SonicUI - 您从未见过的便捷 GUI 引擎

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引言

SonicUI 是一个基于原生 GDI API 的 GUI 引擎。它提供了几个简单的 UI 组件来完成高效的 UI 效果，例如自绘按钮、不规则窗口、动画、窗口内的 URL 以及图像操作方法。主要目的是用最少的代码实现最佳效果。

背景

最近，通用应用程序 UI 开发越来越像游戏开发。许多商业软件中随处可见自绘组件，例如中国最流行的即时通讯软件 QQ2009。我曾经是一家公司的休闲游戏开发者，所以我也想将一些游戏开发机制引入到我目前的工作中。带着这个想法，我编写了这个 GUI 引擎来帮助。众所周知，UI 开发通常是一项重复且无聊的工作。所以我设计了这个引擎，遵循两个原则：易于使用和高效。让我们看看下面的引擎用法，您会发现一些有趣的地方。

Using the Code

首先，让我介绍类工厂和组件管理器：ISonicUI。此接口用于创建和销毁对象，并充当一些全局函数。

1. 显示和旋转图像

图像操作接口：ISonicImage，用于加载、保存、旋转、拉伸、灰度化或进行 HSL 调整等。感谢 CxImage 的作者，我使用这个库来避免编码或解码各种复杂的图像格式。但是，在图像由 CxImage 加载并转换为标准 dib 格式后，我以自己的方式处理它们。ISonicImage 的用法很简单。

ISonicImage * pImg = GetSonicUI()->CreateImage();
pImg->Load("C:\\demo.png");
pImg->Rotate(90);
pImg->Draw(hdc);

2. 创建 URL

输出彩色的 string 或使用某些控件向窗口添加 URL 可能会很枯燥。使用原生 GDI API，您必须反复地将不同的字体或其他 GDI 对象选入和选出 dc。但有了 ISonicString，您只需三四行即可完成任务。

ISonicString * pStr = GetSonicUI()->CreateString();
pStr->Format("/a='http://hi.csdn.net/zskof', c=%x/Hello I'm a clik", RGB(0, 0, 255));
.
.
.
pStr->TextOut(hdc, 10, 10);

注意：不要在 WM_PAINT 过程中创建和格式化 ISonicString，以避免重复初始化，并将 pStr->TextOut() 方法放在 BeginPaint() 和 EndPaint() 之间。

是的，三行即可创建一个 URL，而无需在窗口中放置任何控件，也无需关注无聊的消息分派，这似乎不可能？嗯，这只是子类技巧。通过这种方式，您可以使代码像 HTML 代码一样简单。您唯一需要关注的是 ISonicString 的关键字。您可以在接口文件 ISonicUI.h 中找到具体的解释。

3. 创建动画自绘按钮

自绘按钮对我们 UI 开发者来说也很熟悉。使用 ISonicString，我们可以轻松创建一个漂亮的按钮，与创建 URL 几乎一样简单。

void WINAPI OnMove(ISonicString * pStr, LPVOID)
{
	...
}

ISonicImage * pImgNormal = GetSonicUI()->CreateImage();
pImgNormal->Load(BMP_NORMAL);
pImgNormal->SetColorKey(RGB(255, 0, 255));

ISonicImage * pImgHover = GetSonicUI()->CreateImage();
pImgHover->Load(BMP_HOVER);
pImgHover->SetColorKey(RGB(255, 0, 255));

ISonicImage * pImgClick = GetSonicUI()->CreateImage();
pImgClick->Load(BMP_CLICK);
pImgClick->SetColorKey(RGB(255, 0, 255));

ISonicString * pAniButton = GetSonicUI()->CreateString();
pAniButton->Format("/a, p=%d, ph=%d, pc=%d, animation=40/",
    pImgNormal->GetObjectId(), pImgHover->GetObjectId(), pImgClick->GetObjectId());
pAniButton->Delegate(DELEGATE_EVENT_CLICK, NULL, NULL, OnMove);
pAniButton->TextOut(hdc, 10, 10);

“p, ph, pc” 关键字代表按钮的三个状态（正常、悬停、单击）。每个关键字都指定一个 ISonicImage 作为其显示项。如果您有一个包含三个状态的源图像，也没关系。您只需将“p, ph, pc”指定到同一个 ISonicImage 对象 ID，一切都会完成。我会在内部为您进行源矩形剪裁。“animation=40”表示这是一个渐变按钮，换句话说，动画将在状态切换期间显示。40 是渐变速度，数值越大，速度越快。Delegate() 方法将一个过程作为回调委托给单击事件，如果您单击按钮，该过程将被调用。稍后我们将详细讨论委托技巧。

