GDI+ for VCL基础 -- GDI+ 与 VCL

        陆续写了十几篇关于《GDI+在Delphi程序的应用》的文章后，应几个小友来信要求，将我所使用的GDI+ for VCL，包括Delphi和C++Builder版发布在了csdn的资源下载区。

    GDI+ C语言版本同时GDI+ for VCL版本2010.7.10修改版下载地址：http://download.csdn.net/source/2737743（因疏忽，导致个别克隆方法错误，修改过的主单元文件Gdiplus.pas的下载地址：http://download.csdn.net/source/3395894，可覆盖原Gdiplus.pas文件）。

        其中的Delphi版与目前网上流通的版本不完全兼容；而C++Builder本来自带有C++版的Gdiplus，但由于与VCL有些冲突，使用起来较麻烦，所以本人参照Delphi版完全重新写了一个供C++Builder使用的VCL版（开源的），本BLOG中的有关GDI+的Delphi例子很容易就移植到C++Builder。

        下面就GDI+ for VCL的一些特点作简单介绍：

        GDI+是伴随Windows XP系统出现的增强性图形设备接口子系统，除了一整套API外，还提供了几十个C++类和大量的数据类型，同传统的Win32 GDI相比，GDI+不仅优化和扩展了GDI，而且使得使用C/C++开发Windows程序图形界面更容易操作。但是，对于Delphi和C++Builder所共用的VCL来说，由于VCL通过TCanvas、TBitmap和TImage等及其相关的类，把传统的GDI封装的几乎无可挑剔，类似C++的GDI+类，在易操作上就没什么优势可言了。但是，要想把GDI+封装成完全的VCL风格也存在几个问题：         1、正是由于VCL对GDI良好的封装，VCL所有与界面和图形有关的类对GDI存在严重的依赖性，即使GDI+封装成完全的VCL风格，也无法“插足”已有的界面和图形类，充其量只能起到“敲敲边鼓”的辅助作用，所以把GDI+封装成完全的VCL风格意义不大，除非GDI+为主，完全重构原有的界面和图形类；         2、现有大量的C++、.NET有关GDI+的代码移植到Delphi（C++Builser）时，结构修改量太大，而且对于已经熟悉C++或者.NET GDI+的人来说，重新掌握新的VCL风格无疑是痛苦的；         3、GDI+的坐标计量类型有整数和实数2套，如果按VCL风格写，势必要舍弃一套，保留整数型当然是最好的，但这2套类型又都不那么完整，整数型更是个半吊子系统。         鉴于以上原因，无论是目前网上流通的GDI+ for Delphi版本，还是本人改写的GDI+ for VCL，都基本采用了原C++类风格，甚至于.net的GDI+版本也与.net其它类风格不一样，更多的保留了原C++风格（就我个人的看法，不知什么原因，GDI+ for C++版本无论是架构设计，还是代码水平，其实都很差，同C++的STL没法比）。         当然，同网上流通的GDI+ for Delphi版本比，我改写的GDI+ for VCL版本并没有完全照搬原C++代码，兼顾了部分VCL和.NET风格，比如加入了VCL异常、布尔类型和绝大部分枚举和集合类型都采用了VCL风格、增加了.NET风格的Pens和Brushs等全局变量(C++Builder)或者全局函数(Delphi)。         GDI+ for VCL的所有类（不包括TPens和TBrushs）都派生于TGdiplusBase：  TCloneAPI = function(Native: GpNative; var clone: GpNative): TStatus; stdcall;

  TGdiplusBase = class(TObject)
  private
    FNative: GpNative;
  protected
    constructor CreateClone(SrcNative: GpNative; clonefunc: TCloneAPI = nil);
    property Native: GpNative read FNative write FNative;
  public
    constructor Create;
    class function NewInstance: TObject; override;
    procedure FreeInstance; override;
  end;

        原C++的GdiplusBase只是重载了new和delete操作符，分别以GDI+的GdipAlloc和GdipFree替换了原系统默认的内存分配和释放方法，而TGdiplusBase也相应的重载了TObject的NewInstance方法和FreeInstance方法（其实在不重载也能正常运行）；

