C-WPF-基础知识学习二

2025-03-12 约 3384 字预计阅读 7 分钟

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C# WPF 基础知识学习（二）

四、数据绑定

（一）数据绑定基础

绑定源和目标 ：数据绑定建立了 UI 元素（绑定目标）属性与数据源（绑定源）之间的联系。例如，将一个 TextBox 的 Text 属性绑定到一个对象的某个属性上。绑定源可以是对象的属性、集合、XML 数据等，绑定目标通常是 UI 元素的依赖属性。
绑定模式 ：WPF 支持三种绑定模式：
- OneWay ：数据从绑定源流向绑定目标。当绑定源属性值发生变化时，绑定目标属性会自动更新，但绑定目标的变化不会影响绑定源。例如，将一个只读的文本框绑定到一个数据模型中的属性，用于显示数据。

<TextBox Text="{Binding MyReadOnlyProperty, Mode=OneWay}"/>

TwoWay ：数据在绑定源和绑定目标之间双向流动。当绑定源属性值变化时，绑定目标更新；当绑定目标属性值变化时，绑定源也会相应更新。常用于需要用户输入并更新数据模型的场景，如编辑文本框。

<TextBox Text="{Binding MyEditableProperty, Mode=TwoWay}"/>

OneTime ：数据在初始化时从绑定源流向绑定目标，之后绑定源的变化不会再影响绑定目标。适用于数据在应用程序运行过程中不会改变的情况，如显示应用程序版本号等。

<TextBlock Text="{Binding AppVersion, Mode=OneTime}"/>

（二）实现数据绑定

创建数据源 ：通常会创建一个 ViewModel 类来作为数据源。ViewModel 类应该实现 INotifyPropertyChanged 接口，以便在属性值发生变化时通知绑定目标更新。例如：

public class UserViewModel : INotifyPropertyChanged
{
    private string _name;
    public string Name
    {
        get { return _name; }
        set
        {
            _name = value;
            OnPropertyChanged(nameof(Name));
        }
    }

    public event PropertyChangedEventHandler PropertyChanged;
    protected virtual void OnPropertyChanged(string propertyName)
    {
        PropertyChanged?.Invoke(this, new PropertyChangedEventArgs(propertyName));
    }
}

在 XAML 中设置绑定 ：在 XAML 文件中，将 UI 元素的属性绑定到 ViewModel 的属性上。假设在窗口的代码隐藏文件中创建了 UserViewModel 的实例，并将其设置为窗口的 DataContext ：

public partial class MainWindow : Window
{
    public MainWindow()
    {
        InitializeComponent();
        UserViewModel viewModel = new UserViewModel();
        DataContext = viewModel;
    }
}

在 XAML 中：

<TextBox Text="{Binding Name}"/>

这样， TextBox 的 Text 属性就与 UserViewModel 中的 Name 属性绑定在一起了，当 Name 属性值改变时，

TextBox 中的文本会自动更新，反之，当用户在 TextBox 中输入新的文本时， Name 属性的值也会相应更新（如果绑定模式是 TwoWay ）。

（三）绑定到集合

在实际应用中，经常需要将 UI 元素绑定到集合数据上，例如将 ListView 或 ComboBox 绑定到一个 ObservableCollection 。 ObservableCollection 是一个动态集合，当集合中的元素发生添加、删除或修改操作时，会自动通知绑定的 UI 元素进行更新。

以下是一个将 ListView 绑定到 ObservableCollection 的示例：

public class EmployeeViewModel
{
    public ObservableCollection<Employee> Employees { get; set; }

    public EmployeeViewModel()
    {
        Employees = new ObservableCollection<Employee>
        {
            new Employee { Name = "John Doe", Age = 30 },
            new Employee { Name = "Jane Smith", Age = 25 },
            new Employee { Name = "Bob Johnson", Age = 35 }
        };
    }
}

public class Employee
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
}

在 XAML 中：

<Window.Resources>
    <DataTemplate x:Key="EmployeeTemplate">
        <StackPanel Orientation="Horizontal">
            <TextBlock Text="{Binding Name}" Margin="5"/>
            <TextBlock Text="{Binding Age}" Margin="5"/>
        </StackPanel>
    </DataTemplate>
</Window.Resources>
<ListView ItemsSource="{Binding Employees}" ItemTemplate="{StaticResource EmployeeTemplate}"/>

在窗口的代码隐藏文件中设置 DataContext ：

public partial class MainWindow : Window
{
    public MainWindow()
    {
        InitializeComponent();
        EmployeeViewModel viewModel = new EmployeeViewModel();
        DataContext = viewModel;
    }
}

