界面控件 - 滚动条ScrollBar | 蘑菇房-技术的菌种,思想的暖房

界面是人机交互的门户，对产品至关重要。在界面开发中只有想不到没有做不到的，有好的想法，当然要尝试着做出来。对滚动条的扩展，现在有很多类是的例子。

VS2015的代码编辑是非常强大的，其中有一个功能可以把滚动态变成MinMap，可以通过Options->Text Editor->C/C++->Scroll Bars中的Behavior选项分类进行打开。

sublime也有这个功能，但没有VS的好用。变成MinMap后整个代码文档变成一个完整的缩微图，在你对代码比较熟悉的情况下，可以非常容易判断并定位到大致的函数位置。同时对特殊状态，如：错误信息，更新信息等进行标识。只要看一眼滚动条就能知道当前文档的情况，可以快速定位到相关文档位置。

优点多多： 当一个文件内容比较长时，在上面标注相关重要内容是非常方便的。用于只要一看滚动条上的相关标示，就能知道相关信息。不用再开辟窗口告诉用户，他想得到的有关信息。

有VS可作参考，做这个就比较容易。不知道微软有没有注册版权-_-!!。因此想到扩展Scroll Bar是个不错的主意，但windows系统并没有给这个机会，一般的窗口类都自带系统滚动条。系统自带的完全无法做出这种效果，只能自己做一个覆盖系统默认滚动条。

一、滚动条结构SCROLLINFO

typedef struct tagSCROLLINFO {
  UINT cbSize;    // 结构尺寸
  UINT fMask;     // 需要处理或返回的相关选项参数
  int  nMin;      // 滚动条的最小值
  int  nMax;      // 最大滚动范围
  UINT nPage;     // 一页有效行数
  int  nPos;      // 当前滚动条
  int  nTrackPos; // 拖拽滚筒条时的位置
} SCROLLINFO, *LPCSCROLLINFO;

正常我们用到的的滚动条有下面一些元素，画了张图更容易理解点。

可以看到如果我们默认最小值=0时，实际需要的只有三个滚动条参数，最大可以滚动的范围nMax，一页可显示的行数nPage 和当前行的显示位置nPos 这三个参数。

1、滚动数量计算

如滚动条能正常滚动到最后一行的位置。有100行记录，滚动最下面界面显示最后一行。为方便计算没条记录的行高固定。

nPage = ClientHeight / rowHeight

nMax = rowCount - 1 + nPage - 1

正常情况计算是总行数-1，就是 nMax的值，应为要允许滚动到记录最后一条，因此需要多加一页的滚动数量。就产生了上面的nMax的公式。

// 只要超过1行就能滚动，因此需要多加一页的行数。
si.nMax   = rowCount - 1 + yClient / rowHeight - 1;
si.nPage  = yClient / rowHeight;

2、滑块尺寸计算

滑块的尺寸的尺寸按照上图的定义，滚动条的高度除以滚动范围再乘上每页数量可以得到。

滑块尺寸 = 滚动条高度 / 有效范围 * 每页数量

上述计算公式存在另外一个问题，如果记录量很大时就杯具，滑块会非常小，用户很难用鼠标抓到滑块。眼神犀利和伸手敏捷的才能完成这种艰巨任务。因此为滑容易定位的最小值。

 s = max((float)((r.bottom - r.top) / (si.nMax - si.nMin) * si.nPage), 20.0f);

3、滑块位置计算

在图上看滑块有效的滑动位置是需要扣除滑块的大小的。

实际滑动位置 = （滚动条高度 - 滑块尺寸） / （有效范围 - 每页数量 + 1） * 当前行位置

有除法，就会存一些精度问题，所以算出位置后要检查一下位置是否超出客户区。

v = 0;
if (si.nPos > 0) 
    v = (int)((r.bottom - r.top - s) / (float)(si.nMax - si.nMin + 1 - si.nPage)  * si.nPos);
// 由于精度问题，可能滑块位置会超界。超界就取最大值
if (v && v + (int)s > r.bottom) 
    v = r.bottom - (int)s;

二、滚动条信息

做滚动条肯定需要记录上述说的相关信息。为简易期间直接使用这个结构体记录static SCROLLINFO si;。在设置和获取时直接使用。

自定义滚动条不能使用SetScrollInfo 或 GetScrollInfo ，这两个是给系统提供的。需要另外增加2个消息，系统已经提供了两个消息，可以直接使用。SBM_SETSCROLLINFO 和 SBM_GETSCROLLINFO 处理滚动信息。

参数：

wParam --- SBM_SETSCROLLINFO 是否需要刷新， SBM_GETSCROLLINFO 无效。

lParam --- *SCROLLINFO 结构体指针。

前面在SCROLLINFO 结构中有提到fMask，在设置和获取中需要使用。

Mask 值：

SIF_RANGE --- 设置行数范围参数 nMin ～ nMax 这两个参数值有效。

SIF_PAGE --- 每页行数 nPage 参数值有效

SIF_POS --- 位置值 nPos 参数值有效

SIF_ALL --- 所有参数值都有效。

其他对应值可以参考MSDN文档。

case SBM_SETSCROLLINFO:
    if (!lParam) return 0;

