Window Presentation Foundation系列---从HelloWorld认知WPF

 

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ok，作为一个Programmer，绝大部分人对一种全新的语言的第一个程序应该都是Hello，World吧。在这里我也从这个开始,一个最简单的Hello World。代码如下：

using System; using System.Windows; namespace HelloWorld { class HelloWorld { [STAThread] public static void Main(string [] args) { //Console.WriteLine("Hello, World! This is a most simple WPF Application"); } } } 

使用命令行编译，如下 csc /out:./HelloWorld.exe HelloWorld.cs。编译成功运行，会显示Hello, World! This is a simple WPF Application的一个消息框。其实这个WPF很不完整，没有使用任何的WPF服务。到底真正的WPF包含哪些关键的组件（或者核心的DLL文件）已经WPF能够做些什么？我们可以通过下面的图片来理解.

                                                  

图 1

 

上图中标为暗红色的是WPF的三大核心组件，其中milcore组件，它的职责是完成与Direct3D的交互。并且出于效率和安全考虑，milcore由非托管代码实现。WPF 中的所有显示是通过 DirectX 引擎完成的，可实现高效的硬件和软件呈现。WPF 还要求对内存和执行进行精确控制。milcore 中的组合引擎受性能影响关系大，需要放弃 CLR 的许多优点来提高性能。WPF的另外两大核心组件PresentationFramework和PresentationCore都位于通用语言运行库（CLR）之上。而那么就可以看出，WPF的大部分代码都是以托管形式存在的。这两大组件提供了WPF项目需要的函数库和功能库，由于是以托管的形式存在，所以也避免了我们直接操作底层和出现诸如内存泄露的可能性。

                     

图 2

 

从上面的这幅图可以看出一共分成了五大块（Core Presentation、User Interface Services、Base Services、Document Servies和XPS Viewer）：

• Core Presentation：包含了所有的图形效果，如图形、2D图形、3D图形、文本、音频、视频和显示效果。同时还包括强大的动画效果，动画可以应用前面的所有元素。最下面的那个就是视觉基本元素。
• User Interface Services：包含了应用程序服务、部署服务、控件库、布局和数据绑定.
• Base Services：提供了XAML支持、提高开发效率、输入和事件的支持、属性系统。
• Document Servies和XPS Viewer则提供了基本的打印和表报服务，可以通过这些组件实现自定义的打印和显示效果。

 

好了，再继续改进Hello World，改进后的代码如下：

 

using System; using System.Windows; namespace HelloWorld { class HelloWorld { [STAThread] public static void Main(string [] args) { //MessageBox.Show("Hello, World! This is a simple WPF Application"); Window wnd = new Window(); wnd.Width = 800; wnd.Height = 600; wnd.Title = "Hello World"; wnd.Show(); Application app = new Application(); app.Run(); } } }

再次通过命令行编译，编译命令如下（这里为了便于理解，我对编译命令做了排版，实际使用中并不需要这样） 

 

 

csc  /target:winexe /out:./HelloWorld.exe

/reference:"C:/Program Files/Reference Assemblies/Microsoft/Framework/v3.0/presentationframework.dll"

/reference:"C:/Program Files/Reference Assemblies/Microsoft/Framework/v3.0/windowsbase.dll"

/reference:"C:/Program Files/Reference Assemblies/Microsoft/Framework/v3.0/presentationcore.dll"

HelloWorld.cs

 

 

注意，在这里引用了prensentationframework.dll、presentationcore.dll和windowsbase.dll这三个WPF的核心DLL。

在这里使用.net Reflector(http://reflectoraddins.codeplex.com/)来查看编译后的exe文件的IL代码如下截图：

图 3

 

由上图，我们可以清楚地看出来，WPF程序的编译过程，并且可以看到它链接了那些WPF组件。

当然，一个真正的WPF程序远不止一个消息对话框或者一个简单的什么都没有的窗体而已，它是需要有Application类的实例。在这里我们来分别继承一个Application和Windows,具体代码如下：

using System; using System.Windows; namespace HelloWorld { class HelloWorld : Application { [STAThread] public static void Main(string [] args) { /* #region // simple I MessageBox.Show("Hello, World! This is a simple WPF Application"); #endregion // simple I #region // simple II Window wnd = new Window(); wnd.Width = 800; wnd.Height = 600; wnd.Title = "Hello World"; wnd.Show(); Application app = new Application(); app.Run(); #endregion // simple II */ #region // simple III HelloWorldWnd wnd = new HelloWorldWnd(); wnd.Show(); HelloWorld helloWorld = new HelloWorld(); helloWorld.Run(); #endregion // simplw III } } class HelloWorldWnd : Window { public HelloWorldWnd() { this.Width = 400; this.Height = 300; this.Title = "Hello World Windows"; } } }

同样使用Reflector来查看IL代码，如下所示：

图 4

 

图 5

上俩图分别是从Application继承的类HelloWorld和从Window继承的HelloWorldWnd类的IL代码，比较图3，基本上是一样的过程，只不过分别是俩个类而已。

不过通过最后的HelloWorld和HelloWorldWnd类，我们可以看出来，其实可以将WPF的代码分隔开来，HelloWorld里面实现了WPF的“行为”；而HelloWorldWnd则实现了WPF的“外观”。这样我们就可以分别将注意力放在不同的事情上，比如设计师可以专注于UI设计，而软件工程师则可以专注于程序的逻辑处理。好了，如果我们为WPF的“外观”的代码定义一种声明式的格式，并且这种格式的文件可以通过工具拖拽等方式来创建，那就Perfect了。是不是描述的有点像flex啊，好了其实我们是幸运的，MS为我们实现了这些。具体的在WPF中表现为XAML格式。用XAML来实现HelloWorldWnd类的代码如下：

<!-- HelloWorldWindow.axml --> <Window x:Class = "HelloWorld.HelloWorldWnd" xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation" xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml" Title="Hello World Windows" Width="400" Height="300"> </Window> 

其实很简单的，一种声明式的语法，简单地描述了这个windows的特征。XAML的规范定义了一些规则，来把.Net的命名空间、类型、属性、事件等一系列元素映射成XAML的命名空间、元素和特征。XAML被尽可能地设计成直接映射，比如一个XAML元素就映射一个.Net的类名，一个XAML属性（Attribute）就映射成相应类的属性（Property）名或者类的相应的事件名。这样XAML不仅仅只能为WPF类所用，还可以让有默认构造函数的.Net的类可以在XAML文件中直接完成初始化。比如上面的Window类

 

好了，我们看看Visual Studio .Net 2010创建的一个WPF Application项目的结构图，截图如下：

图 6

 

从图6中标准WPF程序结构图可以看出，WPF需要PresentationCore、PresentationFramework和WIndowsBase这三个核心的组件的支持；XAML和Code-behind文件的关系；关键字partial在WPF中的作用。

 

代码隐藏（code-behind）文件的扩展名为.xaml.cs，它包含了xaml中未定义的部分，通过关键字partial让编译器把它和xaml定义合成一个完整的类定义。一般在代码隐藏文件中实现类的一“行为”处理，比如元素是事件等。

 

通过上面的例子，大概了解清楚了WPF程序的基本框架，当然一些具体的细节，需要自己具体去查询MSDN等资料。