        在TGdiplusBase中有个保护的GpNative（指针）类型的成员Native（Delphi中说明为属性，C++builder直接说明为数据成员），供所用派生类使用（原C++类将这个成员分散说明在各个类中），这个数据成员就是Gdiplus.dll内部使用的类指针，GDI+类都是通过对应的内部类指针对Dll Exports函数的调用实现的（假如你讨厌GDI+的类，你完全可以抛开它们而直接使用指针操作原始的Dll Exports函数）；

        至于TGdiplusBase构造方法CreateClone则是我为了简化派生类的Clone方法所提供的基类保护方法。

        GDI+ for VCL定义了一个异常类EGdiplusException：

  EGdiplusException = class(Exception)
  private
    FGdipError: TStatus;
    function GetGdipErrorString: string;
  public
    constructor CreateStatus(Status: TStatus);
    property GdipError: TStatus read FGdipError;
    property GdipErrorString: string read GetGdipErrorString;
  end;

        除各类的析构方法外，其它类方法都使用了异常检查，这使得GDI+ for VCL代码同原C++代码和目前流通的GDI+ for Delphi比，更加方便和健壮，通过使用EGdiplusException.GdipError或者EGdiplusException.GdipErrorString，可以得到GDI+最后一次异常代码或信息。

        GDI+ for VCL重新定义了绝大多数数据类型，如将C++风格的常量和枚举类型改为了VCL风格的枚举和集合类型，重构某些数据结构，以提供对VCL数据类型的支持或转换。以Color类为例，改写后的TGpColor：

// Known Color
#define  KnownColorCount  141static const ARGB kcAliceBlue   = 0xfff0f8ff;
static const ARGB kcAntiqueWhite  = 0xfffaebd7;(略)
class Color
{
private:

    union
    {
        ARGB FARGB;
        struct
        {
            BYTE FBlue;
            BYTE FGreen;
            BYTE FRed;
            BYTE FAlpha;
        };
    };
    static TIdentMapEntry KnownColors[];

    void MakeARGB(BYTE a, BYTE r, BYTE g, BYTE b);
    void MakeARGB(BYTE a, Graphics::TColor color);
    COLORREF GetCOLORREF();
    AnsiString GetKnownName(void);

public:

    Color();
    Color(Color &color);
    Color(ARGB argb);
    Color(BYTE alpha, ARGB argb);
    Color(BYTE r, BYTE g, BYTE b);
    Color(BYTE a, BYTE r, BYTE g, BYTE b);
    Color(BYTE alpha, Graphics::TColor color);
    Color(Graphics::TColor color);
    Color(AnsiString Name, BYTE Alpha = 255);

    static Color FromTColor(BYTE alpha, Graphics::TColor color);
    static Color FromTColor(Graphics::TColor color);
    static Color FromArgb(ARGB argb);
    static Color FromArgb(BYTE alpha, ARGB argb);
    static Color FromArgb(BYTE r, BYTE g, BYTE b);
    static Color FromArgb(BYTE a, BYTE r, BYTE g, BYTE b);
    static Color FromName(AnsiString Name, BYTE Alpha = 255);
    static Color FromCOLORREF(BYTE alpha, COLORREF rgb);
    static Color FromCOLORREF(COLORREF rgb);

    bool IsEmpty();
    Color& operator = (Color c);
    Color& operator = (ARGB c);
    bool operator == (Color& c);
    bool operator != (Color& c);

    static ARGB StringToARGB(AnsiString Name, BYTE Alpha = 255);
    static AnsiString ARGBToString(ARGB argb);

    __property ARGB Argb = { read = FARGB };
    __property BYTE Alpha = { read = FAlpha };
    __property BYTE A = { read = FAlpha };
    __property BYTE Red = { read = FRed };
    __property BYTE R = { read = FRed };
    __property BYTE Green = { read = FGreen };
    __property BYTE G = { read = FGreen };
    __property BYTE Blue = { read = FBlue };
    __property BYTE B = { read = FBlue };
    __property COLORREF Rgb = { read = GetCOLORREF };
    __property AnsiString Name = { read = GetKnownName };

