.Net开发笔记（七）使用组件编程

本文主要说到以下内容：

• 什么是.Net中的组件，组件和类、控件的区别和联系。
• 组件的特性。
• 利用IExtenderProvider接口进行组件扩展。
• “扩展组件”的简单应用——控件倒影。

1. 什么是.Net中的组件，组件和类、控件的区别和联系

必须说的是，“组件”一词在编程中经常遇到，意义众多，当然不管什么意思，从字面上来看就知道它应该有“一个可重复使用的单元”的意思。在.Net中，“组件”就特指实现了System.ComponentModel.IComponent接口的类，或者从实现了该接口的类直接或间接派生的子类。因此，“组件”它属于“类”，满足一定标准的类就是组件，而这个标准就由IComponent接口提供。那么什么是控件？组件跟控件有什么关系？我们知道，所有的控件都从System.Windows.Forms.Control类直接或间接派生（Asp.Net中从System.Web.UI.Control），而再查看System.Windows.Forms.Control源码我们会发现，它继承自System.ComponentModel.Component类，后者又实现了System.ComponentModel.IComponent接口，因此，我们可以说，控件也是一种组件。

综上，我们可以得出结论：

• 类包含组件，组件包含控件。
• 类不一定是组件，但组件一定是类，组件不一定是控件，但控件一定是组件。
• 不管是类、组件还是控件，它们都是“一个可重复使用的代码单元”。
• 不管是类、组件还是控件，他们都应该符合OO编程规律。

举一个FCL中的例子，来说明问题：

• System.Windows.Forms.Application是一个类，既不是组件也不是控件。
• System.Windows.Forms.Timer是一个类，也是一个组件，但不是控件（注意）。
• System.Windows.Forms.ToolTip是一个类，也是一个扩展组件（后面说明什么是扩展组件），但不是控件。
• System.Windows.Forms.Button是一个类，也是一个组件，同时也是控件。

上一张图说明关系：

图1

2. 组件的特性

1）假设各位知道Dispose模式，Dispose模式一般用于对象中使用了资源（包括托管资源和非托管资源）的场合，具体就是让定义的类实现IDisposable接口。查看System.ComponentModel.IComponent源码会发现，它实现了IDisposable接口，因此，可以说，所有的组件都具备有效管理资源的特性。

2）如果各位使用VS开发工具，那么，凡是实现了System.ComponentModel.IComponent接口的类，即凡是组件者，都可以将它添加在ToolBox中（工具箱），也就是常说的“可视化支持”。

3）Winfrom开发过程中，在设计窗体时，查看Form1.Desinger.cs文件，Form1类中有private System.ComponentModel.IContainer components数据成员，查看InitializeComponent()方法中会发现，一切类似Timer、ImageList、ToolTip这样的组件在构造时，都会像下面这样：

   this.imageList1 = new System.Windows.Forms.ImageList(this.components);

其中System.ComponentModel.IContainer字面意思可以看出它是一个容器，也就是说，每个组件在自我构造的时候，都会把自己加到一个容器中去。事实上，组件一般都不会单独去使用，都是由容器去管理，容器生命期结束时，容器中的各个组件也会结束自己生命期。

注：容器包含组件只是逻辑包含，跟通常的List、Array等集合包含元素不同。

有关IDE对组件的可视化支持，以及容器与组件之间的详细关系是一个非常复杂的话题，本文暂时不涉及。

3. 利用IExtenderProvider接口进行组件扩展

通常当使用一个组件时，需要在原有的基础上添加新的功能，也就是说需要扩展原有功能，我们做不到修改原有组件的代码，比如我们需要一个圆角按钮，现有的标准按钮（System.Windows.Forms.Button，前面说过它属于组件）是直角，第一想到的办法就是新建一个ButtonEx类继承Button，建立一个新的扩展控件。

