虚拟表格显示控件

虚拟表格显示控件

摘要：一个虚拟的大表格数据显示控件(MFC)

关键字：虚拟控件 表格显示

    前一段时间写了一个表格显示控件(说是控件，其实是个视图，这里就不加区分了)，可以显示巨型表格数据。为了能够处理巨量的数据，采用了"虚拟"的技术。

    如果你用过虚拟列表控件(Virtual List Controls)，就知道所谓的"虚拟"是什么意思。让我解释一下，毕竟这是这篇文章的关键点。一般情况下，控件在内部保存它管理的所有数据，比如编辑框(edit box)就是这样，它自身"拥有"全部的数据。任何时候，要查询或改变控件数据，控件都通过操作自己内部的数据来进行。但有时候，如果控件要显示巨量的数据，这样做就不合适了。首先，分配这么大的内存可能不现实。其次，即使有这么多内存，将数据读出并拷贝到控件自身的内存中去，可能会是一个漫长的过程。为了解决这个问题，就提出了"虚拟"控件的概念。虚拟的意思是，控件看起来好像有全部的数据，但实际上没有，虚拟的而已。

    在这种情况下，控件只保存很少的一部分数据，例如说一个屏幕能显示的数据量。每次它要显示或操作数据的时候，如果对应的数据项不在它保存的数据子集里面，它就向程序发出请求，说需要某个数据项。这通常是向控件的父窗口发生一个消息，程序在响应消息的时候将数据传递给控件。有人可能会问，既然这样，控件干脆一个数据也不保存不是更好，每个数据都向程序要好了。嗯，这是一个平衡的问题。如果根本不保存任何数据，可以减少控件的内存消耗，但会大大降低程序的运行效率。比如，控件上方弹出一个对话框，或者任何其它窗口需要重绘的时候，控件都必须去请求数据。如果读数据是个费时的操作比如读数据库，那么程序基本上是玩不下去了，太慢了。所以适当的平衡内存和速度是有必要的。这里的平衡点就是，只要显示的数据不发生改变，就不应该请求数据。一般情况下，控件应该保存界面上一次最多能显示的数据量。

好了，原理就是这样。具体实现如下:

A.计算数据的时机
对一个滚动视图来说，可能改变数据的情况有两种：改变窗口大小，滚动窗口。考虑到滚动可能是滚动条和鼠标滚轮引发的，在OnScrollBy函数中进行数据更新是最合适不过了。至于窗口大小变化，当然是响应WM_SIZE消息了。

B.计算需要哪些新数据
在更新数据的时候，比较需要的数据和已经有的数据之间的差别，看看缺少哪些项，然后只请求缺少的数据。具体的算法很简单，想象一个很大的矩形区域(代表了整个表格)，上面有一个小矩形A(代表了当前的窗口显示区域)，现在经过某些操作后，矩形A可能缩放了，平移了，变成了矩形B(代表了新的显示区域)。那么在矩形B中且不在矩形A中的数据就是缺少的数据项。

很明显，给定每行的高度，每列的宽度，滚动位置，窗口大小，我们可以计算出窗口应该显示表格的那些行列(用矩形A表示)。窗口变化后(指缩放和滚动)，又可以计算出新的窗口应该显示表格的哪些行列(用矩形B表示)。A，B的交集就是仍然有效的数据，B中其它的元素就必须请求数据。

下面是更新数据函数的主要代码:(m_rcRowCol是矩形A,rcNew是矩形B,其单位都是表格的行列)

void CDataView::UpdataActiveData()
{
    RECT rcNew;

    RegionToRowCol(m_rcRegion,rcNew);//计算要显示的数据行列.

    if(::EqualRect(&m_rcRowCol,&rcNew))
    {
    return;
    }

    //原来有 m_rcRowCol 的数据,现在需要 rcNew 的数据.
    RECT rcInersect;
    ::IntersectRect(&rcInersect,&m_rcRowCol,&rcNew);

    if(::IsRectEmpty(&rcInersect))//没有交集,数据全部重新取得.
    {
    //释放原来所有数据.
    ...

    //取得新数据.
    ...

    m_rcRowCol = rcNew;

    return ;
    }

    ...
   
    for(i=y1; i<=y2; ++i)
        for(j=x1; j<=x2; ++j) //把原来数据中仍然要显示的复制到temp中.
        {
            temp[i-y1][j-x1] = m_active[i][j];
        }

    for(i=0;i<50;++i)
        for(j=0;j<50;++j)//释放原来数据中不再需要的部分.
        {
            if( (j<x1 || j>x2 || i<y1 || i>y2) //在相交矩形之外的数据.
                && m_active[i][j])
            {
                    m_malloc.free(m_active[i][j]);
            }

            m_active[i][j] = 0;
        }

    ...

    for(i=0; i<=h; ++i)
        for(j=0; j<=w; ++j)
        {
            if(j>=x1&&j<=x2&&i>=y1&&i<=y2)//已经有该数据.
            {
                m_active[i][j] = temp[i-y1][j-x1];
            }
            else//取得新数据.
            {
                m_active[i][j] = GetData(i+y0,j+x0);
            }
        }

    m_rcRowCol = rcNew;
}

请求数据是调用了一个函数char *CDataView::GetData(int row,int col)，而不是象虚拟列表控件控件那样采用消息的方法。该函数不是虚函数，它简单的调用一个用户指定的回调函数来取得表格数据项.这里表格数据项是一个字符串指针。

这个控件的主要工作就是这样，不过还有一些其它的问题需要考虑。

首先，你如果仔细分析代码，会发现内存的分配和释放相当频繁。这是没有办法的，在控件的用户程序给出表格数据之前，是无法预料到数据的长度，只能动态分配。不过我们仍然有机会做一些优化。比如，如果你的表格数据是整数，可能绝大多数情况下表格数据不超过4个字节。不管表格数据是什么样子，其数据长度都很可能集中在很小的范围内。这种情况下，我们预先分配一定数量的固定大小的块，比如分配1000个4字节的块。以后需要分配表格项数据内存的时候，如果其长度不大于4字节，则从缓冲区取一个块，否则正常分配内存。如果你的表格项数据大部分都不超过4字节，则这种策略可以大大减少内存分配的次数。这个缓冲分配的功能已经在CMalloc类中实现了，该类使用了std::set来跟踪每个块的使用情况。

其次，大表格很可能涉及到滚动坐标超过16位的情况。因此，必须改写CScrollView与滚动坐标相关的函数。具体说就是重载CScrollView::OnScroll，在其中检测到THUMB pos相关值时，使用GetScrollInfo取得滚动位置值，而不使用滚动消息参数中的滚动位置值。

好了，文章到这里就结束了。但是容我再说几句多余的话，以免本文对新人造成误导。是的，我知道系统的list控件实现了同样的功能，我也知道C运行库的内存分配函数本身是带缓冲的，那么写这个控件还有什么意义吗？有的。首先我的实现和他们的不同。其次，对一个喜欢编程的人来说，自己实现些东西总是有意义的(当然在做项目的时候还是要使用标准的东西)。

最后祝编程愉快!

(附件中有完整的VC6工程代码,在XP下编译通过)