WPF初印象

一、与WPF结缘

第一次接触WPF是在2012年。学习了WinForm编程之后,了解到WPF这个非常先进的UI框架。可惜当时未能一探究竟,直到今天。

5年过去了,WPF没像想象中大红大紫,反而略显沉寂。也许是微软的统治地位不保,也许是桌面端编程淡出了人们的视线。总之,这项打算引领未来十年Windows平台GUI开发的先进技术,似乎始终没能推广开来。时至今日,大部分Windows平台的开发者仍然使用WinForm编程,因为WPF给人难用、性能差的的负面印象,即使有着炫酷的效果和先进的编程思想,也无济于事。

不过最近恰好遇到一个WPF项目,正可趁此机会深入了解一下WPF。毕竟耳听为虚,眼见为实,亲自尝试才知道它的好与坏。遂买了一本刘铁猛著的《深入浅出WPF》,花几天时间读了一遍。起初兴致勃勃,每一处都想追根究底,到了后面发现WPF的确很复杂,读一遍根本不能完全理解,必须动手实践,才有可能体会其中的精髓。所以本文简单谈谈我对WPF的初印象,算作第一次学习WPF的一些理解和体会。

二、为什么用WPF

Windows GUI开发从过去的MFC到WinForm,再到今天的WPF,每一次改变都带来了技术和思想上的巨大革新。记得当年大一的时候,有一门课还专门讲MFC编程,MFC尚且老当益壮。现在还有谁会用MFC做Windows开发呢,除非是给自己找不痛快。就像上一次技术升级一样,这次从WinForm到WPF的变革也需要经历很长的过程。虽然WinForm看起来已经很好用了,但在新的思想和新的技术蓬勃发展的今天,WinForm已经难以胜任软件开发的需求,主要体现在这两个方面:

  • UI和逻辑代码严重耦合
  • 没有专业的UI设计平台

其中第一条是WinForm最致命的缺陷,采用事件响应机制,无可避免地难以做到View层和Controller层分离,也就无法真正实现MVC架构。而WPF采用数据绑定(Data Binding)解决了这个问题,这种数据驱动的思想后来被广泛应用于Web开发,比如AngularJS、Vue.js等等。基于数据绑定,WPF用路由事件代替了WinForm的事件系统,增加了命令系统,增加了功能强大的控件模板和数据模板,以及方便的绘图和动画接口。

第二条缺陷导致了WinForm无法制作出精美的界面,更没有炫酷的效果。相比之下,WPF在这方面做的非常到位,提供了专门设计界面的Blend软件,设计师用Blend画出界面,自动生成XAML代码,从而与程序员后端代码无缝对接。

可以说,WPF在设计理念上比WinForm前进了一大步。下面对其中的几个特性做简单的介绍。

三、XAML语言

与WinForm完全使用C#编写布局代码不同(虽然这些代码是自动生成的),WPF使用了一种全新的标记语言XAML(读作zaml)来描述界面布局。它的语法类似于XML,但却有着与HTML+CSS+JavaScript等同的强大能力,而且有Blend这么好用的可视化编辑器,简直是Windows程序员的福音。

就像JSP会被编译为Servlet一样,XAML也会被编译成C#代码,并与程序员编写的后端代码合并成为完整的类。因而与XAML窗体对应的后端代码类名前会加上partial关键字,这是C#灵活性的体现。

XAML其实与C#类库有着密切的联系。比如XAML中的标签就是C#中的类,标签中的x:Name属性就是C#类的实例,标签中的其它属性都是C#类的属性等等。标签的嵌套关系构成了一棵树,称为Logical Tree,这是与WinForm界面截然不同的结构。WinForm的界面控件不具有嵌套关系,各自独立,因而一旦需要关联起来就要编写大量的逻辑代码。而具有树状关系的控件之间发生联系时消息可以很自然地沿着树结构传递,简化了逻辑代码,同时体现出数据驱动的理念。

在UI布局方面,如果体验过Qt的QML布局,可以发现XAML与它很相似。这类布局方式思路清晰,嵌套关系明确,设计出的布局适应性强。相比之下, HTML布局总让我很头疼,难以设计出想要的效果。

XAML的样式(Style)提供了类似CSS的效果。可以为一类控件设置统一的样式。再配合上模板(Template),无需创建自定义控件就可以获得各种各样的效果。

WPF还提供了丰富的绘图和动画效果,这已经远远超出了WinForm所能提供的功能。

四、绑定(Binding)

绑定的概念现在已经深入人心,没有绑定何来数据驱动呢。在WPF中,把控件显示的内容与数据源绑定后,就能实现数据的双向传输,也就是说,数据源中数据的变化会直接体现在界面上,界面上用户对数据的修改也会直接反映到数据源中。这一功能的直接好处就是省略了两个事件处理方法,一个是数据源数据更改事件,另一个是控件的数据更改事件。别小看这两处节约,大部分的界面逻辑代码都花在这样的事情上。比如让文本框的数字跟随进度条变化,检验输入的用户名是否满足格式要求,将实体类的成员显示在表单中等等。有了数据绑定,就可以减少大量的逻辑代码,只需要在XAML中简单地加上绑定依赖即可。

绑定的源可以是各种各样的类型,比如对象、列表、ADO.NET对象、XML、LINQ检索结果等等。数据在绑定的源和目标之间传输的时候,可以添加数据校验和数据转换,从而实现各种各样的需求。

五、路由事件

WPF中的事件称为路由事件。与WinForm中的事件不同的是,路由事件并不直接指定接收者,而是沿着界面元素树Logical Tree从下往上传播。每经过一个结点就检查该结点是否声明了事件处理器,如果有则处理,否则继续向上传播。这样做的好处是事件触发者和事件接收者完全解耦,事件接收者甚至不知道事件是从哪里发出的,它只关心自己需要处理哪一类事件就可以了,而不必关心事件从哪里来。

WPF受人诟病的性能问题,我猜就和路由事件这类特性有关。由于事件的发送者和接收者完全解耦,在模块分离的同时也造成了资源浪费,许多不必接收该事件的结点也会收到该事件,它们只能检查后放行,让事件继续向上寻找下一个接收者。直观上看,这显然会耗费更多的时间。看来任何事情都有两面性,过于降低耦合却造成了性能损失,两者不可兼得。

六、我的感受

除了上面介绍的内容外,WPF还有命令(Command)、资源等神奇的特性,这里就不一一介绍了。

总体上,WPF是个非常好的框架,设计精良,功能强大。今天广为流行的数据驱动理念,竟然早在2007年微软推出的WPF中体现得淋漓尽致,不得不感叹微软开发团队的洞见。对于大型的Windows应用程序开发,采用WPF不失为一个最好的选择。

然而WPF上手还是不太容易,想要完全按照数据驱动的理念编程,需要对这个框架有充分的了解。否则初学者很容易按照WinForm的思路写代码,那就画虎不成反类犬了。

本文并未详细讨论WPF的技术细节,想要真正掌握这项技术的朋友,建议买一本刘铁猛的《深入浅出WPF》仔细研读,这本书讲得很透彻,很适合初学者阅读。

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