什麼是 WPF 以及它如何在 .NET 中運作?

什麼是 WPF 以及它如何在 .NET 中運作?

WPF 是 .NET UI 框架 Windows:向量、GPU 加速和基於 XAML。

兩種實作:.NET(開源)和.NET Framework 4;兩者均僅適用於 Windows。

綁定, 命令、樣式和模板可實現豐富、可維護、面向 MVVM 的 UI。

2D/3D 圖形、動畫、排版、多媒體和 Win32/WinForms 互通性。

Windows Presentation Foundation (WPF) 是用於建立現代、可擴充、圖形加速的 Windows 桌面應用程式的 .NET 使用者介面框架。 硬件. 為利用 Direct3D 而生 以及當今的 GPU,提供基於向量的渲染引擎、響應式佈局、動畫,以及借助 XAML 和後台程式碼在介面和邏輯之間實現的明確分離。

除了視覺功能之外,WPF 還整合了非常強大的資料模型、樣式和模板、命令、高級文字支援以及與多媒體、2D/3D 和高品質排版的兼容性。 所有這些都伴隨著 Visual Studio 和 Blend 中成熟的工具、第三方控制項的生態系統以及與 Windows Forms 或 Win32 等現有技術互通的能力。

什麼是 WPF 及其實現

WPF 是一個與解析度無關的簡報框架,它使用向量圖形管道繪製其介面。 並且是.NET不可或缺的一部分。 這種獨立於設備的方法可以實現跨不同設備的簡潔且可擴展的接口 DPI,提高任何顯示器上的可訪問性和視覺品質。

主要實現有兩種: .NET 版本(開放並託管在 GitHub 上)和 Windows 自帶的 .NET Framework 4 版本。 .NET 版本僅在 Windows 上執行儘管 .NET 是跨平台的,並且其 XAML 設計器至少需要 Visual Studio 2019 16.8(或更高版本,取決於 .NET 版本),但基於 .NET Framework 4 的版本受 Visual Studio 2017 和 2019 支持,並作為操作系統本身的組件分發。

將應用程式從 .NET Framework 遷移到 .NET 有明顯的好處: 改進的效能、新的 API、最新的語言改進、更高的可存取性和 可靠性以及更新的工具。 如果您維護基於 .NET Framework 的安裝基礎,那麼從中期來看,這種飛躍將在生產力和維護方面帶來回報,尤其是在 LOB(業務線)場景中。

從歷史上看,WPF 自 Windows Vista 以來就已被納入其中,並且也適用於 Windows XP SP2 和 Windows Server 2003,鞏固了其作為 .NET 生態系統中的參考桌面 UI 層的地位。 在技術家族層面,Silverlight 是 WPF 的一個子集,旨在用於豐富的 Web 和行動應用程序,繼承了 XAML 模型,但沒有 3D 支持,並且與 WPF 相比範圍較小。

WPF 渲染基於 Direct3D,可實現複雜的圖形、一致的主題,並將工作卸載到 GPU 以減少 CPU 負載。 這種對向量的強調可以防止縮放時出現像素化,並在硬體允許的情況下提供流暢的體驗。

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XAML、程式碼隱藏和程式設計模型

在 WPF 中,介面使用 XAML(基於 XML 的標記語言)來表達,行為使用程式碼隱藏類別中的託管程式碼(C# 或 VB.NET)來實作。 這種責任分離降低了開發和維護成本,並允許設計人員和開發人員並行工作而不會重疊。

Hay Day 2025 的最佳技巧和竅門的模型 程序設計 它依賴 System.Windows 命名空間,並依賴熟悉的概念(類別實例化、屬性、方法和事件) 以及其自身的兩個支柱:依賴屬性和路由事件。 依賴屬性支援資料綁定、樣式、動畫和值繼承; 路由事件可以穿過視覺化樹,簡化複雜互動的管理。

XAML 產生的元素樹定義了清晰的元件層次結構,並且在執行時間框架將元素和屬性轉換為實際的 WPF 類別實例。 例如: 具有 Title 屬性的 Window 元素被具體化為設定了 Title 屬性的 Window 類別的實例。

