Rust UI开发（四）：iced中如何添加菜单栏（串口调试助手）

注：此文适合于对rust有一些了解的朋友
iced是一个跨平台的GUI库，用于为rust语言程序构建UI界面。
在这里插入图片描述
这是一个系列博文，本文是第四篇，前三篇链接：
1、Rust UI开发（一）：使用iced构建UI时，如何在界面显示中文字符
2、Rust UI开发（二）：iced中如何为窗口添加icon图标
3、Rust UI开发（三）：iced如何打开图片（对话框）并在窗口显示图片？

注：本篇是系列的第四篇，从本篇开始，将基于编写一个串口调试助手项目，以多个篇幅，来分别说明。
要编写一个调试助手，总的来说，可以分为UI设计、底层串口数据通讯、交互三个方面。
所以，此后数篇博文都将以“串口调试助手”项目为例，辅以各个功能的介绍说明如菜单栏如何创建、串口UI界面如何设计、串口通讯如何实现以及数据交互如何实现等，我希望最终能达到一个完整的可使用的以rust和iced为主要库构建的实例项目，可以实现与串口设备的通讯，至少能稳定实现数据交互。

本篇主要关注一个问题，就是菜单栏的创建，iced库中并没有包含menu部件，需要用到iced_aw库。github地址：
https://github.com/iced-rs/iced_aw
这是一个包含有许多额外部件的iced库，如颜色选择器、日期选择器、菜单、拆分、Tab组件等。

从本篇开始，将附加程序中用到的依赖项
Cargo.toml：

[dependencies]
iced.workspace=true
iced.features=["image","svg"]

iced_aw={ workspace=true, features = ["card","menu","quad","icon_text"] }
image.workspace=true
num-complex.workspace=true

[workspace.dependencies]
iced = "0.10"
iced_aw={ version = "0.7.0", default-features = false }

image="*"
num-complex="*"

项目文件结构：
在这里插入图片描述

实际效果预览：
在这里插入图片描述

声明：本篇参考iced_aw的官方关于menu的示例，但作了一些修改，以适应自定义项目的所需，所以，如果想要了解iced_aw源代码的，建议去参看官方示例。

关于iced如何构建窗口，以及窗口设置、图标设置等内容，可以看本系列前三篇，本篇主要实现这样的功能，创建菜单栏，当选择某个菜单项时，文本框中显示当前选择的菜单项名称。

菜单栏创建

1、添加依赖
参看前面的toml文件。

2、程序里导入


use iced_aw::menu::{menu_tree::MenuTree, CloseCondition, ItemHeight, ItemWidth, PathHighlight};
use iced_aw::quad;
use iced_aw::{helpers::menu_tree, menu_bar, menu_tree};

其中有一些是本篇内容没有用到的，删掉也可以，不删也没关系，不影响程序的测试。

3、menu部件创建
iced_aw的官方示例中，关于menu的创建，看起来比较复杂，原因是功能做的比较丰富，但如果不需要那么多功能，则可以对其进行修改。
官方示例程序，是层层递进的结构，并且写的复杂，是因为要设置菜单的样式、菜单的反馈对应的动作等。
但是，我们可以从简单的先来看，如果你只是要在窗口上实现一个菜单栏，那么：

menu_bar!(menu_tree!(button("文件")))

这个就可以实现，当然这样实现的菜单没有任何功能，也没有样式的变化。它就是在窗口创建了一个菜单项。
在这里插入图片描述
上图可以看到，这样创建的无样式的菜单项和旁边设置了主题样式的菜单项，有明显区别。
事实上，在这里的菜单项，就是一个个的按钮组成。通过设置按钮的样式，就可以改变菜单的样式。
所以，在官方示例中，是创建了一个ButtonStyle结构体：

struct ButtonStyle;

然后，将button部件的StyleSheet特性实现于创建的结构体ButtonStyle上：

impl button::StyleSheet for ButtonStyle {
    type Style = iced::Theme;

    //生成按钮的激活外观
    fn active(&self, style: &Self::Style) -> button::Appearance {
        button::Appearance {
            text_color: style.extended_palette().background.base.text,
            border_radius: [2.0; 4].into(),
            background: Some(Color::TRANSPARENT.into()),
            ..Default::default()
        }
    }