4. 创建不规则窗口

ISonicWndEffect 组件用于创建不规则窗口，或让窗口执行某些动画，例如平滑移动、旋转或平滑拉伸等。有两种方法可以创建不规则窗口：使用窗口 Rgn 或分层窗口。首先是窗口 rgn 方法。

...
// ISonicImage * pImg
SetWindowRgn(hWnd, pImg->CreateRgn());

其次是使用分层窗口。

...
ISonicWndEffect * pEffect = GetSonicUI()->CeateWndEffect();
// use alpha-per-pixel attaching mode
pEffect->Attach(hWnd, TRUE);
// ISonicImage * pImg
pEffect->SetShapeByImage(pImg);

5. 其他组件

还有许多其他组件，例如 ISonicTextScrollBar 和 ISonicAnimation，使用它们可以实现许多熟悉的 UI 效果，例如滚动文本、平滑移动图片、以良好的视觉效果平滑旋转或拉伸图片。用法非常简单，您可以在接口文件 ISonicUI.h 中查找。我将在这里节省一些篇幅，留给下面的更令人兴奋的部分。

关注点

本章我将展示我的项目中的几个技巧。这些技巧包含汇编和 API 挂钩技术。

1. 委托

当然，我们希望找到一种简单的方法将不同的过程委托给自绘按钮，以便使组件能够通用。但是函数声明存在一个问题。VC++不允许您以常规方式将类的成员函数作为参数传递。您必须使用成员函数指针，它与类相关，显然违背了“通用”原则。因此，我使用 volatile 参数来避免限制。

void ISonicBase::Delegate(UINT message, LPVOID pReserve, LPVOID pClass, ...)
{
	if(IsValid() == FALSE)
	{
		return;
	}
	ISonicBaseData * pData = dynamic_cast(this);
	if(pData == NULL)
	{
		return;
	}
	DELEGATE_PARAM pm = {0};
	pm.pClass = pClass;
	pm.pReserve = pReserve;
	va_list argPtr;
	va_start(argPtr, pClass);
	pm.pFunc = va_arg(argPtr, LPVOID);
	va_end(argPtr);
	pData->m_mapDelegate[message] = pm;
}

而且我们也无法以常规方式进行回调。别担心，只需要一点汇编代码即可完成。

void ISonicBaseData::OnDelegate(UINT message)
{
	MSG_TO_DELEGATE_PARAM::iterator it = m_mapDelegate.find(message);
	if(it == m_mapDelegate.end())
	{
		return;
	}
	DELEGATE_PARAM &pm = it->second;
	if(pm.pFunc == NULL || IsBadCodePtr((FARPROC)pm.pFunc))
	{
		return;
	}
	ISonicBase * pBase = dynamic_cast(this);
	if(pBase == NULL)
	{
		return;
	}
	LPVOID pReserve = pm.pReserve;
	LPVOID pClass = pm.pClass;
	LPVOID pFunc = pm.pFunc;
	__asm
	{
		push ecx
		push [pReserve]
		push [pBase]
		mov ecx, [pClass]
		call [pFunc]
		pop ecx
	}
}

在某些方面，C++ 语法检查的安全性被我们破坏了，因此您必须确保回调函数的声明严格遵守规则。

void WINPAI Func(ISonicBase *, LPVOID)

否则，您将遇到堆栈崩溃或其他致命错误。

2. 分层窗口

分层窗口广泛用于实现透明窗口或不规则窗口。有两个 API 用于显示分层窗口：SetLayeredWindowAttributes 和 UpdateLayeredWindow。尽管 MSDN 说 SetLayeredWindowAttributes 内部使用了 UpdateLayeredWindow，但对于应用程序开发者来说，这两个函数之间存在致命的差异。为了进一步讨论，我可能会另外开一篇文章。但在这里我只能说主要区别是使用 UpdateLayeredWindow 时，WM_PAINT 消息将被放弃，您所有的子控件都将无法显示，而通用 GDI API 可能无法正常工作，而 SetLayeredWindowAttributes 使用重定向机制来确保一切正常工作。听起来 UpdateLayeredWindow 只是个麻烦制造者，但是如果您想创建一个每像素 alpha 的窗口并使用 PNG 作为背景来实现一些阴影效果，UpdateLayeredWindow 将是唯一的选择。

