基于Qt／E的嵌入式Linux中文輸入法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：設(shè)計(jì)了一種小巧的、具有良好的移植性和擴(kuò)展性的系統(tǒng)級(jí)拼音輸入法，企業(yè)應(yīng)用表明，能夠滿(mǎn)足產(chǎn)品中文輸入的要求。

0引言

隨著嵌人式系統(tǒng)在信息家電、移動(dòng)通信、手持設(shè)備以及工業(yè)控制等眾多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，國(guó)內(nèi)用戶(hù)對(duì)支持中文輸入法的輕量級(jí)GUI的需求日益迫切。

Qt/E是Nokia公司發(fā)布的面向嵌人式系統(tǒng)的Qt版本，正日益成為嵌入式GUI開(kāi)發(fā)的主流，被越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)外廠(chǎng)商用于便攜式電子設(shè)備的開(kāi)發(fā)，然而它并沒(méi)有提供中文輸入法。目前國(guó)內(nèi)在Qt/E平臺(tái)下開(kāi)發(fā)的中文輸入法主要有2種方式：

1）移植現(xiàn)有的PC機(jī)系統(tǒng)下的基于Qt/X11的中文輸人法，移植了基于XWindow下的XIM輸入?yún)f(xié)議的中文輸入法，但其需要XWindow下Xlib庫(kù)的支持，這將增大系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)，減慢顯示的速度。

2）使用Qt/E插件的方法，其需要一個(gè)桌面應(yīng)用管理程序，一般移植Qt/E自帶的qpe桌面管理程序來(lái)管理輸入法，這將給不需要桌面管理的設(shè)備帶來(lái)額外的開(kāi)銷(xiāo)。

基于此，本文開(kāi)發(fā)了一種Qt/E平臺(tái)下的小巧的中文輸入法，在不增加系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)也不影響移植性和擴(kuò)展性的前提下，使用戶(hù)可以方便地輸人中文、英文及各種字符，并根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際需要，設(shè)定輸出漢字的字體和大小，可減小應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的難度和復(fù)雜度。

1Qt/E的體系結(jié)構(gòu)與輸入法設(shè)計(jì)原理

Qt/E和Qt/Xl1是Nokia公司開(kāi)發(fā)的面向嵌入式系統(tǒng)和Pc機(jī)的不同Qt版本。Qt/E與Qt/X11最大的區(qū)別就在于它們所依賴(lài)的底層顯示基礎(chǔ)的不同，這也就導(dǎo)致了它們?cè)隗w系結(jié)構(gòu)上的差異。對(duì)于Qt/Xl1來(lái)說(shuō)，底層的顯示技術(shù)構(gòu)建在xWindowSystem之上，完全依賴(lài)于XWindowSystem。

Qt/E在這方面則完全不同，它并沒(méi)有構(gòu)建在xWindowSystem之上，而是構(gòu)建在Linux的FrameBuffer之上，把需要在界面上顯示的內(nèi)容直接寫(xiě)入FrameBuffer。因?yàn)樵谇度胧较到y(tǒng)上把XSystem給省略了，可以節(jié)省許多的系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)。而直接寫(xiě)FrameBuffer，又會(huì)加快顯示速度。Qt/E與Qt/Xl1體系構(gòu)架對(duì)比見(jiàn)圖1。

圖1Qt/E和Qt/X11體系構(gòu)架對(duì)比

這一改變，導(dǎo)致了在Qt/E多出了1個(gè)Server層，該層負(fù)責(zé)監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)事件，尤其是鍵盤(pán)和鼠標(biāo)事件、屏幕輸出、管理注冊(cè)、管理頂層窗口等諸多功能。系統(tǒng)產(chǎn)生的鍵盤(pán)鼠標(biāo)事件，首先就傳給了這個(gè)Server層，然后Server層在根據(jù)具體的情況把這些事件分發(fā)給相應(yīng)的應(yīng)用程序。

每一個(gè)Qt/E應(yīng)用程序都需要一個(gè)這樣Server層存在]。所以，第1個(gè)運(yùn)行起來(lái)的Qt/E應(yīng)用程序就會(huì)啟動(dòng)這個(gè)Server層并讓自己成為這個(gè)Server進(jìn)程，后續(xù)運(yùn)行的程序就會(huì)連接到這個(gè)Server層來(lái)管理自己。在Server端，每一個(gè)連接到Server層的Client都有一個(gè)QWSClient對(duì)象與之對(duì)應(yīng)，這個(gè)對(duì)象主要記錄了ClientID。在應(yīng)用程序中每創(chuàng)建一個(gè)頂層窗口，那么在Server端就會(huì)有創(chuàng)建一個(gè)QWSWindow實(shí)例來(lái)與之對(duì)應(yīng)。

