### 编程向导：4.9Kv语言
#### 一、语言背后的思想
当你的应用程序变得更复杂时，构建部件树和明确的声明绑定将变得冗长和难以维护。KV语言试图克服这些缺点。
KV语言(有时被叫kvlang，或kivy语言)，允许你以声明的方式来创建你的部件树，并以一种自然的方式绑定部件属性或回调函数。针对UI，它支持快速原型和敏捷改动。它也使得逻辑和用户接口能更好的分离。
#### 二、如何加载KV
有两种方式来加载KV代码：
* **通过名字约定**
Kivy查找你的应用程序类的小写的同名KV文件，如果它以'App'结尾则去掉它，例如：
MyApp -> my.kv
如果这个文件定义了一个根部件，它将会附着到应用程序的根特征值，并用它作为应用程序部件树的根。
* **Builder**
你可以告诉Kivy直接加载一个字符串或一个文件。如果这个字符串或文件定义了根部件，它将被返回。
Builder.load_file('path/to/file.kv')
或者
Builder.load_string('kv_string')
#### 三、管理上下文
一个KV源构成的规则，用来描述部件的内容。你可以有一个根规则和任何数量的类或模板规则。
根规则通过声明你的根部件类来声明，不需要任何缩进，后面跟着冒号(:)，并且被设置为应用程序实例的根特征值。
Widget:
一个类规则，有一对尖括号(<>)包括部件类名组成，后面跟冒号(:)，定义类的实例如何被生动地表达：
<MyWidget>:
和Python一样，规则使用缩进进行界定，和良好的Python习惯一样，缩进的每一级别最好是4个空格。
有三个关键字来指定KV语言：
* **app**:总是引用你的应用程序的实例。
* **root**:引用当前规则中的根部件/模板。
* **self**:引用当前部件。
#### 四、特殊的语法
有两个特殊语法来为整个KV上下文定义值：
* 为了从KV中访问Python的模块和类：
```
#:import name x.y.z
#:import isdir os.path.isdir
#:import np numpy
```
上面的代码等价于：
```
from x.y import z as name
from os.path import isdir
import numpy as np
```
* 为了设置一个全部变量：
```
#:set name value
```
等价于：
```
name = value
```
#### 五、实例化子部件
为了声明部件的子部件，仅在规则里面声明这些子部件即可：
```
MyRootWidget:
BoxLayout:
Button:
Button:
```
上面的例子定义了一个MyRootWidget的实例作为我们的根部件，它有一个子部件是BoxLayout的实例。BoxLayout进一步有两个Button类的子部件。在Python代码中应该是这样：
```
root = MyRootWidget()
box = BoxLayout()
box.add_widget(Button())
box.add_widget(Button())
root.add_widget(box)
```
你会发现在KV中，仅用很少的代码，易写并易读。
当然，在Python中，你可以传递关键字参数到你的部件中。例如，设置一个GridLayout的列的数目，我们可以这样写：
```
grid = GridLayout(cols = 3)
```
在KV中，你可以直接在规则中设置子部件的属性：
```
GridLayout:
cols:3
```
这个值被评估为一个Python表达式，并且表达式中所有的属性值都将被监听。例如在Python中：
```
grid = GridLayout(cols = len(self.data))
self.bind(data = grid.setter('cols'))
```
当你的数据变化时，显示跟着更新，在KV中只需这样：
```
GridLayout:
cols:len(root.data)
```
>注意，当属性名以小写字母开头时，部件名首字母应当大写。遵循*PEP8 Naming Conventions*是被鼓励的。
#### 六、事件绑定
在KV语言中，你可以使用":"语法来绑定事件：
```
Widget:
on_size: my_callback()
```
你也可以使用args关键字传递参数：
```
TextInput:
on_text:app.search(args[1])
```
更复杂的表达式可能类似这样：
```
pos:self.center_x - self.texture_size[0] / 2, self.center_y - self.texture_size[1] / 2
```
这个表达式监听center_x, center_y, texture_size的变动。如果其中一个发生了改变，表达式将会更新pos字段。
你也可以在KV语言中处理on_事件。例如输入框有一个聚焦(focus)属性,它将自动生成on_focus事件：
```
TextInput:
on_focus:print(args)
```
#### 七、扩展画布
KV语言可以这样来定义你的画布指令：
```
MyWidget:
canvas:
Color:
rgba: 1, .3, .8, .5
Line:
points: zip(self.data.x, self.data.y)
```
当属性值改变时它们将更新，当然，你也可以使用canvas.before和canvas.after.
