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  • 开源的DirectUI界面库

    1. duilib简介

    duilib是一个开源的DirectUI界面库,简洁但是功能强大。而且还是BSD的license,所以即便是在商业上,大家也可以安心使用。
    现在大家可以从这个网站获取到他们所有的源码:http://code.google.com/p/duilib/

    为了让我们能更简单的了解其机制,我们按照如下顺序一步一步的来对他进行观察:

    1. 工具库:用于支撑整个项目的基础
    2. 控件库:这是dui最关键的部分之一,相信也是大家最关注的部分之一,另外这里也来看看它是如何管理这些控件的
    3. 消息流转:有了控件库,我们需要将Windows窗口的原生消息流转给这些控件,另外在这里也来看看Focus,Capture等等的实现
    4. 资源组织和皮肤加载:有了上面所有的这些,我们再来看看它是如何自动创建皮肤的
    5. 简单使用:最后,来看看到底要如何使用它

    以下是duilib工程带的一副总体设计图,在看代码之前看看这幅图,对看代码会很有帮助。
    duilib:
    duilib

    2. 工具库

    由于duilib没有对外部的任何库进行依赖,所以在其内部实现了很多用于支撑项目的基础类,这些类分布在Util文件夹中:

    • UI相关:CPoint / CSize / CDuiRect
    • 简单容器:CStdPtrArray / CStdValArray / CStdString / CStdStringPtrMap

    上面这些类看名字就基本能够理解其具体的含义了,当然除了基本的基础库,还有一些和窗口使用相关的工具的封装:

    • 窗口工具:WindowImplBase,这个工具我们在这里不详述,后面会再次提到。

    3. 控件库

    控件库在duilib的实现中被分为了两块:Core和Control:

    • Core中包含的是所有控件公用的部分,里面主要是一些基类和绘制的封装。
    • Control中包含的就是各个不同的控件的行为了。

    Core部分和控件相关的类图非常简单:
    duilib-core:



    3.1. 控件基类:CControlUI

    CControlUI在整个控件体系中非常重要,它是所有控件的基类,也是组成控件树的基本元素,控件树中所有的节点都是一个CControlUI。
    他基本包括了所有控件公共的属性,如:位置,大小,颜色,是否有焦点,是否被启用,等等等等。当然这个类中还提供了非常多的基础函数,用于重载来实现子控件,如获取控件名称和ClassName,是否显示,等等等等。
    另外为了方便从XML中直接解析出控件的各个属性,这个类中还在提供了一个SetAttribute的方法,传入字符串的属性名称和值对特定的属性进行设置,内部其实就是挨个比较字符串去完成的,所以平时使用的时候就还是不要使用的比较好了,因为每个属性实际上都有特定的方法来获取和设置。
    另外每个控件中还有几个事件管理的对象——CEventSource,这些对象会在特定的时机被触发,如OnInit,调用其中保存的各个回调函数。

    3.1.1. 控件类型转换

    这里我们就碰到一个问题,控件树中的每一个节点都是CControlUI,但是其实这些节点可能是文字,可能是图像,也有可能是列表,那么他怎么在这些控件指针之间进行转换呢?
    强制转型不是一个好的选择,duilib中使用的是CControlUI::GetInterface,传入一个字符串,传出指向控件的指针。类似于COM的QueryInterface。

     
    1 LPVOID CControlUI::GetInterface(LPCTSTR pstrName)
    2 {
    3     if( _tcscmp(pstrName, _T("Control")) == 0 ) return this;
    4     return NULL;
    5 }

    3.2. 容器基类:CContainerUI

    有了基本的控件基类之后,我们就需要容器来将他管理起来,这个容器就是CContainerUI,其内部用一个数组来保存所有的CControlUI的对象,后续的所有工作,就都是基于这个对象来进行的了。
    这样在CContainerUI里面,主要实现了一下几个功能:

