【.NET 深呼吸】全代码编写WPF程序

学习 Code 总有这样一个过程：入门时候比较依赖设计器、标记语言等辅助工具；等到玩熟练了就会发现纯代码写 UI 其实更高效。而且，纯代码编写也是最灵活的。Windows Forms 项目是肯定可以全代码编写的，哪怕你使用了设计器，它最后也是生成代码文件；而 WPF 就值得探索一下了。咱们知道，WPF 使用 XAML 标记来构建 UI 部分。由于 XAML 扩展了许多功能，用起来自然比 HTML 舒服。但是，老周向来不喜欢标记语言，这也是我向来不喜欢搞前端的原因。尽管某些前端框架模仿 WPF 也搞出数据绑定、MVVM、数据模板之类的名堂，也很难说用得特舒服。

有很多中小型项目都会把 Web 前端部分外包出去，尤其是给私人做——比如一两个人或两三个人做，也不外给其他公司做。有些人总以为前端很火（这里头媒体造势的功劳不小），可往深层一挖，那可不一定了。Web 其实只做了一套 UI 罢了，后端许多是通用模型，既可以和 Web 前端对接，也可以和桌面前端对接，B/S、C/S 通杀的项目也不少。

很多行业软件，如工业医疗，甚至财务、进销存等，还是用成熟的技术好，尤其是桌面技术体验更佳。当然有些行业软件也有 Web UI，纯辅助，一般就是看看报表看看大图查查订单而已。生产力悠关的东西，你还得相信桌面的魅力，娱乐相关的就随便。当然也有用 Web 技术开发桌面UI的框架，这些东西能用但效果不算好，尤其是性能。老周这里说的性能只是要求较宽的性能，而不是苛刻要求下的性能。啥意思呢，就是说用 Web 技术做桌面程序，存在性能问题不需要专用工具测，肉眼就能感觉到严重的性能问题了——吃内存特大，占CPU有亿点高（虽说占得不算恐怖）。这里所说的性能问题要排除 VS Code，因为这货是个奇葩，性能表现挺好。

许多人容易被表面现象迷惑，比如认为招聘信息多的就以为很吃香。那可不一定，有些技术，招聘少并不代表用的人少。老在招聘的顶多说明这些岗位流动性大，这个公司的员工热爱跳槽罢了。近年来 Python 被“利益携带体”们炒得可热了，甚至一些新手以为 Python 是刚出来的新语言。你想多了，就算没有 C 语言早（1972），那也是 80 年代末的东东了。我在学 Python 的时候，估计某些小菜鸟还没出生呢。不要听那些培训班胡说八道，它们的目的是你的钱包，而不是你的码农生涯，它们说话从来不需要负责的。如果你除了 Python 什么都不会的话，那除了会写点“脚毛”外，你什么也干不成。不管你想玩人工智障、视觉神经还是别的东西，你得掌握C语言，特别是想搞更底层的。只会 Py 没准连工作都难找，更别说年薪 500W 越南币了。

在你不知道的领域，你可曾想象，VB6、易语言、Delphi、MFC 还有不少人在用呢。告诉你个秘密，学好汇编可能更吃香，以后会这个的人更少了。信不信由你。当然，积极学习新东西是没错的，这也老周一向主张。不过，你同时得清楚，许多技术之间并不存在相互替代的关系，只不过是你做什么样的程序，就用什么样的技术罢了。比如这桌面程序，你不用纠结，很简单：考虑跨平台的，首选 Qt；仅考虑 Windows 的，那多了去，随便，当然，微软自家自然是最合适的。

可是，一些脑子太灵活的人又纠结了，我选了 Qt，那我用 Widgets 做还是用 QML 做？我选了.NET，那我用 Windows Forms 还是 WPF？还是 MAUI ？对于这种问题，老周送你一句：“像你们这种人是没法改变的，只有滚出码农界”。

