【.NET 深呼吸】全代码编写WPF程序-每日快看
2023-06-15 18:18:27 来源:博客园

学习 Code 总有这样一个过程:入门时候比较依赖设计器、标记语言等辅助工具;等到玩熟练了就会发现纯代码写 UI 其实更高效。而且,纯代码编写也是最灵活的。Windows Forms 项目是肯定可以全代码编写的,哪怕你使用了设计器,它最后也是生成代码文件;而 WPF 就值得探索一下了。咱们知道,WPF 使用 XAML 标记来构建 UI 部分。由于 XAML 扩展了许多功能,用起来自然比 HTML 舒服。但是,老周向来不喜欢标记语言,这也是我向来不喜欢搞前端的原因。尽管某些前端框架模仿 WPF 也搞出数据绑定、MVVM、数据模板之类的名堂,也很难说用得特舒服。

有很多中小型项目都会把 Web 前端部分外包出去,尤其是给私人做——比如一两个人或两三个人做,也不外给其他公司做。有些人总以为前端很火(这里头媒体造势的功劳不小),可往深层一挖,那可不一定了。Web 其实只做了一套 UI 罢了,后端许多是通用模型,既可以和 Web 前端对接,也可以和桌面前端对接,B/S、C/S 通杀的项目也不少。


(资料图)

很多行业软件,如工业医疗,甚至财务、进销存等,还是用成熟的技术好,尤其是桌面技术体验更佳。当然有些行业软件也有 Web UI,纯辅助,一般就是看看报表看看大图查查订单而已。生产力悠关的东西,你还得相信桌面的魅力,娱乐相关的就随便。当然也有用 Web 技术开发桌面UI的框架,这些东西能用但效果不算好,尤其是性能。老周这里说的性能只是要求较宽的性能,而不是苛刻要求下的性能。啥意思呢,就是说用 Web 技术做桌面程序,存在性能问题不需要专用工具测,肉眼就能感觉到严重的性能问题了——吃内存特大,占CPU有亿点高(虽说占得不算恐怖)。这里所说的性能问题要排除 VS Code,因为这货是个奇葩,性能表现挺好。

许多人容易被表面现象迷惑,比如认为招聘信息多的就以为很吃香。那可不一定,有些技术,招聘少并不代表用的人少。老在招聘的顶多说明这些岗位流动性大,这个公司的员工热爱跳槽罢了。近年来 Python 被“利益携带体”们炒得可热了,甚至一些新手以为 Python 是刚出来的新语言。你想多了,就算没有 C 语言早(1972),那也是 80 年代末的东东了。我在学 Python 的时候,估计某些小菜鸟还没出生呢。不要听那些培训班胡说八道,它们的目的是你的钱包,而不是你的码农生涯,它们说话从来不需要负责的。如果你除了 Python 什么都不会的话,那除了会写点“脚毛”外,你什么也干不成。不管你想玩人工智障、视觉神经还是别的东西,你得掌握C语言,特别是想搞更底层的。只会 Py 没准连工作都难找,更别说年薪 500W 越南币了。

在你不知道的领域,你可曾想象,VB6、易语言、Delphi、MFC 还有不少人在用呢。告诉你个秘密,学好汇编可能更吃香,以后会这个的人更少了。信不信由你。当然,积极学习新东西是没错的,这也老周一向主张。不过,你同时得清楚,许多技术之间并不存在相互替代的关系,只不过是你做什么样的程序,就用什么样的技术罢了。比如这桌面程序,你不用纠结,很简单:考虑跨平台的,首选 Qt;仅考虑 Windows 的,那多了去,随便,当然,微软自家自然是最合适的。

可是,一些脑子太灵活的人又纠结了,我选了 Qt,那我用 Widgets 做还是用 QML 做?我选了.NET,那我用 Windows Forms 还是 WPF?还是 MAUI ?对于这种问题,老周送你一句:“像你们这种人是没法改变的,只有滚出码农界”。

好了,上面扯了几段“废腑”之话,回归正题,咱们讨论 WPF,老周这里说的是完全用代码写,指的是一行 XAML 都没有。当然,大伙伴们肯定说那没问题的。构建常规界面绝对行得通,但遇到像数据模板、控件模板、资源字典这些,就得费一点点代码。虽然网上能找到几位同道中人写的小作文,但要么版本太旧,要么过于粗糙。于是老周逮住了这个机会,可以瞎扯蛋一回了。

