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使用C#編寫Windows Forms應(yīng)用程序(轉(zhuǎn))

[摘要]作為一個Windows開發(fā)者, 你應(yīng)毫不猶豫成為Microsoft新的.NET的倡導(dǎo)者。在規(guī)范的客戶端應(yīng)用程序成為流行的同時,越來越多的組織正趨向于簡單的,基于瀏覽器的可以通過網(wǎng)絡(luò)交互(通常是Internet)的應(yīng)用程序。這就意味著編程正在從獨(dú)立的應(yīng)用程序模式向更豐富的面向組件的模塊化應(yīng)用程序轉(zhuǎn)變...
作為一個Windows開發(fā)者, 你應(yīng)毫不猶豫成為Microsoft新的.NET的倡導(dǎo)者。在規(guī)范的客戶端應(yīng)用程序成為流行的同時,越來越多的組織正趨向于簡單的,基于瀏覽器的可以通過網(wǎng)絡(luò)交互(通常是Internet)的應(yīng)用程序。這就意味著編程正在從獨(dú)立的應(yīng)用程序模式向更豐富的面向組件的模塊化應(yīng)用程序轉(zhuǎn)變。

  .NET平臺正是為推動這一運(yùn)動——特別是被稱為Windows Forms的.NET用戶界面模型。.NET使用了Windows Forms來編寫一個應(yīng)用程序的用戶界面。你可以使用C#或Visual Basic.NET來創(chuàng)建這些特性。在這里我將向你展示C#為.NET平臺創(chuàng)建基于Windows Forms用戶方面的作用。這里的例程就是一個用C#寫的基于Windows Forms的tic-tac-toe游戲。

  每過幾年,Windows的編程方式就會發(fā)生巨大的變化。去年夏天的Microsoft Professional Developers Conference (PDC)把Windows的開發(fā)者領(lǐng)回到了square one。而在幾年前,平臺才剛剛從DOS轉(zhuǎn)變?yōu)閃indows,F(xiàn)在,開發(fā)者已經(jīng)解決了桌面上的問題。新的方向是開發(fā)Internet 框架來讓愈來愈多的公司能搬到Web上。

  在八十年代末,Windows開發(fā)者使用C和SDK寫了大量的桌面應(yīng)用程序,然后就是C++和框架,如Microsoft Foundation Class Library(MFC)。與此同時,VB開發(fā)領(lǐng)域也得到了堅(jiān)實(shí)的立足點(diǎn)。在擁有強(qiáng)大優(yōu)勢諸如強(qiáng)大的開發(fā)環(huán)境和可管理開發(fā)者資源的runtime的面前,VB正逐步走向成熟,成為許多企業(yè)開發(fā)前端和中間層組件的得力工具。對于大多數(shù)其他應(yīng)用程序,開發(fā)者都可以使用Windows Forms來創(chuàng)建用戶界面。

  讓我們先總體看一下Windows Forms,然后再看一下使用C#來寫基于Windows Forms的應(yīng)用程序需要些什么。在外殼下,所有的Windows應(yīng)用程序都是以同樣的方式運(yùn)行的。Windows會維護(hù)Windows類的集合(即windows的行為都是在WndProc()函數(shù)中定義的)。在Windows編程的早期,最大的任務(wù)就是寫大約80行的樣板代碼為了能讓它正確的運(yùn)行,后來逐漸通過添加事件句炳來開發(fā)應(yīng)用程序。MFC就使得開發(fā)者不用再去為Winmain()和WndProc()費(fèi)神了。Windows Forms繼承了這種忽略編程細(xì)節(jié)的趨勢,所以你不必花大量的時間在書寫那些枯燥的代碼上。

  隨著基于SDK和MFC的發(fā)展,你可能仍然保留作為開發(fā)者對Windows API的鐘愛。如果你需要嚴(yán)格的控制你的應(yīng)用程序,使用C和SDK——或甚至是MFC來開發(fā)應(yīng)用程序是必要的。如果你希望有靈活性,基于SDK或MFC的開發(fā)仍然是需要的。但是如果你覺得一個更簡單,更直觀的開發(fā)環(huán)境比嚴(yán)格控制或靈活性更重要的話,使用Windows Forms來開發(fā)基于窗體的用程序可能更適合你。