好了，上面扯了几段“废腑”之话，回归正题，咱们讨论 WPF，老周这里说的是完全用代码写，指的是一行 XAML 都没有。当然，大伙伴们肯定说那没问题的。构建常规界面绝对行得通，但遇到像数据模板、控件模板、资源字典这些，就得费一点点代码。虽然网上能找到几位同道中人写的小作文，但要么版本太旧，要么过于粗糙。于是老周逮住了这个机会，可以瞎扯蛋一回了。

前文多次强调，咱们就纯代码写 WPF 的，无一行 XAML。所以，默认的 WPF 项目模板咱们就不用了。咱们用控制台应用的模板就行了。来，动手练习一下。

首先，创建一个控制台项目。

dotnet new console -n MyApp -o .

dotnet new 命令知道乎？嗯，用来创建项目的，然后是项目模板的名称，console 表示控制台应用程序。模板名字我记不住哟。记它干吗，执行一下下面这一句就能看各种模板了：

dotnet new list

这里你可别理解歪了，它不是说用名叫 list 的模板创建项目啊，list 是列出可用的项目模板。然后，你能得到这个表：

模板名                                   短名称               语言        标记
---------------------------------------  -------------------  ----------  --------------------------------
ASP.NET Core gRPC 服务                   grpc                 [C#]        Web/gRPC
ASP.NET Core Web API                     webapi               [C#],F#     Web/WebAPI
ASP.NET Core Web 应用                    webapp,razor         [C#]        Web/MVC/Razor Pages
ASP.NET Core Web 应用(模型-视图-控制器)  mvc                  [C#],F#     Web/MVC
ASP.NET Core 与 Angular                  angular              [C#]        Web/MVC/SPA
ASP.NET Core 与 React.js                 react                [C#]        Web/MVC/SPA
ASP.NET Core 空                          web                  [C#],F#     Web/Empty
Blazor Server 应用                       blazorserver         [C#]        Web/Blazor
Blazor Server 应用空                     blazorserver-empty   [C#]        Web/Blazor/Empty
Blazor WebAssembly 应用                  blazorwasm           [C#]        Web/Blazor/WebAssembly/PWA
Blazor WebAssembly 应用空                blazorwasm-empty     [C#]        Web/Blazor/WebAssembly/PWA/Empty
dotnet gitignore 文件                    gitignore                        Config
Dotnet 本地工具清单文件                  tool-manifest                    Config
EditorConfig 文件                        editorconfig                     Config
global.json file                         globaljson                       Config
MSBuild Directory.Build.props 文件       buildprops                       MSBuild/props
MSBuild Directory.Build.targets 文件     buildtargets                     MSBuild/props
MSTest Test Project                      mstest               [C#],F#,VB  Test/MSTest
MVC ViewImports                          viewimports          [C#]        Web/ASP.NET
MVC ViewStart                            viewstart            [C#]        Web/ASP.NET
NuGet 配置                               nugetconfig                      Config
NUnit 3 Test Item                        nunit-test           [C#],F#,VB  Test/NUnit
NUnit 3 Test Project                     nunit                [C#],F#,VB  Test/NUnit
Razor 类库                               razorclasslib        [C#]        Web/Razor/Library
Razor 组件                               razorcomponent       [C#]        Web/ASP.NET
Razor 页面                               page                 [C#]        Web/ASP.NET
Web 配置                                 webconfig                        Config
Windows 窗体应用                         winforms             [C#],VB     Common/WinForms
Windows 窗体控件库                       winformscontrollib   [C#],VB     Common/WinForms
Windows 窗体类库                         winformslib          [C#],VB     Common/WinForms
WPF 应用程序                             wpf                  [C#],VB     Common/WPF
WPF 用户控件库                           wpfusercontrollib    [C#],VB     Common/WPF
WPF 类库                                 wpflib               [C#],VB     Common/WPF
WPF 自定义控件库                         wpfcustomcontrollib  [C#],VB     Common/WPF
xUnit Test Project                       xunit                [C#],F#,VB  Test/xUnit
协议缓冲区文件                           proto                            Web/gRPC
接口                                     interface            [C#],VB     Common
控制台应用                               console              [C#],F#,VB  Common/Console
枚举                                     enum                 [C#],VB     Common
类                                       class                [C#],VB     Common
类库                                     classlib             [C#],F#,VB  Common/Library
结构                                     struct,structure     [C#],VB     Common
解决方案文件                             sln,solution                     Solution
记录                                     record               [C#]        Common
辅助角色服务                             worker               [C#],F#     Common/Worker/Web