前文多次强调,咱们就纯代码写 WPF 的,无一行 XAML。所以,默认的 WPF 项目模板咱们就不用了。咱们用控制台应用的模板就行了。来,动手练习一下。

首先,创建一个控制台项目。

dotnet new console -n MyApp -o .

dotnet new 命令知道乎?嗯,用来创建项目的,然后是项目模板的名称,console 表示控制台应用程序。模板名字我记不住哟。记它干吗,执行一下下面这一句就能看各种模板了:

dotnet new list

这里你可别理解歪了,它不是说用名叫 list 的模板创建项目啊,list 是列出可用的项目模板。然后,你能得到这个表:

模板名                                   短名称               语言        标记---------------------------------------  -------------------  ----------  --------------------------------ASP.NET Core gRPC 服务                   grpc                 [C#]        Web/gRPCASP.NET Core Web API                     webapi               [C#],F#     Web/WebAPIASP.NET Core Web 应用                    webapp,razor         [C#]        Web/MVC/Razor PagesASP.NET Core Web 应用(模型-视图-控制器)  mvc                  [C#],F#     Web/MVCASP.NET Core 与 Angular                  angular              [C#]        Web/MVC/SPAASP.NET Core 与 React.js                 react                [C#]        Web/MVC/SPAASP.NET Core 空                          web                  [C#],F#     Web/EmptyBlazor Server 应用                       blazorserver         [C#]        Web/BlazorBlazor Server 应用空                     blazorserver-empty   [C#]        Web/Blazor/EmptyBlazor WebAssembly 应用                  blazorwasm           [C#]        Web/Blazor/WebAssembly/PWABlazor WebAssembly 应用空                blazorwasm-empty     [C#]        Web/Blazor/WebAssembly/PWA/Emptydotnet gitignore 文件                    gitignore                        ConfigDotnet 本地工具清单文件                  tool-manifest                    ConfigEditorConfig 文件                        editorconfig                     Configglobal.json file                         globaljson                       ConfigMSBuild Directory.Build.props 文件       buildprops                       MSBuild/propsMSBuild Directory.Build.targets 文件     buildtargets                     MSBuild/propsMSTest Test Project                      mstest               [C#],F#,VB  Test/MSTestMVC ViewImports                          viewimports          [C#]        Web/ASP.NETMVC ViewStart                            viewstart            [C#]        Web/ASP.NETNuGet 配置                               nugetconfig                      ConfigNUnit 3 Test Item                        nunit-test           [C#],F#,VB  Test/NUnitNUnit 3 Test Project                     nunit                [C#],F#,VB  Test/NUnitRazor 类库                               razorclasslib        [C#]        Web/Razor/LibraryRazor 组件                               razorcomponent       [C#]        Web/ASP.NETRazor 页面                               page                 [C#]        Web/ASP.NETWeb 配置                                 webconfig                        ConfigWindows 窗体应用                         winforms             [C#],VB     Common/WinFormsWindows 窗体控件库                       winformscontrollib   [C#],VB     Common/WinFormsWindows 窗体类库                         winformslib          [C#],VB     Common/WinFormsWPF 应用程序                             wpf                  [C#],VB     Common/WPFWPF 用户控件库                           wpfusercontrollib    [C#],VB     Common/WPFWPF 类库                                 wpflib               [C#],VB     Common/WPFWPF 自定义控件库                         wpfcustomcontrollib  [C#],VB     Common/WPFxUnit Test Project                       xunit                [C#],F#,VB  Test/xUnit协议缓冲区文件                           proto                            Web/gRPC接口                                     interface            [C#],VB     Common控制台应用                               console              [C#],F#,VB  Common/Console枚举                                     enum                 [C#],VB     Common类                                       class                [C#],VB     Common类库                                     classlib             [C#],F#,VB  Common/Library结构                                     struct,structure     [C#],VB     Common解决方案文件                             sln,solution                     Solution记录                                     record               [C#]        Common辅助角色服务                             worker               [C#],F#     Common/Worker/Web

咱们平常用得多的都是前几那几个,比如 mvc、web、wpf、classlib 等。我们在命令中引用的就是项目模板的短名称即可。比如控制台就是 console。

-n 参数指定项目的名称,我这里是“MyApp”,-o 参数指定项目存放目录,“.” 表示当前目录。

接下来要改一下项目文件(*.csproj)。

      Exe    net7.0-windows    enable    enable    true  

1、添加 MSBuild 属性 UseWPF,且设置为 true。有了这个你才能在项目中引用 WPF 有关的程序集。同理,如果要使用 Windows Forms,就将 UseWindowsForms 属性设置为 true。

