第 14 章　理解應(yīng)用的結(jié)構(gòu)

本章將從程序員的視角來探討應(yīng)用的結(jié)構(gòu)問題。先從一個(gè)經(jīng)典的比喻開始，將應(yīng)用理解為一份菜譜，然后再從組件的角度，理解其對(duì)事件的響應(yīng)，從而對(duì)應(yīng)用產(chǎn)生新的認(rèn)識(shí)。本章還將探討應(yīng)用如何提問、重復(fù)、記憶以及與Web交互，所有這些在后面章節(jié)均有更詳細(xì)的敘述。

大多數(shù)人是從用戶的角度來描述一個(gè)應(yīng)用，但是在程序員看來，應(yīng)用要復(fù)雜得多。我們必須充分理解應(yīng)用的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，才能更加有效地創(chuàng)建應(yīng)用。

通常從兩個(gè)方面來描述應(yīng)用的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：組件及行為，這大致與App Inventor的兩個(gè)主要窗口相對(duì)應(yīng)：組件設(shè)計(jì)器及塊編輯器。前者用來設(shè)定應(yīng)用中的對(duì)象（組件），而后者用來編寫程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶及外部事件的響應(yīng)（應(yīng)用程序的行為）。

在圖14-1中，對(duì)應(yīng)用的架構(gòu)給出了總體描述，本章將對(duì)這種架構(gòu)進(jìn)行深入細(xì)致的探討。

圖 14-1　App Inventor應(yīng)用的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

組件

應(yīng)用中的組件分為兩大類：可視組件及非可視組件?？梢暯M件是在應(yīng)用啟動(dòng)后能夠看到的組件，如Button、Textbox及Label等，這些通常被視為應(yīng)用的用戶界面。

非可視組件是不可見的，因此它們不是用戶界面的組成部分，通常用于訪問設(shè)備的內(nèi)置功能，如，Texting組件用于收發(fā)短信，LocationSensor組件用于確定設(shè)備的位置，而TextToSpeech組件用于朗讀文字。非可視組件是設(shè)備的技術(shù)核心，是服務(wù)于應(yīng)用程序的小精靈。

兩類組件都是由一組屬性來定義，屬性相當(dāng)于組件信息的存儲(chǔ)空間。如可視組件的Width、Height及Alignment屬性，它們共同定義了組件的外觀。因此，最終用戶所看到的如圖14-2所示的“Submit”按鈕，實(shí)際上是在組件設(shè)計(jì)器中由一組屬性所定義的，如表14-1所示。

表14-1 按鈕屬性

圖 14-2　提交按鈕

可以將屬性理解為上面表格中的內(nèi)容，在組件設(shè)計(jì)器中，用它們來定義組件的初始外觀。如果將Width屬性從50改為70，那么無論是在設(shè)計(jì)器中，還是在實(shí)際應(yīng)用中，按鈕看起來都會(huì)變寬。注意，最終用戶不會(huì)看到70這個(gè)數(shù)字，他們只能看到按鈕變寬。

行為

一般來說，人們很容易了解組件的用途：文本框（Textbox）用于輸入信息，按鈕（Button）用來點(diǎn)擊等等。但是對(duì)于應(yīng)用中的行為，則往往是抽象的和復(fù)雜的。行為定義了應(yīng)用對(duì)事件的響應(yīng)，無論是用戶發(fā)起的事件（如點(diǎn)擊按鈕），還是外部事件（如手機(jī)收到短信）。定義這些交互行為的難度恰恰是編程的挑戰(zhàn)性所在。

幸運(yùn)的是，App Inventor提供了一種非常適合于定義行為的可視化“塊”語言，本節(jié)為理解塊語言提供了一種模型。

應(yīng)用如菜譜

人們習(xí)慣于把軟件與菜譜相對(duì)比。像菜譜一樣，傳統(tǒng)的應(yīng)用由一系列的順序排列的指令構(gòu)成，如圖14-3所示，而計(jì)算機(jī)（廚師）則按順序執(zhí)行這些指令。

圖 14-3　傳統(tǒng)的軟件由一系列順序執(zhí)行的指令構(gòu)成

一項(xiàng)典型的銀行業(yè)務(wù)可能按如下順序執(zhí)行：

1. 啟動(dòng)某項(xiàng)業(yè)務(wù)；

2. 執(zhí)行某些計(jì)算并修改客戶賬目；

3. 在屏幕上顯示新的余額信息。

應(yīng)用就是一系列的事件處理程序

然而，如今的絕大多數(shù)應(yīng)用，無論是手機(jī)的，還是Web或桌面電腦的，都不再適合采用這種菜譜模式了。應(yīng)用不再是順序地執(zhí)行一系列的指令，相反，更為普遍的是對(duì)事件的響應(yīng)，事件的觸發(fā)者是最終用戶。例如，當(dāng)用戶點(diǎn)擊按鈕時(shí)，程序會(huì)做出響應(yīng)，執(zhí)行某些操作（如發(fā)送短信）。對(duì)于使用觸屏的手機(jī)或設(shè)備，當(dāng)你的手指在屏幕上拖動(dòng)時(shí)，將觸發(fā)另一類事件，在應(yīng)用中可以利用這類事件，在手指最初的接觸點(diǎn)與最終的抬起點(diǎn)之間畫一條線，作為對(duì)該事件的響應(yīng)。

