构建简单的WPF应用程序

构建简单的WPF应用程序
为进一步加深读者理解，在本文中，笔者将首先讲解WPF的体系架构、类层次，然后介绍创建WPF应用程序的开发工具，最后通过一个简单的示例说明构建WPF应用程序的基本方法，以及WPF应用程序的编程模式。

1. 体系架构
WPF主要包括三个部分：PresentationFramework、PresentationCore和milcore。

其中前两者由受管模块组成，而milcore是非受管模块。

如图1显示了WPF体系架构。

图1中所示红色部分显示了构成WPF主要的组件。

让我们由下向上的说明。

最底层是Kernel，它负责控制和管理与图形驱动相关的最底层任务等。

在Kernel之上也是两个比较底层的模块。

其中，User32负责确定显示窗口及其在屏幕中的位置状态等，其并不参与常见控件的呈现。

DirectX负责呈现窗口和内容等。

milcore是WPF的核心部分，它主要起到中间人的作用，以实现WPF与DirectX的通信。

再向上是.NET 3.0的公共语言运行时CLR（Common Language Runtime）。

最高层是WPF的另两个核心PresentationFramework和PresentationCore，它们都是受管模块。

前者主要包括WPF的窗口、面板、样式等高层WPF类型。

后者主要包括WPF的一些基本类型，例如UIElement，Visual等。

它们是PresentationFramework所包括元素的基类。

上文所述WPF的三个核心部分分别对应一些动态库，例如PresentationFramework.dll、PresentationCore.dll和milcore.dll。

这些动态库中包含了众多实现WPF核心功能的类和命名空间。

下面介绍有关的WPF类层次。

2. 类层次
虽然读者可以花费很多时间在MSDN中查找和学习与WPF有关的类，但是这显然是一种效率很低的方法。

因此，了解WPF的类层次对于开发人员创建WPF应用程序意义重大。

如图2显示了WPF的类层次。

如图2所示，WPF类层次中主要包括：System.Threading.DispatcherObject、System.Windows.DependencyObject、System.Windows.Media.Visual、System.Windows.UIElement、System.Windows.FrameworkElement和System.Windows.Controls.Control。

这些内容与PresentationFramework、PresentationCore有关，其中FrameworkElement和Control属于PresentationFramework，其余的类属于PresentationCore。

下面简单说明一下这些类，建议读者在了解类的同时，要注意它们之间的交互关系：System.Threading.DispatcherObject WPF中有许多类继承自DispatcherObject，DispatcherObject提供了处理同步和并发的基本构造。

WPF建立在dispatcher提供的消息系统之上。

它的工作方式很像win32中的消息泵；事实上，WPF的dispatcher使用User32消息来实现线程间调用。

System.Windows.DependencyObject 构建WPF的一个主要思想是属性优先于方法和事件。

属性是声名性的，并且能够更方便实现开发人员。

WPF提供了丰富的属性系统，其核心是DependencyObject。

它的基础是属性表达式。

属性系统提供对属性的稀疏保存。

System.Windows.Media.Visual Visual是一个抽象类，每个FrameworkElement对象都必须继承该类。

该类的主要作用是为WPF提供呈现支持，主要包括输出显示，坐标转换，区域剪切等。

以用户界面控件（例如Button，TextBox）为例，这些控件都继承Visual类，并
使用该类定义的属性实现所呈现数据的持久化。

System.Windows.UIElement UIElement是构建WPF元素和基本呈现特征的基类。

该类继承自Visual类，其中定义很多与输入和焦点有关的特性，例如键盘事件，鼠标和笔输入。

同时，该类还包括一些与WPF事件模型有关的API。

System.Windows.FrameworkElement FrameworkElement类是连接Framework层次类与Core层次类的连接点。

该类不仅继承了UIElement类，而且还添加了一些功能，例如，布局定义、逻辑树、对象生命周期事件、支持数据绑定和动态资源引用、支持样式和动画。

System.Windows.Controls.Control Control是创建自定义应用程序控件的基类。

开发人员可通过重写Control类所提供的属性，方法，事件等，为自定义控件添加自定义逻辑。

相信以上内容对于读者了解WPF类会有一定帮助，但是只了解这些是显然不够的。

作为一名合格WPF开发人员，必须熟悉其他细小，更为常用的WPF类。

3. 开发工具
由于WPF引入了很多新概念，新架构，因此要实现WPF应用程序的高效开发，必须使用专业的开发工具。

这些工具主要分为两种：专业开发工具和专业设计工具。

专业开发工具显而易见，创建WPF应用程序最为专业的工具是Visual Studio系列，这主要是指Visual Studio 2005和Visual Studio 2008。

Visual Studio 2008是2005的更新版，其直接支持WPF的开发，只需安装在操作系统中即可（Windows XP+SP2，2003和Vista）。

Visual Studio 2005则没有那么幸运。

除安装基础的Visual Studio 2005之外，开发人员必须安装三个软件包：.NET Framework 3.0（Vista内置该组件），Windows Software Development Kit （SDK）和针对.NET Framework 3.0开发的Visual Studio 2005扩展插件（包括VS 2005 Extensions for .NET Framework 3.0（Workflow）和VS 2005 Extensions for .NET Framework 3.0（WCF&WPF））。

