用户界面设计模式的代码自动生成

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1、（硕士学位论文）用户界面设计模式的代码自动生成 山东大学硕士学位论文 摘 要 用户界面是人机交互的重要组成部分，它是用户和计算机进行沟通和交互 的桥梁。随着计算机和网络资源的不断发展，人们对用户界面的要求也越来越 高。然而，标记语言，编程语言，界面开发环境和工具的增多，针对某种特定 平台或语言进行手工编写代码完成用户界面这种方法的局限性逐渐显露出来。 界面都有共同的本质或者提供相似的服务，由于实现平台或开发语言的不同存 在技术细节实现的差异，从而造成了重复类似开发。这就使得人们开始关注用 户界面的概念建模，模型可以在更高的抽象层次对用户界面进行描述，以此来 完成针对不同编程语言和使用上下文的用

2、户界面的快速开发。 FMP模型是一种面向软件工程和支持用户界面自动生成的界面模型，它支 持从需求分析、设计直至编码的各个阶段。它由多个模型通过配合互动来实现 界面的自动生成。其中，功能模型和对象模型属于需求分析阶段，完成捕捉界 面相关功能和数据信息的任务：交互模型则属于界面设计阶段，用于表达数据 的信息和控制关系，是最终代码生成阶段的直接数据来源。展示模型属于界面 原型的可视化设计，用户利用界面模板创建自己所喜好的界面布局和展示风格， 并将其作为最终自动生成的用户界面原型。 为了便于知识的重用，界面开发人员把模式概念引入到界面的每个构建块 中。把界面分割为多个界面单元，每个单元实现一个不同的交

3、互任务。用界面 设计模式描述各个界面单元，以此解决小粒度的界面开发问题。交互对象是界 面单元的内部模型，交互对象不同，则其对应的展现形式和相关逻辑操作就会 有所区别。展示风格是内部数据对象的外在表现，它包含对展示控件集合，控 件布局和外观等方面的定义。展示风格仅对界面进行了静态描述，并不包括交 互行为的描述。根据交互对象类型，归纳多种展示风格，并用大量丰富的参数 来定义，以此提高界面设计的灵活性，可扩展性。从最终的代码生成角度描述 了界面的逻辑操作集合。由此从内部模型、展示风格、逻辑操作三方面描述了 界面设计模式，并给出了相应的规范定义。 将上述界面设计模式应用于代码自动生成中，会大大提高用户

4、界面的开发 效率。其中，对展示风格的参数化描述对应于ASRNET控件的最终生成和展示， 山东大学硕士学位论文 逻辑操作对应于后台实现代码的生成。根据界面设计模式设计了相应的代码生 成算法，并最终实现了从模型到目标代码的转换，生成了ASPNET环境下的代 码。 关键字：FMP模型；用户界面设计模式；展示风格；代码自动生成 Il 山东大学硕士学位论文 ABSTRACT UserInterfaceisall inhuman interaction important composingpart computer Itisthe betweenusersand their bridge compute

5、rduring communicationand interactionWiththecontinual of andintemet developmentcomputer resources，the foruserinterfacesare requirements moreandmore the hi曲However,谢th mark increasinglanguages，programming languages，interfacedevelopment environmentsand localizationofthemethodofhandwork tools，the to pro

6、gramming finish userinterfacesduetocertain or specificplatformlanguageappearsgradually User all interfaceshavethesameessenceor similarservicesJustduetothe provide different or aretechnical implementingplatformsprogramminglanguages，there detaildifferencesinexistenceSoitmakessimilar developments repea

7、tedlyIt made toconcentrateon ofuserinterfaceModelCan begin people conceptmodeling describeuser at interfacemoreabstract userinterfaceofdifferent level，SO andcontextcanbe programming developedrapidly FModeliSonekindofinterfacemodelswhichareoriented tosoftware anduserinterfaceautomatic all from engine