    //生成按钮的悬停外观
    fn hovered(&self, style: &Self::Style) -> button::Appearance {
        let plt = style.extended_palette();

        button::Appearance {
            background: Some(plt.primary.weak.color.into()),
            text_color: plt.primary.weak.text,
            border_radius:[6.0; 4].into(),                      //border_radius:倒角半径
            ..self.active(style)
        }
    }
}

上面的实现中，启用了button部件的active和hovered两个功能，这两个功能是当我们将鼠标放在按钮上悬停以及激活按钮时，按钮的样式会按照设定的程序来变化。可以看到，其中改变的是文本颜色、背景色以及部件的四边的倒角。
基于这个按钮样式数据ButtonStyle，我们可以创建一个基础按钮base_button：

//基础按钮
fn base_button<'a>(
    content: impl Into<Element<'a, Message, iced::Renderer>>,
    msg: Message,
) -> button::Button<'a, Message, iced::Renderer> {
    button(content)
        .padding([4, 8])
        .style(iced::theme::Button::Custom(Box::new(ButtonStyle {})))
        .on_press(msg)
}

在base_button的基础上，创建带标签按钮labeled_button：

//带标签按钮
fn labeled_button<'a>(label: &str, msg: Message) -> button::Button<'a, Message, iced::Renderer> {
    base_button(
        text(label)
            .width(Length::Fill)
            .height(Length::Fill)
            .vertical_alignment(alignment::Vertical::Center),
        msg,
    )
}

然后创建测试按钮debug_button：

//测试按钮
fn debug_button<'a>(label: &str) -> button::Button<'a, Message, iced::Renderer> {
    labeled_button(label, Message::InputChanged(label.into()))
}

最后，在菜单项中调用这个有样式设定的按钮即可：

fn debug_item<'a>(label: &str) -> MenuTree<'a, Message, iced::Renderer> {
    menu_tree!(debug_button(label).width(Length::Fill).height(Length::Fill))
}

以上，都是官方示例给出的步骤，它是用函数块的形势，将每一步分解，这样方便多次调用，以及对某个涉及到的项进行动态更改。
但是，如果你不想这样多次，就想一个函数实现菜单项功能，那么可以自己重新写一个函数：

///简单的菜单调用
fn menu_simple<'a>(label:&str,_app:&Counter)->MenuTree<'a,Message,iced::Renderer>{
    
    menu_tree( button("haha")
    .padding([4, 8])
    .style(iced::theme::Button::Custom(Box::new(ButtonStyle {})))
    .on_press(Message::InputChanged(label.into()))
        , vec![
            //debug_item("label"),
            menu_tree!(text("haha"))
        ]
        )
}

可以看到，在我们自定义的函数里，使用menu_tree，可以直接创建菜单和子菜单，但数量少时还可以，数量多了，写在一个函数里，就不太方便了。
在这里插入图片描述
这里，我们在自定义函数里只是简单的编写了一些程序，目的是演示，如果去编写实际项目，建议按照官方示例的模板，因为那样写比较有清晰的结构。

现在，我们了解如何创建菜单，接下来响应菜单。其实这里就比较容易了，因为菜单是由一个个button这样的小部件组成的，只需要监控小部件的触发函数，就可以在交互中传回消息。以我们自定义的函数为例，菜单中button的on_press函数，绑定了消息参数：InputChanged，InputChanged附带一个String类型的返回值。

button("haha")
    .padding([4, 8])
    .style(iced::theme::Button::Custom(Box::new(ButtonStyle {})))
    .on_press(Message::InputChanged(label.into())

在Updata函数里更新：

 Message::InputChanged(value) =>{
                self.value=value;
            }

这里的逻辑是，当菜单项的按钮点击时，InputChanged消息响应，返回当前的菜单项文本值，在update中，我们把文本值传给定义的数据value。而value被我们绑定到一个文本框：

text(format!("当前所选菜单是：{:?}",self.value)).size(20)

这样，当窗口启动后，我们只要点击当前菜单项，其名称就通过消息传递给文本框显示。
这其中关于Sandbox的窗口的update、view等函数就不细说了，前面的博文里已经有过说明。

