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Java Zest

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文章摘要

本文介绍了如何使用 Eclipse Visualization Toolkit（http://www.eclipse.org/gef/zest/）这个短小精悍的 Java 图形工具库来进行简单的工作流程图形化的应用开发。通过程序示例由浅入深，让读者在短时间内掌握 Zest 图形库的基本概念和实用开发技巧，学习本文，相信读者可以使用 Eclipse Visualization Toolkit 图形库为 Eclipse 或单独的程序开发出更加精彩和 UML 建模 ( 类图，对象关系图等 )，工作流程图形化表现相关的应用范例。

使用 Zest 开发应用程序，建议读者首先了解基本的 SWT(http://www.eclipse.org/swt/) 开发知识，在 DeveloperWorks 的网站上有许多和 SWT/JFace 相关的文章和教程，感兴趣的读者可以查找阅读。Zest的开发 SDK 可以从网站 (http://www.eclipse.org/gef/zest/) 下载。Zest SDK 需要依赖于 Draw2D，Zest 的网站上有整合所有内容的完整开发包供下载。Draw2D 主要作用是在 SWT 的画布 (Canvas) 上提供了一种轻量级呈现和布局管理功能。在开发环境中设置好所依赖的程序库 (org.eclipse.draw2d_Version.jar，org.eclipse.zest.core_Version.jar，org.eclipse.zest.layouts_Version.jar 和 swt.jar)，就可以进行 Zest 程序的代码编写和编译开发了。

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Zest 项目概述

Zest 库简介和优势

Zest(The Eclipse Visualization Toolkit) 是在 Eclipse 平台基础上开发的一套可视化图形构件集合，方便开发和 UML 相关的图形应用程序，但范围不限于 UML 相关的应用，也可以用来开发工作流程图形化建模，树状结构图等。本文的示例代码都是以开发简单工作流程图形建模为例子。

Zest 库是从 SWT 和 Draw2D 扩展开发而来，可以无缝的集成到 Eclipse 的应用当中。因为 Zest 是基于 SWT(JFace) 的，所以 Zest 遵循 Eclipse 平台视图 (View) 的相关标准和规范，可以很容易在开发 Eclipse 的各种视图应用当中被集成和扩展。

虽然 Eclipse 的图形编辑框架 (GEF, http://www.eclipse.org/gef/) 也能够开发出丰富的图形应用，但是基于 GEF 的应用程序无法脱离 Eclipse 平台而单独运行；而基于 Zest 的应用没有这个限制，可以作为独立的应用程序在存在，从而脱离庞大的 Eclipse 平台，让应用程序更加小巧和灵活。

Zest 的组件类型

Zest 库提供了如下几种最基本的组件。

图形节点 (GraphNode)：最基本的包含某些特性的节点图形，例如颜色，大小，位置和标签等。
图形关联 (GraphConnections)：存储关联两个节点之间关联关系的图形对象，也包含连线的一些属性信息，例如：连线的颜色，线条宽度等。
图形容器 (GraphContainer)：图形容器和图形节点类似，包含图形节点的所有属性，但图形容器支持折叠和展开的行为特性。
图形 (Graph)：一个容器，用来容纳图形节点，图形容器以及图形关联这些对象。
样式常量 (ZestStyles)：Zest 库默认设置的一些系统常量，例如线形等 ( 实线，虚线 ...)

Zest 的布局

Zest 库也提供了布局管理器，通过布局管理器来决定图形当中的节点，关联等这些图形对象如何在屏幕上显示分布。

表 1. Zest 布局管理器

布局管理器名称描述

CompositeLayoutAlgorithm	组合其他布局方法来设置图形显示
DirectedGraphLayoutAlgorithm	以全部重叠的方式来设置图形显示
GridLayoutAlgorithm	以网格的布局方式来设置图形显示
HorizontalLayoutAlgorithm	以水平方式来设置图形显示
HorizontalShift	以重叠的方式依次向右水平来设置图形显示
HorizontalTreeLayoutAlgorithm	以水平树状方式来设置图形显示
RadialLayoutAlgorithm	以放射状的布局来设置图形显示
SpringLayoutAlgorithm	以相同关联长度，图形节点重叠最少来设置图形显示
TreeLayoutAlgorithm	以垂直树状方式来设置图形显示
VerticalLayoutAlgorithm	以垂直方式来设置图形的显示