由于 ISonicWndEffect 只是一个“附件”，它附加到一个现有的 hwnd 上，我怎么能要求引擎用户重写 BeginPaint 和 EndPaint 之间的所有渲染代码呢？所以我使用了一个 API 挂钩技巧。

	// ...
	HMODULE hMod = GetModuleHandle("User32.dll");
	if(hMod == NULL)
	{
		return FALSE;
	}
	m_pOldBeginPaint = ReplaceFuncAndCopy(GetProcAddress
				(hMod, "BeginPaint"), MyBeginPaint);
	m_pOldEndPaint = ReplaceFuncAndCopy(GetProcAddress
				(hMod, "EndPaint"), MyEndPaint);

HDC CSonicUI::MyBeginPaint( HWND hwnd, LPPAINTSTRUCT lpPaint )
{
	HDC hdc;
	if(m_hPaintDC)
	{
		memset(lpPaint, 0, sizeof(PAINTSTRUCT));
		lpPaint->hdc = m_hPaintDC;
		GetClientRect(hwnd, &lpPaint->rcPaint);
		hdc = m_hPaintDC;
		g_UI.m_rtUpdate = lpPaint->rcPaint;
	}
	else
	{
		GetUpdateRect(hwnd, g_UI.m_rtUpdate, FALSE);
		__asm
		{
			push [ebp + 0ch]
			push [ebp + 8h]
			call [m_pOldBeginPaint]
			mov [hdc], eax
		}
	}
	g_UI.m_bPainting = TRUE;
	return hdc;
}

BOOL CSonicUI::MyEndPaint( HWND hWnd, CONST PAINTSTRUCT *lpPaint )
{
	BOOL bRet = TRUE;
	// ...
	if(m_hPaintDC)
	{
		m_hPaintDC = NULL;
		return TRUE;
	}
	else
	{
		__asm
		{
			push [ebp + 0ch]
			push [ebp + 8h]
			call [m_pOldEndPaint]
			mov [bRet], eax
		}
	}
	GetClientRect(hWnd, g_UI.m_rtUpdate);
	g_UI.m_bPainting = FALSE;
	return bRet;
}

通过这种方式，当我需要使用每像素 alpha 模式（内部使用 UpdateLayeredWindow 实现）重绘由 ISonicWndEffect 附加的窗口时，我只需要向窗口发送一个假的 WM_PAINT 消息，并将一个 memdc 作为 WM_PAINT 的 wParam，所有内容都将正确渲染，而无需更改渲染代码。

事实上，使用这个技巧会给我们带来一点好处。当这个引擎在您的进程中运行时，您所有的窗口都可以绘制到一个指定的 memdc，即使它是隐藏的。

结论

还有许多其他技巧和技术，例如将 float 操作转换为 integer、脏矩形更新机制、SSE2 指令等，以优化引擎的效率。我将把这些部分留给读者通过我的代码来探索。希望您喜欢我的引擎，如果您有任何好的想法或建议，请联系我。

历史

• 2008 年 12 月 13 日
• 第一篇帖子
• 2009 年 1 月 13 日
• 更改了函数挂钩代码以避免内存泄漏警告
• 修改了 CSonicString::TextOut 中的一些代码，使其能够在不指定 hwnd 的情况下与内存 dc 一起使用
• 为 ISonicImage 添加了高斯模糊和均值模糊功能
• 2009 年 3 月 15 日
• 修复了 ISonicImage 中可能导致崩溃的服务器 bug
• 为 ISonicWndEffect 添加了 DirectTransfrom 方法
• 为 ISonicTextScrollBar 添加了一些功能
• 2010 年 5 月 25 日
• 添加了 ISonicSkin 组件。只需三行代码即可美化您的窗口和对话框。它很酷而且方便！
• 添加了Unicode支持。
• 添加了静态库输出
• 将一些类型从 MFC 支持更改为 ATL 支持，以使引擎更轻量
• 优化了部分内核实现，例如脏矩形更新机制
• 向 ISonicUI、ISonicString 添加了接口
• 修改了 ISonicString 中关键字“p”的格式。例如，要使用 4 状态平铺图像创建自绘按钮：ISonicString::Format("/a, p4=%d/", pImg->GetObjectId());。丢弃了原始的“ph”和“pc”关键字。有关更多详细信息，请参阅 ISonicUI.h。