需要注意的是，本篇是说明了如何创建菜单及如何简单的应答，关于详细的对应于“串口调试助手”实例的菜单的创建程序将在后面的篇章中说明，本文就到此了。

动态演示：
在这里插入图片描述

完整代码：
完整代码里有一些另外的数据和函数，是本篇未提及的，但不影响本篇内容的测试。另外，所有代码都是测试中的程序，所以可能会不够干净清晰。

use iced::widget::{button, column,row, text,combo_box,pick_list,svg};
use iced::{Alignment,theme, Element, Color,Sandbox,Length, Settings, alignment};
use iced::widget::Column;
use iced::Font;
use iced::font::Family;
use iced::window;
use iced::window::icon;

use iced_aw::menu::{menu_tree::MenuTree, CloseCondition, ItemHeight, ItemWidth, PathHighlight};
use iced_aw::quad;
use iced_aw::{helpers::menu_tree, menu_bar, menu_tree};

extern  crate image;
extern crate num_complex;

pub fn main() -> iced::Result {
    //Counter::run(Settings::default())             //此处为使用默认窗口设置 
    let ff="微软雅黑";                  //设置自定义字体

    //第二种获取rgba图片的方法，利用Image库
    let img2=image::open("../iced_test/img/img3.jpg");
    let img2_path=match  img2 {
        Ok(path)=>path,
        Err(error)=>panic!("error is {}",error),
    };
    let img2_file=img2_path.to_rgba8();
    let ico2=icon::from_rgba(img2_file.to_vec(), 64, 64);
    let ico2_file=match ico2{
        Ok(file)=>file,
        Err(error)=>panic!("error is {}",error),
    };
    Counter::run(Settings { 
        window:window::Settings{                    //设置自定义窗口尺寸
            size:(800,600),
            //icon:Some(ico_file),
            icon:Some(ico2_file),
            ..window::Settings::default()
        },
        default_font:Font{                          //设置自定义字体，用于显示中文字符
            family:Family::Name(ff),
            ..Font::DEFAULT},
        ..Settings::default()
    })
}
//创建结构体struct
struct Counter{
    value: String,
    value2:String,
    sli_value:f32,
    baudrates:combo_box::State<Baudrate>,
    selected_port:Option<Baudrate>,
    selected_baudrate:Option<Baudrate>,
    selected_databit:Option<Baudrate>,
    selected_pabit:Option<Baudrate>,
    selected_stopbit:Option<Baudrate>,
    text:String,
}

#[derive(Debug, Clone)]           //为下方的enum添加特性trait
enum Message {
    Showtext,
    InputChanged(String),
    SliderChanged(f32),
    Selected_port(Baudrate),
    Selected_baud(Baudrate),
    Selected_databit(Baudrate),
    Selected_pabit(Baudrate),
    Selected_stopbit(Baudrate),
    OptionHovered(Baudrate),
    Closed,
}

//sandbox是一个trait
impl Sandbox for Counter {             //impl将sandbox添加给Counter,使Counter具有了sandbox的一些特性
    type Message = Message;
    fn new() -> Self {                  //初始化sandbox，返回初始值
        Self { 
            value: String::new(),
            value2:String::new(),
            sli_value:0.0,
            baudrates: combo_box::State::new(Baudrate::BAUD.to_vec()),
            selected_port:None,
            selected_baudrate: None,
            selected_databit:None,
            selected_pabit:None,
            selected_stopbit:None,
            text: String::new(),
        }
    }

    fn title(&self) -> String {         //返回sandbox的标题
        String::from("iced_串口助手")
        //self.value.clone()
    }

    fn update(&mut self, message: Message) {        //此处书写更新逻辑程序，所有UI交互会在这里处理
       
        match message {
            Message::Showtext=> { 

                let ss=&self.value;         //新建一个value的引用
                self.value2=ss.to_string();          //将变量的引用字符化后传给value2
                    