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XAML 和程式碼隱藏之間的連結以 x:Class 聲明,編譯時 InitializeComponent 方法將 UI 綁定到類別並註冊事件處理程序。 當控制項在 XAML 中宣告控制器時,系統會將事件(例如按一下按鈕)連接到部分類別中的對應方法。

由於其資料綁定係統、命令和 DataContext,WPF 也支援 MVVM 等架構模式。 這鼓勵單元測試、視圖重複使用以及視圖和表示邏輯之間的嚴格分離。

輸入、命令、控制和佈局

WPF 輸入系統結合了文字、焦點和指標的直接事件和路由事件。 並添加 將動作與使用者手勢分開的命令系統。 因此, 可以從呼叫相同的命令(複製、剪下、貼上) 鍵盤快捷鍵、選單或按鈕 無需重複邏輯。

在 WPF 中,控制項是託管在視窗或頁面中具有定義行為的任何 UI 元素;該框架包括各種可立即使用的控制項。 這加快了豐富應用程式的創建速度,而無需從頭開始建立組件。

按功能,內建控制項涵蓋按鈕、資料顯示、導覽、選單、選擇、輸入等類別。 以下是每個組別中課程的範例:

鈕扣: 按鈕,重複按鈕。

數據顯示: 資料網格、清單視圖、樹狀視圖。

日期: 日曆、日期選擇器。

對話框: 開啟檔案對話方塊、儲存檔案對話方塊、列印對話方塊。

數位墨水: InkCanvas、InkPresenter。

文件: 文件檢視器、FlowDocumentReader、FlowDocumentScrollViewer、FlowDocumentPageViewer、StickyNoteControl。

文字輸入: 文字方塊、富文本框、密碼框。

設計: 邊框、畫布、DockPanel、網格、GridSplitter、GridView、面板、StackPanel、WrapPanel、ScrollViewer、ScrollBar、Viewbox、VirtualizingStackPanel、視窗、Thumb、GroupBox、擴充器、分隔符號、ResizeGrip、BulletDecorator。

媒體: 圖片、MediaElement、SoundPlayerAction。

菜單和酒吧: 選單、上下文選單、工具列、狀態列、進度列。

導航: 框架、頁面、導覽視窗、超連結、TabControl。

選擇: 複選框、單選按鈕、組合方塊、列錶框、滑桿。

使用者資訊: 標籤、文字區塊、工具提示、彈出視窗、存取文字。

將聯絡人新增至 iPhone 收藏夾清單的提示設計系統(佈局)是基礎: 按相對大小和位置分配控件,協商父級和子級之間的空間以適應視窗和螢幕的變化。 這避免了特定於解析度的邏輯並允許自適應 UI。

設計面板涵蓋最常見的圖案: Canvas(絕對位置)、DockPanel(邊緣捕捉)、Grid(行和列)、StackPanel(水平或垂直堆疊)、VirtualizingStackPanel(虛擬化堆疊)和WrapPanel(換行)。 例如,DockPanel 可讓您將控制項停靠到邊緣,並讓其餘控制輕鬆佔據可用空間。

連結資料、模板和資源

資料綁定簡化了物件和 UI 之間的同步,無需手動複製值,並且更容易傳播變更。 Binding 類別連接來源和目標,而 DataContext 允許控制項尋找屬性而無需明確連接。

從 XAML 來看,綁定是使用表達式聲明的,WPF 提供對集合的驗證、排序、過濾和分組;它還支援資料模板來定義每個項目的顯示。 由於這種架構,複雜的清單可以以自訂佈局顯示,而不會影響效能。

WPF支援不同的綁定模式: 一個單一的,單向的(讀)和雙向的(讀和寫)。 在商業應用中,在清單和表單中結合這些模式是很常見的,以方便編輯和檢視。

除了 .NET 物件和集合之外,LINQ 查詢(包括 LINQ to XML)也可以輕鬆用作資料來源。 引擎不強加呈現:這是由資料模板決定的,可以為每種類型的連結物件進行自訂。