用户也可以开发自定义的布局管理器。

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Zest 基础组件开发

学习了 Zest 库当中的一些基本概念，就容易理解创建各种图形对象的类和方法，将这些图形对象通过合适的逻辑关系建立联系，就可以开发出一个简单的图形显示程序。

图形节点 (GraphNode) 的创建和属性

通常使用如下的构造函数来创建一个图形节点对象，需要传入 3 个参数。

GraphNode(IContainer graphModel, int style, String text)

各个参数的含义分别是：

设置图像节点对象所在的图形 (Graph) 对象，就是设置在哪个对象上面显示。

设置图形节点的风格，就是节点要显示成为什么样子。

设置图形节点上的标签，就是节点上要显示什么文字内容。

图形节点对象当中包含一系列的 setXX() 方法，通过这些方法，可以设置节点的大写，位置，颜色，字体等等。

图 1. 设置图形节点对象属性的方法

节点关联 (GraphConnection) 的创建和设置

创建节点关联对象只有一个构造函数，需要传入 4 个参数。

GraphConnection(Graph graphModel, int style, GraphNode source, GraphNode destination)

各个参数的含义分别是：

设置节点关联对象所在的图形 (Graph) 对象，就是设置在哪个对象上面显示。

设置节点关联的风格，就是节点关联要显示成为什么样子。

设置关联的源节点对象，从哪个节点开始。

设置关联的目标节点对象，到哪个节点结束。

节点关联对象的属性设置方法如下所示：

图 2. 设置节点关联对象属性的方法

第一个 Zest 程序

知道了如何创建节点对象和节点关系对象，就可以轻松创建出第一个基于 Zest 的程序。一个最简单的工作流程图形化建模程序，包含一个开始 (Start) 节点，一个结束 (End) 节点和两者之间的一条连线。

清单 1. 第一个 Zest 程序代码

				
 import org.eclipse.zest.core.widgets.Graph; 
 import org.eclipse.zest.core.widgets.GraphConnection; 
 import org.eclipse.zest.core.widgets.GraphNode; 
 import org.eclipse.zest.layouts.LayoutStyles; 
 import org.eclipse.zest.layouts.algorithms.SpringLayoutAlgorithm; 
 import org.eclipse.swt.SWT; 
 import org.eclipse.swt.layout.FillLayout; 
 import org.eclipse.swt.widgets.Display; 
 import org.eclipse.swt.widgets.Shell; 

 public class FirstZest { 

       public static void main(String[] args) { 
              // SWT 
              Display display = new Display(); 
              Shell shell = new Shell(display); 
              shell.setText("First Zest Program Demo"); 
              shell.setLayout(new FillLayout()); 
              shell.setSize(300, 300); 

              // 创建 Graph 
              Graph graph = new Graph(shell, SWT.NONE); 
              // 创建一个图形节点
              GraphNode startNode = new GraphNode(graph, SWT.NONE, "Start"); 
              // 创建另外一个图形节点
              GraphNode endNode = new GraphNode(graph, SWT.NONE, "End"); 
              // 创建节点关联
              new GraphConnection(graph, SWT.NONE, startNode, endNode); 
              // 设置布局管理器
              graph.setLayoutAlgorithm(new SpringLayoutAlgorithm( 
                            LayoutStyles.NO_LAYOUT_NODE_RESIZING), true); 

              // 显示 SWT 
              shell.open(); 
              while (!shell.isDisposed()) { 
                     while (!display.readAndDispatch()) { 
                            display.sleep(); 
                     } 
              } 
       } 
 }

图 3. 第一个 Zest 程序

通过简单的几行代码，就创建了 2 个图形节点，并在它们之间建立了关联。你会发现，任何一个图形节点可以随意的通过鼠标拖动，而且连线也会随着节点的移动而移动。把很多复杂的功能的实现进行了封装和屏蔽。代码简单，但是功能强大。

也很容易的通过设置图形节点和节点关联的风格，来改变显示的样子。

清单 2. 设置图形节点和节点关联显示风格示例代码

				
 Graph graph = new Graph(shell, SWT.NONE); 
 // 设置连线风格
 graph.setConnectionStyle(ZestStyles.CONNECTIONS_DIRECTED); 
 // 设置图像
 Image startIcon = new Image(display,"StartIcon.png"); 
 // 创建图形节点
 GraphNode startNode = new GraphNode(graph, SWT.NONE, "Start", startIcon);