  編寫客戶代碼

  >有了Windows Forms,你就可以編寫.NET平臺的客戶代碼。如果你曾使用過VB,你就可能對它基于窗體的應(yīng)用程序模型很熟悉。而Windows Forms與此很相似。SDK或MFC的編程風(fēng)格是直接與Windows API交互的,甚至當(dāng)MFC中出現(xiàn)了框架,你仍僅僅是從底層的Windows API邁出了一小步。與此相反,Windows Forms隱藏了舊式Windows編程風(fēng)格中的樣板代碼的細(xì)節(jié),以帶有菜單和標(biāo)題欄的正規(guī)窗體的形式顯示。Windows Forms能響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的事件,如鼠標(biāo)的移動和菜單的選擇,而且它們也可以控制在客戶區(qū)的行為。然而,管理這些特性的語法比你用SDK或MFC編寫程序的語法要抽象的多。

  你可以以標(biāo)準(zhǔn)的窗口、多文檔界面(MDI)、對話框或繪圖程序表面的形式顯示W(wǎng)indows Forms。隨著VB的發(fā)展,它使用了用戶界面(UI)發(fā)展中的窗體模型,即給一個Windows 窗體定義用戶界面,通常就是意味著能在窗體的客戶區(qū)安放控件。但是Windows Forms還可以更好的渲染你所希望的繪圖表面。

  除了能渲染繪圖表面和管理標(biāo)準(zhǔn)控件集,Windows Forms通過屬性來定義它們的外觀。例如,要想編程在屏幕上移動一下Windows窗體,你只要設(shè)置Windows 窗體的X屬性。Windows Forms使用方法來管理它們的行為,而且它們也可以通過響應(yīng)事件來定義與用戶的交互。

  Windows Forms是在.NET Framework或Common Language Runtime(CLR)中運(yùn)行的類的實(shí)例。編寫一個Windows Forms應(yīng)用程序通常就是實(shí)例化WinForm類的一個實(shí)例,配置它的屬性并建立事件句柄。因?yàn)橐粋Windows 窗體就是一個標(biāo)準(zhǔn)的基于CLR的類,是完全支持繼承的,你可以以標(biāo)準(zhǔn)的,面向?qū)ο蟮姆绞絹斫⒒赪indows Forms的類之間的繼承關(guān)系。

  現(xiàn)在,讓我們看一下開發(fā)環(huán)境。Microsoft的Visual Studio.NET不斷在進(jìn)步。不幸的是,IDE的PDC Tech Preview版本不是很穩(wěn)定。所以我用C#開發(fā)的開發(fā)環(huán)境中包含一個文本編輯器和一個命令行編譯器。Beta 1解決了很多方面,使VS.NET成為開發(fā)C#應(yīng)用程序的可行環(huán)境。

  但是如果你不喜歡使用VS.NET的beta版,那你也可以回到命令行的方式。C#的命令行編譯器名為CSC.EXE。當(dāng)運(yùn)行它時,它通過命令行決定輸出的位置、需要的資源文件、應(yīng)用程序要使用的系統(tǒng)文件和最后可執(zhí)行文件中要包含的C#文件。例如,以下命令行編譯了一個名為someApp.cs的文件,引入了System.DLL的多種系統(tǒng)功能,在資源中包含了一個JPG文件,并且把最終的可執(zhí)行文件放到名為in的目錄下:

  csc /out:in /R:System.DLL /res:XYZ.JPG someApp.cs

  我們再一次回到了1989年你用命令行編譯器通過一些批處理文件或makfiles來創(chuàng)建一個Windows應(yīng)用程序的時候。在開發(fā)tic-tac-toe例程時,我也在一個簡單的批處理文件中使用了命令行編譯器。

  現(xiàn)在,你可以通過C#和VB來使用Windows Forms。這兩種語言在建立基于Windows Forms的應(yīng)用程序方面是等同的。你可以使用它來創(chuàng)建大量當(dāng)今需要的編程構(gòu)架——特別是當(dāng)開發(fā)基于Windows Forms的應(yīng)用程序。

  開始開發(fā) Tic-Tac-Toe

  那么,基于Windows Forms的應(yīng)用程序是什么樣的呢?看一下tic-tac-toe例程吧。一個C#基于Windows Forms的應(yīng)用程序一開始通過一系列using聲明先引入必要的定義(程序需要的類型定義)。

  namespace CSharpTicTacToe {

   using System;

   using System.Drawing;

   using System.Drawing.Drawing2D;

   using System.WinForms;

   // Windows Form code goes here?

