VCL 中网格控件原理分析 ****
lxpbuaa(桂枝香在故国晚秋)
2004-9-15
去年还在成都的时候，因为同事工作需要，我研究了一下TDBGrid，最后有点收获，在TDBGrid中加入了固定列及相关一些（如固定列可得到焦点、可拖放、数据可修改等）功能。
前几天，有人在我的Blog（http://blog.csdn.net/lxpbuaa）上开骂：“TMD，我还准备来看点技术文章，Delphi区大版主的Blog上除了几篇破译文就这些烂东西”（因为言词不雅，删除了。大意如此）。想想也是，所以今天抽空整理了一下原来的东西，发篇小文，对VCL中网格控件的实现原理作个简单介绍（但不会涉及给TDBGrid添加固定列等具体内容，那是三言两语说不清楚的事^@^）。欢迎指正、补充。
网格（Grid）控件，可直观描述二维信息。因此它具有横向和纵向二轴，就是一个二维表格。
一、类继承结构图 ****
TCustomGrid
/ \
TCustomDrawGrid TCustomDBGrid
TDrawGrid TDBGrid
TStringGrid
1、TCustomGrid为所有网格控件的父类，定义了网格控件的主要特征和网格控件的主要功能。在这里，我们着重要了解的是它的两个保护级（protected）方法：
（1） procedure Paint;
所有TWinControl的子类都可通过Paint来绘制自身外形。在TCustomGrid.Paint中，主要实现两个功能：绘制网格线和填充网格数据。其中，网格数据的填充具体实现由下述的DrawCell完成。在后面的内容，我会结合源代码详细解释Paint。
（2） procedure DrawCell(ACol, ARow: Longint; ARect: TRect; AState: TGridDrawState); virtual; abstract;
这是一个纯虚方法，被Paint调用，用以实现网格数据的填充。因此，所有TCustomGrid的子类都可以覆盖（override）这个方法，根据实际需要实现填充方式。
2、TCustomDrawGrid并没有实际用处。它主要完成两件事情：
（1）覆盖TCustomGrid的抽象方法加以实现。TCustomDrawGrid不再是一个抽象类。
（2）添加了一些事件。
比如它覆盖了TCustomGrid.DrawCell，并在其中触发了OnDrawCell事件。因此，我们在OnDrawCell中添加代码，就可以改变特定行列网格中的数据及其填充方式。但要注意的是TCustomDrawGrid覆盖DrawCell后，并没有真正实现数据填充（因为它还不知道数据是什么）。简化后的DrawCell源代码如下：
procedure TCustomDrawGrid.DrawCell(ACol, ARow: Longint; ARect: TRect;
AState: TGridDrawState);
begin
if Assigned(FOnDrawCell) then
FOnDrawCell(Self, ACol, ARow, ARect, AState);
end ;
3、TDrawGrid、TStringGrid都是用户可以在设计时使用的类，或者简单的说都是控件。但TDrawGrid是TCustomDrawGrid的一个简单包装，因此DrawCell仍然只简单地触发事件OnDrawCell，而没有真正实现数据填充。也正因为如此，TDrawGrid的使用就相当灵活，我们可以利用它绘制文本、图形图像等多种信息。
TStringGrid派生于TDrawGrid，专门用于描述文本信息。从以下源代码可以看到，它真正实现了数据填充：
procedure TStringGrid.DrawCell(ACol, ARow: Longint; ARect: TRect;
AState: TGridDrawState);
begin
if DefaultDrawing then
Canvas.TextRect(ARect, ARect.Left+2, ARect.Top+2, Cells[ACol, ARow]); { 即这句 }
inherited DrawCell(ACol, ARow, ARect, AState);
end ;
4、TDBGrid是数据敏感类的网格控件。它是对TCustomDBGrid的简单包装，而TCustomDBGrid的实现原理和普通网格控件是类似的，主要的区别在于数据源不同。比如TStringGrid的数据来自于TStringGrid.Cells，而TCustomDBGrid的数据来自于TCustomDBGrid.DataSource.DataSet。
二、 TCustomGrid 的主要功能 ****
前面已经说了，TCustomGrid定义了网格控件的主要功能，具有网格控件的主要特征，因此要理解网格控件的基本原理，重点在于TCustomGrid的两个方法：Paint和DrawCell。
DrawCell是一个纯虚方法，在Paint中被调用（具体过程参见下文），因此理解的重点是在两个地方：
（1）Paint有什么用，Paint是如何运作的。
（2）Paint中做了什么工作。
1、Paint的运作机制。
前面说过了，Paint用来绘制控件自身外形。Paint内部定义了具体的绘制方法，因此，只要在适当的时间和地点调用Paint，就可以改变控件外观。
在VCL中，可将Paint方法简单理解为TControl对Windows标准消息WM_PAINT的反应。调用Win32 API中的UpdateWindow、RedrawWindow和InvalidateRect以及VCL中TControl的Repaint、Refresh和Update方法等都会直接或者间接引发相应的WM_PAINT消息。
因此，网格控件的基本运作原理就是：数据或者数据源本身发生变化后，通过适当方式调用Paint方法，从而更新数据填充。拿TStringGrid为例，其Cells的数据改变后：
procedure TStringGrid.SetCells(ACol, ARow: Integer; const Value: string );
begin
TStringGridStrings(EnsureDataRow(ARow))[ACol] := Value;
EnsureColRow(ACol, True);
EnsureColRow(ARow, False);
Update(ACol, ARow); { 这句内部调用 Win32 API 的 InvalidateRect 标记 [ACol, ARow] 所指区域需要重画 ； 系统接着就会发送一个 WM_PAINT 消息。最终引起 Paint 的执 行。 }
end ;
2、Paint所做工作。先看看我简化后的源代码，更容易说清楚。以“★”为各功能部分划分标记：
procedure TCustomGrid.Paint;
procedure DrawLines(DoHorz, DoVert: Boolean; Col, Row: Longint;
