HTk: Ein GUI für Haskell

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Eike Gerstle
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HTk: Ein GUI für Haskell URL: www.informatik.uni-bremen.

1 HTk: Ein GUI für Haskell URL: HTk basiert auf dem GUI von Tcl/Tk Haskell: monadische Programmieroberfläche strukturiert in viele Typklassen GUI-Objekte Event-Verarbeitung Laufzeit: wish -Kommandos Einführung in die funktionale Programmierung, fol

2 GUI-Begriffe Widgets: Kleinste Elemente zum Zusammenbauen von GUIs, wie z.b. Buttons, Menüs, Anzeigefelder, Eingabefelder,.... Events, Ereignisse: mouse events (klicken, bewegen), keyboard events (Taste drücken, loslassen), window events (öffnen, schließen). Konfigurationen: Farbe, Beschriftung, Größe,... Einführung in die funktionale Programmierung, fol

3 GUI-Grundlagen Statischer Aspekt: Wie soll das Fenster aussehen? Welche Widgets sollen wo erscheinen? Größe, Farbe, Beschriftung,... der einzelnen Objekte. Dynamischer Aspekt: Reaktion auf Ereignisse verändert das Erscheinungsbild Realisation in HTk Beide Aspekte werden durch Monaden realisiert. Statischer Aspekt: IO-Monade Dynamischer Aspekt: Event-Monade Einführung in die funktionale Programmierung, fol

4 Beispiel: Ein Button ohne Ereignis main:: IO () main = do main_window <- inithtk [] -- Initialisierung des Hauptfensters b <- newbutton main_window [text "Klick mich!"] -- Button erzeugen pack b [] -- Button anzeigen finishhtk -- beenden, wenn Fenster geschlossen wird newbutton erwartet einen Container und eine Liste von Konfigurationen newbutton :: Container par=> par-> [Config Button]-> IO Button type Config w = w -> IO w Einführung in die funktionale Programmierung, fol

5 Aufruf von main Aufruf von main ergibt: Einführung in die funktionale Programmierung, fol

6 Events in HTk Events = abstrakter Datentyp mit den Operationen: Synchronisation sync :: Event a -> IO a Sequenzoperatoren fügen IO-Aktionen zu einem Event hinzu (>>>=) :: Event a-> (a -> IO b) -> Event b (>>>) :: Event a-> IO b -> Event b always verpackt eine IO-Aktion in ein Event always :: IO a -> Event a Events mit den Operatoren (>>>=) und always formen eine Monade. Sind aber nicht Instanz von Monad Einführung in die funktionale Programmierung, fol

7 Ereignisbehandlung hinzufügen Externes Ereignis an ein Ereignis vom Typ Event a binden: für einfache GUI-Elemente: clicked :: HasCommand w => w -> IO (Event ()) für alle GUI-Elemente: bindsimple main = do main_window <- inithtk [] b <- newbutton main_window [text "Klick mich!"] b_clicked <- clicked b -- b_clicked enthaelt das Ereignis pack b [] sync (b_clicked >>> (do t <- gettext b b # text (t++ " klick"))) finishhtk Der Operator (#) ist definiert als o # f = f o Einführung in die funktionale Programmierung, fol

8 Ereignisbehandlung hinzufügen (2) Nach Klicken des Buttons: Weiteres Klicken verändert nichts mehr, da das Event nur beim ersten Auftreten bearbeitet wird. Lösung: forever :: Event a -> Event () verknüpft ein Event unendlich oft mit sich selbst. forever e = e >>> sync (forever e) Der choice-operator (+>) :: Event a -> Event a -> Event a verknüpft zwei Events, so dass unterschiedliche Aktionen ausgeführt werden können, abhängig davon, welches Ereignis eintritt. Einführung in die funktionale Programmierung, fol

9 Beispiel mit forever und (+>) main = do main_window <- inithtk [] b <- newbutton main_window [text "Klick mich!"] b2 <- newbutton main_window [text "Exit"] -- ein zweiter Button b_clicked <- clicked b b2_clicked <- clicked b2 pack b2 [] pack b [] sync (forever ((b_clicked >>> (do t <- gettext b b # text (t++ " klick") return ())) +> (b2_clicked >>> destroy main_window))) finishhtk Einführung in die funktionale Programmierung, fol

10 Nebenläufigkeit Im vorherigen Beispiel wird das Fenster zwar geschlossen, aber aufgrund des forever terminiert das Programm nicht. Die Funktion spawnevent :: Event () -> IO (IO ()) erzeugt einen neuen konkurrierenden Thread synchronisiert das Event auf diesen Thread nach Ausführung der IO-Aktion, wird der Thread abgebrochen Einführung in die funktionale Programmierung, fol

