InkCanvasForClass/Ink Canvas/Helpers/FullScreenHelper.cs

using System;
using System.Runtime.ExceptionServices;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Windows;
using System.Windows.Interop;

// 由衷感謝 lindexi 提供的 《WPF 稳定的全屏化窗口方法》
// 文章鏈接：https://blog.lindexi.com/post/WPF-%E7%A8%B3%E5%AE%9A%E7%9A%84%E5%85%A8%E5%B1%8F%E5%8C%96%E7%AA%97%E5%8F%A3%E6%96%B9%E6%B3%95.html
// lindexi 的部落格：https://blog.lindexi.com/

namespace Ink_Canvas.Helpers
{
    /// <summary>
    /// 用来使窗口变得全屏的辅助类
    /// 采用设置窗口位置和尺寸，确保盖住整个屏幕的方式来实现全屏
    /// 目前已知需要满足的条件是：窗口盖住整个屏幕、窗口没有WS_THICKFRAME样式、窗口不能有标题栏且最大化
    /// </summary>
    public static partial class FullScreenHelper
    {
        public static void MarkFullscreenWindowTaskbarList(IntPtr hwnd, bool isFullscreen)
        {
            try
            {
                var CLSID_TaskbarList = new Guid("56FDF344-FD6D-11D0-958A-006097C9A090");
                var obj = Activator.CreateInstance(Type.GetTypeFromCLSID(CLSID_TaskbarList));
                (obj as ITaskbarList2)?.MarkFullscreenWindow(hwnd, isFullscreen);
            }
            catch
            {
                //应该不会挂
            }
        }

        /// <summary>
        /// 用于记录窗口全屏前位置的附加属性
        /// </summary>
        private static readonly DependencyProperty BeforeFullScreenWindowPlacementProperty =
            DependencyProperty.RegisterAttached("BeforeFullScreenWindowPlacement", typeof(WINDOWPLACEMENT?),
                typeof(Window));

        /// <summary>
        /// 用于记录窗口全屏前样式的附加属性
        /// </summary>
        private static readonly DependencyProperty BeforeFullScreenWindowStyleProperty =
            DependencyProperty.RegisterAttached("BeforeFullScreenWindowStyle", typeof(WindowStyles?), typeof(Window));

        /// <summary>
        /// 开始进入全屏模式
        /// 进入全屏模式后，窗口可通过 API 方式（也可以用 Win + Shift + Left/Right）移动，调整大小，但会根据目标矩形寻找显示器重新调整到全屏状态。
        /// 进入全屏后，不要修改样式等窗口属性，在退出时，会恢复到进入前的状态
        /// 进入全屏模式后会禁用 DWM 过渡动画
        /// </summary>
        /// <param name="window"></param>
        public static void StartFullScreen(Window window)
        {
            if (window == null)
            {
                throw new ArgumentNullException(nameof(window), $"{nameof(window)} 不能为 null");
            }

            //确保不在全屏模式
            if (window.GetValue(BeforeFullScreenWindowPlacementProperty) == null &&
                window.GetValue(BeforeFullScreenWindowStyleProperty) == null)
            {
                var hwnd = new WindowInteropHelper(window).EnsureHandle();
                var hwndSource = HwndSource.FromHwnd(hwnd);

                //获取当前窗口的位置大小状态并保存
                var placement = new WINDOWPLACEMENT();
                placement.Size = (uint) Marshal.SizeOf(placement);
                Win32.User32.GetWindowPlacement(hwnd, ref placement);
                window.SetValue(BeforeFullScreenWindowPlacementProperty, placement);

                //修改窗口样式
                var style = (WindowStyles) Win32.User32.GetWindowLongPtr(hwnd, GetWindowLongFields.GWL_STYLE);
                window.SetValue(BeforeFullScreenWindowStyleProperty, style);
                //将窗口恢复到还原模式，在有标题栏的情况下最大化模式下无法全屏,
                //这里采用还原，不修改标题栏的方式
                //在退出全屏时，窗口原有的状态会恢复
                //去掉WS_THICKFRAME，在有该样式的情况下不能全屏
                //去掉WS_MAXIMIZEBOX，禁用最大化，如果最大化会退出全屏
                //去掉WS_MAXIMIZE，使窗口变成还原状态，不使用ShowWindow(hwnd, ShowWindowCommands.SW_RESTORE)，避免看到窗口变成还原状态这一过程（也避免影响窗口的Visible状态）
                style &= (~(WindowStyles.WS_THICKFRAME | WindowStyles.WS_MAXIMIZEBOX | WindowStyles.WS_MAXIMIZE));
                Win32.User32.SetWindowLongPtr(hwnd, GetWindowLongFields.GWL_STYLE, (IntPtr) style);

                //禁用 DWM 过渡动画 忽略返回值，若DWM关闭不做处理
                Win32.Dwmapi.DwmSetWindowAttribute(hwnd, DWMWINDOWATTRIBUTE.DWMWA_TRANSITIONS_FORCEDISABLED, 1,
                    sizeof(int));