const CellBounds: array of Integer; OnColor, OffColor: TColor);
begin
{ …… }
end ;
procedure DrawCells(ACol, ARow: Longint; StartX, StartY, StopX, StopY: Integer; Color: TColor; IncludeDrawState: TGridDrawState);
begin
{ …… }
{ 其中调用了 TCustomGrid 的纯虚方法 DrawCell 。 __
__ 因此 TCustomGrid 的子类可以覆盖这个方法 ， 自定义数据的填充方式 }
DrawCell(CurCol, CurRow, Where, DrawState);
{ …… }
end ;
begin
{ ★ 0 ：计算网络绘制参数 }
CalcDrawInfo(DrawInfo);
with DrawInfo do
begin
{ ★ 1 ：绘制网格线（如果线宽 _ >0 _ ） }
if (Horz.EffectiveLineWidth > 0) or (Vert.EffectiveLineWidth > 0) then
begin
{ 左上角固定列 }
DrawLines(goFixedHorzLine in Options, goFixedVertLine in Options, 0, 0, [0, 0, Horz.FixedBoundary, Vert.FixedBoundary], clBlack, FixedColor);
{ 横向固定列 }
DrawLines(goFixedHorzLine in Options, goFixedVertLine in Options, LeftCol, 0, [Horz.FixedBoundary, 0, Horz.GridBoundary, Vert.FixedBoundary], clBlack, FixedColor);
{ 纵向固定列 }
DrawLines(goFixedHorzLine in Options, goFixedVertLine in Options, 0, TopRow, [0, Vert.FixedBoundary, Horz.FixedBoundary, Vert.GridBoundary], clBlack, FixedColor);
{ 非固定列 }
DrawLines(goHorzLine in Options, goVertLine in Options, LeftCol, TopRow, [Horz.FixedBoundary, Vert.FixedBoundary, ??? Horz.GridBoundary, Vert.GridBoundary], LineColor, Color);
end ;
{ ★ 2 ： 填充数据 }
{ 左上角固定列 }
DrawCells(0, 0, 0, 0, Horz.FixedBoundary, Vert.FixedBoundary, ??? FixedColor, [gdFixed]);
{ 横向固定列 }
DrawCells(LeftCol, 0, Horz.FixedBoundary - FColOffset, 0, ??? Horz.GridBoundary, Vert.FixedBoundary, FixedColor, [gdFixed]);
{ 纵向固定列 }
DrawCells(0, TopRow, 0, Vert.FixedBoundary, Horz.FixedBoundary, ?Vert.GridBoundary, FixedColor, [gdFixed]);
{ 非固定列 }
DrawCells(LeftCol, TopRow, Horz.FixedBoundary - FColOffset, Vert.FixedBoundary, Horz.GridBoundary, Vert.GridBoundary, Color, []);
{ ★ 3 ：给被选中网格绘制外框 }
Canvas.DrawFocusRect(FocRect);
{ ★ 4 ：填充客户区中未被网格占用的区域 }
{ 横向部分 }
if Horz.GridBoundary < Horz.GridExtent then
begin
Canvas.Brush.Color := Color;
Canvas.FillRect(Rect(Horz.GridBoundary, 0, Horz.GridExtent, ??? Vert.GridBoundary));
end ;
{ 纵向部分 }
if Vert.GridBoundary < Vert.GridExtent then
begin
Canvas.Brush.Color := Color;
Canvas.FillRect(Rect(0, Vert.GridBoundary, Horz.GridExtent, Vert.GridExtent));
end ;
end ;
end ;
从以上代码可见，TCustomGrid.Paint主要可以分为五个部分。其中★0用于计算当前绘制参数，结果用于后面4个部分。接下来4个部分中，★1和★2是主体。因此我们关注的重点是★0、★1和★2。★1和★2已有详细注解，所以不逐行解释了，有兴趣但看不懂的可慢慢琢磨。最后对★0的DrawInfo作个解释。
DrawInfo为TGridDrawInfo类型，定义如下：
TGridDrawInfo = record { 网络绘制参数 }
Horz, Vert: TGridAxisDrawInfo; { 分为横向和纵向两个部分 }
end ;
下面以横向为例，解释TGridAxisDrawInfo的含义：
TGridAxisDrawInfo = record
EffectiveLineWidth: Integer; { 网格线宽 }
FixedBoundary: Integer; { 网格固定列总宽度（含网格线） }
GridBoundary: Integer; { 网格各列总宽度（含网格线、固定 列） }
GridExtent: Integer; { 网格客户区总宽度 }
LastFullVisibleCell: Longint; { 当前最后一个未超出客户区（即能全 部看见）的列 }
FullVisBoundary: Integer; { 当前可全部看见列的总宽度（含网格 线） }
FixedCellCount: Integer; { 固定列个数 }
FirstGridCell: Integer; { 第一个非固定列，即 _LeftCol （ _ 横向）或者 TopRow （纵向） }
GridCellCount: Integer; { 即 ColCount ，总列数 }
GetExtent: TGetExtentsFunc; { 一个函数，用于取得列宽，相当于 ColWidths[Index]}
end ;