智能手機(jī)開發(fā)平臺(tái)QT中軟鍵盤的實(shí)現(xiàn)及改進(jìn)

QT是挪威的Trolltech公司開發(fā)的一個(gè)跨平臺(tái)的C++的GUI組件，而Qtopia智能手機(jī)開發(fā)平臺(tái)則是基于QT的桌面系統(tǒng)，是Trolltech為采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)的消費(fèi)電子設(shè)備而開發(fā)的綜合應(yīng)用平臺(tái)。

在現(xiàn)在競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的智能手機(jī)開發(fā)平臺(tái)上，Qtopia以他的眾多優(yōu)點(diǎn)，如自身提供豐富的窗口部件集，具有面向?qū)ο蟮奶匦?，易于擴(kuò)展，真正的組件編程等逐漸為越來(lái)越多的手機(jī)開發(fā)工程師所熟悉和使用。

本文通過(guò)結(jié)合對(duì)QT開發(fā)平臺(tái)中特殊通信機(jī)制的簡(jiǎn)略介紹，重點(diǎn)介紹了如何在Qtopia平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)輸入法軟鍵盤的策略，以及相應(yīng)的優(yōu)化改進(jìn)，使讀者能大致了解QT平臺(tái)上開發(fā)的流程，對(duì)熟悉Qtopia平臺(tái)以及在此平臺(tái)上的開發(fā)都有很好的輔助作用。

1 Qtopia內(nèi)部特殊的通信機(jī)制

在Qtopia內(nèi)部，共有3種特殊的通信機(jī)制：Qcop協(xié)議，信號(hào)-槽(signal-slot)機(jī)制和FIFO機(jī)制，其中大量應(yīng)用的是Qcop協(xié)議和信號(hào)一槽(signal-slot)機(jī)制。

Qcop是QT內(nèi)部的一種通信協(xié)議，主要用于不同的客戶之間在同一地址空間內(nèi)部或者不同進(jìn)程之間的通信，大致的使用流程是在函數(shù)中使用Qtopia定義好的類：QcopEnvelop，將相關(guān)的消息和參數(shù)發(fā)送出去。然后在需要對(duì)Qcop信息進(jìn)行處理的地方定義好接收管道，同時(shí)再定義相關(guān)的消息(message)處理函數(shù)，根據(jù)發(fā)送過(guò)來(lái)的不同的message進(jìn)行不同的處理。而信號(hào)(signal)-槽(slot)機(jī)制則是指一種高級(jí)接口，應(yīng)用于C++的對(duì)象之間的通信，他取代了很多GUI工具包中的回調(diào)函數(shù)，分別由以下步驟實(shí)現(xiàn)：

(1)當(dāng)對(duì)象改變狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)的信號(hào)(signal)由該對(duì)象發(fā)射(emit)出去；
(2)而槽(slot)是用來(lái)接收指定的signal的，他就是普通的對(duì)象成員函數(shù)。

當(dāng)signal發(fā)出的時(shí)候，不相關(guān)的組件不知道他代表什么，只有定義好的接收slot才能處理signal信息，從而做到了真正的信息封裝。通過(guò)專門的函數(shù)connect來(lái)指定接收signal的slot，而且signal和slot之間可以一對(duì)一，一對(duì)多，多對(duì)一，多對(duì)多，還可以signal觸發(fā)signal，非常的靈活和易用，對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖1所示。

圖1 signal與slot的對(duì)應(yīng)關(guān)系

與在其他平臺(tái)上開發(fā)的輸入法模塊明顯不同的是，在Qtopia平臺(tái)上開發(fā)輸入法模塊充分利用了其內(nèi)部特殊的通信機(jī)制，尤其是信號(hào)-槽(signal-slot)機(jī)制，從而使輸入法的實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)潔明了。

2 軟鍵盤功能中各部分模塊的實(shí)現(xiàn)

現(xiàn)在準(zhǔn)備在Qtopia平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)軟鍵盤的功能。代碼都是在PC上的Qtopia模擬器環(huán)境下做的編寫和修改。Qtopia模擬器是Trolltech公司提供的輔助開發(fā)工具，用于在PC上模擬出手機(jī)開發(fā)板上的開發(fā)情況，方便Qtopia工程師進(jìn)行代碼修改和調(diào)試。而最后的調(diào)試則是在debug板上進(jìn)行的，通過(guò)看實(shí)際的效果，有助于發(fā)現(xiàn)一些在模擬器上容易忽略的問(wèn)題。為了簡(jiǎn)化敘述手段，將可能提到的調(diào)用函數(shù)的形參全部省去，如emit key(int unicode，int scancode，int mode，bool press，bool repeat)省略為emitkey()，具體的函數(shù)調(diào)用實(shí)現(xiàn)請(qǐng)參閱QT的幫助手冊(cè)。

