* 使用 GTK+ 和 Glade 快速开发 Linux 图形界面

** GTK+ 简介

*** 基本概念

GTK+ 是一种用于创建图形界面的库. 嗯, gnome 用的就是它, 不过并不是说只
有在 gnome 环境中才能用, 只要系统 上装有 GTK 的库 (基本上有图形系统的个
人机都会有的啦) 就能运行 基于 GTK 的程序 . 除了 UNIX-like 平台, 它还移植
到 windows 上, 还有面向嵌入设备 的 framebuffer 版本等等.

GTK 依赖两个重要的库. 一个是 GLib, 这并不是一个图形库, 也和 glibc 不同
, 它大抵上提供了一些接口以屏蔽系统的不同, 比如 gint 在哪里都是 32bit
的, 等等; 另一个是 GDK, 它是一个设备无关的图形库, 支持基本的画点, 以及
与窗口管理 器沟通等任务, 由于 GTK 被设计成能在各个平台, 而非仅仅在
XWindow 环境下使用, 所以这个库也是必要的. 而在他们上面的 GTK 库, 就提
供了一些 widget --- 可以理解为控件啦, 不过窗口也是一个 widget 的说, 给
我们使用, 并提供了包装良好的事件响应机制.

*** GTK+ 开发基础

要开发基于 GTK 的软件 , 必须先安装 GTK+ 的开发包. 检查是否正确安装的办
法是在安装后执行 ``pkg-config --cflags --libs gtk+-2.0'', 如果安装不正
确, 会提示找不到相应的包.

GTK 本身是基于 C 的库, 当然也有 C++ 等语言的 wrap, 但它的整个体系是面
向对象的. 其最基本的类是 GObject, GtkObject 继承了它, GtkObject 又派生
出我们最经常用到的 GtkWidget, 我们使用的所有窗体控件都派生于它. 于是,
在 C 环境中我们就要手动处理这些类转换, GTK 和底层的 GLib 等提供了一种
统一的转换方法, 比如把类型为 GtkWidget* 的 button 转换成 GtkButton 形,
写法是: GTK_BUTTON(button), 就酱子.

我不打算在这里列一个 GTK 的 hello world 占页面, 这个程序随便 google 一
下就能找到. 我们可以自己想一想一个图形界面应该如何建立.

首先我们要进行初始化, GTK 提供了 gtk_init() 作为初始化, 它检查程序参数
中的一些特定部分, 进行自己的设置 . 调用方法如下:

gtk_init(&argc, &argv);

将 argc 和 argv 传指针的目的是 gtk_init 会对他们进行加工, 把 GTK 自己
用到的一些参数抽取出来.

接着, 我们必须要创建这些控件吧, GTK 中, 创建一个控件会返回一个
GtkWidget 类型 (或它的派生类) 的指针, 所有创建控件的函数的格式是
gtk_控件类型_new(参数表). 比如创建一个窗口的写法是:

GtkWidget *window = gtk_window_new(GTK_WINDOW_TOPLEVEL);

然后, 我们要设定事件响应函数, GTK 中的事件叫做 signal. GTK 的事件响应
函数接口应该是类似这样的

void
destroy(GtkWidget *widget, gpointer data)

我们把它连入到一个控件中的方法是这样的

g_signal_connect(G_OBJECT(window), "destroy", G_CALLBACK(destroy), NULL);

应该很好理解吧.

我们创建的咚咚, 要说明他们的位置和包含关系, GTK 用 container 来解决 这
个问题, 它可以保证在窗口缩放的时候控件的摆放依然合理, container 的具体
使用不详细说, 后面经常要跟 container 打交道, 但基本上不用管 C 代码, 嗯
. 不过其实我们的任何的可视控件都继承自 container, 比如 button 也是一个
container, 它很多时候装的是一个 GtkLabel, 也就是用来显示纯文本的控件,
于是我们就能见到一个文本按钮, 嗯. 使用 container 的方法如下.

gtk_container_add(GTK_CONTAINER(window), button);

这样 button 就会占满整个 window 的控件, 我们后面可以看到可以用
GtkVBox, GtkHBox 等 container 分隔窗体.

好了, 我们可以准备启动程序了, 我们可以用 gtk_widget_show() 来显示各个
控件, 然后我们就应该进入到所谓的事件响应循环了, 这就要使用 gtk_main().

在程序运行过程中, 我们要操纵控件, 比如说我们要在一个 entry 控件(文本框
) 中取出其中的文字, 这样的操作使用 gtk_控件类型_动作(对象, 参数) 的形
式完成的, 比如刚才所说的任务, 做法是 gtk_entry_get_text(entry).

顺便讲讲 GTK 程序的退出, 关闭 GTK 的窗口 (即使是所有窗口) 也不代表程序
退出, 因为那说到底只是一个界面而已, 我们当然可以使用 exit() 的自爆法退
出, 但最好还是给 GTK 一个料理后事的机会, 在主窗口的 destroy 事件响应函
数上用 gtk_main_quit() 就好了.