8、ering generationItsupportsphases to until interfaceautomatic requirementanalysis design codingItimplements interaction generationby ofseveralmodelsFunctionModeland ectModel Obj which to thetaskof relative belongrequirementanalysisphasecomplete capturing interfacefunctionanddatainformationInteraction

9、Modelwhich to pertains interface isusedto datainformationandcontrolrelationItis designphase express the directdata offinalcode Modelfinishesvisual origin generationPresentation of interface take ofinterfaceatetocreate design prototypeUsersadvantage templ interfaceand likeandconsiderthisasthe of layo

10、utpresentationthey style prototype finaluserinterfacewhichisgenerated automatically T0be toreuse interface the of easy knowledgeuserdevelopersimport concept to constructionblockDivideinterfaceintoseveralinterface patternevery units，and eachinterfaceunitCan outoneinteractive interface carry design ta

11、skUsing pattern 山东大学硕士学位论文 todescribeinterfaceunitisinordertosolvesmall interface every granularity ectis interiormodelofinterfaceunit developmentproblemInteractionobj Differentinteractionect todifferent formsand obj corresponds presentationlogic dataectIt istheouter ofinterior style obj operationsP

12、resentationappearance defines controls andSOonIt set，controllayout，appearanceonly presentation includesstatic of the ofinteractive interface，not description includingdescription behaviorsDuetodifferentinteraction are objecttype，somepresentationstyles concludedanddefined ofabundant whichcanenhance by

13、plenty parameters and ofinterface setisdescribed flexibilityexpansibility designLogicoperation fromthe offinalcode design is point generationTherefore，interfacepattern fromthe ofinterior depictedbycorrespondingspecificationsaspects model， and presentationstylelogicoperation interface abovetocodeauto

14、matic will Applying designpattern generation enhanceuserinterface description development of isrelativetofinal and ofASENET presentationstyle generationpresentation to codes correspondbackgroundimplement widgets，andlogicoperations tointerface code designpattern，designcorresponding generationAccordin

15、g then thetransformationfrommodelto generationarithmetic，andimplement target codes and codesinASRNETenvironment finallygenerate Interface Keywords：FMPModel，User DesignPattern，PresentationStyle， Generation CodeAutomatic 原创性声明和关于论文使用授权的说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论

16、文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名： z逐 日期一乙鲤星：生： 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 保密论文在解密后应遵守此规定 论文作者签名：盟导师签名： 趣丝冒 期：釜竺星：笙：f 山东大学硕士学位论

17、文 第一章引 言 11课题的研究背景及意义 随着现代科技的发展，人们使用计算机的频率越来越高。人们无论把计算 机当作辅助工作学习的工具，还是娱乐手段，都不可否认计算机在人类现代生 活中的重要地位。用户界面是人机交互过程中最为直观且重要的组成部分，它 是用户和计算机进行沟通和交互的桥梁。所以，对用户界面的要求也就越来越 高。 随着标记语言，编程语言，界面开发环境和工具的增多，针对某种特定平 台或语言进行手工编写代码完成用户界面这种方法的局限性逐渐显露出来。界 面都有共同的本质或者提供相似的服务，由于实现平台或开发语言的不同存在 技术细节实现的差异，从而造成了重复类似开发。这就使得人们开始关注用户

18、 界面的概念建模，模型可以在更高的抽象层次对用户界面进行描述，以此来完 成针对不同编程语言和使用上下文的用户界面的快速开发。基于模型1】【21的界 面开发是一个创建和重定义用户界面模型的过程，用户界面设计的所有元素都 用定义的模型来表示。模型关注点在于更高的语义层次，避免过早的进行细节 设计，其可重用的系统开发方法有助于后期维护。但是目前的基于模型的界面 开发方法由于缺乏有效的重用机制而不能广泛应用【31。而且很多模型方法并不 支持从需求分析到设计直至编码的全过程。 在界面设计过程中对很多问题都有相同或相似的处理方法和思路。为了便 于知识的重用【4】，界面开发人员把模式概念引入其中，以此提高用