項(xiàng)目計(jì)劃總共要實(shí)現(xiàn)拼音，英文和符號(hào)輸入法鍵盤共3個(gè)模塊，現(xiàn)在重點(diǎn)描述最具有代表性的拼音輸入法鍵盤的實(shí)現(xiàn)。其鍵盤草圖如圖2所示。

圖2 拼音輸入法鍵盤草圖

下方的軟鍵盤即是輸入按鈕所在的地方，上方2條選擇欄分別是輸入的拼音顯示欄和與拼音對(duì)應(yīng)的漢字候選欄。要完成這個(gè)鍵盤必須實(shí)現(xiàn)如下幾個(gè)模塊：

拼音輸入法引擎模塊 用來(lái)實(shí)現(xiàn)與拼音匹配的漢字。
智能匹配模塊 搜尋與輸入拼音相接近的漢字以及聯(lián)想的詞組。
漢字選擇欄 顯示模塊顯示對(duì)應(yīng)的漢字。
拼音輸入欄 顯示模塊顯示輸入的拼音。
軟鍵盤輸入界面模塊 接收用戶的輸入，轉(zhuǎn)給Qtopia系統(tǒng)。

拼音輸入法引擎模塊直接購(gòu)買了第三方廠商的產(chǎn)品，智能匹配模塊則是隨著引擎一起購(gòu)買而來(lái)的，但是由于廠商開放了模塊的源代碼，在實(shí)現(xiàn)的時(shí)候按照客戶的需要做了一些小小的改動(dòng)，如調(diào)整了一些原來(lái)匹配字符順序的不合理，提高了某些字符的優(yōu)先級(jí)等。

漢字選擇欄模塊類picksboard.cpp和拼音顯示欄模塊類pickboardPY.cpp都繼承自QT中的Qframe類，在確定選擇欄的尺寸之后，采用輸入法引擎模塊的字符顯示接口， 即可以正確地顯示需要選擇的字符。

輸入法界面模塊是重點(diǎn)要解決的模塊，于是先初始化鍵盤類keyboardconfig.cpp，這個(gè)類繼承自QT 中的Qobject類 然后在調(diào)用軟鍵盤的時(shí)候使用qtopia中的繪圖函數(shù)drawLine()和setPen()畫出一個(gè)軟鍵盤。然后需要達(dá)到的目標(biāo)是：在軟鍵盤上點(diǎn)擊所見的字符后，能正確地顯示字符；點(diǎn)擊軟鍵盤上的某個(gè)按鈕后需要有按鈕反白，給使用者視覺(jué)上以按下按鍵的效果。

實(shí)現(xiàn)原理是在Qtopia中提供了一個(gè)key()信號(hào)。根據(jù)前面說(shuō)過(guò)的信號(hào)-槽(signal-slot)機(jī)制，在點(diǎn)擊軟鍵盤按鍵時(shí)，發(fā)送相應(yīng)的帶參數(shù)的key()信號(hào)給Qtopia系統(tǒng)，即emitkey(unicode,scancode,mode,true,false)，Qtopia系統(tǒng)中有專門的接收key()信號(hào)的槽來(lái)根據(jù)參數(shù)unicode，作為字符的惟一識(shí)別標(biāo)志，在對(duì)應(yīng)的unicode表中尋找對(duì)應(yīng)的字符，顯示在屏幕上即可，十分簡(jiǎn)單高效。

按鍵反白的效果采用了在按下按鍵時(shí)對(duì)鍵盤進(jìn)行重繪，將按下的那個(gè)按鍵區(qū)域填涂上反白的顏色，而放開按鍵的時(shí)候再次對(duì)鍵盤進(jìn)行重繪，將按鍵區(qū)域填涂上原鍵盤的顏色。即按照如下的一個(gè)流程：初始化一繪制軟鍵盤(彈出軟鍵盤)一點(diǎn)擊觸摸屏一重繪軟鍵盤(按鍵反白顯示)一釋放觸摸屏一再次重繪軟鍵盤(軟鍵盤正常顯示)。

3 組合模塊，軟鍵盤的實(shí)現(xiàn)