  };

  第一個namespace關(guān)鍵字是可選的。但是對于設(shè)定功能的作用范圍通常是很有用的——特別是在assembly過程中,一種編寫DLL的新方式。在關(guān)鍵字之后,每一個using聲明告訴C#編譯器,程序所要用到的系統(tǒng)功能。因?yàn)閠ic-tac-toe游戲是一個Windows 窗體,源文件使用了System的WinForms namespace。而且,因?yàn)橛螒蚴褂昧藞D形,源代碼就要引入URT的繪圖功能。

  在你引用了namespace后,你就要通過從系統(tǒng)提供的Form類繼承一個類來表示一個Windows 窗體。

  public class CSharpTicTacToe : Form {

   // Windows Form code goes here, including

   // data members, a constructor, and

   // some event handlers?

  }

  C#提倡枚舉作為定義變量類型的一種方式,而不是指定一個整數(shù)范圍,這樣能維護(hù)類型的安全性并能提供盡可能多的信息。Tic-tac-toe游戲指定了三種枚舉類型:player類型、用于在板上做標(biāo)記的類型和對板上位置命名的類型。以下就是具體的描述。你可以在游戲的多個地方看到它們的用途。

  public enum Player {

   XPlayer,

   OPlayer

  }

  public enum Mark

  {

   XMark,

   OMark,

   Blank

  }

  public enum Positions

   TopLeft,

   TopCenter,

   TopRight,

   MiddleLeft,

   MiddleCenter,

   MiddleRight,

   BottomLeft,

   BottomCenter,

   BottomRight,

   Unknown

  }

  一旦你定義了窗體,就需要一些數(shù)據(jù)成員,一個構(gòu)造函數(shù)和一些事件句柄。我會依次向你

  闡釋。首先是基本的數(shù)據(jù)成員,一個tic-tac-toe板。Tic-tac-toe游戲的數(shù)據(jù)包含了一個表示游戲板的3*3的矩陣數(shù)組。這個游戲定義了一塊板的格子(見清單1)。每一個板的格子都表示在屏幕上的一個位置并確定玩家是否做了標(biāo)記。此外,格子還使用了一個X和一個O,來決定哪個玩家做了標(biāo)記。我還會細(xì)致的說明的。

  Tic-tac-toe板管理了3*3的格子(見清單2)。它也管理著BoardSpace對象3*3的數(shù)組,并用線條來劃分tic-tac-toe的格子并讓每一個格子來繪制它們自己。大部分的游戲邏輯都是由板來負(fù)責(zé)的,所以制作這個游戲的最主要的部分就是建立一個窗體,把板作為數(shù)據(jù)成員,并且當(dāng)鼠標(biāo)按下時請求板的繪制(見清單 3)。清單3包含了Windows Forms應(yīng)用程序的初始化代碼。注意這個過程就是初始化游戲板,創(chuàng)建一個Reset按鈕和其事件句柄,然后截獲MouseDown和Paint事件。

  大部分的時間,響應(yīng)事件就是重載(override)正確的函數(shù)。例如,游戲要響應(yīng)MouseDown事件(通過把鼠標(biāo)的位置交給板來處理)和Paint事件。當(dāng)它生成了事件,系統(tǒng)就會自動的調(diào)用。你還可以為非系統(tǒng)的、用戶定義的事件如按鈕被按下而手工關(guān)聯(lián)事件句柄。該游戲也可以創(chuàng)建一個Reset按鈕來處理清除游戲板的事件。

  Windows Forms編程最基本的就是基于用戶界面,請求你來繪制屏幕的過程。Windows Forms定義了一個捕獲WM_PAINT消息的良好方法。Form類包含了一個名為OnPaint()的函數(shù)來讓你重載。通過重載這一方法,你可以捕獲繪圖事件并在屏幕上做你想做的?匆幌吕痰脑创a,你會注意到Paint事件的參數(shù)包括一個Graphics對象,它類似于SDK編程時的一個設(shè)備上下文。Graphics對象包括了畫線和圖形、填充區(qū)域以及任何你想在屏幕上做的。

  Tic-tac-toe游戲通過讓游戲板自繪來響應(yīng)Paint事件。如果你在例程中看一下TicTacToeBoard類和BoardSpace類,你就會發(fā)現(xiàn)每一個類都有一個Render()函數(shù)來使用Graphics對象的DrawLine()和DrawEllipse()方法在屏幕上繪圖。Windows Forms和C#的強(qiáng)大地方就在于你不必考慮管理GDI類型的資源,因?yàn)?NET Framework為你做了。

