Blockly - 来自Google的可视化编程工具

Google Blockly 是一款基于Web的、开源的、可视化程序编辑器。你可以通过拖拽块的形式快速构建程序，而这些所拖拽的每个块就是组成程序的基本单元。可视化编程完成，Blockly 直接支持 JavaScript、Python、PHP、Lua、Dart 语言源码的导出。此外，还可以将 Blockly 编辑器快速集成到Web、Android或iOS环境中。

因近期参与一个机器人项目，可视化编程是项目需求之一。故以Web版本（HTML 和 JavaScrip）为例，整理一下 Blockly 的使用方法及各功能点。

1. Blockly 介绍

Blockly 是一个向Web或Andorid／iOS应用添加可视化代码编辑器的库，Blockly使用相互联锁的、图形化的块来表示代码中的概念，如：如变量、逻辑表达式、循环等。这样，用户就可以应用编程原理，而不必担心具体的语法、或命令行。

1.1 构建Blockly应用

对于用户来说，Blockly 只是用更直观的可视化的方式来生成代码。而对于开发都而言，Blockly只是一个文本框，其包含了语法正确的、用户生成的代码。

Blockly可以将“块”导出为代码，其支持以下主流语言：

JavaScript
Python
PHP
Lua
Dart

构建一个Blockly应用一般包括以下步骤：

集成Blockly编辑器 - 最简单的Blockly编辑器包含了一个“工具箱”来存储的块（block）类型，和一个用于安装块的“工作区”。详细集成方法请参考使用 Blockly，或官方文档Web和Android
创建应用块 - 集成Blockly后，就需要创建一些用户代码块，并将其添加到Blockly“工具箱”。创建自定义块参考官方文档Create Custom Blocks Overview
构建应用的其余部分 - Blockly只是解决一代码生成的部分，而应用的核心是如果使用代码，这部分还需要开发者自行实现

1.2 Blockly与其它方案的比较

Blockly 正在被越来越多可视化编程环境所使用。使用Blockly做为可视化编程方案具体有以下几点优势：

代码可导出 - 用户可基于“块”提取出通用编程语言，并可平滑过渡到基于文本的编程。
开源 - Blockly 开放所有源码，你可以复制、修改、并将其应用到你的网站或Andorid等应用中
可扩展 - 你可以按需要调整 Blockly，包括根据你的API添加新自定义“块”、移不需要的块和功能等。
高可用 - Blockly 不是玩具，你可以用它来实现复杂的编程任务
国际化 - Blockly 已被翻译40+种语言

尽管有以上优势，但 Blockly 不可能成为所有应用的解决方案。以下是一些其它可视化编程方案，可按自己需要选用：

Scratch Blocks: MIT设计和实现的一个Blockly代码库，Scratch Blocks提供了一个简化的编程模型，非常适合于初学者
Droplet:支持Pencil Code的图形化编程编辑器，它的显著特点是能够从代码转换成块。
Snap:一个从无到有的图形化编程语言，它不是一个库，而是一个集成执行环境的完整应用

2. 使用 Blockly

接下来，我们基于HTML和JavaScript，来介绍将Blockly做为代码编辑器集成到Web应用中的过程。除Web应用外，Blockly还可以集成到Android或iOS应用中，详细请参考官方文档：

2.1 概述

Blockly 被设计的可以很容易地安装到你的Web应用中。用户可以拖动“块”，而Blockly通过“块”生成代码，而应用无需为生成代码做任何事情。对应用来说 Blockly 仅是一个用户指定类型语言（JavaScript, Python, PHP, Lua, Dart 或其它）的文本输入框。

Blockly 是一个完全客户端应用，它无需服务端的任何支持（除非你要使用云存储等服务端功能），且没有第三方的依赖（除非你想重新编译内核），一切都是开源的。

2.2 获取源码

Blockly 源码托管在 GitHub，可以通过 GitHub 下载或在线查看源码：

下载源码并解压后，可以在浏览器打开demos/fixed/index.html文件，验证 Blockly 的块是否可以拖动等。

2.3 注入 Blockly

安装 Blockly 并验证其可用后，就可以引入 Blockly。如，将 Blockly 在Web页面的一个固定尺寸的div：

固定尺寸的 Blockly

更高级的用法可以让 Blockly 调整大小，以填满页面：

可调尺寸的 Blockly

2.4 配置

上面的示例的Blockly.inject行中，第二个参数是一个键/值对字典。其用于配置Blockly，可用的配置项有：

collapse - boolean。允许“块”折叠或展开。如果工具箱有类别，默认为true；其它情况为false
comments - boolean。允许“块”有注释。如果工具箱有类别，默认为true；其它情况为false
css - boolean。如果设置false，则不注入 CSS；默认为true
disable - boolean。使“块”不可用。如果工具箱有类别，默认为true；其它情况为false
grid - object。配置一个网格，使块可以捕获到。见Grid
horizontalLayout - boolean。设置true则工具箱使用水平布局；false则使用垂直布局。默认为false
maxBlocks - number。最大可创建的“块”数量。默认为Infinity
media - string。Blockly 媒体文件目录路径。默认为"https://blockly-demo.appspot.com/static/media/"
oneBasedIndex - boolean。设置为true则字符串操作索引会从1开始；false则从0开始。默认为true
readOnly - boolean。设置为true，则禁止用户编辑。影响“工具箱”和“垃圾桶”。默认为false
rtl - boolean。设置为true，则镜像化编辑器。默认为false。见RTL Demo
scrollbars - boolean。设置工作区是否可滚动。如果工具箱有类别，默认为true；其它情况为false
sounds - boolean。设置为false，则点击或删除时不会播放声音。默认为true
toolbox - XML节点或string。用户可用“分类”和“块”的结构树。
toolboxPosition - string。设置为start，则工具箱在上部（水平显示时）或左则（垂直显示时）或右则（垂直LTR显示时）。设置为end，则在相对僧。默认为start
trashcan - boolean。显示或隐藏“垃圾桶”。如果工具箱有类别，默认为true；其它情况为false
zoom - object。工作区缩放配置。见Zoom

在以上配置中，最重要的选项是toolbox。它是一个XML节点树，用于指定工具箱中有哪些可用的“块”、块如何分布、及是否有类别。

更多信息参考工具箱配置

另外，除 Blockly 的默认“块”外，定义块需要通过调用你Web应用的API来构建。

更多信息参考创建自定义块

2.5 代码生成

Blockly 是编程语言，也就不能“运行” Blockly 程序。但是你可以将 Blockly 转为用户所需要的JavaScript、Python、PHP、Dart或其它语言

更多信息参考代码生成

2.6 “块”的导入、导出

如果你需要将“块”导出，以在其它应用中使用或在以后还原。可以调用以下XML：

var xml = Blockly.Xml.workspaceToDom(workspace);
var xml_text = Blockly.Xml.domToText(xml);

调用后，会生成一个最小化的包含用户“块”的XML。如果想使导出的XML更可读，那么可以使用Blockly.Xml.domToPrettyText来代替上面方法。

恢复己导出的XML，像下面这样即可：

var xml = Blockly.Xml.textToDom(xml_text);
Blockly.Xml.domToWorkspace(xml, workspace);

2.7 云存储

Blockly 带有一个可选的云存储功能。它允许用户保存、加载、共享和发布程序。如果你的项目是在云端托管，那么你可以利用此服务的优势。