以上是一种办法，但当需要给一类组件增加新的功能时，使用以上方法就会导致出现许多的扩展控件，而且有些时候只是新增加一个小功能，并不需要产生新的控件，因此，这时候有必要看看System.ComponentModel.IExtenderProvider这个接口。关于这个接口，我就不引用MSDN上的定义了，描述得太抽象，基本没什么参考价值，我将该接口的功能描述如下：

当需要为其它某个（或某些）组件扩展新的功能，又不能做到直接修改原有组件的源代码时，我们就可以定义一个类，让其实现IExtenderProvider接口。

IExtenderProvider接口源码如下：

public interface IExtenderProvider
{  
       bool CanExtend(object extendee);
}

FCL中已有的例子有很多，前面提到过的ToolTip就属于这种，查看System.Windows.Forms.ToolTip源码会发现，它继承自System.ComponentModel.Component，并且实现了System.ComponentModel.IExtenderProvider接口，大概源码如下：（模仿，非实际）

[ProvideProperty(“ToolTip”,typeof(Control))]
Public class ToopTip:Component,IExtenderProvider
{
     Public ToolTip()
     {
          
     }
     Public ToolTip(IContainer cont)
     {
          Cont.Add(this);
     }
  
  Public string GetToolTip(Control control)
  {
         //具体实现
   }
      Public void SetToolTip(Control control,string caption)
      {
           //具体实现
      }
      //符合扩展的条件
      public bool CanExtend(object target)
{
         return ((target is Control) && !(target is ToolTip)); //所有控件
}
}

解释：[ProvideProperty(“ToolTip”,typeof(Control))]的意思是给所有的Control类及其派生类增加属性“ToolTip”，也就是说原来的标准控件Button现在应该增加了ToolTip属性，在界面设计器中，从工具栏中拖出一个ToolTip组件，那么所有的其他控件在属性栏中增加了一项“toolTip1 上的 ToolTip”，可以设置该新增的属性，比如我给按钮button1设置该属性“it’s a button”，那么设计器生成的代码就是toolTip1.SetToolTip(button1,”it’s a button”);。

注：以上GetToolTip(Control control)和SetToolTip(Control control,string caption)方法具体实现暂没说明，不同情况实现不一样，具体可以参考下面的“控件倒影”demo代码。

4.“扩展组件”的简单应用——控件倒影。

让每一个标准控件都具有倒影效果，这一要求完全符合IExtenderProvider接口的使用范围，第一，需要给组件扩展新的功能；第二，数量之多，单单通过继承创建新的扩展控件麻烦；第三，新加功能很小，只是增加一个倒影效果。先上一张效果图：

图2

为了让任何一个控件都具有“倒影效果”，可以给每个控件扩展一个HasMirror的属性，数据类型为Bool型，另外，需要创建一个倒影类，负责显示倒影。

扩展类：

[ProvideProperty("HasMirror",typeof(Control))]
    class MirrorExtender : Component, IExtenderProvider
    {
        Dictionary<Control, MirrorItem> _controllist = new Dictionary<Control, MirrorItem>();
        public MirrorExtender()
        {

        }
        public MirrorExtender(IContainer cont)
        {
            cont.Add(this);
        }
        public void SetHasMirror(Control control, bool hasMirror)
        {
            if (_controllist.ContainsKey(control))
            {
                if (!hasMirror)
                {
                    _controllist[control].Close();
                    _controllist.Remove(control);
                }
            }
            else
            {
                if (hasMirror)
                {
                    MirrorItem i = new MirrorItem() { HasMirror = hasMirror, Mirror = new Mirror(control) };
                    _controllist.Add(control, i);
                }
            }
        }
        public bool GetHasMirror(Control control)
        {
            if (_controllist.ContainsKey(control))
            {
                return _controllist[control].HasMirror;
            }
            else
            {
                return false;
            }
        }

        #region IExtenderProvider 成员
        public bool CanExtend(object extendee)
        {
            return (extendee is Control);
        }
        #endregion
    }
    class MirrorItem
    {
        public bool HasMirror { get; set; }
        public Mirror Mirror { get; set; }
        public void Close()
        {
            Mirror.Dispose();
        }
    }

