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1、开源项目开源项目 JHotDraw 分析报告分析报告作者：Email：电话：一、一、JHotDraw 项目的简要介绍项目的简要介绍JHotDraw 是一个基于 LGPL 协议的二维的 GUI 框架开源项目，是一个设 计良好的(Well-Designed)框架，主要用于支持用 Java 开发的图形编辑器，已用 于各种研究。JHotDraw 实际上是 HotDraw 的 Java 版，HotDraw 也是一个图形 框架，最初是由 Kent Beck 和 Ward Cunningham 用 Smalltalk 开发为教学的目的而设计的。 目前它的最新版本是JHotDraw 7.0.9，从JHotDr
2、aw5.2 版本起其框架结构已 经成熟稳定。本文以5.2版本为讨论对象，在这个版本里，原来的AWT组件被换 成了相应的JFC Swing 组件，同时也支持一些新的JFC Swing 特性。所以， JHotDraw作为一个专业应用的GUI框架，它基于的是Swing框架提供的通用的 GUI设施，在这些设施之上，JhotDraw 又提供的一些特性和功能包括支持多文 档应用、拆分编辑器窗口、支持滚动条、弹出式菜单、支持撤消重做、工具 栏可以根据选择的不同的工具与图形而显示不同的工具、通过StorageFormat 接 口可以自己实现所存贮的图形文件格式(比如xm1)、JHotDraw甚至支持简单的动
3、画等。 关于JHotDraw的组织方式及结构，其所有的类及接口是按照它们的功能来 组织的。可概括如下：CH. ifa. Draw. framework 包括核心组件的大多数接口定 义；CH. Ifa. draw. Standard 包含这些接口的标准实现；CH. Ifa. Draw. figures 包 含图形以及它们的相关类；CH. Ifa. Draw. contrib 包含些附加的功能；CH. Ifa. Draw. samples 包含一些利用JHotDraw的应用的简单例子；CH. Ifa. Draw. application 包含应用(Application)实现的框架；CH. Ifa
4、. Draw. applet 包含Applet 实现的框架，等等。JHotDraw主框架如图1所示。图 1 JHotDraw主框架 经过这么多年的发展，JHotDraw主框架的各主要组件已相对固定， DrawApplication 定义了绘图的界面，并作为各个组件交互的中介者； DrawingView 是一个显示绘图的区域，它也可用来接受客户的输入；Drawing 容纳各种图元(Figure)，是图元的容器。Drawing 的改变被传递到DrawingView，并负责更新图形。每个图元都有句柄(Handle)，句柄用来定义访 问点以及如何与图元交互。在DrawingView 中，可以选择几个图
5、元并对其操作。 工具栏里有各种工具(Too1)用来生成图元或对图元进行操作。 实际上，框架从某种意义上讲是一个不完整的系统，通常会对此系统进行 剪裁、扩充等用以创建完整的应用。框架实现了应用程序之间的共同点，从而 减少了构建这些应用的代价。 在研究运用JHotDraw的开发过程中，一般会考虑下面几个步骤。 1. 为开发的应用程序创建自己的图元（figure）。针对特定的应用程序创建对 应的图元，不过在JHotDraw中一些预定义的图元已经存在，像 AbstactFigure、compositeFigure、AttributeFigure等，可以通过继承并重载一 些方法(比如draw()来重新定
6、义它们的行为和表现形式，从而使具有创建特 定图元的功能。 2. 按照应用的需求开发图形工具。JHotDraw本身已提供了一些工具，像创建 工具CreationTool、联接工具ConnectionTool、选择工具SelectionTool以及文 本工具TextTool，等等。通过继承这些类并重定义其中的某些方法，比如像 mouseUP()、mouseDown()，就可以定义程序的交互过程，执行应用程序所 需要的任务，比如操作自定义的对象。 3. 生成GUI并整合进应用程序中。JHotDraw已经有了一个基本的应用程序框架； 如，DrawApplication、MDI_DrawApplicat
7、ion、DrawApplet。开发者可以重 定义createMenus()、createFileMenu()和其他的办法来开发出自己的菜单，通 过重定义createTools()来插入新的工具。任何利用JHotDraw的应用都是用一个窗口用来绘图，这个窗口就是GUI编 辑器窗口，它是JFrame的子类，包含一个或多个内部框架(Internal Frames)，每 个都与一个绘画视图(Drawing View)相关。DrawingView 是Jpanel 的子类，是 一个显示绘图的区域。二、二、JHotDraw 项目的设计模式与框架应用项目的设计模式与框架应用1JHotDraw里设计模式的应用里
8、设计模式的应用 设计模式是一种可复用性的方案，用来解决软件开发中重复出现的问题。 设计模式可以使人们更加简单方便地复用成功的设计和结构体系。JHotDraw的 设计中采用了许多著名的设计模式，是最早的为复用而设计并被称为“框架” 的工程之一，它也是很早就被称为与设计模式相关的工程之一。 11 MVC模式1 所谓“MVC模式”是三个单词的首字母缩写，它们是Model（数据模型）、 View（视图）和Controller（控制器）。MVC模式最早是由Smalltallk-80语言引 入的。其包括互相通信的三种对象： 1）Model:用于存放构造界面所需的数据，这些数据通常与应用领域有关， 一般从业