樣式可讓您標準化外觀: 樣式將屬性指派給特定類型或實例,集中整個應用程式的顏色、字體和邊距。 資源系統使得在控制項和視窗之間共用這些樣式和畫筆變得容易。

內容模型定義了控制項可以承載的內容: 簡單的控制項(如 TextBox)或包含元素樹的複雜控制項(如具有內部佈局或圖片的 Button)。 這種靈活性使得建立複雜的介面變得容易,而無需從頭開始建立新的控制項。

借助模板,可以更改控制項的外觀,而無需改變其行為: ControlTemplate 讓您修改控制項的外觀,而 DataTemplate 決定資料在清單和網格中的顯示方式。

圖形、動畫、文字和高級定制

WPF 圖形系統提供設備獨立性、座標精度以及對寬色彩空間的支援。 這使得介面清晰、轉換精確、色彩再現品質高。

在 2D 中,它包括現成的向量形狀、用於創建自訂圖形的幾何圖形以及用於漸變、圖像、繪圖和紋理的多種畫筆,以及支援旋轉、縮放或傾斜等轉換。 這些形狀參與輸入、接收焦點並整合到視覺模型中。

在 3D 中,您可以將場景與網格、材質和相機整合;您甚至可以將 2D 內容投影到 3D 表面上,以獲得沉浸式體驗和空間中的互動式控制。 儘管與完整的 Direct3D 相比有所限制,但 WPF 中的 3D 支援可以與 UI、文件和多媒體很好地融合在一起。

動畫引擎是暫時的並且與影格分離,可讓您使用 DoubleAnimation 或 ColorAnimation 等類別為任何依賴屬性設定動畫,並使用 Storyboards 進行管理。 它可以由 XAML 中的事件或觸發器觸發,從而用很少的程式碼實作複雜的動畫。

WPF 原生支援影像與影片: 使用系統上安裝的編解碼器,可以支援 BMP、JPEG、PNG、TIFF、GIF、圖示和 Windows Media Photo 以及 WMV、MPEG 和 AVI 等格式。

在排版和文字方面,它具有 OpenType 支援和 ClearType 增強功能,具有硬體加速渲染,並整合圖形和動畫,可提供高品質的閱讀體驗。

視覺效果已現代化: BitmapEffects 已被棄用,自 .NET 3.5 SP1 起,Effect 允許使用 GPU 加速濾鏡(例如 BlurEffect 和 DropShadowEffect),以及使用著色器的自訂效果。

保留模式允許將控制項分解為視覺化樹並有效地管理更新,利用 GPU 加速。 在有限的硬體條件下,一些優勢有所減弱,但平台仍然表現良好。

WPF 與其他技術之間的互通性很簡單: 可以在 Win32 應用程式中託管 WPF 控件,反之亦然,從而促進逐步遷移和元件重複使用。

自訂控制項的策略包括 UserControl、Control 和 FrameworkElement,取決於自訂等級和行為與外觀的分離。 觸發器可讓您根據事件更改樣式和模板,而無需修改底層行為,從而豐富您的視覺設計。

開發工具有所改進: Visual Studio 提供 XAML 設計器、偵錯、效能分析,並具有 IntelliSense 支援和預覽,可加快複雜 UI 的建立和調整。

外部生態系統包括來自 Infragistics、Telerik 和 DevExpress 等供應商的高級控件,以及激發跨平台模式的開源資源和專案(如 Avalonia UI)。

對於 Windows 上的應用程序, WPF 結合了效能、現代設計和靈活的架構,與 Windows Forms、Web 應用程式或 Java Swing 等替代方案相比,它是一個不錯的選擇。

修復 Windows 11 索引暫停的問題憑藉以上所有優勢,WPF 已成為一個強大的桌面應用程式建立平台,擁有高度可自訂的 UI、強大的資料模型、先進的圖形處理和多媒體支援。使用 XAML、資料綁定、樣式和模板等資源,您可以建立一致、可存取且易於維護的體驗,並充分利用硬體加速以及與現有技術的互通性。

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