    • 子控件的查找:CContainerUI::FindControl
    • 子控件的生命周期管理:是否销毁(在Remove的时候自动销毁) / 是否延迟销毁(交给CPaintMangerUI去一起销毁)。
    • 滚动条:所有的容器都支持滚动条,在其内部会对键盘和鼠标滚轮事件进行处理(CContainerUI::DoEvent),对其内部所有的元素调整位置,最后在绘制的时候实现滚动的效果
    • 绘制:由于容器中有很多元素,所以为了加快容器的绘制,绘制的时候会获取其真正需要绘制的区域,如果子控件不在此区域中,那么就不予绘制了

    3.3. 控件实现

    有了普通的基类和容器的基类之后,我们就可以在其之上搭建控件了。其类图大致如下:
    duilib-control:

    3.3.1. 基本控件

    duilib实现了非常多的基本控件,他们分布在Control文件夹下,每一个头文件就是一个控件,主要有:

    • CLabelUI / CTextUI / CEditUI / CRichEditUI
    • CButtonUI / CCheckBoxUI / COptionUI (RadioButton)
    • CScrollBarUI / CProgressUI / CSliderUI
    • CListUI
    • CDateTimeUI / CActiveXUI / CWebBrowserUI

    3.3.2. Layout

    除了基本控件之外,duilib为了辅助大家对界面元素进行布局,还在中间实现了专门用于Layout的元素:

    • CChildLayoutUI
    • CHorizontalLayoutUI / CVerticalLayoutUI / CTileLayoutUI:纵向排列,横向排列格子排列
    • CTabLayoutUI:Tab

    3.3.3. 控件绘制

    绘制控件实际上有很多代码都是可以抽取出来的,比如:九宫格拉伸图片,平铺图片等等工作,我们实际上都不需要每次都去重写。所以这部分代码被抽取出来,形成了CRenderEngine,这个类在Core/UIRender下。在这个里面,我们可以看到很多的用于绘制方法。

     
     1 class UILIB_API CRenderEngine
     2 {
     3 public:
     4     // ......
     5     static void DrawLine(HDC hDC, const RECT& rc, int nSize, DWORD dwPenColor);
     6     static void DrawRect(HDC hDC, const RECT& rc, int nSize, DWORD dwPenColor);
     7     static void DrawRoundRect(HDC hDC, const RECT& rc, int width, int height, int nSize, DWORD dwPenColor);
     8     static void DrawText(HDC hDC, CPaintManagerUI* pManager, RECT& rc, LPCTSTR pstrText, 
     9         DWORD dwTextColor, int iFont, UINT uStyle);
    10     static void DrawHtmlText(HDC hDC, CPaintManagerUI* pManager, RECT& rc, LPCTSTR pstrText,
    11         DWORD dwTextColor, RECT* pLinks, CDuiString* sLinks, int& nLinkRects, UINT uStyle);
    12     // ......
    13 };

    3.4. 控件管理:CPaintManagerUI

    当所有这些基本的控件都准备好了之后,我们就只要将这些控件管理起来,这样一个基本的控件库就完成了,而这个管理就是CPaintManagerUI来负责的。
    在duilib中,一个Windows的原生窗口和一个CPaintManagerUI一一对应。其主要负责如下几个内容,后面会分开来细说,现在先了解一个概念就行:

    • 控件管理
    • 资源管理
    • 转化并分发Windows原生的窗口消息

    为了实现上面这些功能,其中有几个用于管理控件和资源的关键的数据结构:

    • m_pRoot:保存根控件的节点
    • m_mNameHash:保存控件名称Hash和控件对象指针的关系
    • m_mOptionGroup:保存控件相关的Group,这个Group并不是TabOrder,他用于实现Option控件
    • m_aCustomFonts:用来管理字体资源
    • m_mImageHash:用来管理图片资源

    这些结构基本都可以看作是一堆列表和Map,这样可以用其来实现控件和资源的管理了。

    4. 消息流转

    有了控件,现在我们的问题是,如何将原生的窗口消息分发给界面中所有的控件,使其行为和原生的一样呢?

