C# 2.0 图形控件

• 下载演示和源代码 - 30 Kb

引言

本项目创建了一个图形控件，它是标准.Net WinForms 2.0 PictureBox 控件的子类。它易于集成到VS2005工具箱中，并支持多条曲线、多种样式、图例、网格和其他功能。它可以绘制函数和关系。图形可以自动缩放，也可以完全控制缩放。

我没有提供单独的DLL，但您可以轻松地将GraphHelp.cs和GraphBox.cs（包含在演示项目中）一起构建，以便在多个项目中使用。

所有的颜色、字体和显示特性都可以通过代码直接设置，也可以在Visual Studio设计器中设置。

这个控件的主要区别在于支持模块GraphHelp.cs。GraphHelp 声明了一组非泛型和泛型类，它们为控件提供数据流。通过这些，控件可以使用任何可转换为数值的值作为轴。演示代码显示了DateTime 水平轴和float垂直轴。

通过使用委托和泛型，GraphHelp 允许您通过最少的代码绘制几乎任何数据类型与其他数据类型。如果您不想使用泛型，可以直接使用非泛型基类。

此外，GraphBox 的默认行为允许您将图像保存到磁盘。它还支持通过弹出“工具提示”窗口将图形位置翻译成人类可读的值，该窗口在鼠标按钮按住图形时出现。

背景

在当今的环境中，创建图形的很大一部分工作来自于在您的数据“原生”域及其类型与GDI+等GUI的严格要求之间进行双向转换。要创建支持从图形上的点到数据空间中的点的双向（可逆）转换的代码，可能会很繁琐。

GraphBox和GraphHelp协同工作，不仅显示信息，还允许您创建安全、可靠管理多种数据类型的数据容器。

以下是GraphHelp中类的基本层次结构。请记住，您可以充分利用GraphBox而不实例化任何泛型类型；如果您觉得使用它们方便，它们只会让事情变得更容易。

这是基本概念。创建一个GraphDataset 并将其与GraphBox 关联；图形绘制是自动的。每个GraphDataset 至少有一个GraphDatastream 用于绘制；GraphDatastreams 可能为空。

要了解所有内容如何组合在一起，请在Debug模式下运行程序，并在FormGraphDemo.cs中的RecreateDataset() 处设置断点。观察GraphBox如何调用CreateDesignTimeDataset() 来构建其测试数据集。

GraphItem

这是一个抽象类，代表一个有序对（X（水平）和Y（垂直）值）。

GraphItemXY<TH,TV>

这是GraphItem的泛型版本。由于它包含“原始”数据（例如DateTime），每个都依赖于其关联的GraphDimension 将其值转换回“float”。

GraphDimension

GraphDimension 是一个抽象类，包含一个浮点范围（[minimum..maximum]）；它可以将其他浮点值缩放到其范围内以及从其范围缩出。它还知道如何格式化打印值和图形图例。

GraphDim<T>

这是GraphDimension的泛型版本。它允许轻松声明新数据类型的维度。在GraphHelp中，此类用作GraphDimInt、GraphDimFloat、 GraphDimLong 和GraphDimDateTime 类的基础。如果您想声明自己的维度，请查看这些类。

GraphDatastream

GraphDatastream 是GraphItems 的集合，代表一条曲线或一个图形。GraphDatastreams 也知道如何“分桶”或合并和排序密集数据集以进行快速显示。

GraphDataset

GraphDataset 是（至少一个）GraphDatastreams 的集合。这是GraphBox用来创建图形的类。换句话说，创建一个数据集并将其告知GraphBox —— 就会生成一个图形。

GraphDatastreamGenerator<TH,TV,TI>

这是一个泛型接口，如果实现，则创建类型安全的GraphDataStreams。有关详细信息，请参阅下面的示例。

GraphDatasetXY<TH,TV>

这是GraphDataset的泛型或类型安全版本。它具有自动创建适合您正在使用的数据类型的缩放GraphDimensions 的逻辑。如果您创建新的GraphDimension类，您可以告知GraphDatasetXY，它将在适当的时候使用它们。

GraphHelper

GraphHelper 是一个隐式助手类，它是GraphDataset 类和GraphBox 控件之间的“桥梁”。您永远不会创建它——它会在需要时出现。

使用代码

要使用该代码，只需从ZIP文件中解压项目并进行构建。您必须拥有Microsoft Visual Studio 2005或.Net Framework工具集的最新版本。

演示代码是一个WinForms应用程序，它使用GraphBox创建的内置数据集，其中一个在“设计时”（当您构建应用程序窗口时）使用。

核心要求是为GraphBox 提供一个包含要绘制数据的GraphDataset 。这可以通过一次添加一个GraphItems来完成。或者，您可以调用GraphDataset或GraphDatasetXY类中的某个函数求值器来为您构建数据集。

在第一个示例中，创建了一个“ping”数据的的数据集，其中每个点代表一个ICMP“ping”消息，发生在一个特定的日期和时间；每个事件完成需要测量毫秒数。

//
//  Create a GraphDataset with DateTime as the x-axis and a float 
//  (millisecond round-trip time) for "ping" data.  Give display names
//  to the dimensions
//
GraphDatasetXY<DateTime, float> gdb = 
    new GraphDatasetXY<DateTime, float>( "ping time", "ms round trip" );
//
//  Populate the default GraphDatastream in the GraphDataset
//
foreach (PingNote pn in pt.Notes)
{
    gdset.Add( 0, pn.dtEvent, pn.cmsRoundTrip );
}
//
//  Tell the GraphBox to graph it.
//
gboxTest.Dataset = gdset;

另一个更复杂的例子是GraphBox.cs中的一个函数。它的作用是创建一个由一组点表示的正弦曲线。它通过使用“委托”或C#函数指针来实现；在这种情况下，它被称为SineFunction。

//
//  Use GraphDatastream's "FromFunction" capability to run the SineFunction 
//  delegate the correct number of times.
//
private GraphDataset DesignTimeDatasetTestSine ( int cPoints ) 
{ 
    float fxMin = 0; 
    float fxMax = (float) (Math.PI * 2); 
    float fxInc = (fxMax - fxMin) / (float)(cPoints + 1); 
    GraphDatastream gstrm = GraphDatastream.FromFunction( SineFunction, 
                                                     fxMin, fxMax, fxInc ); 
    GraphDatasetXY<float,float> gds
                = new GraphDatasetXY < float,float >("Angle", "Sine",gstrm); 
    return gds; 
} 
private void SineFunction ( float fx, out float fxOut, out float fyOut ) 
{ 
    fxOut = fx; 
    fyOut = (float) Math.Sin( (double) fx ); 
} 

关键点是GraphBox需要一个GraphDataset，它是一个包含一个或多个GraphDatastreams的容器。该代码允许您为流使用几乎任何类型的数据。

关于缩放的说明

当一个简单的数据集被提供给GraphBox时，会遍历这些项来确定数据的下限和上限。这些限制默认使用（请参阅GraphHelp.cs中的AutoScaleDimensions() ）。但是，您可以调用MeasureDimensions() 和RescaleDimensions()来直接设置您期望的值。这允许“缩放”。

关注点

这是我第二次深入体验将标准的C#（抽象类、委托等）与C# 2.0的泛型功能相结合。我发现一切基本上都按预期工作。我能够解决.Net泛型的一些更具挑战性的方面，例如缺少标准的“数值接口”；在这种情况下，我依赖了IComparer 接口。

历史

2006年12月15日。代码和演示程序的第一个版本。