19、户界面的开 发效率。界面设计模式成为界面设计领域的新热点，它试图构建标准可复用的 解决方案，来帮助解决常见、难度较大、带有普遍性的界面设计问题。目前的 大多数模式都是基于任务的，粒度大，解决问题的复杂度高，难以集成到工程 化的界面开发工具中。它用抽象的描述方法来分析表达界面概念需求，不考虑 实现细节，不能向用户展示界面的原型，从而无法更好地支持用户参与所见即 所得的界面设计。用户也没有参与到交互界面的设计过程中，只能被动接受开 发人员为其设计的界面，缺乏灵活性。 山东大学硕士学位论文 本文的研究意义在于提出了解决小粒度问题的界面设计模式，从交互对象， 展示风格和逻辑操作多方面对界面设计模式进行

20、了规范定义，并用大量丰富的 参数加以描述表达，以此实现对界面设计模式的定制。使用FMP模型【51对用户 界面进行抽象描述，将界面设计模式建模方法集成到工程化的界面开发工具中， 从而指导和实现用户界面的自动生成。 12本文的创新点 本课题的研究重点是用户界面设计模式在ASPNET环境中代码自动生成 的实际应用。本文提出了解决小粒度界面设计问题的界面设计模式。在对界面 交互对象和展示信息的深入分析后，提出展示风格的概念，把展示风格作为界 面构建单元，并用大量丰富的参数来描述，以此完成界面可视化设计。文章定 义了多种展示风格，并且基于交互对象和不同的展示风格，给出了界面设计模 式的逻辑操作定义，完成

21、了对界面设计模式的规范定义。利用FMP模型对界面 进行抽象描述，将参数化描述的界面设计模式应用于界面的工程化设计中，并 为后面的代码自动生成提供支持，以此实现从抽象定义到ASPNET应用程序代 码的自动生成。 13本文的组织结构 本文共分七个部分，第一部分引入课题并叙述课题的研究背景、意义。第 二部分对国内外相关研究进行了综述。第三部分说明FMP界面模型的组成。第 四部分给出了界面设计模式的规范定义和各组成元素的详细说明。第五部分介 绍了界面设计模式在ASENET代码自动生成中的应用及生成算法。第六部分以 一个教师管理系统为例，详细说明界面设计及实现的详细过程。第七部分为文 章的结束语，总结了

22、本文所做的工作和下一步需要完善的工作。 2 山东大学硕士学位论文 第二章国内外相关研究 21模型驱动开发体系结构 随着应用系统的不断发展，其规模不断扩大，并且构建软件系统使用的平 台多样，同时在开发应用系统过程中，用户的需求也在不断改变。如何在这种 情况下，开发出具有较高可靠性及可维护性的系统，成为软件开发急待解决的 问题。 Driven 因此，对象管理组织 OMG 提出并倡导MDAE61 Model Architecture ，它通过体系结构和软件设计模型的可视化，将业务逻辑设计从不 一种应用系统设计和实现的方法。MI A鼓励在软件的开发过程中有效的使用 系统的模型，并且它支持创建类似系统的

23、最佳实践的重用。根据OMG定义的 标准，MDA是一种组织和管理被自动化工具支持的企业体系架构、用于定义 模型和推动不同模型类型之间的转换的服务、标准和方法。 MDA技术的相关概念均是OMG的一系列标准：统一建模语言 UML7 UnifiedModelingLanguage 、元对象设施MOF8 metaObjectFacility 、 metadata XML元数据交换XMI9儿10J XMLInterchange 、公共数据仓库元模型 Warehouse CWM11l CommonMetamodel 。MDA的核心标准组成了创建模式驱 动的一致性系统纲要的基础，这个系统纲要完成授权、发布和管

