在Python中封装GObject模块进行图形化程序编程的教程

Python 是用于编码图形界面的极佳语言。由于可以迅速地编写工作代码并且不需要费时的编译周期， 所以可以立即使界面启动和运行起来，并且不久便可使用这些界面。 将这一点与 Python 易于链接本机库的能力结合起来，就可以形成一个出色的环境。

gnome-python 是为 Python 封装 GNOME 及其相关库的软件包。 这使您能够用 Python 编写外观与核心 GNOME 应用程序完全相同的应用程序，而所花的时间只是用 C 编写该应用程序所花的一部分。

然而，不用 C 进行编程会有一个缺点。大多数 GNOME 都是用 C 编写的，对于要在 Python 中使用的窗口小部件，必须将它们封装。 对于知道封装过程如何工作的人来说，这是一个快速任务，但它不是自动的， 除非窗口小部件属于核心 GNOME 库或者至少非常有用，否则将不会对它们进行封装。C 程序员可能必须编写更复杂的代码，但它们确实先做了这一步！

但并不一定是那样！虽然从传统上讲封装窗口小部件过程这一技术只有极少数人才知道，但它并不真的那么难。 如果您在发现新的窗口小部件时可以将它们封装，那么您就可以立刻在 Python 程序中使用它们。

本文将描述如何封装用 C 编码的 GObject（所有 GTK+ 窗口小部件和许多相关对象的最终基类）， 以便可以从 Python 代码使用它。假设您的机器上安装了 gnome-python V1.99.x（如果没有安装， 请参阅 参考资料以获取链接）。如果您正在使用软件包，请确保安装了该开发软件包。 另外，还必须安装 Python 2.2 及其头文件。 假设您了解 Make、Python、GTK+ 2 和一些 C 方面的知识。

为了演示该过程，我将封装 EggTrayIcon ，它是用于在通知区中抽象表示图标的 GTK+ 窗口小部件。 该库在 GNOME CVS 中，位于 libegg 模块。在本文的结尾，我们将有一个名为 trayicon 的本机 Python 模块，它包含一个 TrayIcon 对象。

开始时，获得 eggtrayicon.c 和 eggtrayicon.h（其链接在本文结尾的 参考资料一节中），然后将它们放入新目录中。 应该在 automake 环境中构建该源文件（但我们将不在这种环境中）， 所以或者除去这些文件中的 #include <config.h> ，或者创建一个名为 config.h 的空文件，然后创建一个空的 makefile；接下来，我们将填充它。
创建界面定义

该对象封装过程的第一步是创建 trayicon.defs，该文件为该对象指定 API。 定义文件是用一种类 Scheme 的语言编写的，虽然对于小型界面来说它们很容易生成， 但对于大型界面或初学者来说编写它们会很吃力。

gnome-python 与名为 h2def 的工具一起提供。该工具将解析头文件并生成粗略的定义文件。 注：因为它实际上并没有解析 C 代码，而只是使用正则表达式， 所以它的确要求传统格式化的 GObject，并且不能正确解析奇特格式化的 C 代码。

要生成初始定义文件，我们如下调用 h2def ： python /usr/share/pygtk/2.0/codegen/h2def.py eggtrayicon.h > trayicon.defs

注：如果没有将 h2def.py 安装在 /usr 下，则必须更改该路径以指向它所在的地方。

如果我们现在查看已生成的定义文件，它应该具有某些意义。 该文件中含有类 EggTrayIcon 的定义、构造函数以及方法 send_message 和 cancel_message 。 该文件没有任何明显错误，我们不想除去任何方法或字段，所以我们不需编辑它。 注：该文件不是特定于 Python 的，其它语言绑定也可以使用它。

生成包装器

既然我们有了界面定义，那么就可以生成 Python 包装器的代码块。这包括生成一个覆盖文件。 覆盖文件告诉代码生成器要包括哪些头文件、模块名将是什么等等。

通过使用 %% 将覆盖文件分成多个节（以 lex/yacc 样式）。 这些节定义要包括哪些头文件、模块名、要包括哪些 Python 模块、要忽略哪些函数以及最后所有手工封装的函数。 下面是 trayicon 模块的初始覆盖文件。
清单 1. trayicon.override

%%
headers
#include <Python.h>        
#include "pygobject.h"
#include "eggtrayicon.h"
%%
modulename trayicon           
%%
import gtk.Plug as PyGtkPlug_Type    
%%
ignore-glob
 *_get_type              
%%

