New UWP Community Toolkit - RadialProgressBar
New UWP Community Toolkit - RadialProgressBar
概述
UWP Community Toolkit 中有一个圆形的进度条控件 - RadialProgressBar，本篇我们结合代码详细讲解 RadialProgressBar 的实现。
RadialProgressBar 是一种圆形的进度条控件，进度值用圆形中的填充色的角度来表示，进度增长，填充色按照顺时针方向增加，直到占满整个圆形，则进度条达到最大值。我们来看一下官方的介绍和官网示例中的展示：
Doc: https://docs.microsoft.com/zh-cn/windows/uwpcommunitytoolkit/controls/radialprogressbar
Namespace: Microsoft.Toolkit.Uwp.UI.Controls; Nuget: Microsoft.Toolkit.Uwp.UI.Controls;
开发过程
代码分析
我们来看一下 RadialProgressBar 控件的结构：
- RadialProgressBar.cs - RadialProgressBar 控件定义类
- RadialProgressBar.xaml - RadialProgressBar 控件样式
1. RadialProgressBar.xaml
这是 RadialProgressBar 控件的样式，我们可以看到 Template 部分由 OutlineFigurePart 和 BarFigurePart 组成，分别代表了进度条的灰色底和实际的进度条，因为两个部分的样式基本一致，所以我们省略了一部分。
可以看到，两个部分的样式组成，都是一个 Path 的几何图形，里面包含了 ParhFigure，它的 segment 属性包含了 ArcSegment：一个弧度区段；这就是样式的基本组成了。
<Style TargetType="local:RadialProgressBar" >
<Setter Property="Foreground" Value="{ThemeResource SystemControlHighlightAccentBrush}" />
<Setter Property="Outline" Value="{ThemeResource SystemControlBackgroundBaseLowBrush}" />
<Setter Property="Background" Value="Transparent" />
<Setter Property="Thickness" Value="4"/>
<Setter Property="Template">
<Setter.Value>
<ControlTemplate TargetType="local:RadialProgressBar">
<Grid Background="{TemplateBinding Background}">
<!-- OutlineFigurePart of progress bar -->
<Path Fill="Transparent" Stroke="{TemplateBinding Outline}" StrokeThickness="{TemplateBinding Thickness}" StrokeDashCap="Flat">
<Path.Data>
<PathGeometry>
<PathGeometry.Figures>
<PathFigureCollection>
<PathFigure x:Name="OutlineFigurePart">
<PathFigure.Segments>
<PathSegmentCollection>
<ArcSegment x:Name="OutlineArcPart" IsLargeArc="True" SweepDirection="Clockwise"/>
</PathSegmentCollection>
</PathFigure.Segments>
</PathFigure>
</PathFigureCollection>
</PathGeometry.Figures>
</PathGeometry>
</Path.Data>
</Path>
<!-- BarFigurePart of Progress Bar -->
...
</Grid>
</ControlTemplate>
</Setter.Value>
</Setter>
</Style>2. RadialProgressBar.cs
看一下这个类的构成：
RadialProgressBar 类继承自 ProgressBar 类，表现形式为圆形的进度条，分为 outline 和 bar 两个部分，所以可以看到类中定义了 outlineFigure、barFigure、outlineArc 和 barArc 属性；而依赖属性有：
- Thickness - 表示圆形进度条的圆环大小，默认为 0，xaml 中定义为 4
- Outline - 表示圆形底的画刷，默认为 transparent，xaml 中定义为 gray
而继承自 ProgressBar 的 Background 和 Foreground，则分别表示进度条中间空白部分的颜色，和进度条的进度颜色。因为继承自 ProgressBar 类，所以重载了 Progress 类的几个方法：
- OnMinimumChanged(old, new) - 进度条最小值变化的处理方法，会触发 RenderSegment() 方法；
- OnMaximumChanged(old, new) - 进度条最大值变化的处理方法，会触发 RenderSegment() 方法；
- OnValueChanged(old, new) - 进度条进度值变化的处理方法，会触发 RenderSegment() 方法；
- OnApplyTemplate() - 应用模板或哦模板改变时，更新控件的视觉显示 ，会触发 RenderAll() 方法；
