基于Ｅｃｌｉｐｓｅ的本體圖形編輯器的設計與實現

韓菲帆

摘 要：通過對Eclipse平臺和GEF框架的介紹，分析了Eclipse平臺在圖形編輯方面的優越性。結合本體編輯，設計并實現了基于Eclipse 平臺下的本體編輯器，對編輯器的系統結構做了詳細地分析。編輯器由模型、視圖、控制器三部分組成，由于采用基于MVC 模式的GEF 框架，使得軟件結構清晰，明顯縮短了軟件的開發周期，提高了軟件的可維護性和代碼的重用性。

關鍵詞：Eclipse；本體論；圖形編輯框架；模型——視圖——控制器

1 MVC設計模式

MVC 是一種設計模式，它強制性地把應用程序的輸入、處理和輸出分開。 MVC 把應用程序分成3 個核心模塊：模型、視圖和控制器。

模型：軟件所處理問題邏輯在獨立于外在顯示內容和形式情況下的內在抽象，封裝了問題的核心數據、邏輯和功能的計算關系，它獨立于具體的界面表達和I/ O操作。

視圖：把表示模型數據及邏輯關系和狀態的信息及特定形式展示給用戶。 它從模型獲得顯示信息，對于相同的信息可以有多個不同的顯示形式或視圖。

控制器：處理用戶與軟件的交互操作的，其職責是控制提供模型中任何變化的傳播，確保用戶界面于模型間的對應聯系；它接受用戶的輸入，將輸入反饋給模型，進而實現對模型的計算控制，是使模型和視圖協調工作的部件。通常一個視圖具有一個控制器。

2 GEF 圖形編輯框架

GEF ( Graphical Editing Framework) 是Eclipse平臺下的圖形編輯插件，可用于為已有的應用創建一個圖形編輯器界面。GEF運用基于SWT 繪圖插件Draw2d 在Eclipse 中創建圖形環境。利用GEF提供的公共方法或者在特殊的領域下可以擴展它們GEF 使用能簡潔地改變應用于視圖1 GEF結構圖圖模型的MVC 架構。 GEF 是一個能為大多數程序提供鏈接和構造基礎的完整應用。包括：流程構造器、圖形界面構造器、UML 圖表編輯器(例如流程圖和類圖) ，及類似于HTML 的所見即所得的文本編輯器。

圖1給出了GEF結構圖。

3 本體圖形編輯器的設計與實現

3.1 數據模型的設計

數據模型對象負責存儲顯示內容的抽象，所有的核心數據都存儲在model 對象中。數據模型主要包括兩大部份：代表節點的node 模型和代表連接的connection 模型，每一個節點模型和每一個連接模型都代表一個本體語言中的一個語法元素。 數據模型代表了本體語言中的元素，各種模型之間的關系必須符合本體語言的語法關系，節點模型主要是表示本體語言中的各種基本元素，如類、屬性、實例等。連接模型：連接模型主要是表示本體語言中的各種關系，如子類父類的繼承關系、子屬性父屬性的繼承關系、類與實例的關系等。node模型示意代碼如下：

public class Node extends Element {

…………………..

//模型位置和尺寸的確定

protected Point location = new Point(0，0)；

protected Dimension size = new Dimension(100，150)；

//連接起點和終點集合的定義

private List souceConnection=new ArrayList()；

private List targetConnection=new ArrayList()；

public void addtargetConnection(Object connection){

this.targetConnection.add(connection)；

firePropertyChange(PROP_INPUTS，null，null)；

}

public void addsourceConnection(Object connection){

this.soouceConnection.add(connection)；

firePropertyChange(PROP_OUTPUTS，null，null)；

}

public void setLocation(Point p) {

if (this.location.equals(p)) {

return；

}

this.location = p；

firePropertyChange(PROP_LOCATION，null，p)；

}

public void setSize(Dimension d) {

if (this.size.equals(d)) {

return；

}

this.size = d；

firePropertyChange(PROP_SIZE，null，d)；

}

…………………

}

圖2 View的實現圖

圖3 Draw2D結構圖

3.2 視圖的設計

如圖2所示：視圖是應用軟件的表示部分，用于展現數據模型的內容，是用戶與編輯器交互的窗口。 它向用戶提供一個友好界面，使得用戶能夠使用圖形化的方式方便地查看、編寫指定的文件。編輯器的視圖部分主要包括主菜單區、工具區、編輯區。主菜單區主要是顯示整個編輯器的所有文件；工具區則是顯示各種基本圖形模型，主要圖形的編輯就是將工具區的圖形模型拖放到編輯區，以實現基本本體圖形的編輯；編輯區是整個編輯器的核心部分，它是一個大視圖，整個本體的圖形展示都在編輯區，各種基本圖形的屬性及它們之間的關系都在編輯區中實現。雖然GEF可以使用任何圖形包作為View層，但實際上GEF對Draw2D的依賴是很強的。圖3是Draw2D結構圖，Draw2D是基于SWT的圖形處理包。如果一個應用僅需要顯示圖形，只用Draw2D就足夠了；若該應用的模型要求以圖形化的方式被編輯，那么最好使用GEF。

舉例來說：EditPart(org.eclipse.gef.EditPart)接口并不要求引入任何Draw2D的類，但最常使用的AbstractGraphicalEditPart類的CreateFigure()方法就需要返回IFigure類型。由于這個原因，在GEF的SDK中索性包含Draw2D包就不奇怪了。

3.3 控制器的設計

GEF框架的控制器稱為EditPart 。每一個模型都對應著一個EditPart ，主要作用是將模型和視圖聯接起來，實現模型與視圖之間的同步操作。 為了實現代碼的重用，EditPart被分為Command 和EditPolicy 兩部分。同一個EditPolicy 可以被安裝到多個EditPart中，同一個Command 也可以被多個EditPolicy 所使用。當圖形模型發生改變的時候，圖形模型對應的EditPart 中的EditPolicy 通過傳遞過來的參數，產生相應的命令對象，從而通過命令對象來實現對模型的更新修改。

當用戶有請求時，Editpart 獲得該請求，通過已有的各種策略來判斷應發出的命令，并向數據模型發出與該請求對應的命令，使得數據模型發生改變，而對模型的改變會即時獲得語法檢查，以決定該請求是否合法。若合法，則向Editpart 發出屬性改變的消息，最后由Editpart 將對模型的修改結果返回給視圖，成為用戶可見的結果。控制器示意代碼如下：

public abstract class NodePart extends AbstractGraphicalEditPart implements PropertyChangeListener，NodeEditPart {

…………………

//對不同的請求刷新視圖

public void propertyChange(PropertyChangeEvent evt) {

if (evt.getPropertyName().equals(Node.PROP_LOCATION))

refreshVisuals()；

else if (evt.getPropertyName().equals(Node.PROP_SIZE))

refreshVisuals()；

else if (evt.getPropertyName().equals(Node.PROP_INPUTS))

refreshTargetConnections()；

else if (evt.getPropertyName().equals(Node.PROP_OUTPUTS))

refreshSourceConnections()；

}

//安裝Policy

protected void createEditPolicies() {

installEditPolicy(EditPolicy.COMPONENT_ROLE，new NodeEditPolicy())；

installEditPolicy(EditPolicy.GRAPHICAL_NODE_ROLE，new

NodeGraphicalNodeEditPolicy())；

installEditPolicy(EditPolicy.DIRECT_EDIT_ROLE，new

NodeDirectEditPolicy())；