NET Frameworks创建基于Windows应用程序

　　

简介

 

目前 Web 已成了街谈巷议的话题，看起来好像 Microsoft? Visual Studio? 开发系统对创建基于 Microsoft Windows? 的传统应用程序的支持有所减弱。实际上，Microsoft 对基于 Windows 的应用程序开发方面的投资在不断加大。

 

Win 表单是一个新的窗体程序包，借助这一程序包，开发人员能够充分利用 Microsoft Windows? 操作系统所提供的丰富的用户界面功能，创建基于 Windows 的应用程序。Win Forms 是新的 Microsoft?.NET 平台的一个组成部分，它提供了许多新技术，包括通用的应用程序框架、可管理的执行环境、一体化的安全性以及面向对象的设计原则。而且，Win Forms 全面支持快速简便地接入 Web Services 以及建立丰富的基于 ADO+ 数据模型的数据感知应用程序。得益于 Visual Studio 中新的共享开发环境，开发人员能够使用包括 Microsoft Visual Basic? 和 C# 在内的任何支持 .NET 平台的语言创建 Win Forms 应用程序。

 

介绍 Win Forms

 

就像刚才所说的，Win Forms 是专用于 Windows 客户机 UI 编程的 .NET Framework 的命名空间。它与 ASP+ UI 程序包（即 Web Forms）共享同样的设计原则，但其类和实现却全然不同。在 Microsoft Win32? API 和 Web 组件之间没有魔术般变形的类。就像所有的 .NET Frameworks 一样，一致性已成为优先考虑的问题。其目的是为了 Win Forms 开发人员能够迅速适应在 Web Forms 中编写代码，反之亦然。例如，所有命名空间都有 Button 类，每一个都有文本、默认的 OnClick 事件以及 ForeColor、BackColor 和 Font 属性。

 

Win Forms 的所有控件都基于 System.WinForms.Control 类。Control 已内置了所有基本的 HWND 功能，并且它能处理我们已经熟悉并喜爱的绝大多数通用 WM_xxxx 消息。RichControl 由 Control 派生而来，其中添加了布局逻辑和绘图代码。System.WinForms 命名空间中的绝大多数控件实际上都由 RichControl 派生而来。ScrollableControl 能够支持窗口客户区域的滚动。一般情况下，对滚动功能的支持是通过 ContainerControl 实现的，后者由 ScrollableControl 派生而来，并增加了对管理子控件、焦点问题和跨栏的支持。Form 由 ContainerControl 派生而来，是 Win Form 的顶级控件，它带有控制标题栏、系统菜单、非矩形窗口和默认控件的属性。UserControl 也由 ContainterControl 派生而来，是开发人员能够创建的控件的基本类。UserControl 一般用于托管其它子控件，但对于外部客户机来说，它又是作为单个单元出现的。UserControl 和 Form 在 Microsoft? Visual Studio.NET 中都有可视设计器，您会找到用于添加和设计由其所派生的类的项。

 

既然我们已了解 Win Forms 的（最）基本方面，让我们揭开它的面纱，看看其表面下的一些相当不错的功能。

 

更好的易学易用性

 

Win Forms 的主要目的是尽可能地提高定位到 Win32 平台的开发人员的工作效率。无论是图形设备界面 (GDI) 还是窗口状态管理，为 Win32 编程通常都是很困难的。例如，类似 WS_BORDER 或 WS_CAPTION 的一些窗口样式只能在创建窗口时指定或修改。而 WS_VISIBLE 或 WS_CHILD 等其它窗口样式则可以对已创建的窗口进行修改。Win Forms 尽力消除了这些细微的差别，并确保操作过程始终保持一致性。可以随时地、不限次序地对 Win Forms 控件的属性进行设置，总能产生预期效果。如果改动过程需要创建新的 HWND，Win Forms 框架能够自动地、透明地重新生成窗口，并为其应用相适宜的所有设置。

 

由控件获得通知或事件在 Win Forms 中也要容易得多。Win Forms 事件都基于称为 Delegates 的一个通用语言运行时功能。Delegates 从本质上讲是对类型安全的、可靠的函数指针。对于任一控件的任一事件，都可以添加代理处理程序；绝不会强迫您创建派生类以通过替代处理事件，创建事件映射，或仅为处理一个事件而为类的所有事件实施一个接口。也可以通过替代派生类处理事件，但这种方式一般用于控件创建者或更为高级的应用。汇集某一按钮的 Click 事件相当简单：