2、TargetFramework 要在.NET版本后加上“-windows”,表示这是 Windows 平台特定的,Linux 上不可用的。类似的如 net7.0-android 等。

至于 OutputType 属性要不要改为 WinExe,.NET 5 以上是不需要的,它会自动判断启不启动控制台窗口。

好了,保存,关闭项目文件。可以写代码了。

在写代码前,咱们先理清楚一些核心对象的关系。你才会知道怎么写。Application 类是 WPF 程序启动的核心对象,通常表示该应用程序相关的初始化。所以,在 Main 方法中记得 new 一个。你可别太聪明,千万不要直接从Application.Current 静态属性来获取。因为这时应用程序还没初始化呢,Current 属性还是 null。Current 属性适合在项目的其他代码中方便访问 Application 对象而使用的。

如果你没别的东西初始化,那就调用 Application 对象的 Run 方法。应用程序正式启动,并且主线程会卡在(也不是真的卡)这里,直到程序要退出了才从 Run 方法返回。其间,调度器会不断调度/处理各线程上的消息,直到消息循环终止。

窗口应用程序当然要一个主窗口。表示窗口的基类是 Window,可以直接用它,也可以派生出自己的类,然后初始化要在窗口上显示的控件。

public class MyWindow:Window{    public MyWindow()    {        InitUI();    }    private void InitUI()    {        // 本窗口的属性        this.Title = "鼠爷快乐园";        this.Height = 225;        this.Width = 315;        // 启动时窗口在屏幕中央        WindowStartupLocation = WindowStartupLocation.CenterScreen;        // 整点控件        // 两个block        TextBlock tb1 = new()        {            Text = "每天毙一鼠",            TextAlignment = TextAlignment.Center,            // 文本颜色            Foreground = new SolidColorBrush(Color.FromRgb(12, 50, 208))        };        TextBlock tb2 = new()        {            Text = "添寿又增福",            TextAlignment = TextAlignment.Center        };        // 再加一个按钮        Button btn = new()        {            Content = "行动起来",            Margin = new Thickness(0d, 15d, 0d, 2d)        };        // 单击事件        btn.Click += OnClick;        // 布局控件        StackPanel panel = new();        // 垂直方向        panel.Orientation = Orientation.Vertical;        // 添加子元素        panel.Children.Add(tb1);        panel.Children.Add(tb2);        panel.Children.Add(btn);        // 作为窗口的内容        this.Content = panel;    }    private void OnClick(object sender, RoutedEventArgs e)    {        MessageBox.Show("自在其间乐");    }}

Windows 属于内容控件,公开 Content 属性,用来设置单个对象引用。上述代码先创建两个 TextBlock 实例和一个 Button 实例,然后把它们塞进 StackPanel 中,再把 StackPanel 实例赋值给窗口的 Content 属性。

窗口类写好后,在 Main 方法中,调用 Run 方法时把窗口实例传进去。

[STAThread]    static void Main(string[] args)    {        Application app = new();        app.Run(new MyWindow());    }

这个程序已经可以运行了。

************************************************************************************************

咱们继续探索。如果要用到数据绑定呢。在 XAML 中是用 {Binding} 扩展标记的,而在代码中对应的是 Binding 类,位于System.Windows.Data 命名空间。

Binding 类的构造函数可以传递一个字符串常量,对应 {Binding Path=... } 中的 Path,即要绑定的对象路径。数据源则由 Source 属性设置。

public Binding(string path);

关联绑定用的是BindingOperations 类的静态方法SetBinding,要获取已关联的 Binding 对象就调用GetBinding 方法。

public static Binding GetBinding(DependencyObject target, DependencyProperty dp);public static BindingExpressionBase SetBinding(DependencyObject target, DependencyProperty dp, BindingBase binding);

BindingOperations 类本身是静态类,所以它的成员自然也是静态的。target 参数是绑定目标,即 WPF 对象,dp 是要绑定的依赖属性,binding 就是Binding对象。

咱们举个例子。

假设用以下类作为数据源。

public class Student{    public int ID { get; set; }    public string? Name { get; set; }    public int Age { get; set; }}