            }
            Message::InputChanged(value) =>{
                self.value=value;
            }
            Message::SliderChanged(sli_value)=>{
                self.sli_value=sli_value;
            }
            Message::Selected_port(port)=>{
                self.selected_port=Some(port);
            }
            Message::Selected_baud(baudrate)=>{
                self.selected_baudrate=Some(baudrate);
                self.text=baudrate.hello().to_string();
            }
            Message::Selected_databit(databit)=>{
                self.selected_databit=Some(databit);
            }
            Message::Selected_pabit(pabit)=>{
                self.selected_pabit=Some(pabit);
            }
            Message::Selected_stopbit(stopbit)=>{
                self.selected_stopbit=Some(stopbit);
            }
            Message::OptionHovered(baudrate)=>{
                self.text=baudrate.hello().to_string();
            }
            Message::Closed=>{
                self.text = self.selected_baudrate.map(|baudrate| baudrate.hello().to_string())
                                                    .unwrap_or_default();
            }
                
        }
    }

    fn view(&self) -> Element<Message> {            
        //let ff="Microsoft YaHei"; 
        column![
            row![
                menu_bar!(
                    menu_1(self),menu_2(self),menu_group("工具",self),menu_group("帮助", self))//menu_3(self), menu_4(self))
                        .item_width(ItemWidth::Uniform(180))
                        .item_height(ItemHeight::Uniform(27)

                        ),
                //menu_bar!(menu_group(self)),
                menu_bar!(menu_tree!(button("文件"))),
                menu_bar!(menu_simple("简单",self))
            ]
            .spacing(20),
            //ser_group(self)
            text(format!("当前所选菜单是：{:?}",self.value)).size(20)
        
        ]
        .spacing(40)
        .padding(6)
        .into()
      
    }

}
///serial group 布局，
///将同一个布局集中在一个函数中，
///这是一种模块化编程
fn ser_group<'a>(_app:&Counter)-> Column<'a,Message>{
    column![
        row![
            text("端口：").size(16), 
            pick_list(&Baudrate::PORT[..],_app.selected_port,Message::Selected_port)
                .placeholder("port")
                .width(100),
            button("获取端口").on_press(Message::Showtext)
        ].spacing(10),
        row![
        text("波特率：").size(16), 
        pick_list(&Baudrate::BAUD[..],_app.selected_baudrate,Message::Selected_baud)
        .placeholder("baudrate")
        .width(100)
        ].spacing(10),
        row![
        text("数据位：").size(16), 
        pick_list(&Baudrate::DATABIT[..],_app.selected_databit,Message::Selected_databit)
        .placeholder("databit")
        .width(100)
        ].spacing(10),
        row![
            text("校验位：").size(16), 
            pick_list(&Baudrate::PABIT[..],_app.selected_pabit,Message::Selected_pabit)
            .placeholder("paritybit") 
            .width(100)
        ].spacing(10),
        row![
            text("停止位：").size(16), 
            pick_list(&Baudrate::STOPBIT[..],_app.selected_stopbit,Message::Selected_stopbit)
            .placeholder("stopbit") 
            .width(100)
        ].spacing(10),
        row![
            button(text("连接").horizontal_alignment(alignment::Horizontal::Center)
            .vertical_alignment(alignment::Vertical::Center))
            .width(80).height(40)
            .on_press(Message::Showtext),
            button(text("断开").horizontal_alignment(alignment::Horizontal::Center)
            .vertical_alignment(alignment::Vertical::Center))
            .width(80).height(40)
            .on_press(Message::Showtext)
            
        ].spacing(10),
                                        
    ]
    .spacing(16)
    .padding(16)
    .align_items(Alignment::Center)
    .into()

}

///自定义按钮样式，用于菜单栏使用
struct ButtonStyle;
//让ButtonStyle实现button的StyleSheet功能
impl button::StyleSheet for ButtonStyle {
    type Style = iced::Theme;

    //生成按钮的激活外观
    fn active(&self, style: &Self::Style) -> button::Appearance {
        button::Appearance {
            text_color: style.extended_palette().background.base.text,
            border_radius: [2.0; 4].into(),
            background: Some(Color::TRANSPARENT.into()),
            ..Default::default()
        }
    }

    //生成按钮的悬停外观
    fn hovered(&self, style: &Self::Style) -> button::Appearance {
        let plt = style.extended_palette();

        button::Appearance {
            background: Some(plt.primary.weak.color.into()),
            text_color: plt.primary.weak.text,
            border_radius:[6.0; 4].into(),                      //border_radius:四角倒圆半径
            ..self.active(style)
        }
    }
}