 

public class ButtonClickForm: System.WinForms.Form {

private System.WinForms.Button button1;

public ButtonClickForm() {

// 创建按钮

button1 = new System.WinForms.Button();

// 添加处理程序

button1.AddOnClick(new System.EventHandler(button1_Click));

// 将按钮添加到窗体中

this.Controls.Add(button1);

  }

 

private void button1_Click(object sender, EventArgs e) {

MessageBox.Show("button1 clicked!");

  }

    }

 

这里，我们创建了一个按钮，并添加了一个名为 button1_Click 的处理程序方法，通过短短几行代码，在单击该按钮后，将调用这一方法。请注意，即使处理程序方法被标记为专用，创建这一挂钩的代码仍可以使用该方法，单击按钮后，按钮将能够激活这一方法的事件。

 

启动 Win Forms 项目的过程也得到了简化。使用 Visual Studio.NET 创建 Win Forms 项目的过程只会创建一个要编译的项目文件：Form1.cs。没有头文件，没有接口定义文件，没有引导程序文件，没有资源文件，没有库文件。项目所需的所有信息都包含在窗体的代码中。这样做有一个好处：项目由一个简单的单窗体应用程序扩展到复杂的、带有多个代码文件的多窗体应用程序要方便得多。链接过程不需要中间对象文件，只有代码和已构建的、受管理的所有 DLL。只要您习惯了这一方法，就能明显地感觉到创建 .NET Framework 应用程序和创建 C/C++ 应用程序之间复杂性的不同。因为信息仅仅包含在代码文件中，在 Visual Studio.NET 环境外创建版本的过程也非常容易，无论是 Visual Basic 代码、C# 代码，还是任何其它语言编写的针对 .NET Framework 的代码。

 

因为 Win Forms 建立在通用语言运行时的基础之上，开发人员可以任选目前针对通用语言运行时的众多语言中的一种，构建 Win32 应用程序。开发人员现在可以使用多种语言编写 Win Forms 应用程序（或 Web Forms 应用程序或 Data 应用程序）：从 C# 到 COBOL 到 Eiffel 再到 Perl 等等，中间还有很多种（上一次计数是 17 种）。方便易用再加上广泛的应用场合相得益彰，为开发人员提供了深厚的基础，使他们能够迅速有效地使用 Win Forms 构建实用的应用程序。

 

布局

 

如果您曾尝试创建能够正常调整大小的窗体，您就会知道这一过程有多么困难。Microsoft Foundation Classes (MFC) 或早期的 Visual Basic 版本没有对这一功能提供内置的支持。然而现在只需几行代码（通常情况下您甚至不需要编写这些代码，因为在设计时就能通过 Property Browser 实现这些功能！），即可创建能够正常调整大小的对话框。

 

基本布局由两条组成：Anchoring 和 Docking。RichControl 有一个 Anchor 属性，它是一种枚举类型，可以用“或”操作将这些值组合在一起，以说明控件将与其父控件的某一边保持恒定距离。例如，如果您将一个按钮置于窗体上，并将 Anchor 属性设置为 AnchorStyles.BottomRight，则在调整按钮的大小时，按钮将与窗体的底边和右边保持同一距离。此外，如果将 Anchor 设置为 AnchorStyles.All，则按钮的各个边都与窗体的对应边保持同一距离，在调整按钮大小时仍要满足这些约束条件。

 

Docking 实际上是 Anchoring 的一个特殊情况。RichControl 的 Dock 属性说明控件要将自身固定到其父控件的哪一边。Docking 可以是 Top、Left、Right、Bottom 或 Fill。在每种情况下，控件都将移动到尽量靠近指定边，并调整其大小，以填满那一边。如果父控件的大小有所调整，这一状况仍将保持。将一个控件移动到父控件的底端，并将 Anchor 设置为 AnchorStyle.BottomLeftRight，可以模拟 Docking Bottom。在此处的示例中，列表框是 Docked Left，按钮与窗体的顶端、左边和右边保持恒定距离，由此它们保持了相对位置和大小。下面的示例对话框（图 2）完全使用 Visual Studio.NET 中的 Win Forms 设计器创建，只花了两分钟的时间，没有编写一行代码。

 