                //添加Hook，在窗口尺寸位置等要发生变化时，确保全屏
                hwndSource.AddHook(KeepFullScreenHook);

                if (Win32.User32.GetWindowRect(hwnd, out var rect))
                {
                    //不能用 placement 的坐标，placement是工作区坐标，不是屏幕坐标。

                    //使用窗口当前的矩形调用下设置窗口位置和尺寸的方法，让Hook来进行调整窗口位置和尺寸到全屏模式
                    Win32.User32.SetWindowPos(hwnd, (IntPtr) HwndZOrder.HWND_TOPMOST, rect.Left, rect.Top, rect.Width,
                        rect.Height, (int) WindowPositionFlags.SWP_NOZORDER);
                }
            }
        }

        /// <summary>
        /// 退出全屏模式
        /// 窗口会回到进入全屏模式时保存的状态
        /// 退出全屏模式后会重新启用 DWM 过渡动画
        /// </summary>
        /// <param name="window"></param>
        public static void EndFullScreen(Window window)
        {
            if (window == null)
            {
                throw new ArgumentNullException(nameof(window), $"{nameof(window)} 不能为 null");
            }

            //确保在全屏模式并获取之前保存的状态
            if (window.GetValue(BeforeFullScreenWindowPlacementProperty) is WINDOWPLACEMENT placement
                && window.GetValue(BeforeFullScreenWindowStyleProperty) is WindowStyles style)
            {
                var hwnd = new WindowInteropHelper(window).Handle;

                if (hwnd == IntPtr.Zero)
                {
                    // 句柄为 0 只有两种情况：
                    //  1. 虽然窗口已进入全屏，但窗口已被关闭；
                    //  2. 窗口初始化前，在还没有调用 StartFullScreen 的前提下就调用了此方法。
                    // 所以，直接 return 就好。
                    return;
                }


                var hwndSource = HwndSource.FromHwnd(hwnd);

                //去除hook
                hwndSource.RemoveHook(KeepFullScreenHook);

                //恢复保存的状态
                //不要改变Style里的WS_MAXIMIZE，否则会使窗口变成最大化状态，但是尺寸不对
                //也不要设置回Style里的WS_MINIMIZE,否则会导致窗口最小化按钮显示成还原按钮
                Win32.User32.SetWindowLongPtr(hwnd, GetWindowLongFields.GWL_STYLE,
                    (IntPtr) (style & (~(WindowStyles.WS_MAXIMIZE | WindowStyles.WS_MINIMIZE))));

                if ((style & WindowStyles.WS_MINIMIZE) != 0)
                {
                    //如果窗口进入全屏前是最小化的，这里不让窗口恢复到之前的最小化状态，而是到还原的状态。
                    //大多数情况下，都不期望在退出全屏的时候，恢复到最小化。
                    placement.ShowCmd = Win32.ShowWindowCommands.SW_RESTORE;
                }

                if ((style & WindowStyles.WS_MAXIMIZE) != 0)
                {
                    //提前调用 ShowWindow 使窗口恢复最大化，若通过 SetWindowPlacement 最大化会导致闪烁，只靠其恢复 RestoreBounds.
                    Win32.User32.ShowWindow(hwnd, Win32.ShowWindowCommands.SW_MAXIMIZE);
                }

                Win32.User32.SetWindowPlacement(hwnd, ref placement);

                if ((style & WindowStyles.WS_MAXIMIZE) ==
                    0) //如果窗口是最大化就不要修改WPF属性，否则会破坏RestoreBounds，且WPF窗口自身在最大化时，不会修改 Left Top Width Height 属性
                {
                    if (Win32.User32.GetWindowRect(hwnd, out var rect))
                    {
                        //不能用 placement 的坐标，placement是工作区坐标，不是屏幕坐标。

                        //确保窗口的 WPF 属性与 Win32 位置一致
                        var logicalPos =
                            hwndSource.CompositionTarget.TransformFromDevice.Transform(
                                new System.Windows.Point(rect.Left, rect.Top));
                        var logicalSize =
                            hwndSource.CompositionTarget.TransformFromDevice.Transform(
                                new System.Windows.Point(rect.Width, rect.Height));
                        window.Left = logicalPos.X;
                        window.Top = logicalPos.Y;
                        window.Width = logicalSize.X;
                        window.Height = logicalSize.Y;
                    }
                }

                //重新启用 DWM 过渡动画 忽略返回值，若DWM关闭不做处理
                Win32.Dwmapi.DwmSetWindowAttribute(hwnd, DWMWINDOWATTRIBUTE.DWMWA_TRANSITIONS_FORCEDISABLED, 0,
                    sizeof(int));

                //删除保存的状态
                window.ClearValue(BeforeFullScreenWindowPlacementProperty);
                window.ClearValue(BeforeFullScreenWindowStyleProperty);
            }
        }