倒影类：

class Mirror : Control
    {
        Control _target;
        Padding Padding { get; set; }
        Bitmap CtrlBmp { get; set; }
        byte[] CtrlPixels { get; set; }
        int CtrlStride { get; set; }
        Bitmap Frame { get; set; }
        public Mirror(Control target)
        {
            _target = target;
            _target.VisibleChanged += new EventHandler(_target_VisibleChanged); //目标控件“可见”属性发生变化
            _target.LocationChanged += new EventHandler(_target_LocationChanged);  //目标控件“位置”属性发生变化
            _target.ParentChanged += new EventHandler(_target_ParentChanged); //目标控件“父控件”属性发生变化
            _target.Paint += new PaintEventHandler(_target_Paint); //目标控件发生重绘

            SetStyle(ControlStyles.Selectable, false); //镜子应无焦点
            SetStyle(ControlStyles.AllPaintingInWmPaint | ControlStyles.OptimizedDoubleBuffer | ControlStyles.UserPaint, true);

            InitPadding();
        }

        /// <summary>
        /// 目标控件发生变化时，镜子中的内容需要重绘
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        void _target_Paint(object sender, PaintEventArgs e)
        {
            if (!isSnapshotNow)
            {
                Invalidate();
            }
        }
        /// <summary>
        /// 目标控件改变父控件时，初始化镜子
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        void _target_ParentChanged(object sender, EventArgs e)
        {
            Init();
        }
        /// <summary>
        /// 目标控件位置变化时，初始化镜子
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        void _target_LocationChanged(object sender, EventArgs e)
        {
            Init();
        }
        /// <summary>
        /// 目标控件显示或隐藏时，初始化镜子
        /// </summary>
        /// <param name="sender"></param>
        /// <param name="e"></param>
        void _target_VisibleChanged(object sender, EventArgs e)
        {
            Init();
        }
        /// <summary>
        /// 初始化镜子
        /// </summary>
        void Init()
        {
            this.Parent = _target.Parent;
            this.Location = _target.Location;
            this.Visible = _target.Visible;
            if (Parent != null)
            {
                var i = Parent.Controls.GetChildIndex(_target);
                Parent.Controls.SetChildIndex(this, i + 1);
            }

            var newSize = new Size(_target.Width + Padding.Left + Padding.Right, _target.Height + Padding.Top + Padding.Bottom);
            if (newSize != Size)
            {
                this.Size = newSize;
            }
        }
        /// <summary>
        /// 镜子位置
        /// </summary>
        void InitPadding()
        {
            Padding = new Padding(0, 0, 0, 20);
        }
        /// <summary>
        /// 获取倒影
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        Bitmap OnNonLinearTransfromNeeded()
        {
            Bitmap bmp = null;
            if (CtrlBmp == null)
                return null;

            try
            {
                bmp = new Bitmap(Width, Height);

                const int bytesPerPixel = 4;
                PixelFormat pxf = PixelFormat.Format32bppArgb;
                Rectangle rect = new Rectangle(0, 0, bmp.Width, bmp.Height);
                BitmapData bmpData = bmp.LockBits(rect, ImageLockMode.ReadWrite, pxf);
                IntPtr ptr = bmpData.Scan0;
                int numBytes = bmp.Width * bmp.Height * bytesPerPixel;
                byte[] argbValues = new byte[numBytes];

                Marshal.Copy(ptr, argbValues, 0, numBytes);
                var e = new TransfromNeededEventArg() {ClientRectangle = ClientRectangle, Pixels = argbValues, Stride = bmpData.Stride, SourcePixels = CtrlPixels, SourceClientRectangle = new Rectangle(Padding.Left, Padding.Top, _target.Width, _target.Height), SourceStride = CtrlStride };
                
                DoBottomMirror(e);