// ResizableSample.cs

namespace ResizableSampleNamespace {

 

using System;

using System.Drawing;

using System.ComponentModel;

using System.WinForms;

 

/// <summary>

///    ResizableSample 的摘要说明。

/// </summary>

public class ResizableSample : System.WinForms.Form {

/// <summary>

///    为 Win Forms 设计器所要求

/// </summary>

private System.ComponentModel.Container components;

private System.WinForms.Button button3;

private System.WinForms.Button button2;

private System.WinForms.Button button1;

private System.WinForms.ListBox listBox1;

public ResizableSample() {

// 为 Win Form 设计器支持所要求

InitializeComponent();

 

        }

 

/// <summary>

///    释放正在使用的所有资源

/// </summary>

public override void Dispose() {

base.Dispose();

components.Dispose();

        }

 

/// <summary>

///    应用程序的主入口点。

/// </summary>

public static void Main(string[] args) {

Application.Run(new ResizableSample());

        }

 

/// <summary>

        ///    设计器支持所要求的方法 ― 不要用编辑器

        ///    修改这一方法的内容

/// </summary>

private void InitializeComponent()

   {

this.components = new System.ComponentModel.Container();

this.button2 = new System.WinForms.Button();

this.button3 = new System.WinForms.Button();

this.button1 = new System.WinForms.Button();

this.listBox1 = new System.WinForms.ListBox();

//@design this.TrayLargeIcon = false;

//@design this.TrayHeight = 0;

this.Text = "Resizable Dialog";

this.IMEMode = System.WinForms.IMEMode.Off;

this.AutoScaleBaseSize = new System.Drawing.Size(5, 13);

this.ClientSize = new System.Drawing.Size(256, 173);

button2.Location = new System.Drawing.Point(152, 60);

button2.Size = new System.Drawing.Size(92, 32);

button2.TabIndex = 2;

button2.Anchor = System.WinForms.AnchorStyles.TopLeftRight;

button2.Text = "Cancel";

button3.Location = new System.Drawing.Point(152, 120);

button3.Size = new System.Drawing.Size(92, 44);

button3.TabIndex = 3;

button3.Anchor = System.WinForms.AnchorStyles.All;

button3.Text = "Filler";

button1.Location = new System.Drawing.Point(152, 8);

button1.Size = new System.Drawing.Size(92, 32);

button1.TabIndex = 1;

button1.Anchor = System.WinForms.AnchorStyles.TopLeftRight;

button1.Text = "OK";

listBox1.Size = new System.Drawing.Size(120, 173);

listBox1.Dock = System.WinForms.DockStyle.Left;

listBox1.TabIndex = 0;

listBox1.Items.All = new object[] {"Item One",

"Item Two",

"Item Three",

"Item Four"};

this.Controls.Add(button3);

this.Controls.Add(button2);

this.Controls.Add(button1);

this.Controls.Add(listBox1);

   }

 

    }

}

 

GDI+

 

Win Forms 全面利用了 GDI+ 这一 Microsoft 下一代的二维图形系统。Win Forms 中的图形编程模式完全是面向对象的，各式各样的画笔、笔刷、图像和其它图形对象与 .NET Framework 的其它部分一样，遵循了简单易用的指导方针。开发人员目前可以使用相当不错的一些绘图新功能，如 alpha 混色、渐变色、纹理、消除锯齿以及采用除位图外的其它图像格式。与 Windows 2000 操作系统分层和透明的窗口功能配合使用，开发人员能够毫不费力地创建丰富的、更为图形化的 Win32 应用程序。

 

如果触发了控件的 OnPaint 事件，能够由 PaintEventArgs 访问的 System.Drawing.Graphics 对象就成为一个 GDI+ 图形对象。图形对象能够执行的所有操作都通过 GDI+ 实施。作为一个示例，使用 GDI+ 创建一个绘制渐变背景的按钮。

 

以下是实现这一按钮的代码：

 

public class GradientButton : Button {

// 保留颜色设置的成员

private Color startColor;

private Color endColor;

 

// 书写文字时我们将需要它

private static StringFormat format = new StringFormat();

public GradientButton() : base() {

// 初始化颜色

startColor = SystemColors.InactiveCaption;

endColor = SystemColors.ActiveCaption;

format.Alignment = StringAlignment.Center;

format.LineAlignment = StringAlignment.Center;

    }

 