窗口的结构:内容根为 Grid 对象,它包含三行两列,用来放六个 TextBlock 控件。

Grid layout = new();        // 设置为窗口内容        this.Content = layout;        // 设置边距        layout.Margin = new Thickness(13.5d);        // 三行两列        layout.ColumnDefinitions.Add(new ColumnDefinition()        {            Width = GridLength.Auto        });        layout.ColumnDefinitions.Add(new ColumnDefinition(){            // 星号,即 1*            Width = new GridLength(1.0d, GridUnitType.Star)        });        layout.RowDefinitions.Add(new()        {            Height = GridLength.Auto        });        layout.RowDefinitions.Add(new()        {            Height = GridLength.Auto        });        layout.RowDefinitions.Add(new()        {            Height = GridLength.Auto        });

ColumnDefinitions 用来定义列。上述代码中,第一列的宽度为 Auto,第二列的宽度为 *。

RowDefinitions 集合用来定义行。上述代码中,三行的高度都是 Auto。

然后 new 出六个 TextBlock,三个用来显示字段标签,三个用于数据绑定,显示属性值。

// 六个block        var tbIDf = new TextBlock(){            Text = "学号:"        };        var tbNamef = new TextBlock()        {            Text = "姓名:"        };        var tbAgef = new TextBlock()        {            Text = "年龄:"        };        TextBlock tbIDv = new();        var tbNamev = new TextBlock();        var tbAgev = new TextBlock();

把六个 TextBlock 控件添加到 Grid 的子级中。

layout.Children.Add(tbIDf);        layout.Children.Add(tbIDv);        layout.Children.Add(tbNamef);        layout.Children.Add(tbNamev);        layout.Children.Add(tbAgef);        layout.Children.Add(tbAgev);

设置子元素所在行、列的 Grid.Row 和 Grid.Column 是附加属性,以 Grid.SetXXX 方法调用。

layout.Children.Add(tbIDf);    layout.Children.Add(tbIDv);    layout.Children.Add(tbNamef);    layout.Children.Add(tbNamev);    layout.Children.Add(tbAgef);    layout.Children.Add(tbAgev);    // Row、Column 附加属性    // 第一行第一列    Grid.SetRow(tbIDf, 0);    Grid.SetColumn(tbIDf, 0);    // 第一行第二列    Grid.SetRow(tbIDv, 0);    Grid.SetColumn(tbIDv, 1);    // 第二行第一列    Grid.SetRow(tbNamef, 1);    Grid.SetColumn(tbNamef, 0);    // 第二行第二列    Grid.SetRow(tbNamev, 1);    Grid.SetColumn(tbNamev, 1);    // 第三行第一列    Grid.SetRow(tbAgef, 2);    Grid.SetColumn(tbAgef,0);    // 第三行第二列    Grid.SetRow(tbAgev, 2);    Grid.SetColumn(tbAgev, 1);

最后是创建三个 Binding ,为 Student 类的三个属性做绑定。

/* ID */    Binding bindID = new(nameof(Student.ID))    {        Source = this.stu    };    BindingOperations.SetBinding(tbIDv, TextBlock.TextProperty, bindID);    /* Name */    Binding bindName = new(nameof(Student.Name))    {        Source = stu    };    BindingOperations.SetBinding(tbNamev, TextBlock.TextProperty, bindName);    /* Age */    Binding bindAge = new(nameof(Student.Age))    {        Source = stu    };    BindingOperations.SetBinding(tbAgev, TextBlock.TextProperty, bindAge);

完整的初始化方法代码如下:

