WPF依赖属性学习

概述

WPF 依赖属性（Dependency Property）是 WPF 框架的核心基础设施之一，它扩展了传统 .NET 属性的能力，为 WPF 提供数据绑定、动画、样式、继承值、属性值变更通知等高级功能。

为什么需要设计依赖属性？

因为依赖属性做到了CLR属性没做到的一些事情。

列举几个场景：

1、数据驱动 UI 的动态性需要"可计算的值

在 WPF 里，绑定的值、样式 Setter 的值、触发器的值、动画帧的值，都是事后才知道的，甚至可以在运行时不断切换来源。

CLR 属性：值写死在一个私有字段里，谁最后 set 就留谁。

依赖属性：属性系统先查看"当前这一帧到底是谁最有发言权"，再给出最终值------也就是"值是从外部来的，我只是按优先级算一算"的依赖计算。

2、大规模对象树的内存压力要求"默认值共享

WPF 的控件树随随便便成千上万实例，如果每个 Button 都把 FontSize = 11 存一份 double，内存就爆炸了。

依赖属性把"默认值"压缩到一个静态全局哈希表里，没显式设置的实例，直接查表用同一份值。

3、样式 / 动画 / 绑定 / 继承 / 触发器 / 资源多路输入需要统一的"优先级规则

同一个 Background，可以是：本地值（红），主题样式（蓝），动画（绿），触发器（黄）......

传统属性里谁最后 set 谁赢，根本无法表达这种"多源头分时复用"的复杂策略。

依赖属性为此内置了一套显式的优先级表（动画>本地值>触发器>样式...），系统每次重新评估就行，无需控件开发者自己写状态机。

4、跨父子树的"属性值继承

典型例子：FontSize 设到 Window 上，所有子孙 TextBlock 直接复用该值，但中途随时可以用样式或本地值覆盖。

传统字段存储实现：父级改一次就要递归遍历整棵树；

依赖属性：子元素在取值时惰性向上询问，逻辑/性能都优雅。

学习依赖属性

在创建自定义的时候，创建一个依赖属性的示例如下所示：

csharp 复制代码

  public int Value
  {
      get => (int)GetValue(ValueProperty);
      set => SetValue(ValueProperty, value);
  }
  public static readonly DependencyProperty ValueProperty = DependencyProperty.Register(
      nameof(Value), typeof(int), typeof(RatingControl),
      new FrameworkPropertyMetadata(0, FrameworkPropertyMetadataOptions.BindsTwoWayByDefault, OnValueChanged, CoerceValue));

首先来看看命名，一个CLR属性是Value，依赖属性是ValueProperty，这是一种命名约定，可以很容易将这两个东西关联起来。

依赖属性都是通过DependencyProperty.Register方法注册：

csharp 复制代码

public static readonly DependencyProperty ValueProperty =
  DependencyProperty.Register(
      nameof(Value),          // 属性名 Value
      typeof(int),            // 属性类型
      typeof(RatingControl),  // 所属类型
      new FrameworkPropertyMetadata(
          0,                                   // 默认值
          FrameworkPropertyMetadataOptions.BindsTwoWayByDefault, // 默认为双向绑定
          OnValueChanged,                      // 值发生变更时的回调
          CoerceValue)                         // 强制值回调
  );

CoerceValue是强制回调：

csharp 复制代码

private static object CoerceValue(DependencyObject d, object baseValue)
{
  var ctl = (RatingControl)d;
  int v = Math.Max(0, (int)baseValue); // 下限
  v = Math.Min(v, ctl.Max);            // 上限
  return v;
}

OnValueChanged是变更回调：

csharp 复制代码

private static void OnValueChanged(
  DependencyObject d, DependencyPropertyChangedEventArgs e)
{
  var ctl = (RatingControl)d;
  ctl.UpdateVisualStates();
}

