Windows平台Qt无边款窗口技术细节-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了Windows平台Qt无边款窗口技术细节。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

Windows平台Qt无边款窗口技术细节

（本文只讨论带有窗口特效的无边框实现，通过自绘阴影、自定义鼠标事件的方式不具备参考价值）

无论是哪个GUI框架，在Windows平台实现无边框窗口，都是一个绕不过去的话题，毕竟标题栏总是与设计师的图格格不入。自Win7以来，Windows的桌面窗口管理器（DWM）给应用程序的窗口交互增加了一些功能，如：最小化动态效果、拖拽标题栏停靠顶部最大化等。通过 Qt::FramelessWindowHint 可以直接将默认边框去掉，但这些效果也随之消失，为了保留效果，只能通过Windows消息实现，即重写QWidget::nativeEvent。

本文的目的是为了整理这些年使用Qt实现无边框窗口技术细节，因为个人比较懒，所以暂时不提供一个兼容所有系统、所有Qt版本的实现方案，只讨论需要注意的细节。

1. 先去掉边框

首先，MSDN提供了一个简单的示例，可以用来参考。

当窗口尺寸改变时，系统使用 WM_NCCALCSIZE 消息来计算窗口与客户区在桌面的区域。窗口区域是包含标题栏、边框在内的整个区域，客户区通常是程序显示内容的区域。默认情况下，系统会自动计算合适的客户区，客户区比窗口区要小。所以原则上只要将客户区与窗口区域保持一致即可。

重写QWidget::nativeEvent，WM_NCCALCSIZE 的 lParam 参数在 wParam 为 true 时是NCCALCSIZE_PARAMS ，其 rgrc 是一个RECT数组，第一个就是目标窗口区域，比如移动、缩放窗口。当该消息返回时，第一个应该是客户区的区域：

当窗口处于正常显示状态（非最大化）

此时窗口区域应该与客户区一致，所以 *result = 0，直接返回即可。

当窗口处于最大化时

默认的窗口边框一部分实际是处于当前屏幕之外的（可以通过spy++查看或者 GetWindowRect 获取），如果直接返回，就会导致客户区内容一部分显示在屏幕之外。所以需要手动修改，如何计算还是比较麻烦的

个人在参考 Windows Terminal 的源码时看到一种方案，这里简单抄一了一下逻辑：

case WM_NCCALCSIZE:
{
    *result = 0;
    if(!msg->wParam)
        return true;
    // 这部分代码参考windows terminal源码
    NCCALCSIZE_PARAMS &params = *reinterpret_cast<NCCALCSIZE_PARAMS *>(msg->lParam);
    const int originalTop = params.rgrc[0].top;
    const RECT originalRect = params.rgrc[0];
    const auto ret = ::DefWindowProc(msg->hwnd, WM_NCCALCSIZE, msg->wParam, msg->lParam);
    if(ret != 0)
    {
        *result = ret;
        return true;
    }
    params.rgrc[0].top = originalTop;

    bool isMaximized = GetWindowStyle(msg->hwnd) & WS_MAXIMIZE;
    if(isMaximized)
    {
        // 这里计算一个默认边框尺寸border，原则上应该根据dpi计算，参考windows terminal源码
        int border = GetSystemMetrics(SM_CXSIZEFRAME) + GetSystemMetrics(SM_CXPADDEDBORDER);
        RECT &rect = params.rgrc[0];
        rect.top += border;

        QMargins margins = calculateTaskBarMargins(msg->hwnd);
        rect.top += margins.top();
        rect.bottom -= margins.bottom();
        rect.left += margins.left();
        rect.right -= margins.right();
    }
    else
    {
        params.rgrc[0] = originalRect;
    }
    return true;
}

代码逻辑是，先保存初始的窗口区域，然后调用 DefWindowProc 执行默认计算，计算出默认的客户区区域。如果是最大化窗口，默认的计算已经将左、右、下的区域计算准确了，只修改top。非最大化窗口，则修改为初始值。Windows Terminal 的无边框窗口方案实际很复杂，而且考虑了全屏状态（Qt::WindowFullScreen）。

窗口最大化时，还有一个比较麻烦的问题是，如果任务栏处于隐藏状态，由于窗口区域是整个屏幕，而客户区也刚好也覆盖了屏幕，导致鼠标移动至显示器边界，不会弹出任务栏。所以需要判断任务栏在屏幕的哪一个边，预留出2像素的边距（上面代码中calculateTaskBarMargins函数实现）。然而win8.1以前没有直接接口判断，这个可以自行查找方案。