</div>

让我们再次更详细地检查该代码：

  headers
  #include <Python.h>
  #include "pygobject.h"
  #include "eggtrayicon.h"

</div>

    这些是在构建包装器时要包括的头文件。 始终必需包括 Python.h 和 pygobject.h，当我们封装 eggtrayicon.h 时，我们也必需包括它们。
    

modulename trayicon

</div>

    modulename 规范声明包装器将在什么模块中。
    

import gtk.Plug as PyGtkPlug_Type

</div>

    这些是用于包装器的 Python 导入。请注意命名约定；对于要编译的模块，必须遵守它。 通常，导入对象的超类就足够了。例如，如果对象直接从 GObject 继承，则使用：

  import gobject.GObject as PyGObject_Type
  ignore-glob
  *_get_type

</div>

    这是一个要忽略的函数名的 glob 模式（shell 样式的正则表达式）。Python 替我们处理了类型代码，因此我们忽略 *_get_type 函数；否则，将对它们进行封装。

既然我们构造了覆盖文件，那么就可以使用它来生成包装器。 gnome-python 绑定为生成包装器提供了一种神奇的工具， 我们可以随意使用它。 将下列内容添加到 makefile：
清单 2. 初始 makefile

再次详细说明：

 

  DEFS='pkg-config --variable=defsdir pygtk-2.0'

</div>

    DEFS 是包含 Python GTK+ 绑定定义文件的路径。

  trayicon.c: trayicon.defs trayicon.override

</div>

    生成的 C 代码取决于定义文件和覆盖文件。
   

 pygtk-codegen-2.0 --prefix trayicon \

</div>

    这里调用 gnome-python 代码生成器。 prefix 参数被用作在已生成的代码内部的变量名的前缀。 您可以随意命名该参数，但使用模块名的话可使符号名保持一致。

  --register $(DEFS)/gdk-types.defs \
  --register $(DEFS)/gtk-types.defs \

</div>

    模块使用 GLib 和 GTK+ 中的类型，所以我们还必须告诉代码生成器装入这些类型。

  --override trayicon.override \

</div>

    该参数将我们创建的覆盖文件传递给代码生成器。

  trayicon.defs > $@

</div>

    这里，代码生成器的最后一个选项是定义文件本身。 代码生成器在标准输出上进行输出，所以我们将它重定向到目标 trayicon.c。

如果我们现在运行 make trayicon.c ，然后查看已生成的文件， 那么我们会看到 C 代码包装 EggTrayIcon 中的每个函数。不必担心警告 No ArgType for GdkScreen*— 这是正常的。

正如您所看到的那样，封装代码看上去复杂，所以我们感谢代码生成器为我们编写的每一行。 稍后，我们将学习当想要调优封装时如何手工封装各个方法，而我们自己不必编写所有包装器。

创建模块

既然已经创建了包装器的代码块，那么就需要一个启动它的方法。 这涉及创建 trayiconmodule.c，该文件可被视为 Python 模块的 main() 函数。 该文件是样板文件代码（与覆盖文件相似），我们对它稍作修改。下面是我们将使用的 trayiconmodule.c：
清单 3. TrayIcon 模块代码

#include <pygobject.h>
 
void trayicon_register_classes (PyObject *d); 
extern PyMethodDef trayicon_functions[];
 
DL_EXPORT(void)
inittrayicon(void)
{
  PyObject *m, *d;
 
  init_pygobject ();
 
  m = Py_InitModule ("trayicon", trayicon_functions);
  d = PyModule_GetDict (m);
 
  trayicon_register_classes (d);
 
  if (PyErr_Occurred ()) {
    Py_FatalError ("can't initialise module trayicon");
  }
}

</div>

这里需要说明一下一些细微的区别， 因为有多个使用单词 trayicon 的源代码。函数 inittrayicon 的名称和初始化模块的名称是 Python 模块的真实名称，因此是最终共享对象的名称。 数组 trayicon_functions 和函数 trayicon_register_classes 是根据代码生成器的 --prefix 参数命名的。正如前面所提到的那样，最好使这些名称保持一致，以便编码该文件不会变得很混乱。

尽管名称源可能存在混淆，但该 C 代码非常简单。 它初始化 GObject 和 trayicon 模块，然后向 Python 注册这些类。

现在我们有了所有代码块，就可以生成共享对