作用：值真正改变后通知控件更新 UI。

e 中包含旧值 e.OldValue 与新值 e.NewValue，可进一步比较差异。

生命周期小结（一个赋值的全过程）

代码 / 绑定 / 动画尝试改变 Value。

WPF 调用 CoerceValue 让控件有机会矫正值。

如果矫正后的值与当前存储值相同，流程结束；否则进入下一步。

触发 OnValueChanged → 更新UI。

因为是 BindsTwoWayByDefault，若存在绑定的源（ViewModel），其对应属性也会被同步。

现在大概了解了依赖属性的设计，你可能也听说过"附加属性"与"继承属性"。

其实官方并没有"继承属性"这个称谓，继承属性只是将依赖属性设置成可继承罢了。

要想更好地理解依赖属性的概念，一个很好的方式就是去看WPF的源码，看看在源码中是如何使用的，现在就让我们一起去源码中找找看吧！！

先来看看普通的依赖属性定义：

目前我们接触到了DependencyProperty与DependencyPropertyKey。

DependencyPropertyKey表示只读依赖属性。

这里官方源码将按钮是否按下这个属性设置为了只读依赖属性，为什么官方是这样做的呢？

想象一下一个按钮的 IsPressed 属性。这个属性应该是 true 还是 false，不应该由应用程序的逻辑直接决定（比如，你不应该写 myButton.IsPressed = true; 来"按下"一个按钮）。它的状态应该完全由用户的交互行为（鼠标按下、触摸、键盘空格键等）来驱动。

如果你把它做成一个普通的可以随意读写的属性：

csharp 复制代码

public bool IsPressed { get; set; }

那么任何代码都可以修改它，这会破坏按钮的内在逻辑和行为一致性。

如果你把它做成一个普通的只读属性：

csharp 复制代码

private bool _isPressed;
public bool IsPressed { get { return _isPressed; } }

虽然外部代码不能修改了，但这样做有几个缺点：

不支持 WPF 高级功能：它不再是一个依赖属性，因此无法享受数据绑定、样式、动画、属性值继承等 WPF 的核心特性。比如，你无法在 XAML 中写一个 Trigger 来在 IsPressed 为 true 时改变按钮的背景色。

缺少变更通知：如果 _isPressed 的值改变了，WPF 的其他部分（比如 UI 渲染系统）不会自动知道。你需要手动实现 INotifyPropertyChanged 接口，这额外增加了复杂性。

为了解决上述问题，WPF 引入了*"只读依赖属性" (Read-Only Dependency Property)* 。这种属性拥有两全其美的优势：

对外是只读的：保护了属性的完整性，防止外部代码随意篡改。

内部是可读写的：属性的"所有者"可以在特定逻辑下修改其值。

拥有依赖属性的全部特性：支持数据绑定、样式、动画、触发器等。

再来看看附加依赖属性：

Grid.Row是一个很经典的附加依赖属性。

注册附加依赖属性使用的是DependencyProperty.RegisterAttached方法。

附加属性必须提供静态的Get和 Set 方法：

在WPF中一个很经典的可继承依赖属性的例子就是FontSize，让我们来看看它的定义：

使用了FrameworkPropertyMetadataOptions.Inherits。

这个枚举类有以下几个选项：

名称	十六进制值	十进制值	说明
None	`0x000`	`0`	无标志。
AffectsMeasure	`0x001`	`1`	此属性影响测量（Measure）过程。当此属性值改变时，元素需要重新计算其所需大小。
AffectsArrange	`0x002`	`2`	此属性影响布局（Arrange）过程。当此属性值改变时，元素需要重新定位并确定其最终大小。
AffectsParentMeasure	`0x004`	`4`	此属性影响父级的测量过程。当此属性值改变时，其父元素需要重新进行测量。
AffectsParentArrange	`0x008`	`8`	此属性影响父级的布局过程。当此属性值改变时，其父元素需要重新进行布局。
AffectsRender	`0x010`	`16`	此属性影响渲染。当此属性值改变时，元素可能需要部分或完全重绘。
Inherits	`0x020`	`32`	此属性的值可以被子元素继承。
OverridesInheritanceBehavior	`0x040`	`64`	此属性会导致继承和资源查找过程，忽略在查找路径上任何元素 (`FE`) 设置的 `InheritanceBehavior` 值。
NotDataBindable	`0x080`	`128`	此属性不支持数据绑定。
BindsTwoWayByDefault	`0x100`	`256`	对此属性的数据绑定默认为双向（Two-Way）模式。
Journal	`0x400`	`1024`	在通过 URI 进行日志记录/导航时，此属性的值应该被保存和恢复。
SubPropertiesDoNotAffectRender	`0x800`	`2048`	此属性的子属性不会影响渲染。例如，若属性 `X` 有子属性 `Y`，则修改 `X.Y` 不会触发渲染更新。

现在只是差不多了解了WPF中的依赖属性的一些概念与使用，要想真正明白依赖属性的设计与实现，还得多研究研究源码。