面模型中的功能层、对象层以及界面模型层中各个元素到具体目标代码的关系，如下表所示。在映射的过程中，界面模型的元素按照映射规则把相应的代码加入到程序体中。
界面模型到源代码的映射表
| 图形用户界面模型 | 映射规则 | 其他说明 |
| 功能层 | 功能层的每个结点对应目标代码的一 | 根据树结点的类型映 |
| 个窗体创建函数的程序段 | 射到不同类型的窗体生成函数。 | |
| 对象层 | 对象层中的对象到目标语言的类或结构体定义的转换以及类的实例化。 | 转换为类还是结构体取决于目标语言是否为面向对象语言。 |
| 界面模板层 | 界面模板的窗体以及窗体内各个控件元素与图形支持系统的控件创建API之间的映射。 | 界面模板有位置、大小、风格等属性。 |
第四阶段，代码生成阶段。代码生成方法的框架如图7所示。整个代码生成过程可以由两个工具来完成，一个是界面模型生成工具，另一个是代码生成引擎。界面模型生成工具用来建立三层用户界面模型并实现模型各层到XML表示方法的转换。在模型建立后，经过XML转换器转换为XML文档。XML转换器实现了功能层，对象层和界面模板层各自向XML表示方式的转换。代码生成引擎实现的是模型的重建以及源代码的生成。它首先通过XML解释器解读出界面模型生成工具所生成的XML文档，解析XML重新建立用户界面模型。代码生成器根据映射规则生成能够在移动终端目标机器上运行的源代码。代码生成算法的程序流程图如图8所示。
在用户界面窗体的生成过程中，主要有两类窗体：一类是菜单窗体，另一类是对话框窗体。下面分别介绍这两种窗体的生成算法。多级菜单窗体代码生成算法，其生成代码的步骤如下：读取菜单节点所在对象层中的菜单对象，根据对象的属性检索可以表达对象数据的界面模板。按照界面模板所提供的信息来分配子菜单的位置和样式。子菜单的名称通过读取菜单对象的所有元素的值来得到，最后根据建立的映射规则生成菜单窗体的源代码。程序流程图如图9所示。当功能层的一个节点为对话框节点时，便调用对话框代码生成算法。其算法的步骤如下：第一步根据功能层的节点内容找到在对象层中相对应的对象。第二步根据所找到的对象的属性根据模板搜索方法找到合适表达对象内容的界面模板，若存在对应的界面模板则读取模板内容，否则创建相应的模板到模板库中。第三步读取界面模板中窗体框架的属性以及各个界面子元素的属性(类型，位置，大小)。第四步根据预先建立的映射规则，把第二步读取的对象信息和第三步读取的界面相关信息生成源代码。程序流程图如图10所示。
Claims (6)
1.一种面向移动终端的创建图形用户界面模型，它包括功能层、对象层和界面模板层：
功能层是通过需求分析来得到界面的框架、界面之间的关系以及界面对对象层的要求，功能层描述了用户所能使用的功能，同时也描述了这些功能之间的互相调用的关系，因此也是对整个系统功能的描述；
对象层是整个图形用户模型的中间层，体现的是界面与内部数据的关系，描述了对象的数据成员特性以及对象成员的基本数据类型；
界面模板层用来建立内部数据与外部显示元素的对应关系，界面模板层的由界面模板库组成的，界面模板库由界面模板构成。
2.根据权利要求1所述的面向移动终端的创建图形用户界面模型，其特征在于，所述移动终端的图形用户界面层次结构采用树结构，除了树的根节点外，树的节点有两种，一种是菜单节点，一种是对话框节点，每一个菜单节点都有子节点。
3.根据权利要求1所述的面向移动终端的创建图形用户界面模型，其特征在于，所述对象层的每个对象由编号、对象名称和对象属性组成，对象属性可以有多个。
4.根据权利要求3所述的面向移动终端的创建图形用户界面模型，其特征在于，所述对象属性包括以下内容：属性名称、数据的类型和界面类型，其中，属性名称是对象中一个属性的名称，数据类型为对象属性的在程序中的数据类型，一般字符型，整型等，界面类型表示的是该属性在具体界面中的表示形式，具体地说就是用什么控件来表达该属性的数据。
5.根据权利要求1所述的面向移动终端的创建图形用户界面模型，其特征在于，所述界面模板层的界面模板是用来描述图形用户界面的大小、布局、组成和界面风格的表示单元，界面模板与对象层的里的对象相对应，对象层里的对象表示的是内部数据，界面模板表示的是在外部显示元素，是内部数据在外部的可视化表现。
6.根据权利要求1所述的面向移动终端的创建图形用户界面模型，其特征在于，所述创建图形用户界面模型都以XML的方式保存。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20080319 |