数据、视效与行为

数据

• WPF 中的对象，我觉得大致可以分为两类，一个是前台对象，一个是后台对象，前台对象指的就是 View，后台对象指的就是 ViewModel，View 对象又分为 xaml 状态和 cs 状态，本质是一个 partial 类。
• ViewModel 对象与 View 中的对象是相互独立的，因此需要借助一些手段来让他们关联起来

Resources

• Resources 相当于你当前这个对象下的一个仓库，本质类似于一个 Dictionary，你在其中设置的对象本质就是你实例化了一个对象，然后将其放入了 Dictionary 中
• 当你通过 {StaticResource} 或 {DynamicResource} 去访问时，就会自动去查找最近（父子关系下）的 Resources，如果找不到，就继续往外找，直到找到 APP 对象为止

Binding

• 在 WPF 中，可以通过 “Binding” 机制，来实现将两个数据关联起来，这两个数据既可以是 View 与 ViewModel 之间，也可以是 View 内部的两个对象中的两个属性，并且根据被绑定对象的特点，还能够实现单向通知以及双向通知功能

• 关联机制主要需要注意以下四点

  • 目标（Target）：UI 元素的依赖属性（如 TextBox.Text、Button.Content）
  • 源（Source）：提供数据的对象，通常就是 DataContext
  • 路径（Path）：指定要绑定到源对象中的哪个属性（如 Person.Name）
  • 绑定模式（Mode）：决定数据流动方向（OneWay、TwoWay、OneTime 等）

• Binding 可以通过以下几种方式选择 Source

  • DataContext：这算是一种保底机制，当没有显式指定 Source 时，Binding 会以当前对象或其视觉树外层对象的 DataContext 为目标 Path 的 Source（注意，这里表明了如果没有显式设置 Source，则默认也是去找 DataContext，而不是去找对象自己身上的属性）
  • Source：可以通过设置 Source 属性显式绑定一个对象，这个对象可以是在 Resources 中设置好的某个实例，也可以是通过 {x: Static } 直接绑定一个静态对象（静态字段、枚举值等）
  • RelativeSource：这是一种以相对关系去设置 Source 的方法，常用方式有以下三种
    • Self：以当前对象自己为 Source
    • FindAncestor：向上查找某个特定类型的对象作为 Source
    • TemplatedParent：以应用了此模版的对象为 Source
  • ElementName：显式指定某个设置了特定 Name 的对象作为 Source
  • XPath：当数据源为 XML 时，可以使用的特殊用法
  • Reference：某些情况下，当目标对象不在可视化树内时，可能需要通过其和 DataProxy 来进行绑定
  • 特殊情况：当父对象是 ListBox 之类的可以设置 ItemSource 的对象时，每个 Item 它们的 Source 默认是这个 ItemSource 中的每个对象

• 可视化树机制：这一点就类似 PhotoShop 之类的图像编辑器中的图层机制一样，WPF 默认有个主可视化树，除此之外，像 Popup, ContextMenu, AdornerLayer 等都会形成各自的可视化树（也就类似于其他图层）

• 绑定限制：

  • 像是 RelativeSource 和 ElementName 查找元素时，都会受到可视化树的限制，前者是因为依赖于可视化树的层级结构，当元素不在同一可视化树中时，自然无法通过层级结构查找到，而后者则是受到 NameScope 的影响，一个元素在注册 x:Name 时，本质是注册到当前可视化树的 NameScope 下，因此不同可视化树中无法访问到对方，但是 x:Reference 由于是解析 xaml 时读取，因此不受 NameScope 影响

• 默认值与异步加载：在 Binding 中，可以通过 FallbackValue 来为目标属性规定一个源属性未绑定成功或未加载完成（可能此值是需要异步请求的值）时默认显示的值；当 FallbackValue 还无法满足需求时，可以使用 PriorityBinding 来实现优先级绑定，它会从上到下找到第一个可取值的值作为当前目标属性的值，而无视优先级更低的那些值

• 值转换器（Converter）：用于在源值和目标值之间进行类型转换，类需要实现 IValueConveter 来实现不同类型的源属性与目标属性之间的相互转化，如果需要避免重复在 Resource 中实现转换实例，可以考虑直接建立一个静态实例

• UpdateSourceTrigger​：用于控制当数据从视图变化传输回 ViewModel 时，它的触发时机​，它有以下四个值

  • PropertyChanged：当属性发生变化时立刻变化
  • LostFocus：当控件失去焦点时才变化
  • Explicit：不自动更新，需要在代码中通过 BindingExpression.UpdateSource() 手动触发更新
  • Default：默认值，大部分可编辑控件是 LostFocus，少部分例如滑动条之类的控件默认为 PropertyChanged

• 验证与错误处理

  • ValidationRules：通过继承一个 ValidationRule 类来实现验证方法，简单，但是只能返回一个错误
  • INotifyDataErrorInfo：通过实现 INotifyDataErrorInfo 接口，能支持复杂的验证逻辑，返回多个错误，但是较为复杂，且 Binding 时需要注意将 ValidatesOnNotifyDataErrors 设为 True
  • IDataErrorInfo：也是一个错误接口，比较老的一种实现方法，目前不用，需要将 ValidatesOnDataErrors 设为 True
  • ValidatesOnExceptions：设为 True 时支持将 setter 中抛出的异常作为错误处理
  • 可以将 NotifyOnValidationError 设为 True，此时遇到错误时，会触发 Validation.Error 事件，如果为其绑定处理逻辑，即可进行一些想要的做（如禁止按钮点击等）