    4.1. 窗口基础类:CWindowWnd

    在duilib中,用来表示窗口的最基础的类是CWindowWnd,在这个类中实现了如下基本的内容:

    • 原生窗口的创建(CWindowWnd::Create)
    • Subclass(CWindowWnd::Subclass)
    • 最基本的消息处理函数(CWindowWnd::__WndProc)和消息分发(CWindowWnd::HandleMessage)
    • 模态窗口(CWindowWnd::ShowModal)

    duilib通过这个类,将原生窗口的消息分发给其派生类,最后传给整个控件体系。另外在duilib中,需要进行消息处理的基本控件,都是从这个类继承出来的。

    4.2. 消息分发

    一旦我们使用CWindowWnd类创建了窗口之后,消息就会通过CWindowWnd::HandleMessage进行分发,我们可以和WTL等其他的库一样,在此对原始的窗口消息进行处理。

     
    1 LRESULT CWindowWnd::HandleMessage(UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
    2 {
    3     return ::CallWindowProc(m_OldWndProc, m_hWnd, uMsg, wParam, lParam);
    4 }

    当然如果我们觉得这样麻烦,我们也可以使用CPaintManagerUI来对其进行默认处理。我们上面提到CPaintManagerUI还会对所有的控件进行管理,这样,消息就传递给了窗口内部特定的控件了。
    这些默认处理集中在CPaintManagerUI::MessageHandler()中,其内部会对很多窗口消息进行处理,并将其分发到对应的控件上去,比如对WM_LBUTTONDOWN的处理。

     
     1 case WM_LBUTTONDOWN:
     2     {
     3         // ......
     4         POINT pt = { GET_X_LPARAM(lParam), GET_Y_LPARAM(lParam) };
     5         m_ptLastMousePos = pt;
     6         CControlUI* pControl = FindControl(pt);
     7         // ......
     8         TEventUI event = { 0 };
     9         event.Type = UIEVENT_BUTTONDOWN;
    10         // ......
    11         pControl->Event(event);
    12     }
    13     break;

    4.2.1. Focus & Capture

    通过上面这个最简单的例子,我们基本可以猜到duilib对Focus和Capture的处理方法了:用一个成员变量保存对应的控件,在消息到达时直接转发消息。
    在CPaintMainagerUI中,大家可以找到一个成员变量:m_pFocus,这个就是用来保存焦点控件的。在WM_KEYDOWN等键盘消息发生时,duilib就会模拟Windows行为,将消息直接转给当前Focus的控件。

     
     1 case WM_KEYDOWN:
     2     {
     3         if( m_pFocus == NULL ) break;
     4         TEventUI event = { 0 };
     5         event.Type = UIEVENT_KEYDOWN;
     6         // ...
     7         m_pFocus->Event(event);
     8         // ...
     9     }
    10     break;

    但是很奇怪的是,duilib里面并没有对Capture做处理,分发鼠标消息到对应的子控件上,可能是还没有完善的原因。

    4.2.2. 其他消息分发方式

    除了Event以外,CPaintManagerUI还提供了其他几种用于处理消息的方法:

    • Notifier:在窗口上处理一些控件的逻辑,可以将其看成和WM_NOTIFY差不多的功能
    • PreMessageFilter:消息预处理,这个大家肯定不陌生了。
    • PostPaint:绘制后的回调
    • TranslateAccelerator:快捷键的处理

    这里需要注意的是:PreMessageFilter和TranslateAccelerator是通过全局数组来实现的,这并不符合多线程的窗口编程要求,所以duilib对多线程的支持并不是很好!

