WPF/UWP 的 Grid 布局竟然有 Bug，还不止一个！了解 Grid 中那些未定义的布局规则

只要你用 XAML 写代码，我敢打赌你一定用各种方式使(nuè)用(dài)过 Grid。不知你有没有在此过程中看到过 Grid 那些匪夷所思的布局结果呢？

本文将带你来看看 Grid 布局中的 Bug。

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无限空间下的比例

先上一段代码，直接复制到你的试验项目中运行：

<Canvas>
    <Grid Height="100">
        <Grid.ColumnDefinitions>
            <ColumnDefinition Width="100" />
            <ColumnDefinition Width="*" />
            <ColumnDefinition Width="2*" />
        Grid.ColumnDefinitions>
        <Border Grid.Column="0" Background="CornflowerBlue" Width="150" />
        <Border Grid.Column="1" Background="Tomato" Width="150" />
        <Border Grid.Column="2" Background="Teal" Width="150" />
    Grid>
Canvas>

第一列固定 100，第二列占 1 个比例的 *，第三列占 2 个比例的 *。你觉得最终的效果中，第二个 Border 和第三个 Border 的可见尺寸分别是多少呢？

按

下

F5

运

行

看

看

结

果

预料到了吗？虽然第二列和第三列的比例是 1:2，但最终的可见比例却是 1:1。

这里是有破绽的，因为你可能会怀疑第三列其实已经是第二列的两倍，只是右侧是空白，看不出来。那么现在，我们去掉 Canvas，改用在父 Grid 中右对齐，也就是如下代码：

<Grid HorizontalAlignment="Right">
    <Grid.ColumnDefinitions>
        <ColumnDefinition Width="100" />
        <ColumnDefinition Width="*" />
        <ColumnDefinition Width="2*" />
    Grid.ColumnDefinitions>
    <Border Grid.Column="0" Background="CornflowerBlue" Width="150" />
    <Border Grid.Column="1" Background="Tomato" Width="150" />
    <Border Grid.Column="2" Background="Teal" Width="150" />
Grid>

运行后，你会发现最右侧是没有空白的，也就是说第二列和第三列确实不存在 1:2 的比例——它们是等宽的。

那么那一段失去的空间去哪里了呢？让我们缩小窗口：

竟然在左侧还有剩余空间的情况下，右侧就开始压缩元素空间了！我们能说那段丢失的一个 * 长度的空白到左边去了吗？显然不能。

不过，我们能够猜测，压缩右侧元素开始于最小 1:2 的比例正好不足时出现。

刚好不够分的比例

右对齐能够帮助我们区分右侧是否真的占有空间。那么我们继续右对齐做试验。

现在，我们将第二列的 Border 做成跨第二和第三两列的元素。第三列的 Border 放到第二列中。（也就是说，我们第三列不放元素了。）

<Grid HorizontalAlignment="Right">
    <Grid.ColumnDefinitions>
        <ColumnDefinition Width="100" />
        <ColumnDefinition Width="*" />
        <ColumnDefinition Width="2*" />
    Grid.ColumnDefinitions>
    <Border Grid.Column="0" Background="CornflowerBlue" Width="150" />
    <Border Grid.Column="1" Grid.ColumnSpan="2" Background="Tomato" Width="150" />
    <Border Grid.Column="1" Background="Teal" Width="150" />
Grid>

运行看看，在得知前一节现象的情况下，新的现象并没有出现多大的意外。第三列凭空消失，第二列与之之间依然失去了 1:2 的比例关系。

然而，我们还可以缩小窗口。

缩

小

窗

口

后

竟

然

为什么在缩小窗口的时候突然间出现了那个红色的 Border？为什么在红色 Border 的右边还留有空白？

如果说第一节中我们认识到右对齐时右边剩余的空白空间会丢掉，那么为什么此时右边剩余的空白空间会突然出现？

我试着稍微增加第二个 Border 的宽度，突然间，刚刚缩小窗口时的行为也能复现！

自动尺寸也能玩比例

现在，我们抛弃之前的右对齐测试方法，也不再使用预期按比例划分空间的 *。我们使用 Auto 来实现比例功能。

<Grid>
    <Grid.ColumnDefinitions>
        <ColumnDefinition Width="Auto" />
        <ColumnDefinition Width="Auto" />
        <ColumnDefinition Width="Auto" />
    Grid.ColumnDefinitions>
    <Border Width="159" Grid.ColumnSpan="3" HorizontalAlignment="Center" Background="PaleGreen" />
    <Border Width="28" HorizontalAlignment="Left" Background="#7FFF6347" />
    <Border Width="51" Grid.Column="1" HorizontalAlignment="Center" Background="#7FC71585" />
    <Border Width="28" Grid.Column="2" HorizontalAlignment="Right" Background="#7F008080" />
Grid>

