一步一步玩控件：TabControl——从制作山寨Safari窗体开始

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更新时间：24 May, 2012

 

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今天我要山寨的是大名鼎鼎的Apple，传说中的「被山寨之王」。

没错，都被我山寨好几次了。

说起Apple，相信大家对他家的各种产品，不管他软还是硬，都有相当的好感。

最近Apple把自家的Web浏览器Safari升级到了第5版，并同步推出了Windows版，支持WinXP开始的全部Windows版本。

不得不说，这是一个很给力的浏览器，它看起来就像这样。

Icon for Safari

其实我并不是苹果控，我控红富士要多点。客观的评价Safari，这个软件界面华丽，速度快，但在Windows平台上，TopSites首页资源消耗巨大，操作习惯和常规Win浏览器有一定区别，部分网页不支持或不兼容（WebKit引擎）。

不多说了，这不是重点。重点在于它的「偏好设置（Preference）」界面，就是这个：



看到这个，你肯定会觉得怎么苹果的东西会变得这么一般呢？不过就是TabControl上面增加了几个图标嘛。

嗯，朋友，你说的似乎没错。但是，我曾经也算中肯的评价过苹果的东西，抛开外观，苹果的特点之一就是「闷骚」，还有「OSD」，也就是强迫症。

听我这么说显得很干瘪，那么就让我顺着导航标签，一路点击过去，看看会发生什么事。



没错，这窗口会自动伸缩，而且是动画的！这就是apple闷骚的地方！

为了不让他一家独骚，为了不辜负他被山寨之王的名头，我只好勉为其难的山寨一番了。

通过这此山寨，只要你用C#写过HelloWorld、HelloKitty之类的，你就能做出和这里写的一模一样的控件来。

所以说，控件嘛，没什么，就是一点点磨出来的。

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山寨前的准备

山寨其实没啥好准备的，但还是需要几样重要的东西：

 - 极大的耐心和毅力
 - 原装货：Apple Safari 5
 - 照相机：Snagit 10
 - 生产线：Visual Studio 2005
 - 手册：MSDN
 - 苦力：野比

分析，分析

山寨的灵魂在于分析，首先把刚才拍的高清果照扯过来分解了。

我把他分解成这几个部分：

 1. 根据标签不同修改窗体标题
 2. 导航标签
 3. 标签面板
 4. 自动缩放

这篇是#1-1，就专心讨论关于标签的东西，也就是第2、3点。

组件设计

分析了其中的功能，那么就要想想怎么来实现。

从功能来看，这个窗口实际上是由多个子面板切换来实现的，最多他加了点自动缩放。所以从本质来说，还是一个标签切换的窗口。

我最早想到的就是大名鼎鼎却又丑得无以复加的TabControl。



按照标签切换这个思想，TabControl完全可以胜任这次的山寨需求。但是TabControl这么丑，必须要给它整整容才行。想不到我竟然有整容的才华。


下手吧，年轻人！

因为要改动的地方会很多，所以还是完全自己来绘制标签好了。为了完全自定义TabControl，同时方便循环利用，从TabControl派生一个我们自己的标签控件TabControlEx。

public class TabControlEx : System.Windows.Forms.TabControl

这就是我们的TabControlEx，看起来和TabControl没什么两样（那是当然的）。

为了让他看起来不太一样，在构造函数里加上下面的代码。

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1 base.SetStyle(
2          ControlStyles.UserPaint |                      // 控件将自行绘制，而不是通过操作系统来绘制
3          ControlStyles.OptimizedDoubleBuffer |          // 该控件首先在缓冲区中绘制，而不是直接绘制到屏幕上，这样可以减少闪烁
4          ControlStyles.AllPaintingInWmPaint |           // 控件将忽略 WM_ERASEBKGND 窗口消息以减少闪烁
5          ControlStyles.ResizeRedraw |                   // 在调整控件大小时重绘控件
6          ControlStyles.SupportsTransparentBackColor,    // 控件接受 alpha 组件小于 255 的 BackColor 以模拟透明
7          true);                                         // 设置以上值为 true
8     base.UpdateStyles();

这段代码的意思就像注释里说的，注意ControlStyles这个枚举是可以按位组合的，所以上面要用「或（|）」来进行连接，这样系统就会完全忽视TabControl这个基类的界面显示，而使用我们自己的方式来呈现UI。

现在TabControlEx看起来是这样的。



啥米？！！OMG！东西哪去了？？

嗯，当我第一次玩UserPaint的时候，也被吓了一跳。其实这就是上面我们设置的那句ControlStyles.UserPaint，于是系统就不帮我们画任何东西了。

所以从现在开始，一切都要靠自己了。下面所有的绘制都在OnPaint()方法中绘制。

为了先让我们找到方向，在OnPaint()方法中，我们先把Tab的位置找到，为此我们给每个Tab的边框都画出来。

1     protected override void OnPaint(PaintEventArgs e)
2     {
3         for (int i = 0; i < this.TabCount; i++)
4         {
5             e.Graphics.DrawRectangle(Pens.Red, this.GetTabRect(i));
6         }
7     }