/// <summary>

/// 渐变色的终止颜色

// </summary>

public Color EndColor {

get {

return this.endColor;

         }

set {

this.endColor = value;

// 如有必要，则导致重新绘制

if (this.IsHandleCreated && this.Visible) {

Invalidate();

            }

         }

   }

 

/// <summary>

/// 渐变色的起始颜色

// </summary>

public Color StartColor {

get {

return this.startColor;

         }

set {

this.startColor = value;

// 如有必要，则导致重新绘制

if (this.IsHandleCreated && this.Visible) {

Invalidate();

           }

        }

   }

 

protected override void OnPaint(PaintEventArgs pe) {

// 绘制按钮的常规背景以形成

// 边框，等等。

base.OnPaint(pe);

Graphics g = pe.Graphics;

Rectangle clientRect = this.ClientRectangle;

// 缩小矩形，以免绘制时出界

clientRect.Inflate(-1,-1);

// 创建渐变笔刷，从

// 左上角运行到右下角。

Brush backgroundBrush = new LinearGradientBrush(

new Point(clientRect.X,clientRect.Y),

new Point(clientRect.Width, clientRect.Height),

startColor,

endColor);

// 以渐变色填充背景....

g.FillRectangle(backgroundBrush, clientRect);

// 在客户机区域的中间书写文字。

g.DrawString(this.Text,

this.Font,

new SolidBrush(this.ForeColor),

clientRect,

format);

   }

}

 

就像您所看到的，这并不是非常困难。得益于 Win Forms 和 GDI+ 面向对象的设计，无需编写任何复杂的代码，即可实现我们的 GradientButton，并且在设计器中，可以通过 Property Browser 操作 Text、Font、StartColor 和 EndColor。

 

访问底层系统

 

许多框架的一个缺点就是：如果人们编写的应用程序类型与示例和演示中的严格一致，则这些框架的效果相当不错，但有时开发人员发现，一旦他们希望用框架进行一些有创造性的工作，某些情况下就会碰到障碍或遭到失败。如果遇到这一情况，Win Forms 框架自始至终都能够允许开发人员访问系统基础结构。当然，希望 Win Forms 这样一个设计优良的框架不会使用户遭遇这种情况，但可能发生的情况几乎是无限的。所有的控件都有 Handle 属性，允许访问控件的窗口句柄 (HWND)，GDI 对象也提供了类似的句柄访问过程。而且，Control 实际上拥有一个名为 WndProc 的受保护的虚拟方法，对于少数 Win Forms 尚不能支持的消息，可以替代该方法，添加处理方式。

 

例如，假设您的应用程序是资源密集型的，需要响应 WM_COMPACTING。如果系统检测到内存不足，会向所有高层窗口广播 WM_COMPACTING，您就会知道 Win Forms 框架对这一消息没有提供内置支持，由此，可以添加如下处理过程：

 

/// <summary>

///    Win32Form1 的摘要说明。

/// </summary>

public class CompactableForm : System.WinForms.Form {

private EventHandler handler;

public void AddOnCompacting(EventHandler h) {

handler = (EventHandler) Delegate.Combine(handler, h);

}

 

protected override void OnCompacting(EventArgs e) {

// 查看运行时系统能否释放任何东西

System.GC.Collect();

// 调用任一处理程序。

if (handler != null) handler(this, e);

   }

 

public void RemoveOnCompacting(EventHandler h) {

handler = (EventHandler) Delegate.Remove(handler, h);

}

 

protected override void WndProc(ref Message m) {

case (m.msg) {

case win.WM_COMPACTING:

OnCompacting(EventArgs.Empty);

break;

      }

base.WndProc(m);

   }

 

    }

 

只需数行代码，当系统试着收集未用资源时，利用新的 CompactableForm 类或由此派生的类即可得到通知，并作出响应。

 

结论

 

尽管在许多开发人员的计划中，针对 Web 的开发是当前工作的重点，而定位于熟悉的 Win32 平台仍然是一个不得不面对的情况。有了 Win Forms，Windows 开发人员无论是新手还是老手，都会发现使用丰富的接口创建复杂的应用程序是一个很方便的过程，而这些接口与 .NET Framework 中具有 Web 和数据功能的许多技术配合良好。

 

通过利用跨语言继承、碎片收集和安全性等通用语言运行时提高工作效率的优秀功能，开发人员将从 .NET Framework 和 Win Forms 中获益。

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