【譯】.NET 跨平台界面框架和為什么你首先要考慮再三


現在用 C# 來開發跨平台應用已經有很成熟的方案,即共用非界面代碼,而每個操作系統搭配特定的用戶界面代碼。這個方案的好處是可以直接使用操作系統原生的控件和第三方控件,還能夠和操作系統深度集成。

這里的深度集成主要是指一些 Windows 專有的系統特性:

  • Windows 托盤

  • Windows 跳轉列表

  • Windows 系統主題

也包括一些移動平台的特性,例如 iOS 的原生滑動。

由於操作系統上其他程序一般都使用原生控件,於是只有當你的程序采用同樣技術時,它才能很好地保持一致。這是一個大家一般遵守的界面開發約定。蘋果公司有詳細的界面設計准則,供開發者參考

游戲程序一般全屏,也不需要遵守這個約定。其他程序,例如 RealPlayer、QQ,也是違背這種約定。個人觀點是,盡量不要搞特殊化。

因此如果你決定采用這個方案,那么在不同的操作系統上你需要學習不同的界面框架:

  • Windows:Windows Forms 

  • macOS:Xamarin.Mac(封裝 Cocoa) 

  • Linux:GTK#(封裝 GTK+)

  • iOS:Xamarin.iOS(封裝 CocoaTouch)

  • Android:Xamarin.Android(封裝 Android UI)

值得注意的是:

Windows 平台正在經歷整體界面設計的變化,未來標准的界面框架應該是 UWP。WPF 雖然也是微軟官方支持的技術,但是和 WinForms 相比,它依然是自己繪制,算不上原生界面框架。

MonoMac 因為各種原因已經廢棄 參見

QtSharp 等框架都不太成熟。

市場上很多成功的項目都是這個方案的受益者。下面舉幾個例子:

  • 國家儀器的 LabView 官方網站 在 iOS 平台使用 Xamarin.iOS 移動版地址,在 Windows 平台使用 Windows Forms(這個不是特別確定)。

  • Plastic SCM 官方網站 在 Linux 平台使用 GTK#,在macOS 使用 Xamarin.Mac,而在 Windows 上使用 Windows Forms。

  • iCircuit 官方網站 在 macOS 使用 Xamarin.Mac,在 iOS 使用 Xamarin.iOS,在 Android 使用 Xamarin.Android,在 Windows 和 Windows Phone 上使用微軟的技術。

不過總有程序員希望能夠使用跨平台界面框架,來簡化自己的工作。所以這篇文章也介紹一些業已存在的跨平台界面框架,以供參考。它們雖然各不相同,但是大體都使用了下面三種設計思想中的一個:

  • 控件完全自己繪制,在不同操作系統上模擬系統控件的效果。

  • 在某個操作系統上是原生框架,在其他操作系統上通過模擬實現顯示。

  • 設計時抽象,運行時映射到原生控件。

Unity/MonoGame

設計思想:完全自己繪制(不過沒有什么標准控件概念)

操作系統:桌面和移動設備(還包括游戲終端等)

顯示效果:和操作系統沒關系

三方控件:談不上

這兩個都是游戲引擎。非要用它們來設計跨平台應用技術上是可行的,但是因為沒有操作系統控件之類的東西,完全需要自己繪制,所以開發非游戲應用,難度還是有的。至於和操作系統深度集成,就更加麻煩。

GTK#

設計思想:在 Linux 上是原生框架,在其他操作系統上也能模擬運行。

操作系統:桌面

顯示效果:Linux 上深度集成

三方控件:有一些,但沒有非常活躍的提供商

GTK 本來就是一個針對桌面程序開發的跨平台界面框架,所以 GTK# 封裝之后也是很好用的。然而,它在非 Linux 操作系統上的顯示效果是很差的(比如 Windows 上和系統主題很不搭)。

MonoDevelop 是采用 GTK# 的 IDE。當微軟/Xamarin 將它改造為 Visual Studio for Mac 時,很多界面部分就已經換成了系統原生的 Xamarin.Mac 了。

