public class CodeElement { public bool IsWide { get; set; } public float Height { get; set; } public int StartIndex { get; set; } public int EndIndex { get; set; } public int RisePoint { get; set; } public int FallPoint { get; set; } public int Width { get; set; } public int MidWidth => FallPoint - RisePoint; // 自动计算宽度 public int MidPoint => (FallPoint + RisePoint) / 2; // 自动计算宽度 } 有一个CodeElement类，Risepoint是起点坐标，FallPoint是终点坐标,width是宽度,Height是高度。现在要基于.net 8.0创建一个用户控件，功能是传入List根据起点坐标、终点坐标、宽度、高度 画一张方波波形图，底色为黑色，波为红色，标注清起点坐标、终点坐标、高度、宽度

<think>我们将创建一个用户控件，该控件接收一个`List<CodeElement>`作为输入，并在控件上绘制方波波形图。 要求： - 底色为黑色 - 波形为红色 - 标注起点坐标、终点坐标、高度、宽度（可以在每个方波上标注，或者选择在适当位置标注） 设计思路： 1. 创建一个继承自`UserControl`的类。 2. 在控件中重写`OnPaint`方法，进行自定义绘制。 3. 在绘制时，首先将背景填充为黑色。 4. 遍历传入的`List<CodeElement>`，每个元素绘制一个方波。 5. 方波的绘制：从起点(RisePoint, y)到终点(FallPoint, y)绘制一条水平线，同时根据高度绘制两条垂直线（上升沿和下降沿）。 注意：根据题目描述，每个元素有起点坐标（RisePoint）和终点坐标（FallPoint），以及高度（Height）。但是，这里我们还需要注意坐标系的转换。 在绘图中，我们通常以控件的左上角为原点(0,0)，向右为x正方向，向下为y正方向。而方波的高度（Height）可能表示波形的幅度（即y方向的位置），但这里我们还需要确定y坐标的基准。 然而，问题中并没有给出每个波形在y轴上的位置（即垂直方向的位置）。观察CodeElement类，有一个属性`Height`，但并没有一个属性表示垂直位置（即y坐标）。我们需要澄清： - 如果`Height`表示波形的高度（即幅度大小），那么我们需要一个基准线（比如零线），然后波形在基准线上下波动。但问题中没有提到基准线。 - 另外，属性中有一个`IsWide`，但未说明用途，我们暂时忽略它，因为题目要求的是根据给定的属性画图。 根据问题描述，我们只能使用给定的属性。注意：每个元素有`RisePoint`和`FallPoint`（水平位置）以及`Height`（高度）。我们可以这样假设： - 每个波形的垂直位置（y坐标）由`Height`决定，但`Height`是高度值，不是y坐标。我们需要将波形绘制在控件的什么垂直位置？ 由于问题没有明确，我们只能假设： - 每个波形在垂直方向上都从同一个基准线开始（比如控件底部向上一定距离），然后`Height`表示波形的垂直高度（即波峰到基准线的距离？），但这里方波是矩形的，所以应该是矩形的高度。 但是，方波波形通常是在一条水平线上出现高低电平，所以一般我们画方波时，会在两个水平位置（高电平和低电平）之间切换。因此，我们可以这样设计： - 设定一个基准线（比如控件高度的中间位置），然后高电平在基准线之上，低电平在基准线之下。但是，问题中的`CodeElement`并没有告诉我们当前波形是高电平还是低电平。 重新审视`CodeElement`属性： - `StartIndex`和`EndIndex`：可能是波形的起始和结束索引（在水平方向上的分段？） - `RisePoint`和`FallPoint`：上升点和下降点（水平坐标），所以一个方波应该是从`RisePoint`开始上升，然后到`FallPoint`下降。但中间是维持高电平还是低电平？实际上，方波从上升沿到下降沿之间是高电平，其余是低电平。 然而，我们这里只有一个元素，它代表一个完整的方波周期？还是代表一个高电平的矩形？题目没有明确。但根据属性名，我们推测： - 一个`CodeElement`代表一个高电平的矩形（或低电平？）。但通常方波是由高电平和低电平交替组成的。这里我们只画高电平部分？因为低电平部分就是背景（黑色），所以我们只需要画出高电平的矩形即可。 因此，我们可以这样绘制： - 每个`CodeElement`表示一个高电平脉冲，绘制为一个矩形，矩形的左上角坐标为(RisePoint, 基准线-Height)，矩形的宽度为`FallPoint - RisePoint`，高度为`Height`。 - 但是，这样绘制的话，波形就是矩形，而不是连续的方波。而且，题目要求标注起点坐标、终点坐标、高度、宽度，所以我们需要在每个矩形上标注这些信息。 然而，问题中的`CodeElement`还有`Width`属性，我们也有`MidWidth`（由`FallPoint`和`RisePoint`计算得到）。