當(dāng)Server收到一個(gè)Event時(shí)，它需要判斷應(yīng)該發(fā)送給哪個(gè)窗口，這時(shí)候，它就會(huì)從QWSWindow列表中去找，然后根據(jù)這個(gè)窗口去找對(duì)應(yīng)的Client應(yīng)用程序，最后用QWSEvent對(duì)象來(lái)包裝這個(gè)Event。

通過(guò)Socket機(jī)制發(fā)送給具體的Client應(yīng)用程序。

基于以上原理，為了設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)級(jí)中文輸入法，需要把輸入法的設(shè)計(jì)放在Server層上。具體來(lái)說(shuō)，就是把輸入法寫(xiě)為Server層的一部分，作為Server進(jìn)程運(yùn)行。

如果當(dāng)前系統(tǒng)Server層安裝了一個(gè)輸入法，那么每次鍵盤(pán)事件產(chǎn)生的時(shí)候，就會(huì)先送給輸入法，讓輸入法來(lái)做判斷，看輸入法是否會(huì)處理這個(gè)鍵盤(pán)按鍵，如果輸入法可以處理，就不再繼續(xù)分發(fā)這個(gè)事件，否則就會(huì)按照原先的事件分發(fā)機(jī)制繼續(xù)分發(fā)這個(gè)事件。輸入法會(huì)在應(yīng)用程序之前處理鍵盤(pán)事件并根據(jù)用戶(hù)選擇發(fā)送相應(yīng)漢字到客戶(hù)端應(yīng)用程序。

Qt/E拼音輸入法的客戶(hù)/服務(wù)器模型見(jiàn)圖2。

圖2Qt/E拼音輸入法的客戶(hù)/服務(wù)器模型

2中文輸人法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

Qt/E2。3版本提供了針對(duì)亞洲語(yǔ)系雙字節(jié)輸入法支持。可通過(guò)繼承QWSInputMethod類(lèi)構(gòu)造輸入法實(shí)例，其接受的按鍵事件既可以來(lái)自于物理鍵盤(pán)，也可以從虛擬鍵盤(pán)產(chǎn)生，QWSInputMethod類(lèi)提供鍵盤(pán)過(guò)濾器攔截按鍵消息，根據(jù)用戶(hù)所選擇的輸入法，輸出相應(yīng)的字符到目標(biāo)程序。

2。1拼音輸入法的功能

本輸入法的界面見(jiàn)圖3。當(dāng)單擊軟鍵盤(pán)上面的輸入法按鍵時(shí)，系統(tǒng)彈出軟鍵盤(pán)面板，若選擇中文輸入法，則首先檢測(cè)輸入的按鍵組合是否是正確的拼音組合，如果是，將該拼音組合顯示在拼音輸入框中。接下來(lái)將匹配的漢字顯示到漢字顯示框，漢字顯示框每頁(yè)允許顯示1O個(gè)漢字，如果沒(méi)有所需漢字，可以通過(guò)翻頁(yè)鍵翻頁(yè)查找。找到所需漢字后，單擊相應(yīng)的數(shù)字鍵，即可將相應(yīng)漢字輸入到當(dāng)前應(yīng)用程序的輸入窗口中。隨后，漢字顯示框?qū)⒗^續(xù)顯示下一頁(yè)供用戶(hù)繼續(xù)選擇輸入。

2。2輸入法窗口的設(shè)計(jì)

輸入法窗口由中英文切換鍵、拼音輸入框、漢字顯示框和軟鍵盤(pán)組成，軟鍵盤(pán)的按鍵類(lèi)PushBut-ton繼承自Qt的QToolButton類(lèi)。

當(dāng)按鍵被按下時(shí)發(fā)送信號(hào)keyPress，由信號(hào)keyPress觸發(fā)sendKey槽來(lái)實(shí)現(xiàn)拼音輸入框顯示。

connect（btn，SIGNAL（keyClick（Qt：：Key）），this，SLOT（sendKey（Qt：：Key，bool，boo1））

當(dāng)拼音輸入框變化時(shí)會(huì)觸發(fā)漢字顯示框的變化，由textChanged信號(hào)觸發(fā)change槽，顯示漢字。

connect（inpyLineEdit，SIGNAL（textChanged（constQString&）），this，SLOT（change（c‘）nstQString&）））

