在配合主机厂审核VectorCAST/C++单元测试报告的过程中，某用户提出了一系列针对报告生成的需求：自动获取工程项目中所有被测环境的完整报告，可自定义报告显示的名项（如截除源码）并创建索引，适配其持续集成测试系统等。
鉴于该用户在Linux操作系统下测试，且多以命令行调用方式执行，因此我们应用Python为其开发了定制化脚本，快速交付后完成了用户的成功上线。
随后，在Windows系统下测试的某新用户也提出类似需求，对原Python脚本进行重构及添加GUI（Graphical User Interface，图形化的用户界面）调用方式的解决方案也应“需”而生。
图 1 图形化用户界面
Part 1 GUI库的选择
Python的GUI库包括自带的Tkinter，以及第三方库PyQt、PySide等，那应该选择哪款呢？
下表是三种GUI库在安装方式和商用情况上的对比：
从表1可看出：
>PyQt虽然功能强大、支持完善，但其遵循的GPLv3协议要求闭源商用时有付费许可证；额外的采购流程无法满足快速交付的需求
>PySide，尤其是PySide2在功能实现上可比肩PyQt，且其采用LGPL协议支持闭源商用；但需单独安装，对外网连接受控的用户不友好，不利于后续的维护；
>Tkinter则是Python自带的GUI库；而且VectorCAST内嵌了一个vpython工具，是对Python进行封装，可用来直接执行调用Tkinter库的脚本程序。
综合考量后,我们选择使用Tkinter进行该需求的开发。
Part 2 GUI设计和实现
GUI模块的设计通常包含元素的布局和元素的创建。为了方便后续的扩展维护，在原脚本程序的基础上，对UI元素的创建过程进行了封装，形成一个独立的界面元素封装模块UI_Element。在GUI模块中规划好元素布局后，通过调用UI_Element模块提供的接口即可高效地完成程序代码的实现。
图 2 重构和封装GUI元素
这种设计方式降低了GUI模块和界面元素模块之间的耦合度，模块内部则是高内聚的，程序结构也更加清晰，同时还有以下好处：
两个模块各自的维护可以做到互不影响，可维护性高；
程序后期扩展时，可方便增减界面元素或重新布局；
两个模块都可直接复用于新项目中。
通过以上一系列对原脚本模块的拆分和二次封装后，程序分成了四个部分：
Core：业务逻辑模块，通过调用VectorCAST/C++提供的功能接口，生成报告和索引；
CLI：命令行调用模块，通过命令行方式使用程序的入口；
UI_Element：界面元素封装模块；
GUI：图形界面用户模块，通过GUI方式操作此程序的入口。
图 3 程序模块的调用框架
本文简要介绍UI_Element模块和GUI模块，Core模块和CLI模块将会在后续文章中陆续介绍。
// UI_Element模块
该模块封装了当前程序中各种界面元素的创建过程，包括菜单、标签、按键、文本框、组合框、状态栏以及消息框等，将个性化的属性数据（例如名称、标题、大小等）进行参数化，作为输入参数开放给调用者。这样用户只需要提供相应参数，即可自定义创建出需要的界面元素。
下图展示了部分当前UI_Element模块封装好的功能，可以直观地从函数名称上看出其相应的实现，如创建窗口、菜单栏、菜单、分隔符以及子菜单等：
图 4 UI_Element模块
// GUI模块元素的创建和布置
GUI模块中包含了对界面元素的创建、布置以及关联事件的处理函数。下面以创建按钮为例进行介绍。
- 创建按钮
创建按钮的Python语句如下：
self.IndexButton = WidgetFactory.createButton(self.fm3, ‘生成’,self.generateIndex)
其中函数createButton所包含的三个参数为：
self.fm3：当前按钮的父窗口；
生成：按钮的名称；
generateIndex：关联的事件处理函数，即点击这个按钮时执行此函数。
图 5 创建按钮函数的定义
- 按钮的布局设置
按钮创建完成后，需要考虑其布局设置，语句如下：
self.IndexButton.pack(side=LEFT, fill=NONE, padx=5, expand=YES)
函数pack是Tkinter中的布局管理器，可通过多个参数的不同配置来调整界面元素在窗口中的位置，在此简单介绍常用的四个参数：
side：设置该组件在父组件中的添加位置，可以设置为靠上（TOP）、靠下（BOTTOM）、靠左（LEFT）、靠右（RIGHT）；
fill：设置该组件是否填充父组件分配的空间，可以为NONE（默认不填充）、X（水平方向填充）、Y（竖直方向填充）、BOTH（两个方向都填充，铺满）；
padx：指定该组件在水平方向上与其他组件的间距，用数值表示；
expand：用YES和NO表示当父组件增大时，是否拉伸该组件；YES表示拉伸，NO表示不拉伸。
关于pack的更多细节可参考Tkinter官网。
// GUI模块的处理函数
处理函数定义了当操作界面元素后需要执行的操作，下图是关联操作按钮的generateIndex函数的实际定义：
图 6 按钮处理函数的定义
该函数的流程图如下所示：
图 7 处理函数流程图
先判断vcm（VectorCAST项目配置管理）文件路径是否为空，如果为空则弹出消息框提示错误信息；如果不为空，则调用createIndex函数生成报告索引。生成结束后，弹出消息框显示生成的索引路径。
图 8 消息框显示保存路径
Part 3 小结
本文主要介绍了如何使用Python开发VectorCAST/C++ 单元测试的辅助工具，重点包括以下三点：
扩展Python纯脚本程序，支持界面操作，提高程序的易用性；
选择合适的GUI库，并开发配套的GUI模块；
对GUI模块进行重构以提高程序的可复用性和可扩展性。
借此机会，和大家分享我个人对软件质量的感想：从用户角度通俗地评价，高质量的软件意味着bug数量少，程序的操作稳定且执行可靠；而开发人员则会从“扩展性、复用性、维护性”这三个维度去衡量软件的质量，即整体架构设计易于扩展，模块之间耦合性低、易复用，代码简洁易懂、便于维护。伴随开发的持续重构，则是不断提升软件代码质量的利器。
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