编译 GTK 程序的办法也很简单.

gcc -o foo foo.c `pkg-config --cflags --libs gtk+-2.0`

** 使用 Glade 快速定制用户 界面

好了, 说了一堆有的没的, 如果我现在说我上面说的那一堆中的大部分我们都不
会用到, 是不是觉得偶很歉扁? 前面的介绍只是给大家 GTK 这个库的一些基本
概念, 概念就好了, 我们倒真的不用拿这些来编程的. 想想, 一个复杂一点的界
面, 十几个控件, 再加上各种各样的 container, 自己挂事件, 再加上超常的命
名, 想想都恐怖.

这时候, Glade 横空出世了! 这是一个可视化的界面编辑器 --- 但它仅仅是一
个界面编辑器而已, 甚至连代码编辑框也没有给出. 先不管了, 打开 glade (安
装省略, 饶了我把, 记得装 libglade-dev), 应该很好懂了, 指指点点就能弄好
一个界面, 然后在属性窗的信号一栏中选取需要的信号, 设定响应函数, 非常好
弄.

玩了几分钟, 问题来了, 怎么把它变为程序啊? 提供类似功能 的 IDE 如
Borland C++ Builder, 在点击创建新控件的时候, 我们能即使在代码窗看到自
动生成的代码, Glade 也可以采用这种形式, 在设计好界面并保存后, 按一下主
窗口的 build 按钮, 它就自动 生成了界面代码, 根本不用自己写的. 打开代码
目录, callbacks.c 里已经有自动创建的事件响应的空函数, 在里面填处理, 然
后 configure make 就行了.

但是, 这样的开发方式还是有问题的. 第一, 自动生成的代码非常复杂, 可是很
多时候我们还是不能完全不看它, 处理和界面是混在一起了, 理解他们变得困难
; 其二, 由于以上的原因, 修改界面变得非常痛苦; 其三, 它给你生成那堆有的
没的配置文件 不一定是你想要的.

因此 glade 提供了另一种方法, glade 编辑所得的 .glade 文件是一个 XML 文
件, 其实它已经完整地描述了界面, 我们能否采用一种简单的方式直接载入, 配
置它呢. 这样做, 我们的代码中就真真正正地去处了烦人的界面生成代码, 而专
注于处理部分了.

libglade 正是由于这个而来, 它能很好地完成上面所说的工作. 当我们用
glade 创建了一个 .glade 界面后, 用这种方法我们就可以建立界面, 运行程序
了.

#include <gtk/gtk.h>
#include <glade/glade.h>

GladeXML *GUI;

int
main(int argc, char **argv)
{

        gtk_init(&argc, &argv);

        /* load the interface */
        GUI = glade_xml_new("frame.glade", NULL, NULL);

        /* connect the signals in the interface */
        glade_xml_signal_autoconnect(GUI);

        /* start the event loop */      
        gtk_main();
        return 0;
}

剩下的事情很简单, 如果你的 button 的 clicked 控件有一个响应函数
on_button_clicked, 你写

void
on_button_clicked(GtkWidget *widget, gpointer data)
{
        // balabalabala
}

就可以了. 所以, 上面讲的一堆创建界面的方法, 其实大部分时候都用不着.

由于用到了 libglade, 我们的编译方法变为

gcc -o foo foo.c `pkg-config --cflags --libs libglade-2.0`

** 开发举例

一个很简单的程序, 密码 学对称加密算法要用到的, 如果说是界面, 就是三个文
本框: 明文, 密码, 密文, 三个按钮, 加密, 解密, 清除, 完了. 为了实验众多
的算法, 我们加了一个下拉窗口, 用来选择算法. 我把它设计成一个 wrapper
和框架, 它不实现任何算法, 只是在界面中获取用户输入, 调用外部程序, 并把
结果显示出来而已. 这样, 实际的算法实现可以用纯 C 写的文本界面程序完成,
移植起来很方便, 在 windows 随便做个一样的界面做前端就整个移植过去了.

于是, 我们需要的窗体元素是 GtkEntry, GtkComboBoxEntry, GtkButton, 查查
手册 , 我们用到的界面相关的函数只有以下几个:

- gtk_entry_get_text(), 用于获取文本框输入

- gtk_entry_set_text(), 用于在文本框中显示结果

- gtk_combo_box_get_active_text(), 用于在 ComboBoxEntry (派生自
  ComboBox) 取出用户选中的算法.

另一个问题是, 他们都需要相应的对象指针做参数, 这应该怎样获得呢? 我们使
用 glade_xml_get_widget(GUI, "控件名" 就能取得控件了.

好了, 那么我们的程序剩下的问题就是一些系统编程, 怎么调用程序, 从管道中
获取输入等等了, 这就在本文讨论的范围之外了.

由此可见, 运用了 glade 后, linux 下的图形界面编程变得异常的简单和方便
, 对界面的再定制和程序修改也变得简单. 我们不必转换到另一种编程环境, 不
必放弃自己喜爱的语言, 喜爱的编辑器, 众多的编程库, 也能快速有效地开发现
代的图形界面应用 .

** Reference

这只是一篇介绍性的文章. 要进行 GTK 图形界面编程, 以下文档 是必备的.

- GTK+ 2.0 Tutorial, http://www.gtk.org/tutorial/

- GTK+ Reference Manual,
  http://developer.gnome.org/doc /API/2.0/gtk/index.html
  这应该是开发的时候就打开在那里, 随用随查.

- Graphical Interface Development with Glade2,
  http://www.kplug.org/glade_tutor ... 2_introduction.html

- Developing Gnome Apps with Glade, http://writelinux.com/glade/