咱们平常用得多的都是前几那几个，比如 mvc、web、wpf、classlib 等。我们在命令中引用的就是项目模板的短名称即可。比如控制台就是 console。

-n 参数指定项目的名称，我这里是“MyApp”，-o 参数指定项目存放目录，“.” 表示当前目录。

接下来要改一下项目文件（*.csproj）。

"Microsoft.NET.Sdk">

  
    Exe
    net7.0-windows
    enable
    enable
    true
  

1、添加 MSBuild 属性 UseWPF，且设置为 true。有了这个你才能在项目中引用 WPF 有关的程序集。同理，如果要使用 Windows Forms，就将 UseWindowsForms 属性设置为 true。

2、TargetFramework 要在.NET版本后加上“-windows”，表示这是 Windows 平台特定的，Linux 上不可用的。类似的如 net7.0-android 等。

至于 OutputType 属性要不要改为 WinExe，.NET 5 以上是不需要的，它会自动判断启不启动控制台窗口。

好了，保存，关闭项目文件。可以写代码了。

在写代码前，咱们先理清楚一些核心对象的关系。你才会知道怎么写。Application 类是 WPF 程序启动的核心对象，通常表示该应用程序相关的初始化。所以，在 Main 方法中记得 new 一个。你可别太聪明，千万不要直接从 Application.Current 静态属性来获取。因为这时应用程序还没初始化呢，Current 属性还是 null。Current 属性适合在项目的其他代码中方便访问 Application 对象而使用的。

如果你没别的东西初始化，那就调用 Application 对象的 Run 方法。应用程序正式启动，并且主线程会卡在（也不是真的卡）这里，直到程序要退出了才从 Run 方法返回。其间，调度器会不断调度/处理各线程上的消息，直到消息循环终止。

窗口应用程序当然要一个主窗口。表示窗口的基类是 Window，可以直接用它，也可以派生出自己的类，然后初始化要在窗口上显示的控件。

public class MyWindow:Window
{
    public MyWindow()
    {
        InitUI();
    }

    private void InitUI()
    {
        // 本窗口的属性
        this.Title = "鼠爷快乐园";
        this.Height = 225;
        this.Width = 315;
        // 启动时窗口在屏幕中央
        WindowStartupLocation = WindowStartupLocation.CenterScreen;
        // 整点控件
        // 两个block
        TextBlock tb1 = new()
        {
            Text = "每天毙一鼠",
            TextAlignment = TextAlignment.Center,
            // 文本颜色
            Foreground = new SolidColorBrush(Color.FromRgb(12, 50, 208))
        };
        TextBlock tb2 = new()
        {
            Text = "添寿又增福",
            TextAlignment = TextAlignment.Center
        };
        // 再加一个按钮
        Button btn = new()
        {
            Content = "行动起来",
            Margin = new Thickness(0d, 15d, 0d, 2d)
        };
        // 单击事件
        btn.Click += OnClick;
        // 布局控件
        StackPanel panel = new();
        // 垂直方向
        panel.Orientation = Orientation.Vertical;
        // 添加子元素
        panel.Children.Add(tb1);
        panel.Children.Add(tb2);
        panel.Children.Add(btn);
        // 作为窗口的内容
        this.Content = panel;
    }

    private void OnClick(object sender, RoutedEventArgs e)
    {
        MessageBox.Show("自在其间乐");
    }
}