24、理模型的功能。 211不同抽象层次上的模型 体系结构。PIM用像UML一样的标准语言来定义，以此支持系统结构和功能 的规范定义。它从技术实现细节中抽象出来，是与系统实现平台无关的概念描 述系统。而PSM应该用一种专属于中间件平台 J2EE，NET等 的标准来定义， 以此描述针对某种实现技术的PIM中已经定义好的功能，它使用与实现平台相 关的概念描述应用系统。PIM和PSM之间的差异取决于对平台技术参考集合的 3 山东大学硕士学位论文 规定，pIM独立于这些平台，从PIM派生的PSM则考虑了更多的同特定平台 相关的技术因素。MDA主要关注模型间的一种特殊关系：自动生成关系，也 即一个模型可以由另

25、外一个模型生成。 212 MDA的基本框架 1 模型驱动开发的基本框架 传统上，从模型到模型的转换，或者从模型到代码的变换，主要是手工完 成的。许多工具可以直接从模型生成一部分代码，但是往往只是生成一些模板 代码，大部分工作还是需要手工完成。模型驱动开发的主要步骤如图21所示， 包含了三个模型，两种映射关系。第一次映射以PIM为输入，并把它变换成 PSM。第二次映射再把PSM变换成代码。 从图21中看出，模型驱动开发实现的两个关键映射的实现是需要工具提 供支持来自动完成。目前有不少工具，可以将PSM转化成代码，因为PSM与 代码已经相当接近。模型驱动开发的难点是实现PIM到PSM转化的自动化。

26、 现有的工具还没有完全将PIM成功转换为PSM，在许多情况下仍需要用户干预 或强化PSM描述。但是总可以从PIM生成一个基本可运行的应用程序。 回咽日回日因日圈 图21模型驱动开发的主要步骤 模型总是以某种语言表述的。可以是UML，也可以是自然语言，或者某种 编程语言。为了支持模型的自动转换，需要对模型或模型描述施加一定的限制 或约束。 2 模型驱动开发的优点12l 提高生产效率：模型驱动开发使开发者的焦点转移到了PIM的设计和开发 上。所需的PSM是通过变换自动从PIM生成的。变换只需要被定义一次，然 后就可以在开发中多次应用这个变换。不必关注目标平台的细节，技术细节会 通过从PIM的变换自

27、动加入PSM。因此提高了生产效率。 4 山东大学硕士学位论文 增强司移植性：司移植性是通过把开发焦点转移到PIM而获得的。因为 PIM是跨平台的、与平台无关的。同一个PIM可以被自动变换成多个不同平台 上的PSM。因此在这个意义上，PIM 层次上定义的所有东西都是完全可移 哭 蝴持互操雌姗22际 桥接器 支持互操作性：如图2所示， I乞熟1 从一个PIM生成的多个PsM之间可 l l 能会有联系。这种联系被称为桥接器。 代老_侨繁器一苌码 不同平台间的PsM不能直接联系。需 图22模型驱动开发对互操作性的支持 要把一个平台的概念转换到另一个平 台，这称为互操作性。因此还需要生成PSM之间的桥接

28、器。 便于维护：在模型驱动开发工程中，开发者可以把注意力放在PIM上。PIM 抽象层次比代码高，而模型是代码的精确表现，因此PIM起到了软件系统所需 要的高层次文档的作用，便于系统的维护。 213 MDA模型的转换及相关工具支持 MDA模型间的映射就是用于将一个模型转换为另一个模型的规则和技术。 为了实现这些转换必须要了解作为输入和输出的元模型及它们之间的映射规 则。工具对MDA模型间转换的支持是多种多样的，很多年前就有工具能支持 从模型生成简单的代码，这也包含在MDA的范畴中。但是，在理想的情况下， MDA对模型和模型变换提出了很高的要求。工具对模型变换所提供的支持主 要表现在以下几方面：