还有两个 Changed 处理方法：ThicknessChangedHandler(d, e) 和 SizeChangedHandler(s, e)，分别处理进度条宽度变化和进度条尺寸变化，也会触发 RenderAll() 方法；
下面来看看几个主要的方法：
① ComputeNormalizedRange()
根据进度条的最大值和最小值计算出的区间，以及当前值，计算出当前值在区间中占的百分比，如果当前值 > 0.999, 则取值 0.999
private double ComputeNormalizedRange()
{
var range = Maximum - Minimum;
var delta = Value - Minimum;
var output = range == 0.0 ? 0.0 : delta / range;
output = Math.Min(Math.Max(0.0, output), 0.9999);
return output;
}② ComputeEllipseSize()
计算圆形的尺寸，根据进度条的实际宽度和高度，去掉安全宽度，计算后值的 1/2 就是 Ellipse 的长短半径；
private Size ComputeEllipseSize()
{
var safeThickness = Math.Max(Thickness, 0.0);
var width = Math.Max((ActualWidth - safeThickness) / 2.0, 0.0);
var height = Math.Max((ActualHeight - safeThickness) / 2.0, 0.0);
return new Size(width, height);
}③ RenderSegment()
弧形区段的实际渲染，根据当前角度，尺寸和圆环宽度，计算出当前弧形的终点坐标；同时输出一个值：IsLargeArc，角度是否 >= 180 度。
private void RenderSegment()
{
if (!allTemplatePartsDefined)
{
return;
}
var normalizedRange = ComputeNormalizedRange();
var angle = 2 * Math.PI * normalizedRange;
var size = ComputeEllipseSize();
var translationFactor = Math.Max(Thickness / 2.0, 0.0);
double x = (Math.Sin(angle) * size.Width) + size.Width + translationFactor;
double y = (((Math.Cos(angle) * size.Height) - size.Height) * -1) + translationFactor;
barArc.IsLargeArc = angle >= Math.PI;
barArc.Point = new Point(x, y);
}④ RenderAll()
渲染进度条的全部控件部分，计算 outlineFigure 和 barFigure 的起始点，new Point(segmentWidth + translationFactor, translationFactor) 也就是圆形最上方的横向中心点；然后计算 outlineArc 和 barArc 的尺寸，也就是圆形半径；outlineArc 的角度固定，所以只需要给一个初始值，最后是调用 RenderSegment() 方法计算 Bar 的实际渲染部分。
private void RenderAll()
{
if (!allTemplatePartsDefined)
{
return;
}
var size = ComputeEllipseSize();
var segmentWidth = size.Width;
var translationFactor = Math.Max(Thickness / 2.0, 0.0);
outlineFigure.StartPoint = barFigure.StartPoint = new Point(segmentWidth + translationFactor, translationFactor);
outlineArc.Size = barArc.Size = new Size(segmentWidth, size.Height);
outlineArc.Point = new Point(segmentWidth + translationFactor - 0.05, translationFactor);
RenderSegment();
}调用示例
我们定义了一个 RadialProgressBar 控件，底色是浅灰色，进度颜色是绿色，区间是 0~100，当前值是 29，进度条宽度是 20；从示例的运行图中可以印证这些数据。
<controls:RadialProgressBar
x:Name="RadialProgressBarControl"
Grid.Column="1"
Value="29"
Foreground="Green"
Thickness="20"
Minimum="0"
Maximum="100"
Width="200"
Height="200"
Outline="LightGray"/>
总结
到这里我们就把 UWP Community Toolkit 中的 RadialProgressBar 控件的源代码实现过程和简单的调用示例讲解完成了，希望能对大家更好的理解和使用这个控件有所帮助；大家也可以基于简单的圆形进度条，扩展出更多中不同形状的进度条，例如矩形，实心圆形等等，欢迎大家多多交流，谢谢！
最后，再跟大家安利一下 UWPCommunityToolkit 的官方微博：https://weibo.com/u/6506046490, 大家可以通过微博关注最新动态。
衷心感谢 UWPCommunityToolkit 的作者们杰出的工作，Thank you so much, UWPCommunityToolkit authors!!!