WPF源代码分析系列一：剖析WPF模板机制的内部实现（四）
(注：本文是《剖析WPF模板机制的内部实现》系列文章的第四篇，查看上一篇文章请点这里)
4. DataTemplate
上一篇文章我们讨论了ItemsPanelTemplate类，这一篇和下一篇将讨论DataTemplate类。
DataTemplate类型的变量比较多，主要有：
ComboBox.SelectionBoxItemTemplate
ContentControl.ContentTemplate
ContentPresenter.ContentTemplate
ContentPresenter.Template
DataGrid.RowHeaderTemplate
DataGridColumn.HeaderTemplate
DataGridRow.HeaderTemplate
DataGridRow.DetailsTemplate
DataGridTemplateColumn.CellTemplate
DataGridTemplateColumn.CellEditingTemplate
GridView.ColumnHeaderTemplate
GridViewColumn.HeaderTemplate
GridViewColumn.CellTemplate
GridViewHeaderRowPresenter.ColumnHeaderTemplate
GroupStyle.HeaderTemplate
HeaderedContentControl.HeaderTemplate
HeaderedItemsControl.HeaderTemplate
HierarchicalDataTemplate.ItemTemplate
ItemsControl.ItemTemplate
TabControl.SelectedContentTemplate
TabControl.ContentTemplate
我们这里只重点分析比较重要和有代表性的三个：ContentControl.ContentTemplate，ContentPresenter.ContentTemplate和ItemsControl.ItemTemplate。由于内容较多，本篇文章只分析前两个，ItemsControl.ItemTemplate留待下一篇文章讨论。
4.1）ContentControl.ContentTemplate和ContentPresenter.ContentTemplate
ContentControl和ContentPresenter的父类是不相同的，分别是Control和FrameworkElement。ContentControl无疑继承了Control.Template属性和模板选择机制。那么ContentControl.ContentTemplate属性和其继承的Template属性究竟有什么关系？ContentControl和ContentPresenter的ContentTemplate属性在模板应用的角色是什么，二者又有什么联系？
要回答这些问题，我们先看ContentPresenter.ContentTemplate的定义：
//************ContentPresenter.cs**************public static readonly DependencyProperty ContentTemplateProperty = ContentControl.ContentTemplateProperty.AddOwner( typeof(ContentPresenter), new FrameworkPropertyMetadata( (DataTemplate)null, FrameworkPropertyMetadataOptions.AffectsMeasure, new PropertyChangedCallback(OnContentTemplateChanged))); /// <summary> /// ContentTemplate is the template used to display the content of the control. /// </summary> public DataTemplate ContentTemplate { get { return (DataTemplate) GetValue(ContentControl.ContentTemplateProperty); } set { SetValue(ContentControl.ContentTemplateProperty, value); } } private static void OnContentTemplateChanged(DependencyObject d, DependencyPropertyChangedEventArgs e) { ContentPresenter ctrl = (ContentPresenter)d; ctrl._templateIsCurrent = false; ctrl.OnContentTemplateChanged((DataTemplate) e.OldValue, (DataTemplate) e.NewValue); } protected virtual void OnContentTemplateChanged(DataTemplate oldContentTemplate, DataTemplate newContentTemplate) { Helper.CheckTemplateAndTemplateSelector("Content", ContentTemplateProperty, ContentTemplateSelectorProperty, this); // if ContentTemplate is really changing, remove the old template this.Template = null; }
首先可以注意到依赖属性ContentTemplateProperty的注册没有使用DependencyProperty.Register()，而是用的ContentControl.ContentTemplateProperty.AddOwner()，此外ContentTemplate的读写也是用的ContentControl.ContentTemplateProperty。这意味着如果一个ContentPresenter处在一个ContentControlContent的visual tree上，那么其ContentTemplateProperty属性将继承这个ContentControl的ContentTemplateProperty的值。这就是WPF中依赖属性的继承。利用同样的方法，ContentPresenter还继承了ContentControl.ContentProperty属性。而我们还知道，就像ItemsControl的默认Template会包含一个ItemsPresenter控件（参见上一篇文章），ContentControl的默认Template模板也包含一个ContentPresenter控件。这意味着当ContentControl在应用模板生成visual tree时，将创建一个ContentPresenter控件，并把自己的ContentTemplate和Content属性的值传递给它的ContentPresenter控件，进而触发其调用自己的ApplyTemplate。ContentControl的模板应用就是这样一个大概可以分为两个步骤的级联过程，这与上一篇文章提到的，ItemsControl先应用自己的Template，然后这个Template中的ItemsPresenter再应用这个ItemsControl的ItemsPanel模板步骤类似。这里，ContentPresenter和ItemsPresenter没有自己的模板，应用的都是父控件（ContentControl和ItemsControl）的模板，它们都起到占位符的作用。
ContentControl的模板应用机制大致就这样了，不过为了搞清楚这个级联过程的第二个步骤，我们有必要进一步剖析一下ContentPresenter的模板应用机制。
首先，从回调函数可以看出，一旦ContentPresenter.ContentTemplate属性被改变，无论这种任何变化，ContentPresenter.Template属性都将被清空。这个属性的定义如下：
//***********ContentPresenter.cs************** internal static readonly DependencyProperty TemplateProperty = DependencyProperty.Register( "Template", typeof(DataTemplate), typeof(ContentPresenter), new FrameworkPropertyMetadata( (DataTemplate) null, // default value FrameworkPropertyMetadataOptions.AffectsMeasure, new PropertyChangedCallback(OnTemplateChanged))); private DataTemplate Template { get { return _templateCache; } set { SetValue(TemplateProperty, value); } } // Internal helper so FrameworkElement could see call the template changed virtual internal override void OnTemplateChangedInternal(FrameworkTemplate oldTemplate, FrameworkTemplate newTemplate) { OnTemplateChanged((DataTemplate)oldTemplate, (DataTemplate)newTemplate); } private static void OnTemplateChanged(DependencyObject d, DependencyPropertyChangedEventArgs e) { ContentPresenter c = (ContentPresenter) d; StyleHelper.UpdateTemplateCache(c, (FrameworkTemplate) e.OldValue, (FrameworkTemplate) e.NewValue, TemplateProperty); }