TabControl.GetTabRect(int)的功能是获得指定index的标签的矩形位置。画完后，我们的TabControlEx看起来不那么迷糊了。



可是，标签的大小还是不对，我们要的不是普通的那种长条，而是闷骚的苹果的瘦高型，要像这样。



嗯，好吧，我们回到构造函数，用下面的语句来设置大小。

1     this.SizeMode = TabSizeMode.Fixed;  // 大小模式为固定
2     this.ItemSize = new Size(44, 55);   // 设定每个标签的尺寸

上面设置44x55其实只是因为苹果原版刚好是这么大，先这么着，后面如果不合适了，回头再来改。现在标签是这样的了。



Apple标签的选中状态是带阴影的，看起来很酷，可是如果我用GDI+来画的话，什么渐变什么变换，烦都烦死了。怎么办呢？

请记住，我们正在山寨。所谓山寨的精神，就是不问方法、不择手段，只要最后「看起来一样」就行了。所以，我决定用上抠图大法，把apple的背景图抠出来。



把这个背景保存为TabBackground.bmp文件，然后添加到项目中，把它做成「嵌入的资源」，就像这样。



然后我们用一个变量来保存背景图。因为这张图随时会用到，所以还是做成全局变量（类级别），在构造函数里读取图片。

1     Image backImage;
2     public TabControlEx()
3     {
4         // （略）
5         backImage = new Bitmap(this.GetType(), "TabButtonBackground.bmp");   // 从资源文件（嵌入到程序集）里读取图片
6     }

现在有了图标，加上去看看吧。在OnPaint()里这样写。

1     if (this.SelectedIndex == i)
2     {
3         e.Graphics.DrawImage(backImage, this.GetTabRect(i));
4     }

只有被选中的标签才会出现这种背景。于是，标签变成这样了。



绘制文字

这会看着还挺单调的，所以我们来加点料。下面来画文字。说起文字，我想你应该注意到了，Safari的标签文字，都是带有阴影的（准确的说是高光）。



所以，在绘制文字时，先用高光色绘制第一遍，再用普通文字色（黑）绘制第二遍。

在OnPaint()中绘制带高光的文字

 1 protected override void OnPaint(PaintEventArgs e)
 2      {
 3          for (int i = 0; i < this.TabCount; i++)
 4          {
 5              // （略）
 6  
 7              // Calculate text position
 8              Rectangle bounds = this.GetTabRect(i);
 9              PointF textPoint = new PointF();
10              SizeF textSize = TextRenderer.MeasureText(this.TabPages[i].Text, this.Font);
11  
12              // 注意要加上每个标签的左偏移量X
13              textPoint.X
14                  = bounds.X + (bounds.Width - textSize.Width) / 2;
15              textPoint.Y
16                  = bounds.Bottom - textSize.Height - this.Padding.Y;
17  
18              // Draw highlights
19              e.Graphics.DrawString(
20                  this.TabPages[i].Text,
21                  this.Font,
22                  SystemBrushes.ControlLightLight,    // 高光颜色
23                  textPoint.X,
24                  textPoint.Y);
25  
26              // 绘制正常文字
27              textPoint.Y--;  // 偏移(0, -1)
28              e.Graphics.DrawString(
29                  this.TabPages[i].Text,
30                  this.Font,
31                  SystemBrushes.ControlText,    // 正常颜色
32                  textPoint.X,
33                  textPoint.Y);
34  
35          }
36      }

 

缤纷色彩的源泉：图标

文字也有了，那么接下来就轮到图标了。TabControl是用ImageList控件来存储自己使用的图标的，那么添加一个ImageList，然后加入图标。注意这里都要32x32的图标，所以应该设置ImageList.ImageSize为32x32。

绘制标签图标

 1 // 绘制图标
 2      if (this.ImageList != null)
 3      {
 4          int index = this.TabPages[i].ImageIndex;
 5          string key = this.TabPages[i].ImageKey;
 6          Image icon = new Bitmap(1, 1);
 7  
 8          if (index > -1)
 9          {
10              icon = this.ImageList.Images[index];
11          }
12          // ImageKey优先级较高
13          if (!string.IsNullOrEmpty(key))
14          {
15              icon = this.ImageList.Images[key];
16          }
17          e.Graphics.DrawImage(
18              icon,
19              bounds.X + (bounds.Width - icon.Width) / 2,
20              bounds.Top + this.Padding.Y);
21      }

 

嗯，现在我们的标签看起来像那么回事了，接下来就该难看的红线条退休了。再完善一下，我们的标签就OK了。






同步滚动演示。（上面是山寨，下面是正品，正品的文字开了抗锯齿，山寨没开，这是次要问题）




到此，标签导航部分已经完成，剩下的，就是窗体的自动缩放和同步修改Text功能了。

（下集预报：实现自动收缩的窗体。敬请期待）

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现在继续昨天的山寨。昨天我们分析得到了4条需要山寨的部分，如下。 

1. 根据标签不同修改窗体标题
2. 导航标签
3. 标签面板
4. 自动缩放

通过昨天的努力，我们已经搞定了第2、3条，所以，今天的任务，就只剩下两条 

1. 根据标签不同修改窗体标题
2. 导航标签
3. 标签面板
4. 自动缩放

 