這種類型的應(yīng)用更適合于概括為“對(duì)事件做出響應(yīng)的組件的集合”。這類應(yīng)用中依然包含了“菜譜”——一些順序執(zhí)行的指令，但每個(gè)菜譜只限于對(duì)某些特定事件做出響應(yīng)，如圖14-4所示的“菜譜”。

圖 14-4　擁有多個(gè)“事件菜譜”的應(yīng)用

因此，當(dāng)事件發(fā)生時(shí)，應(yīng)用通過調(diào)用一系列的函數(shù)進(jìn)行回應(yīng)。這里的函數(shù)是指①利用某些組件來完成某些操作，如發(fā)送短信；②對(duì)某些組件屬性進(jìn)行操作，如在用戶界面上修改label的text屬性。調(diào)用函數(shù)意味著讓函數(shù)運(yùn)行，讓它產(chǎn)生作用。我們把事件，連同對(duì)事件進(jìn)行響應(yīng)的一系列函數(shù)統(tǒng)稱為事件處理程序（Event Handler）。

許多事件由最終用戶觸發(fā)，但還有些不是。應(yīng)用可以對(duì)手機(jī)內(nèi)部的事件進(jìn)行響應(yīng)，如方向傳感器的變化以及時(shí)鐘的行走（即時(shí)間的流逝），也可以對(duì)手機(jī)以外的事件做出響應(yīng)，如來自于其他手機(jī)的事件，或收到來自web的數(shù)據(jù)，等等。如圖14-5所示。

圖 14-5　應(yīng)用可以兼顧對(duì)內(nèi)部及外部事件的響應(yīng)

之所以稱App Inventor編程為“直觀”編程，是因?yàn)檫@種編程完全基于一種事件響應(yīng)模式，而“事件處理程序”則是該語言中最重要的詞匯（在其他語言中情況未必如此）。想要定義某個(gè)行為，首先要拖出一個(gè)事件塊，事件塊在形式上是這樣的：“When do”。假設(shè)有這樣一個(gè)“朗讀”應(yīng)用，當(dāng)用戶點(diǎn)擊按鈕時(shí)，應(yīng)用大聲讀出用戶輸入的文字，這個(gè)應(yīng)用只需要一個(gè)事件處理程序，如圖14-6所示。

圖 14-6　“朗讀”應(yīng)用中的事件處理程序

這些塊的作用是，當(dāng)用戶點(diǎn)擊“SpeakItButton”按鈕時(shí)，TextToSpeech組件將朗讀用戶在輸入框TextBox1中輸入的文字。在這里，事件是SpeakItButton.Click，對(duì)事件的響應(yīng)是調(diào)用TextToSpeech1.Speak函數(shù)，事件處理程序中包括了圖14-6中的所有塊。

在App Inventor中，所有活動(dòng)都發(fā)生在對(duì)事件的響應(yīng)之中，應(yīng)用中不可能存在事件塊“when-do”之外的塊，如圖14-7這樣的單擺浮擱的塊是毫無意義的。

圖 14-7　事件處理程序之外的散在的塊毫無用處

事件類型

可以引發(fā)活動(dòng)的事件被分類列在表14-2中。

表14-2 能夠引發(fā)活動(dòng)的事件

用戶引發(fā)的事件

用戶引發(fā)的事件是一種最常見的事件類型，在輸入表單中，通常點(diǎn)擊按鈕事件會(huì)引發(fā)應(yīng)用的響應(yīng)。圖形化的應(yīng)用更多的是對(duì)觸摸及拖拽事件做出響應(yīng)。

初始化事件

有時(shí)需要在應(yīng)用啟動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)某些功能，這既不同于響應(yīng)最終用戶引發(fā)的事件，也不是對(duì)其他類型事件的響應(yīng)，那么如何讓這種情況也適合于事件處理模式呢？

在App Inventor這種基于事件處理的語言中，應(yīng)用的啟動(dòng)也被視為一種事件。如果你想在應(yīng)用打開的同時(shí)實(shí)現(xiàn)某些功能，可以拖出Screen1.Initialize事件塊，并將某些函數(shù)調(diào)用塊放在其中。

例如，在第三章打地鼠游戲中，在應(yīng)用啟動(dòng)的同時(shí)，通過調(diào)用MoveMole過程，將地鼠放在一個(gè)隨機(jī)的位置，如圖14-8所示。

圖 14-9　一旦Clock1.Timer開始運(yùn)行（計(jì)時(shí)），使用計(jì)時(shí)器事件塊來移動(dòng)球

動(dòng)畫事件

在canvas范圍內(nèi)的圖形對(duì)象（sprites精靈），它們的活動(dòng)將觸發(fā)動(dòng)畫事件，具體地說，當(dāng)兩個(gè)sprites發(fā)生碰撞，或一個(gè)sprites到達(dá)canvas的邊界時(shí)，將觸發(fā)動(dòng)畫事件。因此可以編寫游戲或其他交互式動(dòng)畫程序，利用動(dòng)畫事件來定義游戲或動(dòng)畫的情節(jié)。更多信息請(qǐng)參見第17章。

外部事件

當(dāng)手機(jī)從接收到來自GPS衛(wèi)星的位置信息時(shí)，將觸發(fā)一個(gè)外部事件；同樣，當(dāng)手機(jī)收到短信時(shí)，也會(huì)觸發(fā)此類事件（圖14-10）。