具体说来，我们有四个 Border 了，放在 Auto 尺寸的三列中。第一个 Border 横跨三列，尺寸比其他总和都长，达到了 159；剩下的三个 Border 各占一列，其中两边等长，中间稍长。

那么实际布局中各列是怎么分的呢？以下是设计器为我们显示的列宽：

46、69、46 是怎么来的？莫非是 46:69 与 28:51 相同？然而实际计算结果却并不是！

可万一这是计算误差呢？

那么我们再来看看三个 Border 的另外两组值：50:50:50 和 25:50:25。

▲ 50:50:50

▲ 25:50:25

50:50:50 最终得到的是相同比例，但是 25:50:25 得到的列宽比例与 1:2 相去甚远。也就是说，其实 Grid 内部并没有按照元素所需的尺寸来按比例计算列宽。

相同比例也能有不同尺寸

在上一节的试验中，不管比例如何，至少相同的设置尺寸带来了相同的最终可见尺寸。然而，就算是这一点，也是能被颠覆的。

现在，我们将 3 列换成 4 列，Border 数量换成 6 个。

<Grid>
    <Grid.ColumnDefinitions>
        <ColumnDefinition Width="Auto" />
        <ColumnDefinition Width="Auto" />
        <ColumnDefinition Width="Auto" />
        <ColumnDefinition Width="Auto" />
    Grid.ColumnDefinitions>
    <Border Width="159" Grid.ColumnSpan="3" HorizontalAlignment="Center" Background="PaleGreen" />
    <Border Width="159" Grid.Column="1" Grid.ColumnSpan="3" HorizontalAlignment="Center" Background="PaleGreen" />
    <Border Width="28" HorizontalAlignment="Left" Background="#7FFF6347" />
    <Border Width="51" Grid.Column="1" HorizontalAlignment="Center" Background="#7FC71585" />
    <Border Width="51" Grid.Column="2" HorizontalAlignment="Center" Background="#7FC71585" />
    <Border Width="28" Grid.Column="3" HorizontalAlignment="Right" Background="#7F008080" />
Grid>

具体来说，第一个 Border 跨前三列，第二个 Border 跨后三列，跟前一节的长 Border 一样长。第三和第六个 Border 分在两边，与之前的短 Border 一样短。中间的两个 Border 与之前中间的 Border 一样长。就像下图所示的这样。

那么此时布局出来的列宽是多少呢？

▲ 32:65:65:39

等等！那个 39 是怎么来的？如果前一节里相等尺寸的 Border 会得到相等尺寸的列宽，那么这里也将颠覆！事实上，即便此时列宽比例与元素所需比例一致，在这种布局下也是有无穷多个解的。WPF 只是从这无穷多个解中挑选了一个出来——而且，还无法解释！

总结 Grid 未定义的规则

总而言之，言而总之，Grid 布局在特殊情况下是有一些不合常理的。我称之为“未定义的规则”。这些未定义的规则总结起来有以下三点：

1. 在无穷大布局空间时的 * 的比例
2. 在跨多列布局时 * 的比例
3. 在全 Auto 尺寸时各列尺寸

不过你也可能会吐槽我的用法不对，可是，作为一个连表现行为都公开的 API，其行为也是 API 的一部分，应该具有明确可追溯可文档化的行为；而不是由用户去探索，最终无法猜测可发生事情的行为。

微软没有任何官方文档公开了这些诡异的行为，我也没有在任何第三方资料中找到这样的行为（这些都是我自己总结的）。我认为，微软没有为此公开文档是因为行为太过诡异，无法编写成文档！

你可能还会质疑，可以去 Reference Source 查阅 Grid 布局的源码，那样就能解释这些诡异的行为了。确实如此，那里是这一切诡异布局背后的罪魁祸首。

我阅读过 Grid 的布局源码，但没能全部理解，而且在阅读的过程中发现了一些微软官方承认的 Bug（我也没有能力去解决它）。

不过，我整整三天的时间写了一个全新的 Grid 布局算法（感谢 @林德熙 抽出时间跟我探讨 Grid 的布局算法）。在新的算法中，对于微软公开的 Grid 布局行为，我跟它的表现是一样的。对于本文中提到的各种 Bug，我找不到手段实现跟它一模一样的布局结果，但是，我可以文档化地完全确定 Grid 整个布局的所有行为。包括以上所有我认为的“未定义的规则”。

新 Grid 布局算法的源码在 GitHub 上，我提交给了 Avalonia：A new grid layout algorithm to improve performance and fix some bugs by walterlv · Pull Request #1517 · AvaloniaUI/Avalonia。