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;