11 Beispiel mit Nebenläufigkeit main = do main_window <- inithtk [] b <- newbutton main_window [text "Klick mich!"] b2 <- newbutton main_window [text "Exit"] -- ein zweiter Button b_clicked <- clicked b b2_clicked <- clicked b2 pack b2 [] pack b [] spawnevent (forever ((b_clicked >>> (do t <- gettext b b # text (t++ " klick") return ())) +> (b2_clicked >>> destroy main_window))) finishhtk Nun terminiert das Programm! Einführung in die funktionale Programmierung, fol

12 Weiteres Beispiel mit Nebenläufigkeit Für jedes Event ein eigener Thread: main = do main_window <- inithtk [] b <- newbutton main_window [text "Klick mich!"] b2 <- newbutton main_window [text "Exit"] -- ein zweiter Button b_clicked <- clicked b b2_clicked <- clicked b2 pack b2 [] pack b [] spawnevent (forever (b_clicked >>> (do t <- gettext b b # text (t++ " klick")))) spawnevent (forever (b2_clicked >>> destroy main_window)) finishhtk Einführung in die funktionale Programmierung, fol

13 GUI-Elemente in HTk: Einige Widgets Button: Label: Message: Entry: Scrollbar: ListBox: Menu: Knöpfe Beschriftungen Beschriftungen mit Zeilenumbruch Eingabefelder Laufleisten Auswahl von unterschiedlichen Einträgen Komplette Menüs. Widgets werden meist mit newx erzeugt, wobei X das entsprechende Widget ist. Einführung in die funktionale Programmierung, fol

14 GUI-Elemente in HTk: Container Die Klasse Container enthält Objekte, in die etwas hineingepackt werden kann: Toplevel: HTk: Frame: Canvas: Editor:... Windows Das HTk-Hauptfenster Rahmen zur Gruppierung mehrerer GUI-Objekte Zeichenoberfläche für Linien (LineItem), Ellipsen (Oval), Rechtecke (Rectangle),... Anzeigen und Bearbeiten von Texten ll Einführung in die funktionale Programmierung, fol

15 Attribute und Eigenschaften werden durch Klassen modelliert. z.b. ist Button eine Instanz der Klasse HasText class (GUIObject w, GUIValue v) => HasText w v where text :: HasText w v => v -> Config w gettext :: HasText w v => w -> IO v jedes GUI-Objekt ist Instanz der Klasse Destroyable class Destroyable o where destroy :: o -> IO () Einführung in die funktionale Programmierung, fol

16 Einige Eigenschafts-Klassen HasSize: Größe (Höhe, Breite) HasPosition: Position HasValue: polymorpher Wert vom Typ GUIValue v HasBorder: Rahmen (Rahmenstil, Rahmenbreite) HasFont: Zeichensatz (Schriftart, Schriftgröße,... ) HasJustify: Ausrichtung für Texte (links, rechts, zentriert) Einführung in die funktionale Programmierung, fol

17 Darstellen der Objekte: Packing Widgets werden erst angezeigt, nachdem sie gepackt wurden. Der Standard-Packer: pack::widget w => w -> [PackOption] -> IO () Der Datentyp PackOption: data PackOption = Side SideSpec Fill FillSpec Expand Toggle Anchor Anchor IPadX Distance IPadY Distance PadX Distance PadY Distance SideSpec: Wohin (oben, unten, links, rechts) platzieren FillSpec: Wohin expandieren, um leeren Platz zu füllen Expand... : Größe ändern, wenn Fenster die Größe ändert Einführung in die funktionale Programmierung, fol

18 Packing anhand eines Gitters Der Grid-Packer: grid :: Widget w => w -> [GridPackOption] -> IO () Der Datentyp GridPackOption: data GridPackOption = Column Int Row Int Columspan Int Rowspan Int... Column : Spalte des Gitters Row : Zeile des Gitters Columnspan: Anzahl an Spalten, die belegt werden... Einführung in die funktionale Programmierung, fol

19 Beispiel: Fakultät main = do main_window <- inithtk [text "Fakultaet"] label_ein <- newlabel main_window [text "Eingabe: "] label_ausg <- newlabel main_window [text "Ausgabe: "] label_erg <- newlabel main_window [text ""] button_calc <- newbutton main_window [text "Berechne"] button_calc_clicked <- clicked button_calc eingabefeld <- (newentry main_window [value ""])::IO (Entry String) grid label_ein [Column 1, Row 1] grid eingabefeld [Column 2, Row 1] grid button_calc [Column 1, Row 2, Columnspan 3] grid label_ausg [Column 1, Row 3] grid label_erg [Column 2, Row 3] Einführung in die funktionale Programmierung, fol

20 Beispiel: Fakultät (2) spawnevent (forever (button_calc_clicked >>> do txt <- (getvalue eingabefeld)::(io String) label_erg # text (ausgabe txt))) --label_erg aktualisieren finishhtk ausgabe :: String -> String ausgabe xs = (show.fak.read) xs fak 0 = 1 fak x = x*fak(x-1) Einführung in die funktionale Programmierung, fol

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