用户界面是软件系统的重要组成部分,是用户和计算机之间沟通的桥梁。界面开发的质量和效率,成为影响软件产品质量的一个重要因素。然而开发图形用户界面GUI的工作量和难度十分可观。与此同时,软件技术的飞速发展和用户对界面需求的不断提升,更增加了用户界面设计和开发的难度,手工设计方法已经越来越不能满足当前需要。近年来,围绕用户界面的设计和自动生成,出现了很多界面开发方法和工具。这些开发方法和工具,从一开始提出就是为了解决界面开发中存在的某类问题,从而很难对设计开发中的所有问题提供一个完善的解决方案。然而在此过程中,模型驱动架构、界面设计知识的复用以及界面与应用逻辑相分离等一些优秀思想的提出,大大推进了界面工程化开发的进一步研究。界面设计模式的提出是为了提供给设计者与界面设计相关的、标准可复用的解决方案,来帮助解决常见的、带有普遍性的界面设计问题,由于缺乏形式化描述和传统信息资源的补充,很难将其应用于工程化界面开发过程当中。基于模型的界面开发方法把用户界面设计的所有元素都用模型来表示,能够帮助设计者集中于概念方面以获取用户需求,避免过早的进行细节的设计,同时使得一个界面的不同部分同它们所扮演的角色之间的关系更加清晰。但是基于模型的界面开发由于缺乏有效的设计知识重用而不能被广泛应用。相关研究表明:当前没有一种可以很好地集成到基于模型的界面开发的模式及其支持工具。由此,本文从界面实际构成出发,抽象常用的界面展示区域,从内部模型、展示风格和交互操作三个角度对其进行描述,建立了一种支持工程化开发的界面设计模式框架以及基于内部模型的分类方法;为了使界面设计模式能够相互参与和支持,更好地描述用户界面构成,引入了模式对象的概念,模式对象作为界面设计模式的应用实例,不仅拥有界面设计模式的框架描述,而且具有了对象的特性,能够相互协作来完成特定的界面交互行为:在此基础上,本文分析归纳了用户界面中存在的四种复杂交互关系:关联关系、功能调用、消息传递和导航,并且在交互模型中为其建立了模型描述;交互关系反映了界面对象之间的调用关系,这种调用关系反映在内部模型中,可以通过模式对象之间的一系列交互操作来实现;最后代码生成引擎从模式对象获取交互信息,最终实现关系代码的自动生成。本文在最后介绍了四种交互关系代码生成的实例,验证了以上理论的正确性。