[WPF自定义控件]?Window(窗体)的UI元素及行为

2024-04-01 20:28:22

1. 前言

本来打算写一篇《自定义Window》的文章，但写着写着发觉内容太多，所以还是把使用WindowChrome自定义Window需要用到的部分基础知识独立出来，于是就形成了这篇文章。

无论是桌面编程还是日常使用，Window(窗体)都是最常接触的UI元素之一，既然Window这么重要那么多了解一些也没有坏处。

2.标准Window

这篇文章主要讨论标准的Window，不包括奇形怪状的无边框、非矩形Window，即只讨论WindowStyle="SingleBorderWindow"(默认值)的Window。

一个标准的Window的基本构成如上图所示，它主要由非工作区(non-client area)和工作区(client area)组成。上图中中间白色的部分即client area，在WPF对应下面代码中注释的部分：

<Window 
    xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
    xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
    x:Class="SDKSample.MarkupAndCodeBehindWindow">
  
  <!-- Client area (for content) -->
  
</Window>

标准window中除client之外的部分称为non-client area，通常称之为chrome，它提供了提供了标准的窗口功能和行为，具体包含以下部分：

边框
阴影
标题栏
Icon
标题
SystemMenu
最小化、最大化和还原按钮
关闭按钮
大小调整手柄

边框

标准Window肯定会有边框的，在Windows 7上因为有Aero效果所以看上去很棒，现在偶尔用用Windows 7还是觉得很漂亮。但就如上图所示圆角不够平滑，如果电脑不是高分屏的话应该会更明显，例如这样：

因为圆角总是很难处理所以我不是很喜欢圆角的设计。

Windows 10的边框就时髦很多，如果在“个性化>颜色”设置页面取消标题栏和窗口边框，看上去就像是无边框(其实是把边框做成白色的了)：

阴影

阴影用于体现UI的深度，属于装饰元素，Windows 的窗体通常都带有阴影，除非在“系统属性->高级->性能选项->视觉效果”里关闭“在窗口下显示阴影”选项。

标题栏

只要是标准的Window就应该有标题栏。一些浏览器看上去没有标题栏；当Fluent Design System出来后流行将内容扩展到标题栏，越来越多的应用看上去没有了标题栏。其实标题栏总是存在，能拖动，点击右键会弹出SystemMenu，并且最右边有关闭按钮的部分就是标题栏了。

双击标题栏还可以执行最大化或还原操作。

有一点细节可能不太容易注意到，当Window处于最大化状态时标题栏比较矮。在100% DPI时标题栏的高度为30像素，最大化时变为22像素，这时候右上角的几个按钮缩小了，其它元素的Margin也减少了一些。

Icon

Icon是指标题栏左边的窗体图标，这倒真的很常消失。在100% DPI的情况下它是个16 * 16 像素的图片。

顺便一提双击Icon会关闭Window，但我想一般都会用右边的关闭按钮的吧。

标题

标准Window的标题位于Icon右边。如果Window边框是深色，标题文字颜色为白色；反之则为黑色。

SystemMenu

在标题栏上点击鼠标右键出现的ContextMenu即是SystemMenu，它包括调整大小、移动和关闭操作。在Icon上点击鼠标左键，或者按Alt+空格都会在标题栏左下方弹出SystemMenu。

不过很少见到有人用SystemMenu，我也只是用它来确定标题栏的范围而已。

最小化、最大化和还原按钮

当Window的ResizeMode设置为NoResize以外的值时(即CanMinimize、CanResize和CanResizeWithGrip)这三个按钮才会出现，如果ResizeMode设置为CanMinimize则最大化和还原都会被禁用。

关闭按钮

因为关闭按钮基本上一定会存在所以把它独立出来，只是ResizeMode设置为NoResize时关闭按钮会比较小。在Windows 10中最大化时关闭按钮贴着右上角，这样比较方便鼠标操作。

调整大小

当Window的ResizeMode设置为CanResize或CanResizeWithGrip时Window可以使用最大化和还原按钮或SystemMenu调整大小，也可以通过拖动边框调整大小。

大小调整手柄

当Window的ResizeMode设置为CanResizeWithGrip并且WindowState = Normal时右下角会出现大小调整手柄，外观为组成三角形的一些点。除了让可以操作的区域变大一些，还可以用来提示Window是可以调整大小的。