所以，我们使用`RisePoint`和`FallPoint`来确定矩形的水平位置和宽度，用`Height`来确定矩形的高度。 但是，垂直方向的位置如何确定？我们可以将整个控件的高度分成若干份，然后每个波形在垂直方向上可以堆叠？但问题没有说明。因此，我们假设每个波形在垂直方向上都从控件的顶部开始，然后高度为`Height`？这样显然不合理。 另一种理解：方波波形图通常是在一个二维坐标系中，x轴表示时间（或位置），y轴表示电平值（0或1，或者电压值）。这里，我们可以将`RisePoint`和`FallPoint`作为x坐标，而y坐标则用`Height`来表示电平的幅度。也就是说，每个高电平矩形的高度就是`Height`，而y坐标的位置应该是从基准线（比如0电平位置）到`Height`的位置。因此，我们需要设定一个零线（比如在控件底部向上控件高度的1/2处），然后高电平矩形从零线向上绘制，低电平则向下？但这里我们只画高电平部分，低电平部分不画（因为背景是黑色，所以低电平部分就是黑色背景）。 所以，我们需要： - 确定零线位置（比如y0 = 控件高度/2） - 每个高电平矩形：x = RisePoint, y = y0 - Height, 宽度 = FallPoint - RisePoint, 高度 = Height 但是，这样绘制的话，如果Height是0，那么矩形高度为0，就不显示。如果Height是正值，则向上延伸；如果是负值，则向下延伸（表示负电平）。但问题没有说明，我们假设Height为正，向上延伸。 然而，问题中CodeElement并没有提供负值的情况，所以我们按照正值处理，从零线向上画。 另外，我们需要考虑控件的坐标系：控件的原点在左上角，向下为y正方向。所以，我们绘制矩形时，y坐标应该是零线位置减去高度，因为我们要向上画。 步骤： 1. 设定零线位置：假设为控件高度的一半（即y0 = Height/2，注意这里的Height是控件的高度，不要和CodeElement的Height混淆）。 2. 遍历每个CodeElement，绘制矩形（红色）和标注文本。 但是，水平方向上的坐标（RisePoint和FallPoint）可能是很大的值（比如几百、几千），而控件宽度可能有限。所以我们需要进行坐标变换：将CodeElement中的水平坐标（RisePoint, FallPoint）映射到控件的水平坐标。同样，垂直方向也需要映射（因为Height可能很大，而控件高度有限）。 因此，我们需要在绘制前计算整个波形的水平范围（最小RisePoint，最大FallPoint）和垂直范围（最小高度0，最大高度为CodeElement中Height的最大值？）。然后根据这些范围来调整我们的绘图比例。 具体步骤： 1. 在控件中，定义一个方法用于设置数据：`public void SetWaveData(List<CodeElement> elements)` 2. 在设置数据后，计算水平方向的最大值和最小值，以及垂直方向的最大高度（注意：这里我们假设高度都是正值，所以垂直方向最小值取0，最大值取所有Height的最大值）。 3. 在`OnPaint`中，根据控件的实际大小，将CodeElement中的坐标映射到控件坐标。 坐标映射： 水平方向：x_in_control = (x - minX) * (controlWidth / (maxX - minX)) 垂直方向：我们以控件底部向上为正，那么零线可以设置在控件底部向上控件高度的1/4处（或者1/2处，根据需求调整）。然后，矩形的高度映射：实际高度 = element.Height * (controlHeight / 2 / maxHeight) [因为我们只用了上半部分，下半部分留给负电平，但这里没有负电平] 但是，由于问题没有要求负电平，我们假设所有波形都是正电平，所以我们可以将零线设置在控件底部，然后波形向上画。或者将零线设置在控件底部向上一定距离（比如控件高度的3/4处），然后波形向下画？这样更符合常规，因为常规方波是从上往下画（时间轴从左到右，电平轴从上到下，低电平在下面）。 不过，题目没有具体要求，我们采用常规方式：时间从左到右，电平0在中间，正电平向上，负电平向下。但是这里我们只有正电平（Height>0），所以我们可以将零线放在控件中间偏下的位置（比如控件高度的3/4处），这样上方有空间画波形。 为了简单，我们采用以下映射： 水平方向： minX = elements.Min(e => e.RisePoint) // 注意，可能有些元素的FallPoint更大，但我们要整个波形的范围 maxX = elements.Max(e => e.FallPoint) 水平缩放比例：scaleX = (controlWidth - 一些边距) / (maxX - minX) 垂直方向： 零线位置：我们设定在控件高度的3/4处（y0 = controlHeight * 0.75） 最大高度：maxHeight = elements.Max(e => e.Height) 为了给波形上方留空间，我们设定垂直缩放比例：scaleY = (controlHeight * 0.75) / maxHeight // 这样最大高度的波形会到达控件顶部 但是，这样映射后，每个矩形的高度为：element.Height * scaleY，宽度为：(element.FallPoint - element.RisePoint) * scaleX 绘制矩形： x = (element.RisePoint - minX) * scaleX y = y0 - (element.Height * scaleY) // 因为控件坐标系y向下为正，所以向上画要减去高度 矩形高度 = element.Height * scaleY 注意：这里我们绘制的矩形是从y位置开始向下绘制一个矩形，高度为矩形高度。