#### 八、引用部件
在一个部件树中，经常需要访问/引用其他的部件。KV语言提供了一个使用id's的方法来做这些工作。将它们认为是只能用于Kv语言类级别变量。看下面代码：
```
<MyFirstWidget>:
Button:
id: f_but
TextInput:
text: f_but.state
<MySecondWidget>:
Button:
id: s_but
TextInput:
text: s_but.state
```
一个**id**被限制到它被声明的作用域内，所以在<MySecondWidget\>外面s_but不能被访问。
**id**是一个部件的弱引用(weakref)并且不是部件本身。因此，存储id不能防止部件被垃圾回收。为了证明：
```
<MyWidget>:
label_widget: label_widget
Button:
text: 'Add Button'
on_press: root.add_widget(label_widget)
Button:
text: 'Remove Button'
on_press: root.remove_widget(label_widget)
Label:
id: label_widget
text: 'widget'
```
上面的代码中，虽然一个到label_widget的引用被存储到MyWidget中，但是因为它仅仅是一个弱引用，一旦别的引用被移除，它不足以保持对象存活。因此，当移除按钮被点击后（将移除其他的引用）窗口将重新计算尺寸（调用垃圾回收导致重新检测label_widget），当点击添加按钮来添加部件，一个引用错误将发生(ReferenceError:weakly-referenced object no longer exists)
为了保持部件存活，一个对label_widget的引用必须被保持。可以使用id._self_或label_widget._self_做到。正确的方式如下：
```
<MyWidget>:
label_widget: label_widget.__self__
```
#### 九、在Python代码中访问Kv语言定义的部件
考虑以下在my.kv中的代码：
```
<MyFirstWidget>:
# both these variables can be the same name and this doesn't lead to
# an issue with uniqueness as the id is only accessible in kv.
txt_inpt: txt_inpt
Button:
id: f_but
TextInput:
id: txt_inpt
text: f_but.state
on_text: root.check_status(f_but)
```
在myapp.py:
```
...
class MyFirstWidget(BoxLayout):
txt_inpt = ObjectProperty(None)
def check_status(self, btn):
print('button state is: {state}'.format(state=btn.state))
print('text input text is: {txt}'.format(txt=self.txt_inpt))
...
```
txt_inpt被作为ObjectProperty初始化：
txt_inpt = ObjectProperty(None)
这是效果导致self.txt_inpt是None。在KV语言中，这个属性更新被id：txt_inpt引用的持有TextInput的实例。
txt_inpt:txt_inpt
从这点向上，self.txt_inpt持有一个被id txt_input标识的部件的引用并且能被用在类的任何地方，正如在check_status函数中一样。对照这个函数，你仅仅需要传递id到你想用的地方。
你可以使用**ids**来访问带id标识的对象，这是一种更简单的方法：
```
<Marvel>
Label:
id: loki
text: 'loki: I AM YOUR GOD!'
Button:
id: hulk
text: "press to smash loki"
on_release: root.hulk_smash()
```
在你的Python代码中：
```
class Marvel(BoxLayout):
def hulk_smash(self):
self.ids.hulk.text = "hulk: puny god!"