//基础按钮
fn base_button<'a>(
    content: impl Into<Element<'a, Message, iced::Renderer>>,
    msg: Message,
) -> button::Button<'a, Message, iced::Renderer> {
    button(content)
        .padding([4, 8])
        .style(iced::theme::Button::Custom(Box::new(ButtonStyle {})))
        .on_press(msg)
}
//带标签按钮
fn labeled_button<'a>(label: &str, msg: Message) -> button::Button<'a, Message, iced::Renderer> {
    base_button(
        text(label)
            .width(Length::Fill)
            .height(Length::Fill)
            .vertical_alignment(alignment::Vertical::Center),
        msg,
    )
}

//测试按钮
fn debug_button<'a>(label: &str) -> button::Button<'a, Message, iced::Renderer> {
    labeled_button(label, Message::InputChanged(label.into()))
}

//调试item
fn debug_item<'a>(label: &str) -> MenuTree<'a, Message, iced::Renderer> {
    menu_tree!(debug_button(label).width(Length::Fill).height(Length::Fill))
}

//定义子菜单样式，附加有箭头图标
fn sub_menu<'a>(
    label: &str,
    msg: Message,
    children: Vec<MenuTree<'a, Message, iced::Renderer>>,
) -> MenuTree<'a, Message, iced::Renderer> {
    let handle = svg::Handle::from_path("../iced_test/img/caret-right-fill.svg");
    let arrow = svg(handle)
        .width(Length::Shrink)
        .style(theme::Svg::custom_fn(|theme| svg::Appearance {
            color: Some(theme.extended_palette().background.base.text),
        }));

    menu_tree(
        base_button(
            row![
                text(label)
                    .width(Length::Fill)
                    .height(Length::Fill)
                    .vertical_alignment(alignment::Vertical::Center),
                arrow
            ]
            .align_items(iced::Alignment::Center),
            msg,
        )
        .width(Length::Fill)
        .height(Length::Fill),
        children,
    )
}


fn debug_sub_menu<'a>(
    label: &str,
    children: Vec<MenuTree<'a, Message, iced::Renderer>>,
) -> MenuTree<'a, Message, iced::Renderer> {
    sub_menu(label, Message::InputChanged(label.into()), children)
    //menu_tree!(debug_button(label).width(Length::Fill).height(Length::Fill))
}
fn menu_1<'a>(_app: &Counter) -> MenuTree<'a, Message, iced::Renderer> {

    let sub_1 = debug_sub_menu(
        "A sub menu",
        vec![
            debug_item("Item"),
            debug_item("Item"),
            //sub_2,
            debug_item("Item"),
            debug_item("Item"),
            debug_item("Item"),
        ],
    )
    .width(220);

    let root = menu_tree(
        debug_button("文件"),
        vec![
            debug_item("新建"),
            debug_item("打开文件"),
            sub_1,
            debug_item("打开文件夹"),
            debug_item("保存"),
            debug_item("关闭"),
        ],
    )
    .width(110);

    root
}
fn menu_2<'a>(_app: &Counter) -> MenuTree<'a, Message, iced::Renderer> {
    let sub_1 = debug_sub_menu(
        "A sub menu",
        vec![
            debug_item("Item"),
            debug_item("Item"),
            //sub_2,
            debug_item("Item"),
            debug_item("Item"),
            debug_item("Item"),
        ],
    )
    .width(220);

    let root = menu_tree(
        debug_button("通讯"),
        vec![
            debug_item("设置参数"),
            debug_item("连接"),
            sub_1,
            debug_item("断开"),
            debug_item("Item"),
            debug_item("Item"),
        ],
    )
    .width(110);

    root
}
//fn menu_3<'a>(_app: &Counter) -> MenuTree<'a, Message, iced::Renderer> {}
//fn menu_4<'a>(_app: &Counter) -> MenuTree<'a, Message, iced::Renderer> {}

