WPF里的DependencyProperty(2)

废话

照例，每篇开头都说些废话。
一年前写了一篇.Net3.0里的DependencyProperty（1）,没下文了，很对不起大家。是啊，都是一年前的事情了。这一年中发生了很多事情……(略)……，最近终于又有空开始研究WPF了。一年过去，WPF发布了3.5版本，有了许多不大不小的改变，我准备接着去年的进度，继续研习下去，现在就先试着把去年准备写的关于DependencyProperty的东西写完吧。
去年说到要介绍一下DependencyProperty的应用，好的，我们继续。

DependencyProperty用在哪儿？

这一节的内容都摘抄自MSDN^_^，因此详细的资料都可以参考MSDN，我在这里稍微解释一下，主要是为了下一个小节做下铺垫。

• Resources（资源）

• Data binding（数据绑定）

• Styles（风格）

• Animations（动画）

• Metadata overrides（元数据覆盖）

• Property value inheritance（值继承）

• WPF Designer integration（WPF设计集成）

在Resources和Data binding中，XAML提供了这样一种语法，来为属性赋值：

< Button  Background ="{DynamicResource MyBrush}" />
< Button  Content ="{Binding XPath=Team/@TeamName}" />

 

这种用{}括起来配上DynaminResource或者Binding关键字，这在WPF中叫做"Markup Extension"(标记扩展？)。这种语法非常好用，不过如果你之前没有接触过WPF一定会觉得这种语法很奇怪。如何使用这种语法不是我们现在要讨论的内容，现在的关键是如果你希望用Markup Extension来为属性赋值，那么这个属性必须是Dependency Property。

Styles中，WPF为我们提供了一个叫"Setter"的工具来为属性赋值，比如这样：

< Style  x:Key ="GreenButtonStyle" >
< Setter  Property ="Control.Background"  Value ="Green" />  
</ Style >

 

我第一次看到这种语法的时候想到了css，类似下面这样代码

.GreenButtonStyle{ Background:Green;}

对比起来，也许你很容易理解上面的XAML代码了
在这里，XAML和HTML的区别在于HTML是动态的解释性的而XAML是需要被编译的，是强类型的。你需要记住的是，如果希望使用Setter，那么目标属性必须是DependencyProperty。

在WPF的动画中，你可以使用一些方法将一个Animation对象应用在某些属性上，然后WPF会使用一个Clock让属性值进行变化从而产生动画效果。看这个简单的例子：

 

< Button > I am animated
   < Button.Background >
     < SolidColorBrush  x:Name ="AnimBrush" />
   </ Button.Background >
   < Button.Triggers >
     < EventTrigger  RoutedEvent ="Button.Loaded" >
       < BeginStoryboard >
         < Storyboard >
           < ColorAnimation
             Storyboard.TargetName ="AnimBrush"  
            Storyboard.TargetProperty ="Color"
            From ="Red"  To ="Green"  Duration ="0:0:5"  
            AutoReverse ="True"  RepeatBehavior ="Forever"   />
         </ Storyboard >
       </ BeginStoryboard >
     </ EventTrigger >
   </ Button.Triggers >
</ Button >

 

注意ColorAnimation小节，定义了TargetProperty是"Color",然后让Color从"Red"到"Greed"变化，同时设定了其他一些参数。动画过程不多介绍，你需要记住的是，如果你希望对某个属性应用动画，那么这个属性必须是DependencyProperty

下面是Metadata Overrides，这个可能比较难理解。这么说吧，每个属性都有自己的Metadata(元数据)，在里面我们可以存放比如属性的“默认值”，当然真实的元数据里还包含了更多的信息。具体的就不多讨论了，我们只需要了解，DependencyProperty可以支持元数据的覆盖。在某些时候，这是非常有用的，之后会提到。

Property Value Inheritance，属性值继承。这是DependencyProperty实现的很重要的一个功能，很多介绍DependencyProperty的文章都会用这个功能来引入DependencyProperty。举个非常常见的例子，假设我们布局时，包含了这么一个关系：

Window -> Grid -> Button

这形成了一颗“逻辑树”，很容易理解，Window里套了个Grid，Grid里有个Button。现在我们把Window的Fontsize也就是字体大小改变，你会发现在WPF中Button的字体大小也会相应变化。这在WInform中是做不到的。
也许你觉得没什么，仅仅是一个值的继承而已，但是如果你深入想想，Window包含Fontsize这个属性，Button也有，这很好，但是Grid并没有包含Fontsize属性啊，这个值又是怎么继承到Button上的呢？答案就是利用Dependency Property提供的继承功能。

最后所谓的WPF Designer integration，是指如果你在自定义控件中使用了Dependency Property，那么VS或者Blend的属性编辑器中就会自动出现相应的属性。

其实除了上面这些MSDN中提到的，DependencyProperty的用途还有很多，总的说来，就是这个属性的值不再独立，将与其他的属性值产生一定的“依赖”关系。因此名曰：Dependency Property

WPF中DependencyProperty到底实现了什么？

上面那些功能如果使用DependencyProperty，就不能解决，至少会很复杂，否则Microsoft也不会弄出这么一套东西出来。现在我们来总结一下，DependencyProperty自身到底要实现哪些传统属性无法实现或很难实现的功能（上面的应用是抄MSDN的，DependencyProperty还有些功能上面并没有提到，我一并列在下面)