};

typedef Color                         TGpColor, *PGpColor;
typedef ARGB    TARGB, *PARGB;

不仅提供了对VCL的TColor类型的支持（定义为TGpColor类型的参数可直接传递TColor类型），也提供了对GDI+标准颜色的支持与转换（按标准颜色名称得到标准颜色或者按标准颜色取得名称）。在Delphi中，对应TGpColor的地方一律采用TARGB类型，同时提供了与TGpColor函数成员类似的转换方法：

function ARGBToString(Argb: TARGB): string;
function StringToARGB(const S: string; Alpha: BYTE = 255): TARGB;
procedure GetARGBValues(Proc: TGetStrProc);
function ARGBToIdent(Argb: Longint; var Ident: string): Boolean;
function IdentToARGB(const Ident: string; var Argb: Longint): Boolean;

function ARGB(r, g, b: BYTE): TARGB; overload;
function ARGB(a, r, g, b: BYTE): TARGB; overload;
function ARGB(a: Byte; Argb: TARGB): TARGB; overload;

function ARGBToCOLORREF(Argb: TARGB): Longint;
function ARGBToColor(Argb: TARGB): Graphics.TColor;
function ARGBFromCOLORREF(Rgb: Longint): TARGB; overload;
function ARGBFromCOLORREF(Alpha: Byte; Rgb: Longint): TARGB; overload;
function ARGBFromTColor(Color: Graphics.TColor): TARGB; overload;
function ARGBFromTColor(Alpha: Byte; Color: Graphics.TColor): TARGB; overload;

        GDI+ for VCL还增加了.NET风格的Pens和Brushs等全局变量(C++Builder)或者全局函数(Delphi)，不仅提供了141种标准颜色的画笔和画刷，也可使用自定义颜色调用Pens和Brushs的缺省数组(Delphi)或者重载的操作符(C++Builder)形成新的画笔和画刷，大大简化了一般的GDI+编程代码，C++Builder的定义为：

static TGpPens Pens;
static TGpBrushs Brushs;

而Delphi则定义为：

function Pens: TPens;
function Brushs: TBrushs;

        你可能注意到上面的类型说明中Delphi和C++Builder类的名称不一样，前者为TGpPens和TGpBrushs，而后者直接写为TPens和TBrushs，这是本人写代码时的一点疏忽，不过对写代码没任何影响。

        有关GDI+与VCL的话题就说到这里，下面用Delphi和C++Builder以一个简单相同的例子程序作为本文的结尾。

        Delphi代码：

unit main;

interface

uses
  Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
  Dialogs, StdCtrls, Buttons, ExtCtrls;

type
  TMainForm = class(TForm)
    BitBtn1: TBitBtn;
    CbColor: TComboBox;
    procedure FormPaint(Sender: TObject);
    procedure CbColorDrawItem(Control: TWinControl; Index: Integer;
      Rect: TRect; State: TOwnerDrawState);
    procedure FormCreate(Sender: TObject);
    procedure CbColorChange(Sender: TObject);
  private
    { Private declarations }
    procedure GetKnownColorStr(const s: string);
  public
    { Public declarations }
  end;

var
  MainForm: TMainForm;

implementation

uses Gdiplus;

{$R *.dfm}

procedure TMainForm.CbColorChange(Sender: TObject);
begin
  Invalidate;
end;

procedure TMainForm.CbColorDrawItem(Control: TWinControl; Index: Integer;
  Rect: TRect; State: TOwnerDrawState);
var
  g: TGpGraphics;
  r: TGpRect;
begin
  g := TGpGraphics.Create(CbColor.Canvas.Handle);
  try
    CbColor.Canvas.FillRect(Windows.TRect(Rect));
    r := GpRect(Rect.Left, Rect.Top, CbColor.ItemHeight, CbColor.ItemHeight - 4);
    OffSet(r, 2, 2);
    g.FillRectangle(Brushs[StringToARGB(CbColor.Items[Index])], r);
    g.DrawRectangle(Pens.Black, r);
    CbColor.Canvas.TextOut(r.X + r.Width + 5, r.Y, CbColor.Items[Index]);
  finally
    g.Free;
  end;
end;