• 多绑定

  • 多绑定需要实现 IMultiValueConverter 接口的来决定如何组合多个绑定对象以及输出什么结果

• 绑定调试：可以通过在 Binding 时设置 PresentationTraceSources.TraceLevel 以及对应等级 None, Low, Medium, High 来在输出窗口中显示绑定时的错误信息

• BindingExpression：它是 Binding 对象在代码中的一个具象对象表示，通常通过 控件.GetBindingExpression() 拿到它，你可以通过它来实现 UpdateSource() 或 UpdateTarget() 来推送给源或目标绑定对象，也可以通过它拿到 ResolvedSource 或 ResolvedSourceProperty ，当然，非必要的情况下不推荐直接操作它以免打破 Mvvm 自动绑定与更新；你可以通过在代码中尝试拿到它来判断是否绑定成功

  • Binding 的本质可以说是由 BindingExpression 持有源对象和目标对象，并且订阅两者中对应的CLR/动态/依赖属性与依赖属性的值变化事件，在收到其中一方的事件时，去修改另一方

  // ViewModel中的代码
  private string _name;
  public string Name
  {
      get => _name;
      set
      {
          if (_name != value)
          {
              _name = value;
              // 关键：触发事件并携带属性名
              PropertyChanged?.Invoke(this, new PropertyChangedEventArgs(nameof(Name)));
          }
      }
  }
  
  // View 伪代码：WPF内部近似逻辑
  void OnPropertyChanged(object sender, PropertyChangedEventArgs e)
  {
      if (e.PropertyName == "Name") // 检查是否是绑定的属性
      {
          // 重新获取值并更新UI
          var newValue = ((ViewModel)sender).Name;
          TextBlock.SetCurrentValue(TextBlock.TextProperty, newValue);
      }
  }
  

  • 关于 BindingExpression 是如何找到源对象和目标对象的属性并获取与修改它们的，首先，目标对象由于必须是依赖属性，所以可以很轻松的通过 DepandencyObject.GetValue(TargetDP) 和 DependencyObject.SetValue(TargetDP, value) 的方式去处理，而对于 CLR 属性 和动态属性（如 dynamic），则一般会通过反射的方式拿到 getter 和 setter，并且为了优化考虑，还会使用 Expression Trees 或 ILGenerator 动态生成代码，将之前拿到的 getter 和 setter 转换为委托并缓存起来，此时再次访问时就相当于 (object instance) => ((User)instance).Name;

属性

• WPF 中的属性大致分为三类：
  • 普通属性：既对象身上的属性，一般来说对 WPF 特有功能支持有限，例如数据绑定、样式、动画、属性继承等
  • 依赖属性：一种拓展过的属性，支持了更多的 WPF 功能，使用 DependencyProperty.Register 注册到系统内，通过指定 ownType 能够控制哪些对象能够使用此依赖属性
  • 附加属性：属于依赖属性的一种，本质也是一种拓展过的属性，与依赖属性相比，它主要是用在非 own 的其他对象上
• 依赖属性相当于给一个对象增加一个属性，而附加属性相当于给对象增加一个标记
• 访问依赖属性时，可以直接像访问普通属性一样通过 . 进行访问，也可以通过 GetValue() 或 SetValue() 进行访问；访问附加属性时，需要通过 own 下的静态方法 SetXXX() 或 GetXXX() 进行访问
• 附加属性通常用来拓展行为，详情在 行为 一节中进行讨论

视效

• WPF 中的视觉效果主要通过控件身上的依赖属性以及其对应值决定

Style

• Style 是 WPF 中一种预定义的视效模板，它的本质也是一种对象
• Style 中可以指定 TargetTpye，以便在定义时，能够设定目标 Type 上的依赖属性值，此外在不定义 x:Key 此 Style 会自动成为隐式样式，默认应用于此作用域下的所有对应类型上

模板

• 可以通过模板来规划整个控件的显示结构，目前常见的模板有以下三种
  • ControlTemplate：彻底改变控件的视觉树结构， 让你能自定义整个控件的显示，其中有个很关键的子对象 ContentPresenter，用此对象能够规定控件中能够让外部定义的 “内容” 的所处区域，在 ControlTemplate 中，通常会使用到 TemplateBinding 来关联到 TargetType 上的依赖属性
  • DataTemplate：它的作用是指定被 Content 绑定的对象在界面中是如何显示的，相比于 ControlTemplate 只能适用于 ControlContent 及其派生类，它可以适用于任意对象；它通常应用于 ContentTemplate 或 ItemTemplate 属性；它也类似 Style，能够指定特定类型，它使用的关键字是 DataType，并且它在只使用 DataType 而不使用 x:Key 也能隐式应用于所有作用域下对应的实例对象
  • ItemsPanelTemplate：它主要用于 ItemsControl 派生类，用于规定这些集合类的子对象如何在界面上排布，应用于 ItemsPanel 属性
• ControlTemplate 中通常使用 TemplateBinding 关联控件的属性，而 DataTemplate 则更多是用 Binding 关联数据对象上的属性
  • ControlTemplate + TemplateBinding：关联控件自身的属性（模板→控件）。
  • DataTemplate + Binding：关联数据对象的属性（模板→数据）。