这样， ListView 会显示 Employees 集合中的每个 Employee 对象，并且使用 EmployeeTemplate 定义的模板来呈现每个对象的 Name 和 Age 属性。

（四）数据绑定的其他特性

绑定转换器 ：当绑定源和绑定目标的类型不匹配时，或者需要对绑定值进行一些转换时，可以使用绑定转换器。绑定转换器是实现了 IValueConverter 接口的类。例如，将一个布尔值转换为字符串显示：

public class BooleanToStringConverter : IValueConverter
{
    public object Convert(object value, Type targetType, object parameter, CultureInfo culture)
    {
        if (value is bool boolValue)
        {
            return boolValue ? "Yes" : "No";
        }
        return null;
    }

    public object ConvertBack(object value, Type targetType, object parameter, CultureInfo culture)
    {
        if (value is string stringValue)
        {
            return stringValue == "Yes";
        }
        return false;
    }
}

在 XAML 中使用转换器：

<Window.Resources>
    <local:BooleanToStringConverter x:Key="BooleanToStringConverter"/>
</Window.Resources>
<TextBlock Text="{Binding IsActive, Converter={StaticResource BooleanToStringConverter}}"/>

绑定验证 ：在用户输入数据时，需要对输入的数据进行验证，确保数据的有效性。WPF 提供了绑定验证机制，可以通过实现 IDataErrorInfo 接口或使用 ValidationRule 类来实现验证。例如，验证一个文本框输入的是否为有效的整数：

public class IntegerValidationRule : ValidationRule
{
    public override ValidationResult Validate(object value, CultureInfo cultureInfo)
    {
        if (int.TryParse(value as string, out _))
        {
            return ValidationResult.ValidResult;
        }
        return new ValidationResult(false, "请输入有效的整数。");
    }
}

在 XAML 中应用验证规则：

<Window.Resources>
    <local:IntegerValidationRule x:Key="IntegerValidationRule"/>
</Window.Resources>
<TextBox>
    <TextBox.Text>
        <Binding Path="Age" UpdateSourceTrigger="PropertyChanged">
            <Binding.ValidationRules>
                <local:IntegerValidationRule/>
            </Binding.ValidationRules>
        </Binding>
    </TextBox.Text>
</TextBox>

当用户输入的不是有效的整数时，文本框会显示验证错误信息。

五、样式和模板

（一）样式基础

样式是一种用于集中设置 UI 元素属性的机制，可以将一组属性应用到多个元素上，实现统一的外观风格。样式可以定义在资源字典中，也可以直接在 XAML 文件中定义。

以下是一个简单的样式定义示例：

<Window.Resources>
    <Style x:Key="MyButtonStyle" TargetType="Button">
        <Setter Property="Background" Value="LightBlue"/>
        <Setter Property="Foreground" Value="White"/>
        <Setter Property="FontSize" Value="14"/>
    </Style>
</Window.Resources>
<Button Style="{StaticResource MyButtonStyle}" Content="Styled Button"/>

在这个示例中，定义了一个名为 MyButtonStyle 的样式，目标类型是 Button 。通过 Setter 元素设置了按钮的背景色、前景色和字体大小。然后将这个样式应用到一个按钮上。

（二）隐式样式

隐式样式是一种不指定 x:Key 的样式，它会自动应用到所有指定 TargetType 的元素上。例如：

<Window.Resources>
    <Style TargetType="Button">
        <Setter Property="Background" Value="Green"/>
        <Setter Property="Foreground" Value="White"/>
    </Style>
</Window.Resources>
<Button Content="Implicit Styled Button"/>

在这个示例中，定义了一个隐式样式，目标类型是 Button 。所有在该窗口中的按钮都会自动应用这个样式。

（三）模板基础

模板用于自定义 UI 元素的可视化结构。WPF 提供了两种主要的模板类型： ControlTemplate 和 DataTemplate 。

ControlTemplate ：用于自定义控件的外观。例如，自定义一个按钮的模板：

<Window.Resources>
    <ControlTemplate x:Key="CustomButtonTemplate" TargetType="Button">
        <Border Background="{TemplateBinding Background}" BorderBrush="{TemplateBinding BorderBrush}" BorderThickness="{TemplateBinding BorderThickness}">
            <ContentPresenter HorizontalAlignment="{TemplateBinding HorizontalContentAlignment}" VerticalAlignment="{TemplateBinding VerticalContentAlignment}"/>
        </Border>
        <ControlTemplate.Triggers>
            <Trigger Property="IsMouseOver" Value="True">
                <Setter Property="Background" Value="LightGray"/>
            </Trigger>
        </ControlTemplate.Triggers>
    </ControlTemplate>
</Window.Resources>
<Button Template="{StaticResource CustomButtonTemplate}" Content="Custom Button"/>