Windows Forms

設計思想:在 Windows 上是原生框架,在其他操作系統上也能模擬運行。

操作系統:桌面

顯示效果:Windows 上深度集成

這是絕大部分 C# 程序員入門時學習的界面框架,能夠快速集成 Windows 各種控件。雖然也支持 Windows CE 移動平台,但是基本沒什么用。Mono 從2.0版本開始將它遷移到 Linux 等操作系統。Plastic SCM 最初也是使用 Mono Windows Forms 將自己的 Windows 客戶端遷移到其他操作系統。但是 Mono 的實現在很多細節上並不完美,還需要很大精力去改進。Plastic SCM 后期就放棄了跨平台 Windows Forms 這條路。

Windows Forms 在 Windows 平台擁有大量第三方控件,而這些控件基本都不支持 Linux 等操作系統。盡管最近微軟開始將 System.Drawing 變成一個跨平台技術,也使得官方的 Windows Forms 有可能成為一個跨平台界面方案,但是在非 Windows 平台的顯示效果如何抑或是三方市場會不會跟隨都還未知。

最為重要的是 Windows Forms 本來就是為桌面設計,它沒法很好的支持移動平台。早在 MonoTouch 最初開發階段,Mono 團隊就有想過將 Windows Forms 變成 iOS 平台的界面框架 相關文章。當然,最后他們很明智地放棄了這個想法,而是采用了封裝 Cocoa Touch 的原生方案。

WPF/Avalonia/UWP

設計思想:完全自己繪制。

操作系統:桌面(UWP 支持 Windows 移動版,Avalonia 有移動支持)

顯示效果:Windows 上深度集成

三方控件:Windows 平台很多

WPF 和 UWP 都是微軟官方的技術,而 Avalonia 官方網站嘗試將類似的設計變成一個跨平台的技術。

Delphi 有一個非常像 WPF 的界面框架 FireMonkey,已經完全跨平台(桌面和移動設備),所以 WPF 相關技術想跨平台技術上是完全可行的,但是挑戰也是很多的。

雖然微軟想了很多辦法來改進 WPF 和系統的集成(包括多套主題),但是它始終不能像 Windows Forms 那樣原生顯示。當然從 Windows 10 開始,微軟干脆用 UWP 來開發系統自帶的程序,這樣 UWP 最后還是會成為原生框架的。

Xamarin.Forms

設計思想:原生控件映射。

操作系統:移動平台(開始嘗試桌面支持)

顯示效果:總是和原生系統深度集成

三方控件:快速發展中

Xamarin 開發這個技術,最開始是為了跨平台移動應用,但是最近它已經開始走向桌面場景,比如 macOS(WPF 和 GTK# 的集成也在開發中)。

和完全自己繪制技術不同的是,Xamarin.Forms 程序在設計時使用的是抽象控件。設計時的按鈕、列表等控件,到運行時會映射到操作系統原生的按鈕、列表等控件上。所以從顯示效果來看,這是最好的一項技術。

更為重要的是,Xamarin.Forms 新版本已經支持直接嵌入原生控件,也支持原生程序嵌入 Xamarin.Forms 界面,為開發者帶來更多的靈活性。

但是這個技術暫時也是有局限的,就是它的控件都還是為移動應用設計。假如你的目標是設計一個 Office 或者 Visual Studio 那樣的標准桌面應用,那么就會遇到困難。好在也不是所有場景我們都需要那么復雜的界面。

現在已經有很多第三方為 Xamarin.Forms 提供控件:

越來越多三方的加入也使得這個技術更加活躍。

xwt/Eto.Forms

設計思想:原生控件映射。

操作系統:桌面(開始嘗試移動支持)

顯示效果:總是和原生系統深度集成

三方控件:暫時不多

這兩個技術都和 Xamarin.Forms 相似,但是它們都是從桌面平台開始的。

xwt 官方網站 是 Mono 項目的一部分。我個人認為它啟發了 Xamarin.Forms 的設計。Eto.Forms 官方網站 相對比較新,而且開始進入移動平台。

這兩個框架會不會最后到達 Xamarin.Forms 的熱度還有待觀察。

 

原文作者:Lex Li

原文地址:The Story About .NET Cross Platform UI Frameworks

 

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