拖动

有些Window会做成整个Window都可以通过拖动来改变位置，标准Window则只有标题栏可以拖动。

激活

激活或非激活的Window之间的区别主要体现在标题栏、边框及标题文字的颜色。在标题栏使用了AcrylicBrush的UWP应用还体现在非激活时AcrylicBrush变成纯色不透明的Brush。

焦点

一个Window中只有client area中的内容可以获得键盘焦点，而且tab键只会让键盘焦点在Window的内容中循环。当一个Window从非激活状态会到激活状态，之前获得键盘焦点的元素将重新获得键盘焦点。

动画

Window在最大化、最小化、还原有缩放的动画，这个动画可以清晰地指示Window的最终位置。当任务栏内容很多的时候，向下缩放到任务栏对应位置的动画尤其重要。

FlashWindow

如果一个Window设置了Owner并且以ShowDialog的方式打开，点击它的Owner将对这个Window调用FlashWindowEx功能，即闪烁几下，并且还有提示音。除了这种方式还可以用编程的方式调用FlashWindow功能。

Window的大小

最后要说的是Window的大小。Window的实际大小并不是表面上看到的大小。在Windows 10，以1920 * 1080 分辨率，100% DPI为例，打开以下XAML定义的一个Window：

<Window x:Class="WpfApp1.MainWindow"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
        xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
        mc:Ignorable="d"
        Title="MainWindow"
        Height="600"
        Width="800">
    <Grid x:Name="LayoutRoot">
    </Grid>
</Window>

通过实时可视化树可以看到，Window本身的小时确实是800 * 600，但LayoutRoot的大小只有784 * 561。将Window最大化后Window的大小变为1936 * 1066，而LayoutRoot的大小变为1920 * 1027。

如果将Window设置为启动位置在左上角：

WindowStartupLocation="Manual"
Top="0"
Left="0"

结果它并不会完全贴着左上角，而是左边有一点空间，上面没有。

通过Inspect看到的Window如下，黄色边框为它的实际范围：

可以看到系统理解的Window范围和我们看到的不同，这是Window设计的问题，有几个值用于计算chrome的尺寸：

属性	值(像素)	描述
SM_CXFRAME/SM_CYFRAME	4	The thickness of the sizing border around the perimeter of a window that can be resized, in pixels. SM_CXSIZEFRAME is the width of the horizontal border, and SM_CYSIZEFRAME is the height of the vertical border.This value is the same as SM_CXFRAME.
SM_CXPADDEDBORDER	4	The amount of border padding for captioned windows, in pixels.Windows XP/2000: This value is not supported.
SM_CYCAPTION	23	The height of a caption area, in pixels.

在有标题的标准Window，chrome的顶部尺寸为SM_CYFRAME + SM_CXPADDEDBORDER + SM_CYCAPTION = 31，左右两边尺寸为SM_CXFRAME + SM_CXPADDEDBORDER = 8，底部尺寸为SM_CYFRAME + SM_CXPADDEDBORDER = 8。

最大化情况下Border和ResizeBorder都超出屏幕范围而且被隐藏了，所以Window的尺寸会超过显示器工作区的尺寸，这时候标题栏也会相应地变矮。在Windows 10，系统认为Window有4像素的ResizeBorder，但因为Windows 10是窄边框设计，而且在普通状态下和最大化状态下的标题栏高度还不一样，导致用UISpy观察Window和我们看到的Window不一致，也常常导致位置计算上的问题。

注意，上面的尺寸计算都是基于100 % DPI，在不同DPI的情况下还需要将DPI的值纳入计算。

3. 结语

标准Window的外观和行为基本上已经列出来了(其实还有很多，例如按住标题栏抖一抖可以缩小其它所有窗口这种功能，但这些不影响自定义Window的行为就不一一列出了)，更多的内容请见下面给出的参考链接。

顺便一提设置SizeToContent="WidthAndHeight"并且 WindowState="Maximized"的Window行为很怪异，最好不要这样设置。

4. 参考

WPF Windows 概述 _ Microsoft Docs

对话框概述 _ Microsoft Docs

SystemParameters Class (System.Windows) Microsoft Docs

码农公寓