一文读懂WPF系列之依赖属性与附加属性

Marzlam2025-04-16 10:35

依赖属性与附加属性

依赖属性

对比C#属性

首先传统CLR的属性是什么，它们由自动生成的 getter 和 setter 方法管理。例如：

javascript 复制代码 
public class Person
{
    public string Name { get; set; }
}

优点：简单、直接，适用于不需要高级功能的场景。

缺点：它的值是存储在对象的字段中，无法进行数据绑定、样式、动画等功能

WPF依赖属性（Dependency Properties）

那么在WPF中 属性的绑定赋值有很多复杂使用 比如数据绑定 样式绑定等高级功能，所以要有适配WPF技术中的 高级属性使用 也就是 依赖属性

  1. 定义与核心机制
    依赖属性是 WPF 中基于 DependencyObject 类实现的一种特殊属性系统。它通过全局哈希表管理属性值，支持动态来源（如绑定、动画、样式等），并允许属性值继承和优先级控制。例如，Button 的 Background 属性可通过多种方式赋值（如直接设置、绑定数据或应用样式）
  2. 核心特点
    内存优化高效存储：依赖属性通过哈希表存储值，相同控件的相同属性仅保存一份默认值，减少内存消耗。
    动态绑定支持：支持与数据源绑定，实现 UI 与业务逻辑的实时同步。
    值继承与优先级：子控件可继承父控件的属性值（如 FontSize），且不同来源的值按优先级生效（如本地设置 > 样式 > 继承值）。
    变更通知：通过 PropertyChangedCallback 回调响应属性值变化，常用于触发界面更新

优先级计算与值决策​​

既然依赖属性 应对高级使用 多种动态绑定支持 显示值在控件上最终呈现一个值 那肯定有优先级

优先级从高到低依次为：

  1. 动画值（如正在执行的动画效果）。
  2. 本地值（通过 SetValue 或XAML直接设置的值）。
  3. 绑定值（数据绑定的结果）。
  4. 样式与模板（通过 Style 或 ControlTemplate 设置的值）。
  5. 继承值（从父元素继承的值，如 FontSize）。
  6. 默认值（通过 PropertyMetadata 定义的默认值）

回调与验证机制​​

依赖属性支持通过回调函数实现动态控制和验证：

  1. 属性变更回调（PropertyChangedCallback）：在值变化时触发，用于更新UI或执行逻辑（如重绘控件）。
  2. 强制值回调（CoerceValueCallback）：强制调整值（例如限制数值范围），优先级高于动画。
  3. 验证回调（ValidateValueCallback）：验证值的合法性，若无效则抛出异常

WPF 自带的依赖属性

WPF 中绝大多数控件的属性都是依赖属性，它们通过 DependencyProperty 实现，支持动态绑定、动画、样式等特性。以下是常见的​​内置依赖属性​​分类及示例：

  1. 布局与外观
    Width/Height：控件的尺寸（如 Button 的宽高）
    Background/Foreground：背景色和前景色（如 TextBox 的背景色）
    FontSize/FontFamily：字体样式（支持继承父容器的字体设置）
  2. 行为与交互
    IsEnabled：控件是否可用（如禁用按钮）
    Visibility：控件的可见性（支持 Collapsed、Hidden 等状态）
    Command：绑定命令（如 Button 的点击事件绑定 MVVM 命令）
  3. 数据绑定与模板
    ItemsSource：列表控件的数据源（如 ListBox 的绑定集合）
    Content：内容属性（如 Label 的显示文本）
    特点：这些属性通过全局哈希表存储，仅保存非默认值，减少内存占用

自定义依赖属性

这个会结合 自定义控件文章 来讲解

这里就先给个 示例

主要步骤就是 定义控件 注册依赖属性DependencyProperty 包装clr 定义样式 和 布局使用

javascript 复制代码 
public class NumericBox : Control
{
    // 注册依赖属性（含验证）
    public static readonly DependencyProperty ValueProperty = 
        DependencyProperty.Register(
            "Value", 
            typeof(double), 
            typeof(NumericBox),
            new FrameworkPropertyMetadata(0.0, 
                FrameworkPropertyMetadataOptions.BindsTwoWayByDefault,
                null, 
                CoerceValue
            ),
            ValidateValue
        );

    // CLR 包装器
    public double Value
    {
        get => (double)GetValue(ValueProperty);
        set => SetValue(ValueProperty, value);
    }

    // 强制值回调（限制范围）
    private static object CoerceValue(DependencyObject d, object value)
    {
        return Math.Max(0, (double)value); // 确保值 ≥ 0
    }

    // 验证回调（拒绝非法值）
    private static bool ValidateValue(object value)
    {
        return value is double && (double)value <= 100; // 最大值 100
    }
}

