WPF學習筆記 - 5. DependencyProperty

依賴屬性並不是一種語言層面的 "屬性"，而是一種 WPF 提供的 "功能"。它在 CLR Property 的基礎上封裝了一些內在的行為，使得基於聲明式的 XAML 具備更強大的動作操控能力，很顯然這比使用程序設計代碼編寫行為事件要簡便和自然得多。

依賴屬性的特點：

(1) 使用高效的稀疏存儲系統，這意味著在不設置本地值的情況下，所有同類型對象的依賴屬性都將共享默認設置，大大節約內存開銷。

(2) 依賴屬性具備變更通知(Change Notification)能力，當屬性值發生變化時，可以通過預先注冊的元數據信息觸發聯動行為。

(3) 依賴屬性可以從其在樹中的父級繼承屬性值。

(4) 依賴屬性可以依據優先級從多個提供程序中獲取最終值。

1. 依賴屬性實現

依賴屬性的實現很簡單：

(1) 所在類型繼承自 DependencyObject，幾乎所有的 WPF 控件都間接繼承自該類型。

(2) 使用 public static 聲明一個 DependencyProperty，該字段才是真正的依賴屬性 (字段)。

(3) 在靜態構造中完成依賴屬性的元數據注冊，並獲取對象引用。

(4) 提供一個依賴屬性的實例化包裝屬性。注意使用 DependencyObject 相關方法作為讀取/訪問器。

public　class　MyClass　:　DependencyObject
{
　　public　static　readonly　DependencyProperty　TestProperty;
　　static　MyClass()
　　{
　　　　TestProperty　=　DependencyProperty.Register("Test",　typeof(string),　typeof(MyClass),
　　　　　　new　PropertyMetadata("Hello,　World!",　OnTestChanged));
　　}
　　private　static　void　OnTestChanged(DependencyObject　o,　DependencyPropertyChangedEventArgs　e)
　　{
　　　　
　　}
　　public　string　Test
　　{
　　　　get　{　return　(string)GetValue(TestProperty);　}
　　　　set　{　SetValue(TestProperty,　value);　}
　　}
}

提示: 在 VS2008 中可以使用 "propdp + TAB" 快速生成依賴屬性代碼。

2. 變更通知

當依賴屬性值發生變化時，WPF 會通過預先注冊的元數據 (Metadata) 信息完成某些 "關聯行為" 調用。這樣我們就可以在 XAML 的聲明中完成行為控制，比如開始或停止動畫。

我們試著將上面我們創建的自定義依賴屬性作為源綁定給相關控件。

public　partial　class　Window1　:　Window
{
　　MyClass　o;
　　public　Window1()
　　{
　　　　InitializeComponent();
　　　　o　=　new　MyClass();
　　　　var　binding　=　new　Binding("Test")　{　Source　=　o,　Mode　=　BindingMode.TwoWay　};
　　　　this.textBox1.SetBinding(TextBox.TextProperty,　binding);
　　}
　　private　void　btnTest_Click(object　sender,　RoutedEventArgs　e)
　　{
　　　　o.Test　=　DateTime.Now.ToString();
　　}
}

窗體初始化時，textBox1.Text 自動綁定為 MyClass.TestProperty 的默認值 "Hello, World!" (參考 MyClass 靜態構造的元數據注冊代碼)。每當我們單擊按鈕修改依賴屬性(o.Test)時，textBox1.Text 都將自動同步更新，這就是依賴屬性的行為方式。當然，我們還應該提供一個完全基於 XAML 的聲明方式演示，而不是上面的 C# 代碼。

<Window　x:Class="Learn.WPF.Window1"
　　xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
　　xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
　　Title="Window1">
　　<Grid>
　　　　<TextBox　x:Name="textBox1"　/>
　　　　<Label　x:Name="label1"　Content="{Binding　ElementName=textBox1,　Path=Text}"　/>
　　</Grid>
</Window>

label1.Content 綁定到 textBox1.Text 這個依賴屬性上，每當我們修改 textBox1.Text 時，label1.Content 都會保持同步修改，這些動作無需我們編寫任何代碼。很顯然，這大大簡化了 XAML 的行為控制能力，尤其是對所謂富功能 (Rich functionality) 的控制。

WPF 提供了一種稱之為 "觸發器(Trigger)" 的機制來配合依賴屬性工作，我們用一個簡單的屬性觸發器看看效果。

<Window　x:Class="Learn.WPF.Window1"
　　xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
　　xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
　　Title="Window1">
　　<Grid>
　　　　<Button　x:Name="btnTest">
　　　　　　<Button.Style>
　　　　　　　　<Style　TargetType="{x:Type　Button}">
　　　　　　　　　　<Style.Triggers>
　　　　　　　　　　　　<Trigger　Property="IsMouseOver"　Value="True">
　　　　　　　　　　　　　　<Setter　Property="Foreground"　Value="Red"　/>
　　　　　　　　　　　　</Trigger>
　　　　　　　　　　</Style.Triggers>
　　　　　　　　</Style>
　　　　　　</Button.Style>
　　　　</Button>
　　</Grid>
</Window>

當依賴屬性 Button.IsMouseOver 發生變化時 (== True)，將導致觸發器執行，設置 Foreground=Red。很顯然這比我們處理 MouseEnter 事件要簡單得多，關鍵是 UI 設計人員無需編寫代碼即可得到所需的效果。除了屬性觸發器外，WPF 還提供了數據觸發器和事件觸發器。