                Marshal.Copy(argbValues, 0, ptr, numBytes);
                bmp.UnlockBits(bmpData);
            }
            catch
            {
            }

            return bmp;
        }
        /// <summary>
        /// 转化成字节数组
        /// </summary>
        /// <param name="bmp"></param>
        /// <returns></returns>
        byte[] GetPixels(Bitmap bmp)
        {
            const int bytesPerPixel = 4;
            PixelFormat pxf = PixelFormat.Format32bppArgb;
            Rectangle rect = new Rectangle(0, 0, bmp.Width, bmp.Height);
            BitmapData bmpData = bmp.LockBits(rect, ImageLockMode.ReadOnly, pxf);
            IntPtr ptr = bmpData.Scan0;
            int numBytes = bmp.Width * bmp.Height * bytesPerPixel;
            byte[] argbValues = new byte[numBytes];
            Marshal.Copy(ptr, argbValues, 0, numBytes);
            //Marshal.Copy(argbValues, 0, ptr, numBytes);
            bmp.UnlockBits(bmpData);
            return argbValues;
        }
        /// <summary>
        /// 获取控件截图
        /// </summary>
        /// <param name="ctrl"></param>
        /// <returns></returns>
        Bitmap GetForeground(Control ctrl)
        {
            Bitmap bmp = new Bitmap(this.Width, this.Height);

            if (!ctrl.IsDisposed)
            {
                isSnapshotNow = true;
                ctrl.DrawToBitmap(bmp, new Rectangle(Padding.Left, Padding.Top, ctrl.Width, ctrl.Height));
                isSnapshotNow = false;
            }
            return bmp;
        }
        bool isSnapshotNow = false;
        const int bytesPerPixel = 4;
        /// <summary>
        /// 重绘时，画出目标控件的倒影
        /// </summary>
        /// <param name="e"></param>
        protected override void OnPaint(PaintEventArgs e)
        {
            try
            {
                CtrlBmp = GetForeground(_target);
                CtrlPixels = GetPixels(CtrlBmp);

                if (Frame != null)
                    Frame.Dispose();
                Frame = OnNonLinearTransfromNeeded();

                if (Frame != null)
                {
                    e.Graphics.DrawImage(Frame, Point.Empty);
                }
            }
            catch
            {

            }
            base.OnPaint(e);
        }
        /// <summary>
        /// 计算倒影
        /// </summary>
        /// <param name="e"></param>
        void DoBottomMirror(TransfromNeededEventArg e)
        {
            var source = e.SourcePixels;
            var output = e.Pixels;

            var s = e.Stride;
            var dy = 1;
            var beginY = e.SourceClientRectangle.Bottom + dy;
            var sy = e.ClientRectangle.Height;
            var beginX = e.SourceClientRectangle.Left;
            var endX = e.SourceClientRectangle.Right;
            var d = sy - beginY;

            for (int x = beginX; x < endX; x++)
                for (int y = beginY; y < sy; y++)
                {
                    var sourceY = (int)(beginY - 1 - dy - (y - beginY));
                    if (sourceY < 0)
                        break;
                    var sourceX = x;
                    int sourceI = sourceY * s + sourceX * bytesPerPixel;
                    int outI = y * s + x * bytesPerPixel;
                    output[outI + 0] = source[sourceI + 0];
                    output[outI + 1] = source[sourceI + 1];
                    output[outI + 2] = source[sourceI + 2];
                    output[outI + 3] = (byte)((1 - 1f * (y - beginY) / d) * 90);
                }
        }
    }
    public class TransfromNeededEventArg : EventArgs
    {
        public Rectangle ClientRectangle { get; internal set; }
        public byte[] Pixels { get; internal set; }
        public int Stride { get; internal set; }

        public Rectangle SourceClientRectangle { get; internal set; }
        public byte[] SourcePixels { get; internal set; }
        public int SourceStride { get; set; }
        public bool UseDefaultTransform { get; set; }
    }

测试时，从工具箱中拖放一个MirrorExtender组件，窗体设计器中各个控件就会增加一个“mirrorExtender1 上的 HasMirror”属性，设置为true，该控件具有倒影效果，反之，则没有倒影效果。

图3

希望对各位有帮助，O(∩_∩)O~