  <!-- Window.Resources中自定义样式 -->
  <Style TargetType="{x:Type local:NumericBox}">
      <Setter Property="Template">
          <Setter.Value>
              <ControlTemplate TargetType="{x:Type local:NumericBox}">
                  <!-- 模板内容（如文本框、增减按钮等） -->
                  <TextBlock Text="{Binding Path=Value, RelativeSource={RelativeSource AncestorType={x:Type local:NumericBox}}}"/>
              </ControlTemplate>
          </Setter.Value>
      </Setter>
  </Style>
  
<!-- 使用的布局地方local 使用 -->
<local:NumericBox Width="120" Margin="5,0" Value="{Binding dataItem.Id} />

附加属性

本质与定义​​

  1. 附加属性（Attached Properties）是一种特殊类型的依赖属性，允许将属性"附加"到其他非宿主类的对象上。例如，Grid.Row 属性由 Grid 类定义，但可附加到任何子控件上，用于指定其在网格中的行位置。
  2. 实现方式：通过 DependencyProperty.RegisterAttached 静态方法注册，并定义 Get 和 Set 静态方法作为访问器。
  3. 核心特点：
    跨控件扩展：无需修改目标控件源码即可添加新属性（如为 TextBox 添加水印提示）。
    全局性：可在任何继承自 DependencyObject 的对象上使用。

与依赖属性的区别​​

​​宿主差异​​：依赖属性定义在宿主类内部（如自定义控件的属性），而附加属性定义在外部类并附加到其他控件。

​​注册方法​​：依赖属性使用 Register，附加属性使用 RegisterAttached。

​​访问方式​​：附加属性通过静态 Get/Set 方法访问，依赖属性通过 CLR 包装器直接访问

附加属性的典型应用场景

  1. 布局控制
    网格布局：Grid.Row 和 Grid.Column 属性由 Grid 类定义，附加到子元素以指定位置。
    画布定位：Canvas.Left 和 Canvas.Top 控制子元素在画布中的坐标。
  2. 行为扩展
    验证逻辑：为 TextBox 添加输入验证或水印提示。
    动态样式：通过附加属性触发控件样式的动态变化（如高亮选中项）。
  3. 服务类场景
    跨组件通信：定义服务类，通过附加属性传递全局状态（如用户权限或主题颜色）

自定义附加属性

也会结合自定义控件文章来讲解

这里就先给个 示例

主要步骤就是 定义控件 注册依赖属性DependencyProperty 包装clr 定义样式 和 布局使用

javascript 复制代码 
public static class GridHelper
{
    public static readonly DependencyProperty ShowBorderProperty = 
        DependencyProperty.RegisterAttached("ShowBorder", typeof(bool), typeof(GridHelper), 
            new PropertyMetadata(false, OnShowBorderChanged));

    public static bool GetShowBorder(DependencyObject obj) => (bool)obj.GetValue(ShowBorderProperty);
    public static void SetShowBorder(DependencyObject obj, bool value) => obj.SetValue(ShowBorderProperty, value);

    private static void OnShowBorderChanged(DependencyObject d, DependencyPropertyChangedEventArgs e)
    {
        if (d is Grid grid && (bool)e.NewValue)
        {
            // 动态为每个子元素添加边框
            foreach (var child in grid.Children.OfType<FrameworkElement>())
            {
                var border = new Border { BorderBrush = Brushes.Gray, BorderThickness = new Thickness(1) };
                Grid.SetRow(border, Grid.GetRow(child));
                Grid.SetColumn(border, Grid.GetColumn(child));
                grid.Children.Add(border);
            }
        }
    }
}

<Grid local:GridHelper.ShowBorder="True">
    <Grid.RowDefinitions>...</Grid.RowDefinitions>
    <Grid.ColumnDefinitions>...</Grid.ColumnDefinitions>
    <Button Grid.Row="0" Grid.Column="0" Content="按钮" />
</Grid>

注意事项

  1. 命名规范
    附加属性名称以 Property 结尾（如 ShowBorderProperty）。
    Get/Set 方法需与属性名严格对应（如 GetShowBorder）。
  2. 性能优化
    避免在回调函数中频繁操作 UI 元素，优先使用数据绑定。
    合理设置默认值以减少初始化开销。
  3. 调试技巧
    命名空间检查：确保 XAML 中正确引入附加属性所在的命名空间。
    模板绑定：在自定义控件模板中使用 TemplateBinding 关联附加属性

属性对比

小结

  1. WPF依赖属性的访问机制通过全局存储、优先级计算和动态回调实现了高效灵活的特性。其核心优势在于支持数据绑定、动画、样式继承等复杂场景，同时通过优化存储和计算逻辑保证了性能
  2. 附加属性是 WPF 实现灵活 UI 扩展的核心机制，其核心价值在于解耦功能与控件，支持跨组件通信、动态布局等复杂场景。通过合理设计，开发者可以显著提升代码复用性和可维护性
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