Windows 属于内容控件，公开 Content 属性，用来设置单个对象引用。上述代码先创建两个 TextBlock 实例和一个 Button 实例，然后把它们塞进 StackPanel 中，再把 StackPanel 实例赋值给窗口的 Content 属性。

窗口类写好后，在 Main 方法中，调用 Run 方法时把窗口实例传进去。

    [STAThread]
    static void Main(string[] args)
    {
        Application app = new();
        app.Run(new MyWindow());
    }

这个程序已经可以运行了。

 

************************************************************************************************

咱们继续探索。如果要用到数据绑定呢。在 XAML 中是用 {Binding} 扩展标记的，而在代码中对应的是 Binding 类，位于 System.Windows.Data 命名空间。

Binding 类的构造函数可以传递一个字符串常量，对应 {Binding Path=... } 中的 Path，即要绑定的对象路径。数据源则由 Source 属性设置。

public Binding(string path);

关联绑定用的是 BindingOperations 类的静态方法 SetBinding，要获取已关联的 Binding 对象就调用 GetBinding 方法。

public static Binding GetBinding(DependencyObject target, DependencyProperty dp);
public static BindingExpressionBase SetBinding(DependencyObject target, DependencyProperty dp, BindingBase binding);

BindingOperations 类本身是静态类，所以它的成员自然也是静态的。target 参数是绑定目标，即 WPF 对象，dp 是要绑定的依赖属性，binding 就是Binding对象。

咱们举个例子。

假设用以下类作为数据源。

public class Student
{
    public int ID { get; set; }
    public string? Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
}

窗口的结构：内容根为 Grid 对象，它包含三行两列，用来放六个 TextBlock 控件。

        Grid layout = new();
        // 设置为窗口内容
        this.Content = layout;
        // 设置边距
        layout.Margin = new Thickness(13.5d);
        // 三行两列
        layout.ColumnDefinitions.Add(new ColumnDefinition()
        {
            Width = GridLength.Auto
        });
        layout.ColumnDefinitions.Add(new ColumnDefinition(){
            // 星号，即 1*
            Width = new GridLength(1.0d, GridUnitType.Star)
        });
        layout.RowDefinitions.Add(new()
        {
            Height = GridLength.Auto
        });
        layout.RowDefinitions.Add(new()
        {
            Height = GridLength.Auto
        });
        layout.RowDefinitions.Add(new()
        {
            Height = GridLength.Auto
        });

ColumnDefinitions 用来定义列。上述代码中，第一列的宽度为 Auto，第二列的宽度为 *。

RowDefinitions 集合用来定义行。上述代码中，三行的高度都是 Auto。

然后 new 出六个 TextBlock，三个用来显示字段标签，三个用于数据绑定，显示属性值。

        // 六个block
        var tbIDf = new TextBlock(){
            Text = "学号："
        };
        var tbNamef = new TextBlock()
        {
            Text = "姓名："
        };
        var tbAgef = new TextBlock()
        {
            Text = "年龄："
        };

        TextBlock tbIDv = new();
        var tbNamev = new TextBlock();
        var tbAgev = new TextBlock();

把六个 TextBlock 控件添加到 Grid 的子级中。

        layout.Children.Add(tbIDf);
        layout.Children.Add(tbIDv);
        layout.Children.Add(tbNamef);
        layout.Children.Add(tbNamev);
        layout.Children.Add(tbAgef);
        layout.Children.Add(tbAgev);