在這個(gè)軟鍵盤(pán)中，共需要實(shí)現(xiàn)拼音、英文大小寫(xiě)、各種符號(hào)及一般的功能按鍵，其鍵盤(pán)的布局設(shè)計(jì)在QtDesigner中，由于嵌入式系統(tǒng)顯示屏大小的關(guān)系，需要一鍵多用，所以本文通過(guò)讀取XML文檔的方式來(lái)顯示按鍵上的text文本。例如：0鍵對(duì)應(yīng)序號(hào)為nr="15"，初始化時(shí)PushButton0鍵text設(shè)置為"0"，當(dāng)按下shift時(shí)，text設(shè)置為"！"，按下shift時(shí)text設(shè)置為"0"，keycodeI，2，3為Qt：：Key值，XML文檔格式如下：[!--empirenews.page--]

圖3軟鍵盤(pán)界面

軟鍵盤(pán)左上角的CheckBox用于中英文切換，選中時(shí)，輸人中文，不選時(shí)輸入的則是英文，在英文輸入時(shí)，若按下Caps鍵軟鍵盤(pán)面板上的數(shù)字鍵，切換成常用符號(hào)，英文全變成大寫(xiě)。1-r按鍵是本輸入法的特色，按下1-r鍵可以選擇需要輸出漢字的字體和大小，其余的按鍵功能同Pc機(jī)鍵盤(pán)。

因?yàn)闆](méi)有桌面管理程序，本文還設(shè)計(jì)了一個(gè)置頂?shù)母?dòng)框，用于打開(kāi)軟鍵盤(pán)。當(dāng)點(diǎn)擊輸入法按鍵時(shí)，彈出軟鍵盤(pán)。

2。3輸入法設(shè)計(jì)

Qt/E輸入法基類(lèi)為QWSInputMethod，在這個(gè)基類(lèi)中定義了一些接口用以支持輸入法程序設(shè)計(jì)，并從QWSInputMethod這個(gè)類(lèi)繼承出一個(gè)輸入法類(lèi)，在這個(gè)類(lèi)中處理鍵盤(pán)和鼠標(biāo)事件，把接收到的鍵盤(pán)事件按照輸入法的編碼規(guī)則轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的中文，一個(gè)漢字，或者是一個(gè)中文短語(yǔ)，并把最終用戶(hù)的選擇發(fā)送到當(dāng)前編輯窗口。

1nputMethod類(lèi)繼承QWSInputMethod類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)輸入法的處理，在這里實(shí)現(xiàn)的幾個(gè)主要的接口函數(shù)有：

virtualboolfilter（intunicode，intkeycode，intmodifiers，bootisPress，boolautoRepeat）

這個(gè)接口的作用就是過(guò)濾鍵盤(pán)事件，在這個(gè)函數(shù)中處理鍵盤(pán)輸人，并且根據(jù)相應(yīng)的輸人法方法把鍵盤(pán)輸入轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的中文。

voidsendc0mmitstring（constQString&eommitString，intrepIaceFromPosi"on：0，intreplaceLength=0）

這個(gè)接口函數(shù)表示把相應(yīng)的字符串發(fā)送到當(dāng)前編輯窗口，一般用于在用戶(hù)作出最終的選擇之后，把相應(yīng)的字符串發(fā)送出去。

voidsel1dPreeditsng（constQString&preeditString，inteursorPosition，intselectionLength=0）

把當(dāng)前正在編輯的字符串發(fā)送給當(dāng)前編輯窗口。

為了使輸入法成為系統(tǒng)級(jí)輸入法，在這個(gè)類(lèi)中還需要實(shí)現(xiàn)輸入法安裝/卸載函數(shù)，這樣系統(tǒng)中才會(huì)有全局的輸人法模塊，輸入法才能工作。

install和release輸入法的函數(shù)，就是通過(guò)調(diào)用QWSServer類(lèi)中的成員函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。QWSServer：：

setCurrentInputMethod這個(gè)函數(shù)為當(dāng)前的Qt/E安裝一個(gè)輸入法，如設(shè)置拼音輸入法：

QWSServer：：setcurrentInputMeth0d（pinyin）

如果把參數(shù)設(shè)置為NULL，就是卸載輸入法。輸入法安裝完成之后，輸入法類(lèi)中就可以接收到鍵盤(pán)事件了，拼音輸入法的具體流程見(jiàn)圖4。

圖4拼音輸入法按鍵處理流程

最終拼音輸入法在三星S3C2440平臺(tái)上運(yùn)行的界面見(jiàn)圖5。