所以实际上，我们绘制的是从零线向上延伸的矩形。 但是，这样绘制的话，矩形会从零线向上延伸，符合我们的要求。 另外，我们还需要标注文本。在每个矩形的上方或者内部标注起点、终点、高度、宽度。注意，为了避免重叠，我们可以选择在矩形内部或者上方标注关键信息。 由于控件可能很大，而波形元素可能很多，标注所有信息可能会导致重叠，所以我们可以选择只标注部分信息，或者只当元素足够大时才标注。 实现： 步骤： 1. 创建用户控件类，添加一个字段存储波形数据。 2. 重写OnPaint方法，绘制背景和波形。 3. 实现坐标映射和绘制矩形。 注意：如果波形数据为空或者没有元素，则不绘制。 下面开始写代码： 由于是用户控件，我们使用Windows Forms。确保项目引用了System.Windows.Forms。 注意：.NET 8.0支持WinForms，但需要安装相应的模板。 代码示例： 创建一个类：`WaveformControl`，继承自`UserControl`。</think>下面是一个基于.NET 8.0的WinForms用户控件实现，用于绘制方波波形图。控件将根据传入的`List<CodeElement>`数据绘制红色方波，并标注关键参数。 ```csharp using System.Collections.Generic; using System.Drawing; using System.Windows.Forms; namespace WaveformControl { public class WaveformControl : Control { private List<CodeElement> _elements = new List<CodeElement>(); private readonly Pen _wavePen = new Pen(Color.Red, 2); private readonly Font _labelFont = new Font("Arial", 8); private readonly Brush _labelBrush = Brushes.White; public List<CodeElement> Elements { get => _elements; set { _elements = value; Invalidate(); // 触发重绘 } } public WaveformControl() { DoubleBuffered = true; // 启用双缓冲防止闪烁 BackColor = Color.Black; } protected override void OnPaint(PaintEventArgs e) { base.OnPaint(e); Graphics g = e.Graphics; g.SmoothingMode = System.Drawing.Drawing2D.SmoothingMode.AntiAlias; if (_elements == null || _elements.Count == 0) return; // 计算缩放比例以适应控件大小 float scaleX = (float)ClientSize.Width / GetMaxX(); float scaleY = (float)ClientSize.Height / GetMaxY(); foreach (var element in _elements) { DrawWaveform(g, element, scaleX, scaleY); DrawLabels(g, element, scaleX, scaleY); } } private float GetMaxX() { float max = 0; foreach (var element in _elements) { if (element.FallPoint > max) max = element.FallPoint; } return max + 50; // 添加边距 } private float GetMaxY() { float max = 0; foreach (var element in _elements) { if (element.Height > max) max = element.Height; } return max + 50; // 添加边距 } private void DrawWaveform(Graphics g, CodeElement element, float scaleX, float scaleY) { // 计算缩放后的坐标 int riseX = (int)(element.RisePoint * scaleX); int