9、务层获得； 2）View:是在屏幕上可见的组件，它们通过一定的形式表示数据模型中的 数据，数据模型中数据的改变可及时地反应到组件的屏幕外观显示； 3）Controller:负责处理用户操作组件所激发的事件，根据用户的输入更新 数据模型对象中的数据，或者（以及）通知视图对象更新屏幕上的外观表示。 MVC三种对象之间的通信可使用图2表示1。图2 摘自文献1 如图所示，MVC模式分离了数据状态及其在界面上的表示，使得同一个数 据模型可以使用不同的视图表示，对数据模型的改变会通知所有依赖于该模型 的视图。而数据模型是与视图无关的，因此对视图的改变不会对数据模型产生 影响，数据模型和视图的关联甚至可以在
10、运行时动态绑定。视图使用控制器制 定它的响应机制，同一数据模型上的试图可以采用不同的控制器，从而有不同 的用户事件响应和处理方式。 JHotDraw是基于MVC模型的，通常，应用JHotDraw必须提供自己的对象模 型（JHotDraw本身的对象模型是由JModellerClass定义的），并要添加一些图元 以表示模型潜在的对象。正如MVC模式所定义的，JHotDraw是View,也是 Controller。作为Controller，它为管理用户的交互及操作图形对象提供工具组件。 作为View，对图形对象的改变会反应到对象模型中。也可以开发包含应用逻辑 以及能直接处理对象模型的工具 12 Co
11、mposite设计模式 Composite设计模式结构图：图3 需要用到复合模式一般是因为客户代码过多的依赖于对象容器复杂的内部 实现，对象容器内部实现结果的变化将引起客户代码的频繁变化，而带来了代 码的维护型、扩展性等弊端。Composite模式是为了将对象组合成树形结构以表 示“部分-整体”的层次结构，将“一对多”的关系转化为“一对一”的关系， 使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。所以，解耦是Composite模 式的核心思想，解耦之后，客户代码将与纯粹的抽象接口-而非对象容器的复 杂内部实现结构-发生依赖关系，从而是程序更具有拓展性。 Component 为组合中的对象声明接口
12、，在适当的情况下,实现所有类共有接 口的缺省行为。声明一个接口用于访问和管理Component的子组件。可以在递 归结构中定义一个接口,用于访问一个父部件,并在合适的情况下实现它。Leaf 在组合中表示节点对象，或单个个体。Composite 定义子部件的那些部件的行为，存储子部件。在Component接口 中实现与子部件有关的操作。Client 通过Component接口操纵组合部件的对象。 用户使用Component类接口与组合结构中的对象进行交互.如果接受者是单 个对象的叶节点,则直接处理请求。如果接受者是Composite,它通常将请求发送 给它的子部件,在转发请求之前或之后可能执行一
13、些辅助操作。不过这对用户都 是透明的，用户不知道处理的是叶子组件还是复合组件。 Composite设计模式在JHotDraw中的结构图：图4 如上图，ClassFigure类的图形，用一个TextFigure存类名，而用两个别的图 形来存贮每个方法及属性，ClassFigure必须包含这些图形。JHotDraw 中提供了 CompositeFigure，它用来将几个图形整合成一个图形。简单地说，Composite的 思想就是将一个包含几个同种基本类型的组件象一个组件一样处理。所有行为 的调用都是通过容器传到组件，具体的讲，就是说客户端组件不知道它是在调 用一个合成组件还是一个单个组件。这种封装
14、技术使建立合成对象成为可能， 象CompositeFigure，具有一个合成组件的层次结构，但它的行为却象一个组件 一样。比如，StandardDrawing是CompositeFigLIFe的子类，也就是说， StandardDrawing包含别的图形，但它自己也一个图形。可以通过 CompositeFigure中的draw()方法看看Composite怎样分派行为到它的组件中： public void draw(Graphics g) FigureEnumeration k = figures();while (k.hasMoreElements()k.nextFigure().draw(
15、g); 13 Strategy设计模式 Strategy设计模式结构图：图5Strategy策略模式是一种对象行为模式。主要是应对在软件构建过程中，某 些对象使用的算法可能多种多样，经常发生变化。如果在对象内部实现这些算 法，将会使对象变得异常复杂，甚至会造成性能上的负担。故把算法和使用算 法的客户端分开（把行为和环境分割开），从而方便的选择其中一个算法。正 如在GoF设计模式中说道：定义一系列算法，把它们一个个封装起来，并 且使它们可以相互替换。该模式使得算法可独立于它们的客户变化。 从图中可知Strategy模式实际上就是将算法一一封装起来， ConcreteStrategyA、Concr
16、eteStrategyB、ConcreteStrategyC，但是它们都继承于 一个接口，这样在Context调用时还可以以多态的方式来实现对于不用算法的调 用。 Strategy模式使用的场合很多，像系统有许多类而他们的区别仅仅在于它们 的行为，或者动态选择几种算法中的一种，或者一个对象有很多行为等等时候。图6 JHotDraw中的策略设计模式结构 关于JhotDraw 中的策略设计模式，在上图6 中ClassFigure 只对画图负责， 它并不知道ClassFure 怎样布局。事实上，图形表现是独立于布局算法的。因此， 布局算法与ClassFigure 是分离的，并封装在一个外部组件里，这个组件对主组 件有广泛的访问权和控制权。如果我们要放置一个ClassFigure 时，它便委派任 务给Layouter，它遍历所有的子元素并安排这些元素的布局。这种算法与内容 的分离可以使你在运行时动态地改变行为并增加算法的可重用性。 14 Factory Method 设计模式 工厂模式专门负责将大量有共同接口的类实例化。工厂模式可以动态决定 将