修改窗体标题

我们参考下图，

 

我们制作的TabControlEx是作为它所在窗体的子控件存在的，为了获得包含TabControlEx的窗体（的引用），可以调用TabControlEx的FindForm()方法（从Control继承）。FindForm()可以获取容纳该控件的顶层窗体，在我们的例子里，就是我们的山寨Safari窗体。

为了在TabControlEx刚刚加入父控件的时候（也就是窗体初始化的时候）就能够顺利「劫持」到窗体的引用，并修改它的标题（否则显示Tab0的时候会发现窗体的标题还未改变），我们重写一下TabControlEx的ParentChanged事件，在获取到父窗体之后顺便把第一个标签Text赋给窗体做标题。

 1     // 对父窗体的引用
 2     Form owner;
 3     protected override void OnParentChanged(EventArgs e)
 4     {
 5         // 如果没有劫持到，则搜索
 6         if (owner == null)
 7             owner = this.FindForm();
 8 
 9         owner.Text = this.TabPages[0].Text;
10     }

这样，我们就可以在启动时就修改父窗体标题了（以及后面修改窗体大小）。我们最终的目的是每次切换标签时都改变父窗体标题，现在我们拿到了窗体的引用，只需要重写TabControlEx的Selected事件。

1     protected override void OnSelected(TabControlEventArgs e)
2     {
3         parent.Text = e.TabPage.Text;
4     }

下面是完成之后的效果

 

自动调整窗体大小

完成了杂项工作，现在要进入今天的重点：自动调整大小。在开始之前，先来回顾一下这个闷骚的功能。

 

下面来好好分析一下到底发生了什么事。

注意，大家发现右下角那个问号没有？根据观察，那个问号始终是保持在窗体右下角的，这就好办了，直接Anchor到Right和Bottom就行。因此下面的分析中直接无视它了。

从本质上来看，因为切换的标签内容高度不同，所以窗体高度也发生了改变。但不管怎么变，窗体的底部到最下面一个控件的距离Δ没有变化，参考分析图。

 

 

所以，动画就是在|H1-H2|这段距离内发生的，Δ据截图估算，约为20px（把它写成常量）。

    const int FORM_DELTA = 20;

因为窗体有可能变大或变小，另外，值得注意的是，Safari是在窗体动画完成，调整大小到位以后，才显示新标签的控件，这样做可以显得很有动感，而且留下了足够的时间加载控件。所以，动画应该在标签的Selecting事件里解决，而显示控件留到Selected事件。

下面来分析大小调整的算法。

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山寨算法：从不追求精确还原

通过慢镜头分析，可以看到在相同时间差内窗体大小的运动距离是不同的，窗体大小不是匀速改变的。前半段是加速收缩或膨胀，最后是减速到位。

 

尽管现在还写不出来，为了不让算法影响设计进度，先把算法写在单独的方法里（更好的应该是写成委托，直接传递方法，但你认为一个山寨货有必要吗）。

1     private double getHeight(double time)
2     {
3         // （Not implemented yet）
4     }

既然这样，那么算法的问题我们稍后再来讨论，

 

算法尝试（本节待修改）

 目前流行的加减速函数有很多，最简单的从1次函数（匀速）、2次函数（匀加速）到3、4甚至5次函数都有人在用。这类指数型的加速函数使用简单方便，用得很多。下面是在Mahematica里绘制的几种函数曲线，从上倒下分别为：g=10的自由落体函数，y=x^2，y=x^3，y=x^4和y=x直线（注意：为了让大家看清函数细节，x和y轴不是1:1的）。

看起来要实现又加速又减速还真是麻烦，看来只有去掉减速了。反正山寨嘛，只要「看起来像」就行了。没办法，我们是搞山寨的，手艺当然不行了，所以到底用那种，还真的不知道。山寨大法告诉我们，不知道的东西，「试，就对了」。那么就选3个版本的getHeight()来试试。

 

动画（本节待修改）

现在研究怎样让窗体动起来。由于动画过程较长，将近1秒，那么我们实现的时候应当尽量以不影响主线程为前提。除了动不动就多线程这种有点大炮打蚊子太2的方法外，我们还可以用系统自带的定时器（System.Windows.Forms.Timer）。在每个Timer.Tick事件里挪一步，合起来就成了动画。

 1     // Δ常量
 2     int FORM_DELTA = 20;
 3     // 动画用Timer
 4     Timer timer;
 5     // 经历时间计数器
 6     int elapsed = 0;
 7 
 8     // 构造函数
 9     public TabControlEx()
10     {
11         // （略）
12 
13         // 初始化Timer
14         timer = new Timer();
15         timer.Interval = 100;
16         timer.Enabled = false;
17         timer.Tick += new EventHandler(timer_Tick);
18     }
19 
20     // Timer tickle
21     void timer_Tick(object sender, EventArgs e)
22     {
23         if (parent == null)
24             return;
25 
26         elapsed++;
27         parent.Height = getHeight(elapsed, FORM_DELTA);
28     }

现在我们可以填写刚才分析的Selecting和Selected事件了。

（未完待续）