29、?PIM到PSM的变换：这类工具把高层次PIM变换成一或多个PSM。目 前这类工具还很少见，虽然有一些，但是只提供了这方面最基本的功能。 ?PSM到代码的变换：这些工具有内置的变换定义，把符合某种预先定义 类型的模型作为输入，并输出符合另一种预先定义类型的模型。源模型是PSM， 目标模型则是代码模型。事实上，传统CASE工具就是按照这个模式生成代码 的。 山东大学硕士学位论文 ?PIM到代码变换：同时支持从PIM到PSM和从PSM到代码的变换。有 时候，用户看到的只是从PIM到代码的直接变换，PSM则是隐含的。这种类型 的工具把源语言、目标语言以及变换定义都内置其中了，它们的行为就像黑盒 一样

30、。本文所实现的代码生成就是这一类型。 22基于模型的用户界面开发 从不同角度出发分析同一个用户界面时，会得出测重点不同的界面描述 113114】。将精力集中到用户界面的某个独立方面上，并用某种专业标准符号体系 来定义描述时，这样就得到了一个用户界面模型。一个用户模型就是用户界面 一些独立连接部分的陈述说明，界面模型可以分为概念模型【151和陈述模型161 两类。 221概念模型 概念模型是模型的一种，简单说就是抽象程度极高的一种模型。软件工程 概念模型是对软件工程领域进行抽象描述的模型，它能够使我们对软件工程有 一个完整把握。概念模型着重描述了界面构成以及界面元素间的逻辑概念关系， 为抽象界面

31、模型到实际界面的转换提供了良好的基础和结构概念。 用户界面的概念模型采用三种基本的模型支持界面的自动生成，即应用模 model 。 型 applicationmodel 、对话模型 dialogmodel 和表示模型 presentation 该类模型的典型代表有Seeheim17】、MVC和PAC模型。 1 Seeheim模型 这是最早提出的用户界面模型。该模型将用户界面划分为3个部分：表示 部分涉及界面的外部表示，界面的其他部分不能与外部直接通信：对话控制部 分指定用户和系统之间的对话结构；应用界面模型部分建立与应用语义之间的 通信联系，描述界面可访问的数据结构和例程，并负责调用这些例程。

32、在逻辑 上这3个部分是相互独立的，它们之间通过发送单词来进行通信18】。 Seeheim模型本身是基于语言的模型。3个部分分别对应于词法、语法和语 义3个层次。该模型的一个显著特征是强调对话控制部分的作用。然而，在直 6 山东大学硕士学位论文 接操作对话中，用户是与个别应用语义对象的图形表示交互，而不是与整个应 用系统对话。这意味着和个别对象相关的语法应当包含在各个图形表示对象之 中，而不是作为一个统一的独立部分，即语法应极小化。另外，语义反馈对增 加用户的参与感甚为重要。有时甚至认为是词法层次的操作也需要语义反馈， 如拖动一个图形对象是一个词法操作，但倘若反馈该操作潜在的语义效果，则 用户的

33、参与感会极大地增加。这要求语义更加贴近于表示部分。显然Seeheim 模型本身并不支持直接操作语法与语义的要求19】。虽然它处理的对话交互逻辑 是线性的，但它为其它模型奠定了理论基础。 2 MVC模型 基于MVC的概念并考虑对CS和BS平台的适应性，界面代码的体系结 构定义静态展示、逻辑支持和后台资源的三层结构。这样做是为了获得层间松 散的耦合和较强的层内聚集201。 静态展示层是界面展示的层，因此也是数据输入输出的层。该层由输入 输出控件和可见部件组成。对于输入进行局部约束和检查的代码也属于该层。 逻辑支持层是对外部服务的调用、视图层的事件响应和视图刷新处理的服务层。 该层与界面展示层和界面

34、功能具有松散的关联。后台资源层是用于外部数据和 部件服务的提供层。不同系统和部件服务是该层的主要组成，其中多数是系统 提供的现存代码或预制的组件。 3 PAC模型 收外部的控制，并将控制传递给外部，他与抽象层直接交互；表达层负责与用 户直接交互，包括输入和输出，表达层与控制层可以直接交互。该模型的表达 层通过控制层与抽象层进行通信。 MVC和PAC模型属于面向对象的多代理模型，其突出特点是模块化、并 行和分布式处理，已经成为界面控制和实现的概念基础。但概念模型以概念为 主，缺乏面向设计的工程实施表达，其应用依赖于设计者的认识和运用。 7 山东大学硕士学位论文 222陈述模型 陈述模型从软件工程