private void InitUI(){    Title = "数据绑定";    Width = 240;    Height = 185;    // 创建Grid    Grid layout = new();    // 设置为窗口内容    this.Content = layout;    // 设置边距    layout.Margin = new Thickness(13.5d);    // 三行两列    layout.ColumnDefinitions.Add(new ColumnDefinition()    {        Width = GridLength.Auto    });    layout.ColumnDefinitions.Add(new ColumnDefinition(){        // 星号,即 1*        Width = new GridLength(1.0d, GridUnitType.Star)    });    layout.RowDefinitions.Add(new()    {        Height = GridLength.Auto    });    layout.RowDefinitions.Add(new()    {        Height = GridLength.Auto    });    layout.RowDefinitions.Add(new()    {        Height = GridLength.Auto    });        // 六个block    var tbIDf = new TextBlock(){        Text = "学号:"    };    var tbNamef = new TextBlock()    {        Text = "姓名:"    };    var tbAgef = new TextBlock()    {        Text = "年龄:"    };    TextBlock tbIDv = new();    var tbNamev = new TextBlock();    var tbAgev = new TextBlock();    // 把六个block放到 grid 上    layout.Children.Add(tbIDf);    layout.Children.Add(tbIDv);    layout.Children.Add(tbNamef);    layout.Children.Add(tbNamev);    layout.Children.Add(tbAgef);    layout.Children.Add(tbAgev);    // Row、Column 附加属性    // 第一行第一列    Grid.SetRow(tbIDf, 0);    Grid.SetColumn(tbIDf, 0);    // 第一行第二列    Grid.SetRow(tbIDv, 0);    Grid.SetColumn(tbIDv, 1);    // 第二行第一列    Grid.SetRow(tbNamef, 1);    Grid.SetColumn(tbNamef, 0);    // 第二行第二列    Grid.SetRow(tbNamev, 1);    Grid.SetColumn(tbNamev, 1);    // 第三行第一列    Grid.SetRow(tbAgef, 2);    Grid.SetColumn(tbAgef,0);    // 第三行第二列    Grid.SetRow(tbAgev, 2);    Grid.SetColumn(tbAgev, 1);    // 数据绑定    /* ID */    Binding bindID = new(nameof(Student.ID))    {        Source = this.stu    };    BindingOperations.SetBinding(tbIDv, TextBlock.TextProperty, bindID);    /* Name */    Binding bindName = new(nameof(Student.Name))    {        Source = stu    };    BindingOperations.SetBinding(tbNamev, TextBlock.TextProperty, bindName);    /* Age */    Binding bindAge = new(nameof(Student.Age))    {        Source = stu    };    BindingOperations.SetBinding(tbAgev, TextBlock.TextProperty, bindAge);}

运行效果如下:

这时候,估计你也想到了一件事—— WPF 元素之间的绑定咋弄?对应的 XAML 扩展标记 {Binding ElementName=..., Path=... }。这个用代码写起来也不难,Binding 类有ElementName 属性,可以引用已命名的对象。但是,在代码里面,咱们是直接用变量名来引用对象的,并没有分配对象名称。虽然 FrameworkElement 类的子类都继承了 Name 属性,但,设置这个 Name 属性 Binding.ElementName 是找不到的,必须要在 NameScope 对象里注册到XAML名称空间后才能被 ElementName 引用。

NameScope 类其实是个 Key=String, Value = Object 的字典,维护当前名称空间范围内的对象列表。对应的是 XAML 中的 x:Name = ...。NameScope 类定义了NameScope 附加属性,允许将 NameScope 实例设置到目标对象上。XAML 语法是
    

但我们在写 XAML 时是不需要,都是自动添加的,用 x:Name 就行了。

在代码中用 SetNameScope 方法设置。

看看下面的例子。

void InitUI(){    Title = "元素之间绑定";    // 根据内容自动调整窗口大小    SizeToContent = SizeToContent.WidthAndHeight;    StackPanel panel = new(){        Orientation = Orientation.Vertical,        Margin = new Thickness(15.0d)    };    this.Content = panel;   // 布局    // 文本输入控件    TextBox txt = new TextBox();    txt.Margin = new Thickness(3.0d, 5.0d, 3.0d, 8.5d);    // 给它分配一个名字,绑定时用到    NameScope myScope = new();    NameScope.SetNameScope(this, myScope);    myScope.RegisterName("txtInput", txt);    // 文本块    TextBlock tb = new TextBlock();    tb.Margin = new Thickness(5.0d, 0d, 5.0d, 0d);    // 绑定    Binding bind = new();    bind.ElementName = "txtInput";    bind.Path = new PropertyPath(TextBox.TextProperty);    bind.Mode = BindingMode.OneWay;    // 在文本框更改时更新数据    bind.UpdateSourceTrigger = UpdateSourceTrigger.PropertyChanged;    BindingOperations.SetBinding(tb, TextBlock.TextProperty, bind);    // 添加到布局    panel.Children.Add(txt);    panel.Children.Add(tb);}

这个方法也是写在 Window 的派生类中,SizeToContent = SizeToContent.WidthAndHeight 表示本窗口的宽度和高度会根据它要显示的内容自动调整。

由于 TextBlock 控件的文本来源于 TextBox,因此,要为 TextBox 注册一个名字“txtInput”。由于 FrameworkElement 类有 RegisterName 方法,所以,注册名称的代码也可以这样写:

NameScope.SetNameScope(this, new NameScope());this.RegisterName("txtInput", txt);

设置bind.UpdateSourceTrigger = UpdateSourceTrigger.PropertyChanged 允许在输入的内容更改后就马上更新绑定数据,能做到实时显示输入的内容。

效果如下:

好了,今天咱们先说到这儿,剩下的如模板、样式、动画、3D 什么的,咱们下次再探讨。

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