  Windows Forms也提供給你很多的可行性,包括在Windows 窗體上添加菜單和圖標(biāo),顯示對話框和捕獲Paint和MouseDown事件以外的大量事件。

  清單 1
  public struct BoardSpace {
   public BoardSpace(Mark mark,
   int left,
   int top,
   int right,
   int bottom) {
   // Initialize internal state?
   }
   public void SetMark(Player player) {
   // if the space is blank, mark it using
   // the player enumeration
   }
   public void Render(Graphics g) {
   Pen pen =
   new Pen(Color.FromARGB(170, Color.Black), 3);
   switch(m_mark) {
   case Mark.XMark:
   g.DrawLine(pen, m_left, m_top, m_right,
   m_bottom);
   g.DrawLine(pen, m_left, m_bottom, m_right,
   m_top);
   break;
   case Mark.OMark:
   int cx = m_right - m_left;
   int cy = m_bottom - m_top;
   g.DrawEllipse(pen, m_left, m_top, cx, cy);
   break;
   default:
   break;
   }
   }
   public Mark m_mark;
   public int m_top, m_left, m_right, m_bottom;
  };
--------------------------------------------------------------------------------

  清單 2
  public struct TicTacToeBoard {
   BoardSpace[,] m_BoardSpaces;
   public void Initialize() {
   m_BoardSpaces = new BoardSpace[3,3];
   // Initialize each space with a location on the screen and a
   // blank mark.
   // Here's the first space:
   m_BoardSpaces[0, 0] = new BoardSpace(Mark.Blank, 1,
   1, 50, 50);
   // Do the rest like that?
   }
   public void ClearBoard() {
   // loop through the spaces clearing them
   }
   public Player EvaluateGame() {
   // Check adjacent marks and see who won.
   }
   public Positions HitTest(int x, int y, Player player) {
   // Test the incoming Coords and mark the right space
   // using the player enumeration
   }
   public void Render(Graphics g) {
   Pen pen = new Pen(Color.FromARGB(170,
   Color.Black), 5);
   g.DrawLine(pen, 1, 50, 150, 50);
   g.DrawLine(pen, 50, 1, 50, 150);
   g.DrawLine(pen, 1, 100, 150, 100);
   g.DrawLine(pen, 100, 1, 100, 150);
   for(int i = 0; i < 3; i++) {
   for(int j = 0; j < 3; j++) {
   m_BoardSpaces[i, j].Render(g);
   }
   }
   }
  };
--------------------------------------------------------------------------------

  清單 3
  public class CSharpTicTacToe : Form {
   public Player m_Player = Player.XPlayer;
   TicTacToeBoard m_board = new TicTacToeBoard();
   public CSharpTicTacToe() {
   SetStyle(ControlStyles.Opaque, true);
   Size = new Size(500, 500);
   Text = "CSharp Tic Tac Toe";
   m_board.Initialize();
   //Finally add a button so that we can render to a bitmap
   Button buttonRestart = new Button();
   buttonRestart.Size=new Size(100,50);
   buttonRestart.Location=new Point(300,100);
   buttonRestart.Text="Restart";
   buttonRestart.AddOnClick(new EventHandler(Restart));
   this.Controls.Add(buttonRestart);
   }
   //Fired when the restart button is pressed
   private void Restart(object sender, EventArgs e) {
   m_Player = Player.XPlayer;
   m_board.ClearBoard();
   this.Invalidate();
   }
   protected override void OnMouseDown(MouseEventArgs e) {
   base.OnMouseDown(e);
   Positions position = m_board.HitTest(e.X, e.Y, m_Player);
   if(position == Positions.Unknown) {
   return;
   }
   if(m_Player == Player.XPlayer) {
   m_Player = Player.OPlayer;
   } else {
   m_Player = Player.XPlayer;
   }
   this.Invalidate();
   }
   protected override void OnPaint(PaintEventArgs e) {
   Graphics g = e.Graphics;
   e.Graphics.SmoothingMode =
   SmoothingMode.AntiAlias;
   g.FillRectangle(new
   SolidBrush(Color.FromARGB(250,
   Color.White)), ClientRectangle);
   m_board.Render(g);
   }
   public static void Main() {
   Application.Run(new CSharpTicTacToe());
   }
   }
  }