    4.3. WindowImplBase

    为了简化duilib的使用,库中提供了一个非常方便的工具:WindowImplBase。
    这个类将常用的功能封装在其内部,比如Notifier和PreMessageFilter,并在其中提供了各种默认的虚回调函数,供派生类重载。通过这个类,我们可以非常方便的来实现一个简单的界面。

     1 class UILIB_API WindowImplBase
     2     : public CWindowWnd
     3     , public CNotifyPump
     4     , public INotifyUI
     5     , public IMessageFilterUI
     6     , public IDialogBuilderCallback
     7 {
     8     // ......
     9     virtual UINT GetClassStyle() const;
    10     // ......
    11     virtual LRESULT OnClose(UINT /*uMsg*/, WPARAM /*wParam*/, LPARAM /*lParam*/, BOOL& bHandled);
    12     virtual LRESULT OnDestroy(UINT /*uMsg*/, WPARAM /*wParam*/, LPARAM /*lParam*/, BOOL& bHandled);
    13     // ......
     5. 资源组织和皮肤加载

    好了,现在我们已经有了控件管理和控件库,现在我们需要让UI框架来帮忙组织这些资源,并且自动的来帮我们创建皮肤,减少我们的开发量。
    duilib中的皮肤文件主要有几个部分组成:

    • xml描述文件:描述窗口中控件的布局和样式
    • 各种资源如图片

    我们把这些资源放在一个文件夹中,这样就形成了基础的皮肤包。当然我们还可以将其组合成一个zip包,从而加快IO访问,但是修改起来就会相对麻烦。所以我们可以在debug中使用前者,而在release中使用后者。
    我们可以在binskin下面找到duilib中自带demo的所有的皮肤包。

    皮肤中,最关键的部分就是这个xml描述文件了,一个xml描述文件对应着一个窗口的信息,如:控件的类型和样式等等。为了有一个直观的印象,我截取了duilib中ListDemo的xml描述文件的一部分放在这里:

     1 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
     2 <Window caption="0,0,0,30" roundcorner="5,5,5,5" sizebox="4,4,4,4" mininfo="600,320" showdirty="true">
     3 ...
     4 <VerticalLayout bkimage="file='bg.png' corner='10,100,10,10' hole='true'" bkcolor="#FF313C00">
     5 ...
     6     <HorizontalLayout height="35" inset="0,4,0,8">
     7         <VerticalLayout inset="8,4,2,2" width="80">
     8             <Text text="Domain/ip:" textcolor="#000000" font="1"></Text>
     9         </VerticalLayout>
    10         <VerticalLayout>
    11             <Edit height="23" text="List控件添加使用案例,每行可以响应事件" bordercolor="#C6CFD8" name="input" bkimage="file='search_bg.png' source='0,0,258,23' corner='1,1,1,1'"/>
    12         </VerticalLayout>
    13         <VerticalLayout width="80">
    14             <Button name="btn" text="Search" font="0" float="true" pos="5,0,63,23" maxwidth="63" maxheight="23" normalimage="file='button.png' source='0,0,63,23'" hotimage="file='button.png' source='0,23,63,46'" pushedimage="file='button.png' source='0,23,63,46'"/>
    15         </VerticalLayout>
    16     </HorizontalLayout>
    17 ...
    18 </VerticalLayout>
    19 </Window>

    为了通过配置文件自动创建皮肤,duilib提供了一个类:CDialogBuilder(DuiLibCoreUIDlgBuilder.h)。

    这个类提供了从皮肤包(文件夹和zip格式)中的xml中创建皮肤的方法:CDialogBuilder::Create。内部实际上就是一个xml的解析,依次创建各式控件。
    除了创建控件,这个类还将一些可以复用的资源提取出来放入CPaintManagerUI中统一管理,如字体和图片等等。

    6. 简单使用

    由于项目里面实在是带了太多太多的demo,而且在duilib的工程中,还有一个doc的目录,里面也非常详细的描述了要如何使用duilib来创建一个简单的工程
    所以关于duilib的简单使用,这里就不再详述了,这里就只列出GameDemo的main函数,这个函数非常的简单,但是已经基本可以表达了。