///一个菜单的group
/// 
/// 
fn menu_group<'a>(label:&str,_app:&Counter)->MenuTree<'a,Message,iced::Renderer>{
    menu_tree(
        debug_button(label),
        vec![
            debug_item("关于"),
        ]
    )
}
///简单的菜单调用
fn menu_simple<'a>(label:&str,_app:&Counter)->MenuTree<'a,Message,iced::Renderer>{
    
    menu_tree( button("haha")
    .padding([4, 8])
    .style(iced::theme::Button::Custom(Box::new(ButtonStyle {})))
    .on_press(Message::InputChanged(label.into()))
        , vec![
            //debug_item("label"),
            menu_tree!(text("haha"))
        ]
        )
}
#[derive(Debug, Clone, Copy, PartialEq, Eq, Default)]
pub enum Baudrate{
    //port
    PortCOM0,
    //baudrate
    Rate9600,
    #[default]
    Rate19200,
    Rate38400,
    Rate57600,
    Rate115200,
    //databit
    Databit8,
    Databit7,
    Databit6,
    Databit5,
    //paritybit
    Pabitnone,
    Pabiteven,
    Pabitodd,
    Pabitspace,
    Pabitmark,
    //stopbit
    Stopbit1,
    Stopbit1dot5,
    Stopbit2,
}
impl Baudrate {
    const PORT:[Baudrate;1]=[
        Baudrate::PortCOM0,
    ];
    const BAUD: [Baudrate; 5] = [
        Baudrate::Rate9600,
        Baudrate::Rate19200,
        Baudrate::Rate38400,
        Baudrate::Rate57600,
        Baudrate::Rate115200,
    ];
    const DATABIT:[Baudrate;4]=[
        Baudrate::Databit8,
        Baudrate::Databit7,
        Baudrate::Databit6,
        Baudrate::Databit5,

    ];
    const PABIT:[Baudrate;5]=[
        Baudrate::Pabitnone,
        Baudrate::Pabiteven,
        Baudrate::Pabitodd,
        Baudrate::Pabitspace,
        Baudrate::Pabitmark,
    ];
    const STOPBIT:[Baudrate;3]=[
        Baudrate::Stopbit1,
        Baudrate::Stopbit1dot5,
        Baudrate::Stopbit2,
    ];

    fn hello(&self) -> &str {
        match self {

            Baudrate::PortCOM0=>"COM0",

            Baudrate::Rate9600 => "9600",
            Baudrate::Rate19200 => "9600",
            Baudrate::Rate38400=> "9600",
            Baudrate::Rate57600 => "9600",
            Baudrate::Rate115200 => "9600",
        
            Baudrate::Databit8=>"8",
            Baudrate::Databit7=>"7",
            Baudrate::Databit6=>"6",
            Baudrate::Databit5=>"5",

            Baudrate::Pabitnone=>"None",
            Baudrate::Pabiteven=>"Even",
            Baudrate::Pabitodd=>"Odd",
            Baudrate::Pabitspace=>"Space",
            Baudrate::Pabitmark=>"Mark",

            Baudrate::Stopbit1=>"1",
            Baudrate::Stopbit1dot5=>"1.5",
            Baudrate::Stopbit2=>"2",

        }
    }
}
impl std::fmt::Display for Baudrate {
    fn fmt(&self, f: &mut std::fmt::Formatter<'_>) -> std::fmt::Result {
        write!(
            f,
            "{}",
            match self {

                Baudrate::PortCOM0=>"COM0",

                Baudrate::Rate9600 => "9600",
                Baudrate::Rate19200 => "19200",
                Baudrate::Rate38400 => "38400",
                Baudrate::Rate57600 => "57600",
                Baudrate::Rate115200=> "115200",
             
                Baudrate::Databit8=>"8",
                Baudrate::Databit7=>"7",
                Baudrate::Databit6=>"6",
                Baudrate::Databit5=>"5",

                Baudrate::Pabitnone=>"None",
                Baudrate::Pabiteven=>"Even",
                Baudrate::Pabitodd=>"Odd",
                Baudrate::Pabitspace=>"Space",
                Baudrate::Pabitmark=>"Mark",

                Baudrate::Stopbit1=>"1",
                Baudrate::Stopbit1dot5=>"1.5",
                Baudrate::Stopbit2=>"2",
            }
        )
    }
}