35、的过程出发，利用各种模型表达和把握界面的需求和 构成。构建用户界面时不同的设计方法使用了不同的陈述模型。陈述模型依据 用户如何指定页面的布局和动态行为可分为两类。第一类是基于语言的，非常 容易支持用户界面控制的范围，但问题是开发者必须指定布局、位置和每个界 面对象的格式；第二类是图形交互工具，可以很自然的创建用户界面而且可以 让非程序员使用，缺点是必须使用程序语言来添加对话框控制规范。 UIDEs-ModelBasedUserInterface 基于模型的用户界面开发环境【211 MB Environments 一般包括任务、域、表示、对话、用户模型等和一 Development 个由这些模型

36、组成的并且能够操纵的环境。 Task Model 任务模型 ：任务模型描述了最终用户计划使用交互系统执行的 任务。它是基于存在的任务模型的设计步骤的一个结果。任务模型常用于描述 应用系统完成功能时执行的操作序列，任务模型可以帮助理解应用系统，支持 有效的设计，帮助进行易用性评价，并且可以重用任务设计模型。 ConcurTaskTrees是较为典型的满足工程化要求的一个任务模型。该模型是由意 大利的Fabio 持。但任务模型方法主要强调任务的分析，而且对象结构和关系对于界面复杂 性的影响缺乏直观和全面的研究，影响了模型的描述能力。 Domain Model 域模型 ：域模型描述了一般意义上的应用

37、程序以及包括用 户界面的详细信息包括：在于应用程序中对象的类层次：对象的属性；能作用 于对象的行为；行为所需要的信息单元 参数 ；行为的前状态和后状态。 Presentation Model 表示模型 ：一个表达模型描述了应用程序的展示结构， 这些结构可以出现在最终用户的面前，显示它们的布局特点以及它们之间的可 视依赖。 User Model 用户模型 ：一个用户模型描述了要开发的交互系统的预期最终 用户或最终用户集团的属性。它的主要目的是支持个人用户界面的创建。 DialogModel 对话模型 ：一个对话模型用来描述人机对话。 ApplicationModel 应用模型 ：描述一个应用程序

38、可以提供的服务。 山东大学硕士学位论文 Behavior Model 行为模型 ：描述用户的输入行为。 备等。 23基于界面设计模式的界面开发 231用户界面设计模式的概况 Interface 界面设计模式UIP User Patterns 是设计模式在界面设计方面的应 用和发展。用户界面的设计者同样注意到特定的用户界面设计问题反复出现， 他们试图构建标准可复用的解决方案，来帮助解决常见、难度较大、带有普遍 性的界面设计问题221。因此用于归纳用户界面设计解决方案的用户界面设计模 式越来越受到计算机研究人员的重视。SIGCHl97231关于模式的专题讨论会上把 用户界面设计模式作为解决日益复杂

39、和多样的人机交互设计的有效方法和手 段。TIDWELLt24】描述模式为“针对在一个特定的环境中带有普遍性的设计问 题的可能的好的解决方案，通过描述这些解决方案中不变的属性。模式能够以 一致的易于阅读和理解的方式提供强有力的一般的设计指导，是关于优秀设计 知识的表达。当前存在一些界面设计模式，只不过主要是从工作模式上考虑， 针对某一个应用问题给出一个设计模式，而不是从界面自动生成的角度去识别 界面设计模式的结构及其关系，从而不能很好的为工程化的界面设计服务。同 时，目前给出的设计模式大部分没有形式化的描述，从而不利于界面自动生成。 用户界面设计模式首先由Borcherst25】提出，其中指出模