procedure TMainForm.FormCreate(Sender: TObject);
begin
  GetARGBValues(GetKnownColorStr);
  CbColor.ItemIndex := 0;
end;

procedure TMainForm.FormPaint(Sender: TObject);
const
  QualityStr: array[0..4] of string =
    ('Default', 'HighSpeed', 'HighQuality', 'GammaCorrected', 'AssumeLinear');
  Alphas: array[0..3] of Byte = (255, 128, 64, 32);
var
  g : TGpGraphics;
  font: TGpFont;
  kc, bc: TARGB;
  i, j: Integer;
begin
  // 建立与窗口关联的Graphics对象，使用Handle建立在D7中效果很好，可2007不停闪烁
//  g := TGpGraphics.Create(Handle, False);
  g := TGpGraphics.Create(Canvas.Handle);
  // 建立与本窗口字体关联的Gdiplus字体对象，以下3句都可建立，
  // 但是第三句显示有点不一样，可能没包括字符集的信息
  font := TGpFont.Create(Canvas.Handle);
//  font := TGpFont.Create(Canvas.Handle, Self.Font.Handle);
//  font := TGpFont.Create(Self.Font.Name, Self.Font.Size, Self.Font.Style);
  kc := StringToARGB(CbColor.Items[CbColor.ItemIndex]);
  if (kc and $808080) = $808080 then bc := kcBlack
  else bc := kcAliceBlue;
  // 以下使用内建的Pens和Brushs作图，也可分别使用TGpPen和TGpBrush建立
  g.DrawLine(Pens.Brown, 120, 30, 659, 30);
  g.FillRectangle(Brushs[bc], 120, 38, 540, 200);
  // 显示纵标题
  for i := 0 to 4 do
    g.DrawString(QualityStr[i], font, Brushs.Black, 4.0, i * 40 + 48);
  // 显示横标题
  for i := 0 to 3 do
    g.DrawString('Alpha: ' + IntToStr(Alphas[i]), font, Brushs.Black, 130.0 + i * 140, 8);
  g.DrawString('选择显示颜色', font, Brushs.Black, 4.0, 260.0);
  // 根据所选颜色和Alpha，用不同的合成品质画色块
  for i := 0 to 3 do
  begin
    for j := Integer(Low(TCompositingQuality)) to Integer(High(TCompositingQuality)) do
    begin
      g.CompositingQuality := TCompositingQuality(j);
      g.DrawLine(Pens[ARGB(Alphas[i], kc), 20],
                 130 + i * 140, j * 40 + 58, 230 + i * 140, j * 40 + 58);
    end;
  end;
  font.Free;
  g.Free;
end;

procedure TMainForm.GetKnownColorStr(const s: string);
begin
  CbColor.Items.Add(s);
end;

end.

        C++ Builder代码：

//---------------------------------------------------------------------------

#ifndef mainH
#define mainH
//---------------------------------------------------------------------------
#include <Classes.hpp>
#include <Controls.hpp>
#include <StdCtrls.hpp>
#include <Forms.hpp>
#include <Buttons.hpp>
//---------------------------------------------------------------------------
class TMainForm : public TForm
{
__published:    // IDE-managed Components
    TBitBtn *BitBtn1;
    TComboBox *CbColor;
    void __fastcall CbColorDrawItem(TWinControl *Control, int Index, TRect &Rect,
          TOwnerDrawState State);
    void __fastcall CbColorChange(TObject *Sender);
    void __fastcall FormPaint(TObject *Sender);
private:    // User declarations
    void __fastcall GetKnownColorStr(const String s);
public:        // User declarations
    __fastcall TMainForm(TComponent* Owner);
};
//---------------------------------------------------------------------------
extern PACKAGE TMainForm *MainForm;
//---------------------------------------------------------------------------
#endif