设置子元素所在行、列的 Grid.Row 和 Grid.Column 是附加属性，以 Grid.SetXXX 方法调用。

    layout.Children.Add(tbIDf);
    layout.Children.Add(tbIDv);
    layout.Children.Add(tbNamef);
    layout.Children.Add(tbNamev);
    layout.Children.Add(tbAgef);
    layout.Children.Add(tbAgev);
    // Row、Column 附加属性
    // 第一行第一列
    Grid.SetRow(tbIDf, 0);
    Grid.SetColumn(tbIDf, 0);
    // 第一行第二列
    Grid.SetRow(tbIDv, 0);
    Grid.SetColumn(tbIDv, 1);
    // 第二行第一列
    Grid.SetRow(tbNamef, 1);
    Grid.SetColumn(tbNamef, 0);
    // 第二行第二列
    Grid.SetRow(tbNamev, 1);
    Grid.SetColumn(tbNamev, 1);
    // 第三行第一列
    Grid.SetRow(tbAgef, 2);
    Grid.SetColumn(tbAgef,0);
    // 第三行第二列
    Grid.SetRow(tbAgev, 2);
    Grid.SetColumn(tbAgev, 1);

最后是创建三个 Binding ，为 Student 类的三个属性做绑定。

    /* ID */
    Binding bindID = new(nameof(Student.ID))
    {
        Source = this.stu
    };
    BindingOperations.SetBinding(tbIDv, TextBlock.TextProperty, bindID);
    /* Name */
    Binding bindName = new(nameof(Student.Name))
    {
        Source = stu
    };
    BindingOperations.SetBinding(tbNamev, TextBlock.TextProperty, 
bindName);
    /* Age */
    Binding bindAge = new(nameof(Student.Age))
    {
        Source = stu
    };
    BindingOperations.SetBinding(tbAgev, TextBlock.TextProperty, bindAge);

完整的初始化方法代码如下：

private void InitUI()
{
    Title = "数据绑定";
    Width = 240;
    Height = 185;
    // 创建Grid
    Grid layout = new();
    // 设置为窗口内容
    this.Content = layout;
    // 设置边距
    layout.Margin = new Thickness(13.5d);
    // 三行两列
    layout.ColumnDefinitions.Add(new ColumnDefinition()
    {
        Width = GridLength.Auto
    });
    layout.ColumnDefinitions.Add(new ColumnDefinition(){
        // 星号，即 1*
        Width = new GridLength(1.0d, GridUnitType.Star)
    });
    layout.RowDefinitions.Add(new()
    {
        Height = GridLength.Auto
    });
    layout.RowDefinitions.Add(new()
    {
        Height = GridLength.Auto
    });
    layout.RowDefinitions.Add(new()
    {
        Height = GridLength.Auto
    });
    
    // 六个block
    var tbIDf = new TextBlock(){
        Text = "学号："
    };
    var tbNamef = new TextBlock()
    {
        Text = "姓名："
    };
    var tbAgef = new TextBlock()
    {
        Text = "年龄："
    };
    TextBlock tbIDv = new();
    var tbNamev = new TextBlock();
    var tbAgev = new TextBlock();
    // 把六个block放到 grid 上
    layout.Children.Add(tbIDf);
    layout.Children.Add(tbIDv);
    layout.Children.Add(tbNamef);
    layout.Children.Add(tbNamev);
    layout.Children.Add(tbAgef);
    layout.Children.Add(tbAgev);
    // Row、Column 附加属性
    // 第一行第一列
    Grid.SetRow(tbIDf, 0);
    Grid.SetColumn(tbIDf, 0);
    // 第一行第二列
    Grid.SetRow(tbIDv, 0);
    Grid.SetColumn(tbIDv, 1);
    // 第二行第一列
    Grid.SetRow(tbNamef, 1);
    Grid.SetColumn(tbNamef, 0);
    // 第二行第二列
    Grid.SetRow(tbNamev, 1);
    Grid.SetColumn(tbNamev, 1);
    // 第三行第一列
    Grid.SetRow(tbAgef, 2);
    Grid.SetColumn(tbAgef,0);
    // 第三行第二列
    Grid.SetRow(tbAgev, 2);
    Grid.SetColumn(tbAgev, 1);
    // 数据绑定
    /* ID */
    Binding bindID = new(nameof(Student.ID))
    {
        Source = this.stu
    };
    BindingOperations.SetBinding(tbIDv, TextBlock.TextProperty, bindID);
    /* Name */
    Binding bindName = new(nameof(Student.Name))
    {
        Source = stu
    };
    BindingOperations.SetBinding(tbNamev, TextBlock.TextProperty, 
bindName);
    /* Age */
    Binding bindAge = new(nameof(Student.Age))
    {
        Source = stu
    };
    BindingOperations.SetBinding(tbAgev, TextBlock.TextProperty, bindAge);
}