        /// <summary>
        /// 确保窗口全屏的Hook
        /// 使用HandleProcessCorruptedStateExceptions，防止访问内存过程中因为一些致命异常导致程序崩溃
        /// </summary>
        [HandleProcessCorruptedStateExceptions]
        private static IntPtr KeepFullScreenHook(IntPtr hwnd, int msg, IntPtr wParam, IntPtr lParam, ref bool handled)
        {
            //处理WM_WINDOWPOSCHANGING消息
            const int WINDOWPOSCHANGING = 0x0046;
            if (msg == WINDOWPOSCHANGING)
            {
                try
                {
                    //得到WINDOWPOS结构体
                    var pos = (WindowPosition) Marshal.PtrToStructure(lParam, typeof(WindowPosition));

                    if ((pos.Flags & WindowPositionFlags.SWP_NOMOVE) != 0 &&
                        (pos.Flags & WindowPositionFlags.SWP_NOSIZE) != 0)
                    {
                        //既然你既不改变位置，也不改变尺寸，我就不管了...
                        return IntPtr.Zero;
                    }

                    if (Win32.User32.IsIconic(hwnd))
                    {
                        // 如果在全屏期间最小化了窗口，那么忽略后续的位置调整。
                        // 否则按后续逻辑，会根据窗口在 -32000 的位置，计算出错误的目标位置，然后就跳到主屏了。
                        return IntPtr.Zero;
                    }

                    //获取窗口现在的矩形，下面用来参考计算目标矩形
                    if (Win32.User32.GetWindowRect(hwnd, out var rect))
                    {
                        var targetRect = rect; //窗口想要变化的目标矩形

                        if ((pos.Flags & WindowPositionFlags.SWP_NOMOVE) == 0)
                        {
                            //需要移动
                            targetRect.Left = pos.X;
                            targetRect.Top = pos.Y;
                        }

                        if ((pos.Flags & WindowPositionFlags.SWP_NOSIZE) == 0)
                        {
                            //要改变尺寸
                            targetRect.Right = targetRect.Left + pos.Width;
                            targetRect.Bottom = targetRect.Top + pos.Height;
                        }
                        else
                        {
                            //不改变尺寸
                            targetRect.Right = targetRect.Left + rect.Width;
                            targetRect.Bottom = targetRect.Top + rect.Height;
                        }

                        //使用目标矩形获取显示器信息
                        var monitor = Win32.User32.MonitorFromRect(targetRect, MonitorFlag.MONITOR_DEFAULTTOPRIMARY);
                        var info = new MonitorInfo();
                        info.Size = (uint) Marshal.SizeOf(info);
                        if (Win32.User32.GetMonitorInfo(monitor, ref info))
                        {
                            //基于显示器信息设置窗口尺寸位置
                            pos.X = info.MonitorRect.Left;
                            pos.Y = info.MonitorRect.Top;
                            pos.Width = info.MonitorRect.Right - info.MonitorRect.Left;
                            pos.Height = info.MonitorRect.Bottom - info.MonitorRect.Top;
                            pos.Flags &= ~(WindowPositionFlags.SWP_NOSIZE | WindowPositionFlags.SWP_NOMOVE |
                                           WindowPositionFlags.SWP_NOREDRAW);
                            pos.Flags |= WindowPositionFlags.SWP_NOCOPYBITS;

                            if (rect == info.MonitorRect)
                            {
                                var hwndSource = HwndSource.FromHwnd(hwnd);
                                if (hwndSource?.RootVisual is Window window)
                                {
                                    //确保窗口的 WPF 属性与 Win32 位置一致，防止有逗比全屏后改 WPF 的属性，发生一些诡异的行为
                                    //下面这样做其实不太好，会再次触发 WM_WINDOWPOSCHANGING 来着.....但是又没有其他时机了
                                    // WM_WINDOWPOSCHANGED 不能用 
                                    //（例如：在进入全屏后，修改 Left 属性，会进入 WM_WINDOWPOSCHANGING，然后在这里将消息里的结构体中的 Left 改回，
                                    // 使对 Left 的修改无效，那么将不会进入 WM_WINDOWPOSCHANGED，窗口尺寸正常，但窗口的 Left 属性值错误。）
                                    var logicalPos =
                                        hwndSource.CompositionTarget.TransformFromDevice.Transform(
                                            new System.Windows.Point(pos.X, pos.Y));
                                    var logicalSize =
                                        hwndSource.CompositionTarget.TransformFromDevice.Transform(
                                            new System.Windows.Point(pos.Width, pos.Height));
                                    window.Left = logicalPos.X;
                                    window.Top = logicalPos.Y;
                                    window.Width = logicalSize.X;
                                    window.Height = logicalSize.Y;
                                }
                                else
                                {
                                    //这个hwnd是前面从Window来的，如果现在他不是Window...... 你信么
                                }
                            }

                            //将修改后的结构体拷贝回去
                            Marshal.StructureToPtr(pos, lParam, false);
                        }
                    }
                }
                catch
                {
                    // 这里也不需要日志啥的，只是为了防止上面有逗比逻辑，在消息循环里面炸了
                }
            }

            return IntPtr.Zero;
        }
    }
}