    // 设置滚动条信息
    psrcsi = (SCROLLINFO *)lParam;
    if (psrcsi->fMask & SIF_RANGE) {    // 设置内容行数
        si.nMax = psrcsi->nMax;
        si.nMin = psrcsi->nMin;
    }
    if (psrcsi->fMask & SIF_PAGE)       // 每页能显示多少行
        si.nPage = psrcsi->nPage;
    if (psrcsi->fMask & SIF_POS)        // 行显示位置
        si.nPos = psrcsi->nPos;

    // wParam = true　刷新滚动区域
    if (wParam) InvalidateRect(hwnd, NULL, false);
    return 0;

case SBM_GETSCROLLINFO:
    //这里简单处理，应该和SBM_SETSCROLLINFO一样判断获取的信息。
    if (lParam) *(SCROLLINFO *)lParam = si;     
    return 0;

三、滚动条绘制

有基本的滚动条结构信息后，要绘制出自己的滚动条就很简单了。需要主意的一点，当滚动条尺寸小到比滑块尺寸还小时，就不要再绘制滑块了。

技巧： 在填充色块时可以使用ExtTextOut函数进行填充，在不使用双缓存的情况下，能减少闪烁，而且不需要申请画刷。

static void mlCGFillColor(HDC hdc, RECT *r, unsigned int color)
{
    // 实际使用ExtTextOut要比FillRect填充颜色效果好，能减少绘制中闪烁问题。而且不要申请画刷。
    SetBkColor(hdc, color);
    ExtTextOut(hdc, 0, 0, ETO_OPAQUE, r, 0, 0, 0);
}

// WM_PAINT Code
// 绘制背景色
GetClientRect(hwnd, &r);
mlCGFillColor(hdc, &r, 0xcccccc);

// 计算滑块大小，过小时不绘制
if (r.bottom - r.top > 30 && si.nMax && (si.nMax - si.nMin) >= (int)si.nPage) {

    // 滑块计算
    //   大小 = 滚动条高度 / 有效范围 * 每页数量
    //   最小20, 内容比较多，降低用于鼠标定位到滚动条拖动的难度。
    s = max((float)((r.bottom - r.top) / (si.nMax - si.nMin) * si.nPage), 20.0f);

    // 实际滑动位置
    //  = （滚动条高度 - 滑块尺寸） / （有效范围 - 每页数量 + 1） * 当前行位置
    // 实际滚动的位置会比实际少一页的数量。
    //
    v = 0;
    if (si.nPos > 0) 
        v = (int)((r.bottom - r.top - s) / (float)(si.nMax - si.nMin + 1 - si.nPage)  * si.nPos);
    // 由于精度问题，可能滑块位置会超界。超界就取最大值
    if (v && v + (int)s > r.bottom) 
        v = r.bottom - (int)s;

    // 绘制滑块
    r.left++;
    r.right--;
    r.top = v ;
    r.bottom = r.top + (int)s;

    // 拖拽时滑块颜色反一下
    mlCGFillColor(hdc, &r, dragState ? 0x999999 : 0x666666e);
    InflateRect(&r, -1, -1);
    mlCGFillColor(hdc, &r, dragState ? 0x666666e : 0x999999);
}

四、响应鼠标消息

鼠标消息，主要是左键点击定位、拖拽和滚轮滚动翻页。

1、点击定位响应

鼠标左击滚动条位置，可以直接定位到对应行。这个功能就是第一个需求，根据标识快速定位到记录行。实际的核心就是，鼠标所在滚动条的实际位置，计算出对应的行数。

计算方法：
nPos = （鼠标位置 - 半滑块尺寸） / 每象素滑动量

每象素滑动量 = 有效高度 / 可滑动数量

有效高度 = 总高度 - 滑块尺寸

可滑动数量 = 总量 - 每页数量

根据上述公式提取出一个通用方法，计算像素位置位置对应行数的关系函数。

// 计算滚动条位置
static int calcVertThumPos(int postion, SCROLLINFO *si, int s)
{
    float thumsize;     // 滑块的大小
    float pxSize;       // 每象素可滑动量
    int   scrollCnt;    // 可滑动数量

    // 滑块尺寸 =  滚动条高度 / 有效范围 * 每页数量
    //            最小 20
    thumsize = max((float)((s) / (si->nMax - si->nMin) * si->nPage), 20.0f);
    if (postion <= (int)(thumsize / 2))
        return 0;
    if (postion >= s - (thumsize / 2))
        return (si->nMax - si->nMin + 1) - si->nPage;

    // 计算方法：
    //  每象素滑动量 = 有效高度 / 可滑动数量
    //  有效高度     = 总高度 - 滑块尺寸
    //  可滑动数量   = 总量 - 每页数量
    scrollCnt = (si->nMax - si->nMin + 1) - si->nPage;
    pxSize = (float)(s - thumsize) / (float)scrollCnt;