self.ids["loki"].text = "loki: >_<!!!" # alternative syntax
```
当你的kv文件被解析时，kivy收集所有的带id标签的部件，并放置它们到self.ids字典中。这意味着你能以字典的风格来迭代这些部件并访问它们。
```
for key, val in self.ids.items():
print("key={0}, val={1}".format(key, val))
```
>注意，虽然self.ids很简洁，它被认为是使用ObjectProperty的最佳实践。但是创建一个字典的引用，将会提供更快的访问速度并更加清晰。
#### 十、动态类
考虑下面代码：
```
<MyWidget>:
Button:
text: "Hello world, watch this text wrap inside the button"
text_size: self.size
font_size: '25sp'
markup: True
Button:
text: "Even absolute is relative to itself"
text_size: self.size
font_size: '25sp'
markup: True
Button:
text: "Repeating the same thing over and over in a comp = fail"
text_size: self.size
font_size: '25sp'
markup: True
Button:
```
为了替代重复的代码，我们可以使用模板来代替：
```
<MyBigButt@Button>:
text_size: self.size
font_size: '25sp'
markup: True
<MyWidget>:
MyBigButt:
text: "Hello world, watch this text wrap inside the button"
MyBigButt:
text: "Even absolute is relative to itself"
MyBigButt:
text: "repeating the same thing over and over in a comp = fail"
MyBigButt:
```
这个被规则声明的类继承自按钮类。它允许我们改变默认值，并为每一个实例创建绑定而不用在Python那边添加任何新的代码。
#### 十一、在多个部件中重用样式
看下面的在my.kv中的代码：
```
<MyFirstWidget>:
Button:
on_press: self.text(txt_inpt.text)
TextInput:
id: txt_inpt
<MySecondWidget>:
Button:
on_press: self.text(txt_inpt.text)
TextInput:
id: txt_inpt
```
在myapp.py中
```
class MyFirstWidget(BoxLayout):
def text(self, val):
print('text input text is: {txt}'.format(txt=val))
class MySecondWidget(BoxLayout):
writing = StringProperty('')
def text(self, val):
self.writing = val
```
因为两个类共同使用相同的.kv风格。如果我们为两个部件重用风格，这将使得设计简化。你可以在my.kv中这样写代码：
```
<MyFirstWidget,MySecondWidget>:
Button:
on_press: self.text(txt_inpt.text)
TextInput:
id: txt_inpt
```
用一个逗号(,)来分离类名，所有的类将都有同样的kv属性。
#### 十二、使用KV语言设计
使用Kivy语言的一个目标就是分离逻辑和表现。表现层使用kv文件来表示，逻辑使用py文件来表示。
##### （一）py文件中写代码
让我们开始一个小例子，首先，在main.py文件中：
```
import kivy
kivy.require('1.0.5')
from kivy.uix.floatlayout import FloatLayout
from kivy.app import App
from kivy.properties import ObjectProperty, StringProperty
class Controller(FloatLayout):
'''Create a controller that receives a custom widget from the kv lang file.
Add an action to be called from the kv lang file.
'''
label_wid = ObjectProperty()
info = StringProperty()
def do_action(self):
self.label_wid.text = 'My label after button press'
self.info = 'New info text'
class ControllerApp(App):
def build(self):
return Controller(info='Hello world')
if __name__ == '__main__':
ControllerApp().run()
```
在这个例子中，我们创建了一个带有两个属性的控制类：
* **info**:接收一些文本
* **label_wid**接收标签(label)部件
另外，我们创建了一个do_action()方法来使用这些属性。它将会改变info文本和label_wid部件的文本。
##### （二）在controller.kv中布局
执行一个没有相应的.kv文件的应用程序可以运行，但是没有任何东西被显示到屏幕上。这是被期望的，因为控制类没有部件在里面，它仅仅是一个FloatLayout。我们能围绕Controller类在一个controller.kv文件中创建UI，当我们运行ControllerApp时它会被加载。这将如何实现及什么文件被加载都在kivy.app.App.load_kv()方法中被描述。
```
#:kivy 1.0
<Controller>:
label_wid: my_custom_label
BoxLayout:
orientation: 'vertical'
padding: 20
Button:
text: 'My controller info is: ' + root.info
on_press: root.do_action()
Label:
id: my_custom_label
text: 'My label before button press'
```
在垂直布局的BoxLayout中，有一个标签和一个按钮。看起来很简单，有3个事情将被做：
1. 从Controller使用数据。一旦在controller中info属性被改变，表达式text:'My Controller info is:' + root.info将会自动更新。
2. 传递数据到Controller。表达式id:my_custom_label被赋值给id为my_custom_label的标签。于是，在表达式label_wid:my_custom_label中使用my_custom_label传递部件Label的实例到你的Controller。
3. 使用Controller的on_press方法创建一个定制的回调函数。
* root和self被保留为关键字，可用在任何地方。root代表规则内的根部件，self代表当前部件。
* 在规则内你可以使用任何id声明，同root和self一样。例如，你可以在on_press()中这样：
Button:
on_press:root.do_action();my_custom_label.font_size = 18
现在，我们运行main.py, controller.kv将会被自动加载，按钮和标签也将显示并响应你的触摸事件。
### 下节预告：编程向导4.10集成其他框架