显示的效果如下图所示：

图 4. 显示风格示例

为了美化这个最简单的工作流程图形化建模程序，给连线增加了箭头，给图形节点增加了图标。

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Zest 事件驱动开发

Zest 库当中组件的行为也是通过事件的方式进行驱动的。用户可以通过键盘，鼠标来操作 Zest 的图形组件，通过触发相应的事件来完成用户期望的业务行为。Zest 库的事件模型和编程方式和 SWT 是完全相同的。

元素的事件驱动

对于图形节点 (GraphNode) 和图形关联 (GraphConnection) 对象可以通过调用下面的方法

addListener (int eventType, Listener listener)

为对象注册相应的事件，当这个事件发生的时候，就会触发相应的操作。具体的用法和接口参数可以参考 SWT 的文档。

对于图形 (Graph) 对象 Zest 提供了更多和更便利的事件使用注册方法。

图 5. Graph 对象提供的事件注册方法

下面通过代码来演示一下，在图形当中，当某个对象被选中的事件发生的时候，如何来触发特定的逻辑。

事件注册和触发示例

当某个对象被选中的时候，通过调用 addSelectionListener() 方法来注册事件。

清单 3. Graph 对象注册事件代码示例

				
 // 创建 Graph 
 Graph graph = new Graph(shell, SWT.NONE); 
 // 注册对象选择侦听事件
 graph.addSelectionListener(new SelectionAdapter() { 
       @Override 
       public void widgetSelected(SelectionEvent e) { 
              List selection = ((Graph) e.widget).getSelection(); 
              // 确认只选择了一个对象
              if (selection.size() == 1) { 
                     Object o = selection.get(0); 
                     // 图形节点对象
                     if (o instanceof GraphNode) { 
                            // 改变边线宽度
                            ((GraphNode) o).setBorderWidth(3); 
                     // 图形关联对象
                     } else if (o instanceof GraphConnection) { 
                            // 改变连线宽度
                            ((GraphConnection) o).setLineWidth(3); 
                     } 
              } 
       } 
 });

工作流程图形化建模程序的运行效果进行美化，当图形节点或者图形关联被选中的时候，边线会被自动加粗。

图 6. Graph 注册事件运行结果

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Zest 布局管理开发

Zest 库已经提供了多种图形显示的布局管理方式，需要用户根据图形应用的具体的情况来选择合适的布局管理算法。如果在程序当中没有设置任何布局管理，那么所有的图形节点和图形关联对象都将重合在一起。

常用布局管理的示例

下面分别给出了 Zest 当中常用布局管理的显示效果。

清单 4. 常用布局管理代码示例

 Graph graph = new Graph(shell, SWT.NONE); 
 graph.setConnectionStyle(ZestStyles.CONNECTIONS_DIRECTED); 
 for (int i = 0; i < 10; i++) { 
    GraphNode node1 = new GraphNode(graph, ZestStyles.NODES_FISHEYE, 
            "Begin"); 
    GraphNode node2 = new GraphNode(graph, ZestStyles.NODES_FISHEYE, 
            "Middle"); 
    GraphNode node3 = new GraphNode(graph, ZestStyles.NODES_FISHEYE, 
            "Finish"); 
    new GraphConnection(graph, SWT.NONE, node1, node2); 
    new GraphConnection(graph, SWT.NONE, node2, node3); 
 } 
 graph.setLayoutAlgorithm(new GridLayoutAlgorithm( 
        LayoutStyles.NO_LAYOUT_NODE_RESIZING), true); 
 /* 
 graph.setLayoutAlgorithm(new SpringLayoutAlgorithm( 
        LayoutStyles.NO_LAYOUT_NODE_RESIZING), true); 
 graph.setLayoutAlgorithm(new RadialLayoutAlgorithm( 
        LayoutStyles.NO_LAYOUT_NODE_RESIZING), true); 
 graph.setLayoutAlgorithm(new TreeLayoutAlgorithm( 
        LayoutStyles.NO_LAYOUT_NODE_RESIZING), true); 
 graph.setLayoutAlgorithm(new DirectedGraphLayoutAlgorithm( 
        LayoutStyles.NO_LAYOUT_NODE_RESIZING), true); 
 */

布局显示的效果依次为 Gridlayout, SpringLayout, Radialayout, TreeLayout 和 DirectedFraphLayout。

图 7. 不同布局管理器的显示效果对比

如何开发自定义的布局管理

除了系统内置的布局管理器，Zest 也支持自定义的布局管理器。要实现自定义的布局管理器需要继承一个抽象类 AbstractLayoutAlgorithm。这个抽象类当中，要实现 7 个抽象方法，它们的名称和作用分别是：

void setLayoutArea()