在这个示例中，定义了一个 ControlTemplate ，通过 Border 元素和 ContentPresenter 元素来构建按钮的外观。 TemplateBinding 用于将模板中的属性绑定到控件的实际属性上。 ControlTemplate.Triggers 用于定义触发条件，当鼠标悬停在按钮上时，改变按钮的背景色。

DataTemplate ：用于定义数据项的呈现方式。例如，将一个列表框中的数据项以自定义的方式显示：

<Window.Resources>
    <DataTemplate x:Key="PersonDataTemplate">
        <StackPanel Orientation="Horizontal">
            <TextBlock Text="{Binding Name}" Margin="5"/>
            <TextBlock Text="{Binding Age}" Margin="5"/>
        </StackPanel>
    </DataTemplate>
</Window.Resources>
<ListBox ItemsSource="{Binding Persons}" ItemTemplate="{StaticResource PersonDataTemplate}"/>

在这个示例中，定义了一个 DataTemplate ，用于显示 Persons 集合中的每个 Person 对象。 DataTemplate 中使用 StackPanel 水平排列 Name 和 Age 属性的文本块。

（四）资源字典

资源字典是一种用于集中管理样式、模板、画笔等资源的机制。可以将资源字典定义在单独的 .xaml 文件中，然后在多个 XAML 文件中引用。

以下是一个资源字典文件 MyResources.xaml 的示例：

<ResourceDictionary xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
                    xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml">
    <Style x:Key="MyButtonStyle" TargetType="Button">
        <Setter Property="Background" Value="Orange"/>
        <Setter Property="Foreground" Value="White"/>
    </Style>
</ResourceDictionary>

在 XAML 文件中引用资源字典：

<Window.Resources>
    <ResourceDictionary>
        <ResourceDictionary.MergedDictionaries>
            <ResourceDictionary Source="MyResources.xaml"/>
        </ResourceDictionary.MergedDictionaries>
    </ResourceDictionary>
</Window.Resources>
<Button Style="{StaticResource MyButtonStyle}" Content="Button from Resource Dictionary"/>

通过这种方式，可以实现资源的共享和复用，提高代码的可维护性。

六、动画和多媒体

（一）动画基础

WPF 提供了丰富的动画系统，允许对 UI 元素的属性进行动态变化，从而创建出各种生动的效果。动画主要分为线性动画、关键帧动画和路径动画。

线性动画 ：线性动画是最简单的动画类型，它在指定的时间内从一个值线性变化到另一个值。例如，实现一个按钮在点击时逐渐变大的动画：

<Window.Resources>
    <Storyboard x:Key="GrowButtonAnimation">
        <DoubleAnimation Storyboard.TargetProperty="Width"
                         From="100" To="150" Duration="0:0:0.5"/>
        <DoubleAnimation Storyboard.TargetProperty="Height"
                         From="50" To="75" Duration="0:0:0.5"/>
    </Storyboard>
</Window.Resources>
<Button Content="Animate Me" Click="Button_Click">
    <Button.Triggers>
        <EventTrigger RoutedEvent="Button.Click">
            <BeginStoryboard Storyboard="{StaticResource GrowButtonAnimation}"/>
        </EventTrigger>
    </Button.Triggers>
</Button>

在这个示例中，定义了一个 Storyboard ，其中包含两个 DoubleAnimation ，分别对按钮的 Width 和 Height 属性进行动画处理。当按钮被点击时，触发 EventTrigger ，开始播放动画。

关键帧动画 ：关键帧动画允许在动画过程中定义多个关键帧，每个关键帧指定一个特定的时间点和属性值。例如，实现一个按钮在不同时间点改变颜色的动画：

<Window.Resources>
    <Storyboard x:Key="ColorAnimationStoryboard">
        <ColorAnimationUsingKeyFrames Storyboard.TargetProperty="(Control.Background).(SolidColorBrush.Color)" Duration="0:0:2">
            <LinearColorKeyFrame Value="Red" KeyTime="0:0:0"/>
            <LinearColorKeyFrame Value="Green" KeyTime="0:0:1"/>
            <LinearColorKeyFrame Value="Blue" KeyTime="0:0:2"/>
        </ColorAnimationUsingKeyFrames>
    </Storyboard>
</Window.Resources>
<Button Content="Color Animate" Click="Button_Click_1">
    <Button.Triggers>
        <EventTrigger RoutedEvent="Button.Click">
            <BeginStoryboard Storyboard="{StaticResource ColorAnimationStoryboard}"/>
        </EventTrigger>
    </Button.Triggers>
</Button>