3. 屬性值繼承

此繼承非 OOP 上的繼承，它的本意是父元素的相關設置會自動傳遞給所有層次的子元素 (元素可以從其在樹中的父級繼承依賴項屬性的值)。其實很簡單也很熟悉，當我們修改窗體父容器控件的字體設置時，所有級別的子控件都將自動使用該字體設置 (未做自定義設置)，相信你在 WinForm 中已經使用過了。

<Window　x:Class="Learn.WPF.Window1"
　　xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
　　xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
　　Title="Window1"　FontSize="20">
　　<Grid>
　　　　<TextBox　x:Name="textBox1"　/>
　　　　<Label　x:Name="label1"　Content="Hello,　World!"　/>
　　　　<Button　x:Name="btnTest"　Content="Test"　/>
　　</Grid>
</Window>

Window.FontSize 設置會影響所有的內部元素字體大小，這就是所謂的屬性值繼承。當然，一旦子元素提供了顯式設置(比如下例中的 label1.FontSize)，這種繼承就會被打斷。

<Window　x:Class="Learn.WPF.Window1"
　　xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
　　xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
　　Title="Window1"　FontSize="20">
　　<Grid>
　　　　<TextBox　x:Name="textBox1"　/>
　　　　<Label　x:Name="label1"　Content="Hello,　World!"　FontSize="10"　/>
　　　　<Button　x:Name="btnTest"　Content="Test"　/>
　　</Grid>
</Window>

注意並不是所有的依賴屬性都會繼承父元素的設置。

4. 多提供程序優先級

WPF 允許我們可以在多個地方設置依賴屬性的值，這的確很方便，但也問題也不少。比如下面的例子中，我們在三個地方設置了按鈕的背景顏色，只是最後哪個會起作用呢？

<Button　x:Name="button1"　Background="Red">
　　<Button.Style>
　　　　<Style　TargetType="{x:Type　Button}">
　　　　　　<Setter　Property="Background"　Value="Green"/>
　　　　　　<Style.Triggers>
　　　　　　　　<Trigger　Property="IsMouseOver"　Value="True">
　　　　　　　　　　<Setter　Property="Background"　Value="Blue"　/>
　　　　　　　　</Trigger>
　　　　　　</Style.Triggers>
　　　　</Style>
　　</Button.Style>
　　Click
</Button>

確切的答案是 "<Button Background='Red'>" 起作用了，為什麼呢？因為 WPF 內在的優先級規則決定了 "本地值" 優先級別最高。

本地值 > 樣式觸發器 > 模板觸發器 > 樣式設置程序 > 主題樣式觸發器 > 出題樣式設置程序 > 屬性值繼承 > 默認值

這樣的一個過程被稱之為 "基礎值判斷"。我們需要特別說名一下，所謂本地值是指我們直接或間接調用了 DependencyObject.SetValue，也就是顯示設置了依賴屬性的值。我們可以用下面這樣的代碼清除本地值設置。

this.button1.ClearValue(Button.BackgroundProperty);

雖然我們獲取了基礎值，但事情並沒有結束，接下來有幾個更厲害的選手出場，他們的優先級別更高，依賴屬性必須一一過關才算最後確定下來。

基礎值判斷 -> 表達式計算 -> 應用動畫 -> 限制(Coerce) -> 驗證 -> 最終結果

(1) 驗證是指我們注冊依賴屬性所提供的 ValidateValueCallback 委托方法，它最終決定了屬性值設置是否有效；

(2) 限制則是注冊時提供的 CoerceValueCallback 委托，它負責驗證屬性值是否在允許的限制范圍之內，比如大於等於 9 小於等等 100；

(3) 動畫是一種特殊行為，它的優先級高於基礎設置也能理解；

(4) 如果依賴屬性值是計算表達式 (System.Windows.Expression，比如前面示例中的綁定語法)，那麼 WPF 會嘗試 "計算" 表達式的結果。

(5) 基礎值就是上面提供的那些顯示設置，它的優先級比較好確定。

5. 附加屬性

附加屬性是一種特殊的依賴屬性，它看上去頗為古怪，尤其是對我們這些熟悉了面向對象規則的程序員而言。看下面的例子。

<DockPanel>
　　<CheckBox　DockPanel.Dock="Top">Hello</CheckBox>
</DockPanel>

DockPanel.Dock 是 DockPanel 中定義的依賴屬性，但卻出現在子元素的聲明上，看上去很詭異。

<StackPanel　TextElement.FontSize="30"　TextElement.FontStyle="Blod">
　　<Button>Help</Button>
　　<Button>OK</Button>
</StackPanel>

TextElement.FontSize, TextElement.FontStyle 既不屬於 StackPanel，也不屬於 Button，但卻能完成元素樹的字體定義。

附加屬性嚴格來說是一個 XAML 概念，依賴屬性是 WPF 概念。附加屬性通常用於界面元素的布局設置。這樣一種特殊的擴展機制，使得父元素可以將一些自定義設置傳遞給所有子元素，而無需要求子元素必須具備相同的依賴屬性。這種應用方式有點擴展方法的意思，初次接觸時的確不太好理解。