设置布局的区域

boolean isValidConfiguration()

判断对于当前的布局配置是否正确

void applyLayoutInternal(InternalNode[] entitiesToLayout, InternalRelationship[] relationshipsToConsider, double boundsX, double boundsY, double boundsWidth, double boundsHeight)

把给定的对象进行布局，需要布局的对象会按照设定的算法被重新排列。这是最核心的一个方法。各个参数的含义分别是：

InternalNode[] entitiesToLayout：需要重新布局的对象数组

InternalRelationship[] relationshipsToConsider：重新布局对象之间关系的数组

double boundsX：布局区域可以放置对象的横 (X) 坐标开始位置

double boundsY：布局区域可以放置对象的纵 (Y) 坐标开始位置

double boundsWidth：布局区域的宽度

double boundsHeight：布局区域的高度

void preLayoutAlgorithm()

新布局算法之前调用的方法

postLayoutAlgorithm()

新布局算法之后调用的方法

getTotalNumberOfLayoutSteps()

获取布局当中总的步骤

int getCurrentLayoutStep()

获取当前的布局步骤

下面演示一个自定义的布局算法，让所有图形节点按照水平方式以相同间隔依次排列。

清单 4. 自定义布局算法代码示例

				
 Graph graph = new Graph(shell, SWT.NONE); 
 graph.setConnectionStyle(ZestStyles.CONNECTIONS_DIRECTED); 
 GraphNode node1 = new GraphNode(graph, SWT.NONE, "Node 1"); 
 GraphNode node2 = new GraphNode(graph, SWT.NONE, "Node 2"); 
 GraphNode node3 = new GraphNode(graph, SWT.NONE, "Node 3"); 
 new GraphConnection(graph, SWT.NONE, node1, node2); 
 new GraphConnection(graph, SWT.NONE, node2, node3); 
 graph.setLayoutAlgorithm(new AbstractLayoutAlgorithm(SWT.NONE) { 
    int totalNodes; 
    protected void applyLayoutInternal(InternalNode[] entitiesToLayout, 
            InternalRelationship[] relationshipsToConsider, 
            double boundsX, double boundsY, double boundsWidth, 
            double boundsHeight) { 
        // 需要布局的对象数量
        totalNodes = entitiesToLayout.length; 
        // 设置固定间隔距离
        double spcaing = 100; 
        // 开始位置坐标
        int startX = 10; 
        // 触发布局进程
        fireProgressStarted(totalNodes); 
        // 循环所有对象，按照设定的布局算法来排列对象
        for (int curNode = 0; curNode < entitiesToLayout.length; curNode++) { 
            LayoutEntity layoutEntity = entitiesToLayout[curNode] 
                    .getLayoutEntity(); 
            // 设置一个对象显示的位置
            layoutEntity.setLocationInLayout(startX, layoutEntity 
                    .getYInLayout()+10); 
            // 保持相同的间隔
            startX += spcaing; 
            // 让对象在新位置上显示
            fireProgressEvent(curNode, totalNodes); 
        } 
        // 结束布局进程
        fireProgressEnded(totalNodes); 
    } 

    protected int getCurrentLayoutStep() { 
        return 0; 
    } 

    protected int getTotalNumberOfLayoutSteps() { 
        return totalNodes; 
    } 

    protected boolean isValidConfiguration(boolean asynchronous, 
            boolean continuous) { 
        return true; 
 } 

    protected void postLayoutAlgorithm(InternalNode[] entitiesToLayout, 
            InternalRelationship[] relationshipsToConsider) { 
    } 

    protected void preLayoutAlgorithm(InternalNode[] entitiesToLayout, 
            InternalRelationship[] relationshipsToConsider, double x, 
            double y, double width, double height) { 
    } 
    public void setLayoutArea(double x, double y, double width, 
            double height) { 
    } 
 }, true);

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Zest 开发小技巧

下面是一些 Zest 开发当中小技巧的代码示例。

如何更改图形节点的默认形状

在 Zest 当中，图形节点的默认形状是矩形的，其实可以根据需求，来更改节点的默认形状，可变成为圆形，方形或者菱形等等。下面的示例是将图形节点的形状显示为椭圆。

需要创建用户自定义的图形节点，一般来说需要继承 CGraphNode 这个类

清单 5. 自定义图形节点 EllipseGraphNode 代码示例

				
 import org.eclipse.draw2d.IFigure; 
 import org.eclipse.zest.core.widgets.CGraphNode; 
 import org.eclipse.zest.core.widgets.IContainer; 

 public class EllipseGraphNode extends CGraphNode { 
    public EllipseGraphNode(IContainer graphModel, int style, IFigure figure) { 
       super(graphModel, style, figure); 
    } 
 }