需要注意的是，早期的Qt（具体没做测试，应该5.9以前）还有一些问题：

早期Qt是通过 Qt::FramelessWindowHint 标志判断是否是无边框，win32的坐标又是全局的，导致Qt内部计算错误。所以会常见类似这样的写法：
```
setWindowFlags(Qt::FramelessWindowHint | Qt::WindowSystemMenuHint | Qt::WindowMinMaxButtonsHint | Qt::WindowCloseButtonHint);
HWND hwnd = (HWND)this->winId();
DWORD style = ::GetWindowLong(hwnd, GWL_STYLE);
::SetWindowLong(hwnd, GWL_STYLE, style | WS_MAXIMIZEBOX | WS_THICKFRAME | WS_CAPTION);
```
通过Qt::FramelessWindowHint关闭无边框，保证Qt内部计算准确，同时调用SetWindowLong使原生窗口样式保留样式基本样式。
而且窗口最大化时，不会关心WM_NCCALCSIZE计算的客户区区域信息，所以需要手动调整整个窗口的显示区域，例如调用 setContentsMargins 设置边距。多屏幕场景，甚至会在相邻屏幕出现白边。有个私有接口似乎可以同时解决边距和白变问题，没有严格测试。

现在的版本应该已经不需要这样做了，Qt内部拦截了 WM_NCCALCSIZE ，根据返回值计算了实际的边框信息。

2. 恢复默认阴影

恢复默认阴影的方案比较统一，通过DWM API，将默认边框扩展到客户区。常见做法是：

const MARGINS shadow = {1, 1, 1, 1};
DwmExtendFrameIntoClientArea(HWND(winId()), &shadow);

具体在什么时机调用比较合适没有准确的说法，上面MSDN的示例里是在 WM_ACTIVATE 消息里执行，Windows Terminal 的源码又在多种情况下都有调用，只在构造函数里执行似乎也行。

3. 移动和缩放

通过 WM_NCHITTEST 消息实现缩放，WM_NCHITTEST 的 lParam 参数包含了鼠标坐标，配合窗口区域，来返回命中区域。

case WM_NCHITTEST:
{
    long x = GET_X_LPARAM(msg->lParam);
    long y = GET_Y_LPARAM(msg->lParam);
    QPoint pos = mapFromNative(QPoint(x, y));
    if(pos.y() < captionHeight)
    	*result = HTCAPTION;
    else
        *result = HTCLIENT;
    return true;
}

基本逻辑比较简单，根据坐标返回对应的区域即可，主要有以下几个：

值	描述
HTCAPTION	标题栏，实现拖拽移动窗口，自动最大化，自动布局等
HTCLIENT	客户区，返回该值的区域，会收到鼠标事件
HTSYSMENU	在该区域点击会弹出系统菜单，与在默认窗口左上角图标处点击一致
HTLEFT	左边框，向左缩放窗口
HTRIGHT	有边框，向右缩放窗口
HTTOP	上边框
HTTOPLEFT	左上缩放
HTTOPRIGHT	右上缩放
HTBOTTOM	下边框
HTBOTTOMLEFT	左下缩放
HTBOTTOMRIGHT	右下缩放

需要注意的是，从Win32坐标转换到Qt坐标，多屏场景下不能直接mapFromGlobal，参考 Win32屏幕坐标转换Qt坐标进行转换。

4. 其他问题

Win11 系统，当鼠标在最大化按钮悬停时，会弹出snap layout选项，实现更丰富的布局。

如果自定义了一个最大化按钮，该功能的实现需要在 WM_NCHITTEST，判断是否悬停在自定义的最大化按钮，并返回 HTMAXBUTTON。

这样带来的问题是，QWidget 不会收到鼠标事件，不能点击，相对对应的悬停、按下等效果都失效。所以需要在 WM_NCLBUTTONDOWN、WM_NCLBUTTONUP、WM_NCMOUSEHOVER、WM_NCMOUSEMOVE等消息中，转换成WM_MOUSEMOVE等相关鼠标消息发送给按钮，或者直接修改样式达到状态改变的效果，（建议后者）。

WM_NCLBUTTONDOWN等消息的 wParam 参数，就是 WM_NCHITTEST 的返回值，直接判断即可，具体可自行实现：
```
case WM_NCLBUTTONDOWN:
case WM_NCLBUTTONUP:
case WM_NCLBUTTONDBLCLK:
    if(msg->wParam == HTMAXBUTTON)
    {
        *result = 0;
        // 处理鼠标事件
        return true;
    }
    break;
case WM_NCMOUSEHOVER:
case WM_NCMOUSELEAVE:
case WM_NCMOUSEMOVE:
    if(msg->wParam == HTMAXBUTTON)
    {
        *result = 0;
        // 处理鼠标事件
        return true;
    }
```
win11系统 snap layout 特性仅在最大化时生效

如果出现仅在最大化时才生效 snap layout，可能是因为 DwmExtendFrameIntoClientArea 设置阴影的时候，MARGINS 参数设置了四周的非客户区扩展都是1像素，此时系统认为顶部区域存在非客户区，优先认为鼠标位置没有在最大化按钮上。

可以考虑 将 MARGINS 参数的top改为0，似乎只要四个边有一个不是0，就可以显示阴影。

（兴许也可以通过拦截某些win32消息解决，但这块确实没有什么资料。）
缩放窗口时的画面闪烁问题：

(再补充)文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-474450.html