这里可以看到，ContentPresenter.Template与Control.Template、ItemsPresenter.Template的定义如出一辙，都以_templateCache字段作为支撑字段，只不过Template的类型这次被换成了DataTemplate。不过与ItemsPresenter相同，ContentPresenter类也覆写了FrameworkElement.OnPreApplyTemplate()方法，自定义了一个模板选择机制。这个方法先是调用EnsureTemplate()，而后者接着又调用了ChooseTemplate()来根据一定的优先顺序来选择一个合适的DataTemplate，并用这个确定是非空的模板更新其Template属性进而_templateCache字段，从而保证Framework在调用ApplyTemplate()时TemplateInternal是非空的。
这里有必要贴一下ContentPresenter.ChooseTemplate()方法的源代码，看一下ContentPresenter选择模板的优先级：
//***********ContentPresenter************** /// <summary> /// Return the template to use. This may depend on the Content, or /// other properties. /// </summary> /// <remarks> /// The base class implements the following rules: /// (a) If ContentTemplate is set, use it. /// (b) If ContentTemplateSelector is set, call its /// SelectTemplate method. If the result is not null, use it. /// (c) Look for a DataTemplate whose DataType matches the /// Content among the resources known to the ContentPresenter /// (including application, theme, and system resources). /// If one is found, use it. /// (d) If the type of Content is "common", use a standard template. /// The common types are String, XmlNode, UIElement. /// (e) Otherwise, use a default template that essentially converts /// Content to a string and displays it in a TextBlock. /// Derived classes can override these rules and implement their own. /// </remarks> protected virtual DataTemplate ChooseTemplate() { DataTemplate template = null; object content = Content; // ContentTemplate has first stab template = ContentTemplate; // no ContentTemplate set, try ContentTemplateSelector if (template == null) { if (ContentTemplateSelector != null) { template = ContentTemplateSelector.SelectTemplate(content, this); } } // if that failed, try the default TemplateSelector if (template == null) { template = DefaultTemplateSelector.SelectTemplate(content, this); } return template; }
可以看出，ContentPresenter在选择Template时，会优先选择ContentTemplate，如果为空，则会尝试调用ContentTemplateSelector.SelectTemplate()（DataTemplateSelector类型），如果再失败，会尝试调用其DefaultTemplateSelector.SelectTemplate()方法。
静态属性DefaultTemplateSelector是DefaultSelector类型 ，后者又继承自DataTemplateSelector类。DefaultSelector在覆写DataTemplateSelector.SelectTemplate()方法时引入了一套复杂的模板选择规则，以确保最终可以返回一个有效的DataTemplate：
//*******************DefaultSelector*********************** /// <summary> /// Override this method to return an app specific <seealso cref="Template"/>. /// </summary> /// <param name="item">The data content</param> /// <param name="container">The container in which the content is to be displayed</param> /// <returns>a app specific template to apply.</returns> public override DataTemplate SelectTemplate(object item, DependencyObject container) { DataTemplate template = null; // Lookup template for typeof(Content) in resource dictionaries. if (item != null) { template = (DataTemplate)FrameworkElement.FindTemplateResourceInternal(container, item, typeof(DataTemplate)); } // default templates for well known types: if (template == null) { TypeConverter tc = null; string s; if ((s = item as string) != null) template = ((ContentPresenter)container).SelectTemplateForString(s); else if (item is UIElement) template = UIElementContentTemplate; else if (SystemXmlHelper.IsXmlNode(item)) template = ((ContentPresenter)container).SelectTemplateForXML(); else if (item is Inline) template = DefaultContentTemplate; else if (item != null && (tc = TypeDescriptor.GetConverter(ReflectionHelper.GetReflectionType(item))) != null && tc.CanConvertTo(typeof(UIElement))) template = UIElementContentTemplate; else template = DefaultContentTemplate; } return template; } }
至此，ContentPresenter在模板应用中的角色也一目了然了。
至此，两个重要的DataTemplate类型ContentControl.ContentTemplate和ContentPresenter.ContentTemplate就介绍了完毕，下一篇文章将介绍DataTemplate类型的另一个重要变量ItemsControl.ItemTemplate。