同时也需要继承 Figure 这个类

清单 6. 自定义图形节点 EllipseFigure 的代码示例

				
 import org.eclipse.draw2d.ColorConstants; 
 import org.eclipse.draw2d.Figure; 
 import org.eclipse.draw2d.Graphics; 
 import org.eclipse.draw2d.Label; 
 import org.eclipse.draw2d.LineBorder; 
 import org.eclipse.draw2d.ToolbarLayout; 
 import org.eclipse.draw2d.geometry.Rectangle; 

 public class EllipseFigure extends Figure { 


       public EllipseFigure(String name) { 
                  // 定义显示名称
              Label label = new Label(name); 
                  // 定义图形节点的显示布局
              ToolbarLayout layout = new ToolbarLayout(); 
              setLayoutManager(layout); 
              setBorder(new LineBorder(ColorConstants.white, 1)); 
              setOpaque(true); 

              add(label); 
       } 
       // 重写这个方法，实现自己需要显示的图形，更多的信息可以参考 Zest 的源代码
       @Override 
       public void paint(Graphics graphics) { 
              super.paint(graphics); 
              // 获取默认的矩形信息
              Rectangle rectangle = getBounds().getCopy(); 
              graphics.setLineWidth(2); 
                  // 画椭圆
              graphics.drawOval(rectangle); 
       } 
 }

同时简要修改一下主程序，在程序当中添加一个新的方法，用来创建椭圆图形对象 .

清单 7. 创建 EllipseFigure 对象的代码示例

				
 // 创建 EllipseFigure 对象的方法
 private static IFigure createEllipseFigure(String name) { 
       EllipseFigure circleFigure = new EllipseFigure(name); 
       circleFigure.setSize(-1, -1); 
       return circleFigure; 
 } 

 GraphNode endNode = new GraphNode(graph, SWT.NONE, "End", stopIcon); 
 // 创建椭圆图形节点对象
 EllipseGraphNode ellipseNode = new EllipseGraphNode(graph, SWT.NONE, 
                     createEllipseFigure("ellipse")); 

 // 创建节点关联
 new GraphConnection(graph, SWT.NONE, startNode, ellipseNode); 
 new GraphConnection(graph, SWT.NONE, ellipseNode, endNode);

运行程序得到如下的显示效果。在开始节点和结束节点之间增加了一个椭圆形的节点。

图 8. 椭圆图形节点显示效果

如何禁止图形节点的移动事件

Zest 图形 (Graph) 当中默认所有的组件对象都是可以被用户拖动。某些情况下，希望把某个元素固定不动，不可以被用户随意改变位置，实现的方法可以参考如下的代码：

清单 8. 禁止图形节点 (GraphNode) 被移动的代码示例

				
 // 创建 Graph 
 Graph graph = new Graph(shell, SWT.NONE); 
 // 设置事件分发
 graph.getLightweightSystem().setEventDispatcher( 
 new SWTEventDispatcher() { 

    @Override 
    public void dispatchMouseMoved(MouseEvent me) { 
          List selection = ((Graph) me.widget).getSelection(); 
          for (Iterator iterator = selection.iterator(); iterator.hasNext();) { 
                  Object object = (Object) iterator.next(); 
                  if (object instanceof GraphNode) { 
                         String nodeName = ((GraphNode) object).getText(); 
                         if ("Start".equalsIgnoreCase(nodeName)) { 
                                // 如果是 Start 图形节点，就无法被移动
                         } else { 
                                // 其他图形节点，不受影响
                                super.dispatchMouseMoved(me); 
                         } 
                  } 
           } 
    } 
 });

这样显示名字为 Start 的图形节点就无法被用户移动，而其他工作节点不受任何影响。

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结束语

关于 Zest 的开发入门介绍到此就结束了，希望本篇文章能够对您的了解 Zest 库的使用和编程开发有所帮助和启发。

参考资料

学习

参考 Zest 官方站点，查看 Zest 的最新信息。
查看文章“SWT 全接触”，了解 SWT 的开发入门。
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