在这个示例中，使用 ColorAnimationUsingKeyFrames 定义了一个颜色动画，通过 LinearColorKeyFrame 指定了不同时间点的颜色值。

路径动画 ：路径动画允许元素沿着指定的路径移动。例如，让一个椭圆沿着一个圆形路径移动：

<Window.Resources>
    <Storyboard x:Key="PathAnimationStoryboard">
        <PointAnimationUsingPath Storyboard.TargetProperty="(Canvas.LeftProperty)"
                                 Storyboard.TargetName="ellipse"
                                 Duration="0:0:5"
                                 RepeatBehavior="Forever">
            <PointAnimationUsingPath.PathGeometry>
                <EllipseGeometry Center="200,200" RadiusX="100" RadiusY="100"/>
            </PointAnimationUsingPath.PathGeometry>
        </PointAnimationUsingPath>
    </Storyboard>
</Window.Resources>
<Canvas>
    <Ellipse x:Name="ellipse" Width="20" Height="20" Fill="Red" Canvas.Left="100" Canvas.Top="100"/>
    <Button Content="Start Animation" Canvas.Left="10" Canvas.Top="10" Click="Button_Click_2">
        <Button.Triggers>
            <EventTrigger RoutedEvent="Button.Click">
                <BeginStoryboard Storyboard="{StaticResource PathAnimationStoryboard}"/>
            </EventTrigger>
        </Button.Triggers>
    </Button>
</Canvas>

在这个示例中，使用 PointAnimationUsingPath 让椭圆沿着一个圆形路径移动，路径由 EllipseGeometry 定义。

（二）多媒体支持

WPF 提供了对多媒体的支持，包括音频和视频的播放。可以使用 MediaElement 控件来播放多媒体文件。

以下是一个播放视频的示例：

<MediaElement Source="video.mp4" Width="640" Height="360"
              LoadedBehavior="Play" UnloadedBehavior="Stop"/>

在这个示例中， MediaElement 控件的 Source 属性指定了要播放的视频文件的路径。 LoadedBehavior 属性设置为 Play 表示当控件加载完成后自动播放视频， UnloadedBehavior 属性设置为 Stop 表示当控件卸载时停止播放视频。

七、命令系统

（一）命令基础

WPF 的命令系统提供了一种将用户操作（如按钮点击、菜单项选择等）与业务逻辑分离的机制。命令是一种抽象的操作，它定义了操作的执行逻辑和是否可以执行的判断逻辑。

（二）实现命令

WPF 中常用的命令实现方式是使用 RelayCommand 类，它是一个自定义的命令类，实现了 ICommand 接口。以下是一个 RelayCommand 类的实现：

public class RelayCommand : ICommand
{
    private readonly Action<object> _execute;
    private readonly Predicate<object> _canExecute;

    public RelayCommand(Action<object> execute, Predicate<object> canExecute = null)
    {
        _execute = execute;
        _canExecute = canExecute;
    }

    public bool CanExecute(object parameter)
    {
        return _canExecute == null || _canExecute(parameter);
    }

    public event EventHandler CanExecuteChanged
    {
        add { CommandManager.RequerySuggested += value; }
        remove { CommandManager.RequerySuggested -= value; }
    }

    public void Execute(object parameter)
    {
        _execute(parameter);
    }
}

在 ViewModel 中使用 RelayCommand ：

public class MainViewModel
{
    public RelayCommand MyCommand { get; set; }

    public MainViewModel()
    {
        MyCommand = new RelayCommand(ExecuteMyCommand, CanExecuteMyCommand);
    }

    private void ExecuteMyCommand(object parameter)
    {
        // 执行命令的逻辑
        MessageBox.Show("Command executed!");
    }

    private bool CanExecuteMyCommand(object parameter)
    {
        // 判断命令是否可以执行的逻辑
        return true;
    }
}

在 XAML 中绑定命令：

<Button Content="Execute Command" Command="{Binding MyCommand}"/>

（三）系统命令

WPF 还提供了一些内置的系统命令，如 ApplicationCommands.New 、 ApplicationCommands.Open 、 ApplicationCommands.Save 等。这些命令可以直接在 XAML 中使用，例如：

<Menu>
    <MenuItem Header="File">
        <MenuItem Header="New" Command="{x:Static ApplicationCommands.New}"/>
        <MenuItem Header="Open" Command="{x:Static ApplicationCommands.Open}"/>
        <MenuItem Header="Save" Command="{x:Static ApplicationCommands.Save}"/>
    </MenuItem>
</Menu>

系统命令会自动处理一些常见的操作，如快捷键绑定、命令状态更新等。