40、式如何被移植到用 户交互设计中。Weliet26】指出设计可用的系统是困难的，模式已成为解决界面设 计问题的一个可能的方法。模式关注与问题的上下文和设计方案，这个方案引 导设计者应用设计知识解决问题。探索了如何建立用户界面设计模式，提出了 用户界面设计模式的组成结构，以便使界面设计模式成为设计者的有效的、可 Pastor 法集成到软件开发过程中。Molinat28112911301和OscarJUST-UIt311提出了一 个基于概念模式的抽象用户界面描述模型，并应用到界面自动生成中。同时， 引入了一个图形符号，使描述更方便。JUST-UI在用户界面中识别模式并且依 9 山东大学硕士学位论文

41、据问题域抽象它们。这个模型基于概念模型来获取基本的UI需求，传统的UML CASE工具，例如Rational 但是这些汇集集中讨论设计问题而不是分析问题。但是没有给出如何正确规范 与系统相关的界面模式。Granlund通过研究全面的面向用户的界面设计过程， 提出用基于模式的PSA方法设计用户界面。PSA的使用范围很广，不仅处理设 计阶段的模式而且设计阶段之前也有设计模式。需进一步解决的问题有：关于 模式健壮性；模式能否一直保持易通信性等。 232 HCI模式 人机交互界面 HCI 模式的目标是构建系列化的解决方案以帮助用户界面 设计人员解决用户界面开发过程中常见的、较大难度的、具有普遍性的设计

42、问 题【321。 由于设计人员很少对解决方案进行形式化的描述和归纳，所以形式化的模 式能够作为收集并形式化用户界面设计知识的手段。使用HCI模式331来捕捉并 归档设计知识的原因主要有34】： 1 HCI模式提供了能够被所有人阅读和理解的通用语言，而不管他们的背 景如何。 2 HCI模式提供了一种很好的捕捉和转换这种知识的方法。他们以固定的 格式来表达，非常容易理解，并且提供了背景的推理。 3 HCI模式促进了复用性。 4 HCI模式是极具价值的信息资源，对于新系统的分析、当前形式以及设 计等都提供有力支持。 模式不同于设计指导原则。指导原则【351的目标是通过归纳某一种用户界面 的所有的复杂

43、性来寻找用户界面中的一致性。然而，指导原则忽视了用户、上 下文、任务等主要因素的影响，设计模式捕捉并归纳了所有重要的知识。 HCI模式和其他的模式也是不同的。UI设计者除了关心功能还关心其美学 和社会效应。他们也想自由的革新和表达自己。HCI的许多内容都是未知的， HCI模式更接近体系结构模式。但是，HCI模式经常和软件系统结合在一起并 10 山东大学硕士学位论文 且同样考虑软件方面的事情。 24代码自动生成 241代码自动生成的概况 规模越来越大的应用系统中存在大量的重复性代码模块，使得编写与维护 的工作量很大，因此促成了对代码自动生成领域的研究。随着软件体系结构与 设计模式【361的研究与

44、发展，在一定程度上减少了设计开发中重复代码过多这一 问题的影响。 传统意义上的代码生成，首先识别应用源代码中经常出现的重复性代码， 然后自动生成这些重复部分来代替手工编写的目标代码。如果没有代码生成工 具，开发者将手工书写所有代码，虽然这样可以得到灵活性较高的产品，但是 使用代码自动生成可以更加降低成本，减少出错率，使可靠性更强M【38】。 代码自动生成过程主要包括以下三个部分，1 模板：特定系统代码片段， 组成系统的相对稳定的部分，它可以被灵活组织成不同的表现形式。2 实例模 型：系统中的模型实例信息，可以认为是系统模型的形式化描述。3 生成文本： 输出结果文件，可以包括系统的源代码、文档等。 242代码自动生成的发展过程 代码生成器的发展过程可以分为三个时期或三代。 第一代代码生成器 glcg 通常是由开发者构造，他们检查并抽出源代码中 重复的部分，并且借助代码生成器代替手工编码。它只产生一种类型的生成文 本。模板