高效的属性值存储
如果你对.net的属性以及元数据等概念了解比较深，也许你第一反应就是DependencyProperty封装了很多反射功能。是的，不论是"Markup Extension"还是"Setter",还是"Animation"，我们仅仅通过XAML或程序中的一些字符串就完成了对属性的访问，这正是反射的特征。由于XAML的需要，或者是WPF team项目经理的需要，WPF team决定在WPF中大量使用反射。要知道，反射一向是C#的“贵族功能”，十分损耗性能，假若所有的属性我们都直接通过反射读取，估计在WPF应用程序在性能上就无法接受了（其实现在WPF应用程序在性能上也不怎么地）。DependencyProperty在底层封装了高效的Hash算法来解决通过字符串获得值的问题，在后面的POST中，我会详细介绍DependencyProperty是如何存储值的。
因此，有了DependencyProperty，我们可以放心的使用"Markup Extension","Setter"等等一系列令人激动的功能了，这影响的功能还不只这些，WPF中实现的数据绑定，动画等等强大功能，都靠这个了。

属性的继承 
正如上面Window->Grid->Button的例子，在WPF的逻辑树中，我们将使用DependencyProperty来完成属性的继承。

自动的进行重新布局
这可能不太好解释，如果你了解过WPF的layout机制可能会比较容易理解。
WPF中并没有传统窗体重绘的机制，所谓“重绘”，是通过DependencyProperty的自动更新属性值来进行的。
当WPF中某些视觉元素的属性变化时，WPF系统能够通过DependencyProperty自动进行重新的"Measure"来确定自己的尺寸大小是否发生了变化，或者自动"Arrange"来确定是否要重新排列自己子元素的位置，又或者自动"Render"来重新绘制元素的图形。
举个例子，我们通常把绘制Button的背景色代码写在Button控件的OnRender事件中，当一个Button的Background属性值变化时，通过DependencyProperty可以引起一个自动Render的过程，又比如，一个Grid对象的行数属性或者列数属性发生改时，Grid应该能够自动重新排列他的子元素。

属性值的验证和强制值
DependencyProperty还实现了验证输入值的功能，并且当这些值不满足验证条件时，强制的为属性赋一个满足条件的值。

属性改变通知 
DependencyProperty实现的另外一个功能是自动的属性改变通知，也就是当某个属性的值发生变化时执行某个函数或是触发某个事件。

其他我没注意的功能 
其实DependencyProperty的机制完全足以让他提供更多的功能，我不可能把它的功能实现一一罗列出来……因此，放上这最后一点。

这些功能都通过一定的机制被DependencyProperty完美的实现了，当我们需要使用这些功能的时候，我们只需要自定义一个DependencyProperty来实现就行了（很符合Microsoft的一贯风格……惯坏程序员 呵呵）

注：WPF的DependencyProperty，而非.net

如果你足够细心，也许你已经发现和去年那篇文章不同，我把标题从".Net3.0里的DependencyProperty"改为了"WPF中俄DependencyProperty"。以前我认为DependencyProperty是.net3.0的新特性，后来发现这是错误的，查看.net3.0/3.5的类库就会发现，居然有两个不同命名空间但重名的DependencyProperty！

System.Windows.DependencyProperty，这属于WPF一部分
System.Workflow.ComponentModel.DependencyProperty，这属于WWF一部分

DependencyProperty在WWF中也有很特别的应用，可以为一个属性分配ActivityBind，从而让这个属性的值依赖某Activity，这和WWF关系较大，这里不详细说明。基本用法可以参考：http://www.cnblogs.com/carysun/archive/2008/04/12/1149249.html中的内容或者其他资料。
但要注意，WWF中的DependencyProperty虽然和WPF中的用法很像，但他和WPF中的DependencyProperty完全不是一个东西
两者有什么不同呢？这么说吧，两者支持的功能不同，例如WPF的DP支持了Animation，而WWF中的DP支持了ActivityBind，而更加有意思的是两者的实现机制虽然大体类似，但具体的代码实现完全不同！如果你有兴趣，你可以使用Reflactor查看一下这两个不同的DependencyProperty的源码。似乎能看出一些MS内部重构代码的痕迹——一个team写了一些代码，另一个team拿去加入了自己的功能，重构了实现，release了两套代码……并且，相比起来感觉WPF Team的版本比WWF team的版本的DependencyProperty复杂多了……扯远了，打住。。。
所以纠正一下，我上面所说的DependencyProperty，以及之后想继续说的，是System.Windows.DependencyProperty，WPF的一部分，而非什么".net 3.0中的Dependency Property"。

小结

这一篇Post首先抄了不少MSDN，介绍了通过DependencyProperty，WPF得以实现的一些功能。然后，我又试图总结了一下DependencyProperty自身所实现的功能，给大家做个参考吧。发现我还是没有开始介绍WPF DependencyProperty的详细用法，下次一定要写了。

下一篇Post(我肯定不会再拖一年了^_^就这两天吧)，我将开始介绍WPF DependencyProperty的具体用法，并试图一并剖析它的实现机制。

最近在研究WPF做项目，希望和大家多多交流，如果文章中有什么不正确的地方，请大家多多指正~