运行效果如下：

 

这时候，估计你也想到了一件事—— WPF 元素之间的绑定咋弄？对应的 XAML 扩展标记 {Binding ElementName=..., Path=... }。这个用代码写起来也不难，Binding 类有 ElementName 属性，可以引用已命名的对象。但是，在代码里面，咱们是直接用变量名来引用对象的，并没有分配对象名称。虽然 FrameworkElement 类的子类都继承了 Name 属性，但，设置这个 Name 属性 Binding.ElementName 是找不到的，必须要在 NameScope 对象里注册到XAML名称空间后才能被 ElementName 引用。

NameScope 类其实是个 Key=String, Value = Object 的字典，维护当前名称空间范围内的对象列表。对应的是 XAML 中的 x:Name = ...。

NameScope 类定义了 NameScope 附加属性，允许将 NameScope 实例设置到目标对象上。XAML 语法是

<NameScope.NameScope>
    <NameScope />
NameScope.NameScope>

但我们在写 XAML 时是不需要，都是自动添加的，用 x:Name 就行了。

在代码中用 SetNameScope 方法设置。

 

看看下面的例子。

void InitUI()
{
    Title = "元素之间绑定";
    // 根据内容自动调整窗口大小
    SizeToContent = SizeToContent.WidthAndHeight;
    StackPanel panel = new(){
        Orientation = Orientation.Vertical,
        Margin = new Thickness(15.0d)
    };
    this.Content = panel;   // 布局
    // 文本输入控件
    TextBox txt = new TextBox();
    txt.Margin = new Thickness(3.0d, 5.0d, 3.0d, 8.5d);
    // 给它分配一个名字，绑定时用到
    NameScope myScope = new();
    NameScope.SetNameScope(this, myScope);
    myScope.RegisterName("txtInput", txt);
    // 文本块
    TextBlock tb = new TextBlock();
    tb.Margin = new Thickness(5.0d, 0d, 5.0d, 0d);
    // 绑定
    Binding bind = new();
    bind.ElementName = "txtInput";
    bind.Path = new PropertyPath(TextBox.TextProperty);
    bind.Mode = BindingMode.OneWay;
    // 在文本框更改时更新数据
    bind.UpdateSourceTrigger = UpdateSourceTrigger.PropertyChanged;
    BindingOperations.SetBinding(tb, TextBlock.TextProperty, bind);
    // 添加到布局
    panel.Children.Add(txt);
    panel.Children.Add(tb);
}

这个方法也是写在 Window 的派生类中，SizeToContent = SizeToContent.WidthAndHeight 表示本窗口的宽度和高度会根据它要显示的内容自动调整。

由于 TextBlock 控件的文本来源于 TextBox，因此，要为 TextBox 注册一个名字“txtInput”。由于 FrameworkElement 类有 RegisterName 方法，所以，注册名称的代码也可以这样写：

NameScope.SetNameScope(this, new NameScope());
this.RegisterName("txtInput", txt);

设置 bind.UpdateSourceTrigger = UpdateSourceTrigger.PropertyChanged 允许在输入的内容更改后就马上更新绑定数据，能做到实时显示输入的内容。

效果如下：

好了，今天咱们先说到这儿，剩下的如模板、样式、动画、3D 什么的，咱们下次再探讨。