     1 int APIENTRY WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE /*hPrevInstance*/, LPSTR /*lpCmdLine*/, int nCmdShow)
     2 {
     3     CPaintManagerUI::SetInstance(hInstance);
     4     CPaintManagerUI::SetResourcePath(CPaintManagerUI::GetInstancePath() + _T("skin"));
     5     CPaintManagerUI::SetResourceZip(_T("GameRes.zip"));
     6  
     7     HRESULT Hr = ::CoInitialize(NULL);
     8     if( FAILED(Hr) ) return 0;
     9  
    10     CGameFrameWnd* pFrame = new CGameFrameWnd();
    11     if( pFrame == NULL ) return 0;
    12     pFrame->Create(NULL, _T(""), UI_WNDSTYLE_FRAME, 0L, 0, 0, 1024, 738);
    13     pFrame->CenterWindow();
    14     ::ShowWindow(*pFrame, SW_SHOWMAXIMIZED);
    15  
    16     CPaintManagerUI::MessageLoop();
    17  
    18     ::CoUninitialize();
    19     return 0;
    20 }

    一、核心类
    1.        CWindowWnd,窗口对象管理父类,主要作用:

    1)        创建窗口。

    2)        窗口消息过程处理。

    3)        提供窗口子类化与超类化接口。

    2.        CDialogBuilder,控件布局类,主要作用:

    1)        读取XML脚本,分析脚本,构建控件树。

    2)        创建控件对象。

    3.        CPaintManagerUI,窗口消息及图形绘制管理器类,与窗口绑定,主要作用:

    1)        绘制控件。

    2)        消息管理。

    3)        事件通知。

    4.        INotifyUI,事件通知抽象类,主要作用:

    1)        重载Notify虚函数,处理事件通知。

    二、控件类
    1.        CControlUI,控件管理父类,主要作用:

    1)        控件的通用基类,提供控件通用属性管理。

    2.        CLabelUI,静态标签类,父类CControlUI。

    3.        CButtonUI,按钮类,父类CLabelUI。

    4.        COptionUI,选择按钮类,父类CButtonUI。

    5.        CTextUI,静态文本类,父类CLabelUI。

    6.        CProgressUI,进度条类,父类CLabelUI。

    7.        CSliderUI,父类CProgressUI。

    8.        CEditUI,编辑框类,父类CLabelUI。

    9.        CListUI,列表框类,父类CVerticalLayoutUI、IListUI。

    1)        CListHeaderUI,父类CHorizontalLayoutUI。

    2)        CListHeaderItemUI,列表头类,父类CControlUI。

    3)        CListTextElementUI,类表文本类,父类CListLabelElementUI。

    4)        CListLabelElementUI,父类CListElementUI。

    10.    CComboUI,组合框类,父类CContainerUI、IListOwnerUI。

    11.    CActiveXUI,ActiveX控件类,父类CControlUI、 IMessageFilterUI。

    12.    CContainerUI,容器类,父类CControlUI、IContainerUI。

    13.    CTabLayoutUI,选项页布局类,父类CContainerUI。

    14.    CTileLayoutUI,父类CContainerUI。

    15.    CDialogLayoutUI,对话框布局类,父类CContainerUI。、

    16.    CVerticalLayoutUI,垂直布局类,父类CContainerUI。

    17.    CHorizontalLayoutUI,水平布局类,父类CContainerUI。

    18.    CListExpandElementUI,父类CListTextElementUI。

    19.    CListContainerElementUI,父类CContainerUI、IListItemUI。

    三、辅助类
           1.        CStdPtrArray,指针数组。

    2.        CStdValArray,数据数组。

    3.        CStdString,字符串数组。

    4.        CStdStringPtrMap,字符串指针映射数组。

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