    //
    // 计算方法：
    //   位置 = （鼠标位置 - 半滑块尺寸） / 每象素滑动量
    return (int)((postion - thumsize / 2.0) / pxSize);
}

鼠标左击事件响应WM_LBUTTONDOWN消息。

si.nTrackPos = calcVertThumPos(GET_Y_LPARAM(lParam), &si, height);
if (si.nPos != si.nTrackPos) 
    PostMessage(GetParent(hwnd), WM_VSCROLL, SB_THUMBTRACK, (LPARAM)hwnd);

使用calcVertThumPos 函数计算出滚动位置，并通过WM_VSCROLL消息请求滚动。

注意：MSDN中 WM_VSCROLL的lParam参数约定，当自定义控件是通常传自定义控件的hWnd。用于区分系统默认的还是自定义控件的。

点击定位就搞定了。

2、拖拽滑块滚响应

拖拽滚动需要同时用到3消息WM_LBUTTONDOWN、WM_MOUSEMOVE 和WM_LBUTTONUP。当鼠标按下时准备拖拽，拖拽中滚动记录，鼠标释放结束拖拽。

正常情况鼠标按下就需要锁定鼠标SetCapture，但有时只是点击一下，并没有需要拖拽。或内部处理更多的控制时，直接锁定不太好。因此在拖拽时加了个dragState的状态，只有准备拖拽了才进行锁定鼠标操作。

另外一种情况，某些异常情况，锁定的鼠标会丢失。如断点调试一定会打断，这时候会出现不想要的情况。没在拖拽状态，鼠标已经松开了，滑块还是会跟着鼠标移动。

case WM_LBUTTONDOWN:
    ...
    dragState = 1;        // 准备拖动滚动条
    InvalidateRect(hwnd, NULL, false);
    return 0;

case WM_MOUSEMOVE:
    if (dragState == 1) {
        SetCapture(hwnd);  // 有拖拽准备，锁定鼠标鼠标
        dragState = 2;
    }
    else if (dragState == 2) {
        if (!(wParam & MK_LBUTTON)) {
            dragState = 0;              // 防止中间中断，导致出现无效拖拽
            if (GetCapture() == hwnd)
                ReleaseCapture();
        }
        else {
            // 在锁定状态下拖动滚动条定位。
            si.nTrackPos = calcVertThumPos(GET_Y_LPARAM(lParam), &si, height);
            if (si.nTrackPos != si.nPos)
                PostMessage(GetParent(hwnd), WM_VSCROLL, SB_THUMBTRACK, (LPARAM)hwnd);
        }
    }
    return 0;

case WM_LBUTTONUP:
    if (dragState == 2) 
        ReleaseCapture();   // 释放鼠标锁定

    if (dragState) {
        dragState = 0;          // 清除状态
        InvalidateRect(hwnd, NULL, false);
    }
    return 0;

鼠标滚轮响应

滚动事件WM_MOUSEWHEEL，鼠标滚动翻页时会有一个精度。慢慢滚动滚轮会上移或下移3行左右，当快速滚动时，会很容易到文档末尾。这个就是一般说的精度。

这里默认处理，滚动一次滚轮移动三行。获得滚动行数量后就可以直接在当前数量nPos上累加。注意一下，不要超界。

// 鼠标滚动支持
accumDelta = GET_WHEEL_DELTA_WPARAM(wParam) / WHEEL_DELTA;  // 滚动精度120一个单位
si.nTrackPos = si.nPos - accumDelta * 3;   // 每滚一次3行
if (si.nTrackPos < 0)
    si.nTrackPos = 0;
else if (si.nTrackPos > (int)((si.nMax - si.nMin + 1) - si.nPage))
    si.nTrackPos = (si.nMax - si.nMin + 1) - si.nPage;

if (si.nPos != si.nTrackPos)
    PostMessage(GetParent(hwnd), WM_VSCROLL, SB_THUMBTRACK, (LPARAM)hwnd);

～OK 啦

简单的滚动条就完成，然后后面的标识之类的就可以在这个基础上尽情发挥。随你完全由你掌控滚动条。

最终的效果：

完整代码：

github/cmacro simple/gdi_win/testscrollcalc/

蘑菇房 moguf.com

相关消息和API：

SBM_SETSCROLLINFO --- 设置滚动条信息

SBM_GETSCROLLINFO --- 获取滚动条信息

WM_VSCROLL --- 滚动消息

WM_LBUTTONDOWN --- 鼠标左击按下消息

WM_LBUTTONUP --- 鼠标左击弹起消息

WM_MOUSEMOVE --- 鼠标移动消息

WM_MOUSEWHEEL --- 鼠标滚轮消息

SetCapture --- 鼠标捕获

ReleaseCapture -- 释放鼠标

ExtTextOut --- 文本绘制，有用于底色填充。

2016-04-26