//---------------------------------------------------------------------------

#include <vcl.h>
#pragma hdrstop

#include "main.h"
#include "Gdiplus.hpp"
//---------------------------------------------------------------------------
#pragma package(smart_init)
#pragma resource "*.dfm"
TMainForm *MainForm;
//---------------------------------------------------------------------------
__fastcall TMainForm::TMainForm(TComponent* Owner)
    : TForm(Owner)
{
    GetARGBValues(GetKnownColorStr);
    CbColor->ItemIndex = 0;
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcall TMainForm::GetKnownColorStr(const String s)
{
    CbColor->Items->Add(s);
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcall TMainForm::CbColorDrawItem(TWinControl *Control, int Index,
      TRect &Rect, TOwnerDrawState State)
{
    TGpGraphics *g = new TGpGraphics(CbColor->Canvas->Handle);
    try
    {
        CbColor->Canvas->FillRect(Rect);
        TGpRect r(Rect.Left, Rect.Top, CbColor->ItemHeight, CbColor->ItemHeight - 4);
        r.Offset(2, 2);
        TGpColor c = TGpColor::StringToARGB(CbColor->Items->Strings[Index]);
        TGpBrush *b = Brushs[c];
        g->FillRectangle(b, r);
        g->DrawRectangle(Pens.Black, r);
        CbColor->Canvas->TextOutA(r.X + r.Width + 5, r.Y, CbColor->Items->Strings[Index]);
    }
    __finally
    {
        delete g;
    }
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcall TMainForm::CbColorChange(TObject *Sender)
{
    Invalidate();    
}
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcall TMainForm::FormPaint(TObject *Sender)
{
    const static String QualityStr[5] =
        {"Default", "HighSpeed", "HighQuality", "GammaCorrected", "AssumeLinear"};
    const static Byte Alphas[4] = {255, 128, 64, 32};

//    TGpGraphics *g = new TGpGraphics(Handle, false);
    TGpGraphics *g = new TGpGraphics(Canvas->Handle);
  // 建立与本窗口字体关联的Gdiplus字体对象，以下3句都可建立，
  // 但是第三句显示有点不一样，可能没包括字符集的信息
    TGpFont *font = new TGpFont(Canvas->Handle);
//    TGpFont *font = new TGpFont(Canvas->Handle, Font->Handle);
//    TGpFont *font = new TGpFont(Font->Name, Font->Size, Font->Style);
    try
    {
        TARGB kc = TGpColor::StringToARGB(CbColor->Items->Strings[CbColor->ItemIndex]);
        TARGB bc = (kc & 0x808080) == 0x808080? kcBlack : kcAliceBlue;
        g->DrawLine(Pens.Brown, 120, 30, 659, 30);
        g->FillRectangle(Brushs[bc], 120, 38, 540, 200);
        for (int i = 0; i < 5; i ++)
            g->DrawString(QualityStr[i], font, Brushs.Black, 4.0, i * 40 + 48);
        for (int i = 0; i < 4; i ++)
            g->DrawString("Alpha: " + IntToStr(Alphas[i]),
                          font, Brushs.Black, 130.0 + i * 140, 8.0);
        g->DrawString("选择显示颜色", font, Brushs.Black, 4.0, 260.0);
        for (int i = 0; i < 4; i ++)
        {
            for (int j = 0; j < 5; j ++)
            {
                g->CompositingQuality = (TCompositingQuality)j;

                g->DrawLine(Pens(TGpColor(Alphas[i], kc), 20),
                            130 + i * 140, j * 40 + 58, 230 + i * 140, j * 40 + 58);
           }
        }
    }
    __finally
    {
        delete font;
        delete g;
    }
}
//---------------------------------------------------------------------------

运行结果：

        通过这个例子，可以进一步了解前面介绍的颜色转换函数的应用、Pens和Brushs的应用；同时也增加对GDI+颜色类型TARGB不同于TColor的感性认识，即对Alpha的了解以及不同的Alphi值在不同的合成品质下的差异；还可掌握TCanvas与GDI+混合使用自绘TComboBox选项的技巧。