fallX = (int)(element.FallPoint * scaleX); int width = (int)(element.Width * scaleX); int height = (int)(element.Height * scaleY); int yPos = ClientSize.Height - height; // Y坐标从底部开始计算 // 绘制水平线 g.DrawLine(_wavePen, riseX, yPos, fallX, yPos); // 绘制上升沿 g.DrawLine(_wavePen, riseX, yPos + height, riseX, yPos); // 绘制下降沿 g.DrawLine(_wavePen, fallX, yPos, fallX, yPos + height); // 绘制底边 g.DrawLine(_wavePen, riseX, yPos + height, fallX, yPos + height); } private void DrawLabels(Graphics g, CodeElement element, float scaleX, float scaleY) { int riseX = (int)(element.RisePoint * scaleX); int fallX = (int)(element.FallPoint * scaleX); int midX = (int)(element.MidPoint * scaleX); int height = (int)(element.Height * scaleY); int yPos = ClientSize.Height - height; int yLabel = yPos - 20; // 标签位置 // 标注起点 g.DrawString($"S:{element.RisePoint}", _labelFont, _labelBrush, riseX, yLabel); // 标注终点 g.DrawString($"E:{element.FallPoint}", _labelFont, _labelBrush, fallX - 30, yLabel); // 标注高度 g.DrawString($"H:{element.Height}", _labelFont, _labelBrush, midX - 15, yPos + height + 5); // 标注宽度 g.DrawString($"W:{element.Width}", _labelFont, _labelBrush, midX - 15, yPos - 35); } } } ``` ### 代码解释： 1. **控件核心功能**： - `Elements`属性：用于接收要绘制的波形数据列表 - `OnPaint`重写：核心绘制逻辑，在控件需要重绘时触发 - 双缓冲技术：`DoubleBuffered=true`防止绘制闪烁 2. **坐标计算**： - `GetMaxX()/GetMaxY()`：计算最大坐标值用于缩放 - 缩放计算：根据控件尺寸动态调整波形大小 - Y坐标计算：`ClientSize.Height - height`使波形从底部开始绘制 3. **波形绘制**： - 绘制四条线组成矩形：上升沿、水平线、下降沿、底边 - 使用红色画笔(`_wavePen`)绘制波形 - 抗锯齿处理：`SmoothingMode.AntiAlias` 4. **参数标注**： - 起点标注：在上升沿上方显示`S:{RisePoint}` - 终点标注：在下降沿上方显示`E:{FallPoint}` - 高度标注：在底边下方显示`H:{Height}` - 宽度标注：在水平线上方显示`W:{Width}` 5. **样式设置**： - 黑色背景：`BackColor = Color.Black` - 白色标签：使用`_labelBrush`绘制文本 - 字体设置：8pt Arial字体 ### 使用示例： ```csharp // 在窗体中使用控件 var waveformControl = new WaveformControl { Dock = DockStyle.Fill }; this.Controls.Add(waveformControl); // 准备测试数据 var elements = new List<CodeElement> { new CodeElement { RisePoint = 50, FallPoint = 150, Width = 100, Height = 80 }, new CodeElement { RisePoint = 200, FallPoint = 300, Width = 100, Height = 120 } }; // 设置数据触发绘制 waveformControl.Elements = elements; ``` ### 效果说明： 1. 黑色背景上绘制红色方波 2. 每个波形包含： - 水平线（高电平） - 上升沿（左侧垂直线） - 下降沿（右侧垂直线） - 底边（低电平） 3. 标注位置： - 起点坐标：波形左上角 - 终点坐标：波形右上角 - 高度值：波形底部中央 - 宽度值：波形上方中央