從零打造 C# 富文本編輯器：架構設計、文件物件模型、排版引擎與 VBA 整合完整指南

開發類 Word 的富文本編輯器遠比想像複雜，涉及文件格式、儲存、物件模型、排版、繪製、輸入法、VBA 等多重挑戰。本文系統闡述核心架構設計與關鍵技術實作。

核心挑戰

• 文件格式定義：文字/二進制、資訊單元結構
• 儲存系統抽象：檔案、資料庫、網路統一介面
• 文件物件模型 (DOM)：將文件轉為物件樹維護
• 排版引擎：段落換行、座標計算、右邊緣對齊
• 繪製系統：GDI+ 螢幕/列印統一、閃爍優化
• 環境訊息處理：滑鼠鍵盤、剪貼板、選取區域
• VBA 整合：腳本引擎、事件模型、全域物件

文件物件模型架構

基礎元素 TextElement

所有文件物件基類，定義虛擬成員：

• 幾何屬性：Left, Top, Width, Height, RealLeft, RealTop
• 核心方法：RefreshSize, RefreshView, HandleMouseDown/Move/Up
• 序列化：FromXML, ToXML

容器元素 TextContainer

繼承 TextElement，管理子元素集合：

• 子元素管理：ChildElements, AppendChild, RemoveChild, InsertBefore
• 特殊尾端元素處理：AddLastElement, IsLastElement
• 排版核心：RefreshLine 分行處理

文件行 TextLine

保存分行資訊：LineSpacing, Elements, FirstElement, LastElement, RealLeft/Top, Container, ContentWidth

分行演算法流程

1. 清空行集合，設定參與分行元素
2. 遍歷元素累加寬度，超過顯示寬度或強制換行則結束當前行
3. 行首/行尾禁用字元檢查（標點符號禁則處理）
4. 死循環偵測與防護
5. 右邊緣對齊：寬度差均勻分配至元素間距（WidthFix）
6. 垂直對齊：以最高元素為基準計算頂端座標
7. 計算行座標，建立元素視圖區絕對座標
8. 重繪區域優化：比較新舊外接矩形，最小化重繪

文件與內容管理

• TextDocument：根物件，提供刪除、複製貼上、動作管理
• Content：管理所有元素、插入點（SelectStart, SelectLength）、游標移動、選取優化

動作模式解耦操作邏輯

參考 SharpDevelop 設計，定義 EditorAction 基類：

public abstract class EditorAction {
    public Keys HotKey; public string ActionName { get; }
    public virtual bool IsEnable { get; }
    public abstract void Execute();
    public TextDocument OwnerDocument { get; set; }
}

TextDocument.Actions 集中管理所有動作，熱鍵觸發自動分發，支援擴充與個人化熱鍵。

剪貼板多格式支援

• 同時寫入純文字與自訂 XML 格式
• 貼上時優先嘗試解析 XML 保留完整格式，退而求其次用純文字

VBA 腳本引擎整合

• 基於 Microsoft.VisualBasic.Vsa.VsaEngine 實作
• 動態產生 document.all 物件（Reflection.Emit），支援依名稱存取元素
• 實作 IVsaSite 提供全域物件：document, eventobj, dbconnection, vbsystem
• 事件模擬：元素 onchange 對應腳本 元素名_OnChange 程序

資料庫存取抽象：兩層半架構

• 實作 System.Data 介面（IDbConnection, IDbCommand, IDataReader）
• 客戶端透過 HTTP POST 送 SQL 至伺服器頁面
• 伺服器端（JSP/PHP/ASP.NET）執行 SQL 回傳結果
• 統一介面消除 C/S 與 B/S 架構差異

繼承元素實作範例

• TextChar：基本字元，MeasureString 計算寬度
• TextCharTab：製表符，動態計算寬度對齊
• TextParagraph：段落符號，保存對齊資訊
• TextLineEnd：軟換行符號
• TextImage：圖片物件，Base64 序列化 XML
• TextObject：可擴充物件基類（圖表、OLE 等）

UI 控制點與游標管理

• 8 個控制點（內/外模式）動態調整物件大小
• Win32 API WaitMessage/PeekMessage/GetMessage 實作橡皮筋拖曳
• Win32 API CreateCaret/SetCaretPos/ShowCaret/HideCaret 管理游標
• ImmSetCompositionWindow 讓輸入法視窗跟隨游標移動

打造專業級編輯器需投入數萬行程式碼，核心在於扎實的 DOM 架構、高效排版引擎與極致的繪製優化。