軟鍵盤的實(shí)現(xiàn)流程如圖3所示。

圖3 軟鍵盤實(shí)現(xiàn)流程圖

現(xiàn)在前期的準(zhǔn)備工作都已經(jīng)完成，應(yīng)該在合適的位置組成軟鍵盤。在Qtopia模擬器的顯示屏上，為了不與其他控件產(chǎn)生沖突，也為了選擇欄和軟鍵盤的相對(duì)位置有個(gè)根據(jù)的基準(zhǔn)，還需要專門為軟鍵盤的顯示設(shè)置一個(gè)容器(container)。因此再寫出一個(gè)類keyboardContainer.cpp，每次在彈出軟鍵盤之前，先初始化和彈出container，然后選擇欄和軟鍵盤的顯示就以這個(gè)容器的顯示位置為依據(jù)，從而顯示在正確的位置上，這樣處理還有一個(gè)好處就是：要調(diào)整整個(gè)軟件盤的位置，只要調(diào)整容器的位置即可，而不用去改動(dòng)其他代碼。

于是在完成keyboardContainer.cpp類之后，將選擇欄和軟鍵盤在容器里的正確位置顯示，然后將容器在整個(gè)Qtopia模擬器上的正確位置顯示即可，經(jīng)過(guò)測(cè)試，可以達(dá)到目的。

4 軟鍵盤實(shí)現(xiàn)策略的改進(jìn)和優(yōu)化

將代碼下載到debug板上進(jìn)行調(diào)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)在軟鍵盤彈出時(shí)有比較明顯的刷新遲滯和閃爍現(xiàn)象，不能達(dá)到彈出和反白顯示正常的要求。經(jīng)過(guò)跟蹤和分析，以及對(duì)調(diào)試板性能的估計(jì)，發(fā)現(xiàn)原因在于：采用ARM 架構(gòu)的debug板上的CPU主頻較低，無(wú)法很順暢地即時(shí)重繪軟鍵盤，而在模擬器上調(diào)試時(shí)，由于PC的CPU頻率較高，則不影響軟鍵盤的重繪。

解決問(wèn)題的關(guān)鍵在于提高重繪鍵盤的速度。于是考慮用貼圖來(lái)代替重繪，實(shí)現(xiàn)策略是將軟鍵盤圖片先保存在內(nèi)存中，在需要的時(shí)候直接調(diào)用內(nèi)存中的圖片，這樣就省去了重繪的時(shí)間，可以大大提高速度。按鍵反白效果的顯示，也是用反白顏色的按鍵小圖片來(lái)代替對(duì)按下鍵的填涂顏色，同樣不需要對(duì)鍵盤進(jìn)行重繪。經(jīng)過(guò)計(jì)算，圖片占用內(nèi)存約100 kB，對(duì)于智能手機(jī)上64 MB左右的內(nèi)存大小來(lái)說(shuō)，完全承受得起。Qtopia中也提供了bitBlt()函數(shù)來(lái)將內(nèi)存中的圖片直接顯示在屏幕上。

還有一點(diǎn)要注意，由于初始化圖片的數(shù)量比較多，會(huì)影響開機(jī)的速度，可以將初始化圖片的時(shí)間推后，考慮到一般用戶使用軟鍵盤的習(xí)慣，將初始化圖片的時(shí)間定在完全開機(jī)后的1～3 s是可行的。用Qtopia中的定時(shí)器類函數(shù)可以順利地實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。在優(yōu)化之后，再次將代碼下載到debug板上，經(jīng)過(guò)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)鍵盤的彈出和反白顯示都沒(méi)有停滯感，功能也可以完全實(shí)現(xiàn)，從而順利地完成了Qtopia上的拼音輸入法軟鍵盤模塊的實(shí)現(xiàn)。

5 結(jié)語(yǔ)

在現(xiàn)在的手機(jī)開發(fā)中，第三方廠商所能提供的支持越來(lái)越多，但是在任何一款新手機(jī)的開發(fā)里，輸入法模塊的實(shí)現(xiàn)都是必須自行開發(fā)的。Qtopia提供了大量靈活的函數(shù)，在嵌入式系統(tǒng)這個(gè)內(nèi)存小，CPU主頻相對(duì)較低的特殊環(huán)境下，為順利實(shí)現(xiàn)模塊功能提供了很大的選擇余地。因此，這個(gè)Qtopia平臺(tái)上輸入法模塊實(shí)現(xiàn)的例子有嵌入式開發(fā)人員可以借鑒的地方，同時(shí)也說(shuō)明了Qtopia平臺(tái)以他優(yōu)良的擴(kuò)展性能，一定能夠在競(jìng)爭(zhēng)激烈的手機(jī)開發(fā)平臺(tái)市場(chǎng)中占有自己的一席之地。