这些软件包都可在微软网站免费下载安装。

专业设计工具上述Visual Studio工具更多的是帮助开发人员实现程序逻辑，而专业设计工具则倾向于实现图形图像与WPF应用程序的整合。

例如，Microsoft Expression Design 可创建和编辑2D图形（基于位图或者矢量图），其结果能够导出为XAML代码，这对于WPF应用程序很有益处。

又如Microsoft Expression Blend则是一个全新的，全功能的专业设计工具，它可用于创造基于Microsoft Windows平台的丰富、复杂的应用界面。

使用Expression Blend可以提供更出色的应用软件，并提升客户的体验和满意度。

除了以上两类工具之外，读者还可在互联网上找到一些免费工具，例如编写XAML语言的XamlPad，进行性能测试配置的WpfPerf等。

这些工具由于缺乏很好的支持，可能会带来一些潜在的问题，因此不建议初学者使用。

下面通过开发一个简单的WPF应用程序来说明以上所述的编程模式和基本方法。

本示例将在屏幕上显示一个包括按钮的窗口，当用户单击按钮时会弹出一个显示提示信息的小窗口。

本示例使用Visual Studio 2008创建，开发步骤如下所示。

（1）创建WPF应用程序项目。

打开Visual Studio 2008，在“File”选单中选取“New”，接着单击子菜单项“Project...”。

此时，将显示如图3所示的对话框。

如图3所示，New Project窗口主要包括三个部分：左边是项目类型，右边是项目模板，下部是设置。

为创建WPF应用程序（使用C#语言的情况），应在项目类型中选择“Visual C#”> “Windows”，然后在右边的模板中选择“WPF Application”，最后在窗口下部设置项目参数。

项目参数的设置包括Name，Location和Solution Name。

此处将Name设置为HelloWpf。

另外，开发人员应注意窗口右上方的下拉框，其用于设置WPF应用程序项目所支持的.NET Framework版本，例如.NET Framework 2.0，3.0和3.5。

由于这是一个WPF项目，因此可选择.NET Framework 3.0或者3.5。

在单击OK按钮之后，Visual Studio 2006将创建WPF应用程序项目。

所创建内容主要包括Windows1.xaml、Windows1.xaml.cs、App.xaml和App.xaml.cs（还有一些项目资源文件，位于所设置的项目文件夹中）。

开发人员可在Soulution Explorer窗口中看到这4个文件。

其中Windows1.xaml和Windows1.xaml.cs分别用于实现窗口Windows1的用户界面和业务逻辑。

App.xaml和App.xaml.cs分别用于实现整个应用程序的用户界面和业务逻辑。

通常情况下，一个应用程序只能有一对App.xaml和App.xaml.cs，以及一个或者多个类似Windows1.xaml和Windows1.xaml.cs的窗口文件。

（2）开发人员需要根据应用需求，实现用户界面。

这涉及修改默认的Windows.xaml 文件。

在Design模式下，打开Windows1.xaml。

接着，在Toolbox窗口的Common分组中找到Button控件，并将其拖放至Windows1窗口中。

此时，在该窗口中会显示一个按钮。

接着，选中按钮控件，并通过Properties窗口修改属性。

修改内容包括：（1）将Content属性（用于设置按钮表面显示文本内容）设置为“请单击按钮”；（2）将Name（用于设置该控件的标识符）设置为“btn1”。

如图4显示了Wiindows1窗口的设计界面。

在设计界面的同时，Visual Studio 2008将自动为界面生成XAML代码。

如下代码描述了图4所示窗口：
<Window x:Class="HelloWpf.Window1"
xmlns=/winfx/2006/xaml/presentation
xmlns:x="/winfx/2006/xaml"
Title="Window1"
Height="300"
Width="300">
<Grid>
<Button Margin="101,114,102,125" Name="btn1">请单击按钮</Button> </Grid>
</Window>
以上代码虽然简单，但是涉及一些XAML的知识。

有关XAML的内容将在随后的系列文章中介绍。

此处，读者只需了解标记<Windows>表示呈现的窗口，标记<Button>表示窗口中的按钮即可。

（3）实现业务逻辑，即单击按钮时，弹出一个提示信息窗口。

首先，在<Button>标记代码中加入如下代码：
Click="btn1_Click"
该段代码表示为按钮单击事件添加一个事件处理程序，其名称为btn1_Click。

然后，打开Windows1.xaml.cs文件，并添加以下代码：
private void btn1_Click(object sender, RoutedEventArgs e) { MessageBox.Show("您成功创建了第一个WPF应用程序"); }
以上代码实现了当单击按钮时，应用程序将弹出一个消息窗口，其中显示一些提示信息。

这个实现过程调用了MessageBox类的Show方法。

（4）运行应用程序，查看结果。

运行应用程序的方法很简单，只需使用组合键Ctrl+F5即可。

如果应用程序代码存
在错误，那么Visual Studio 2008将利用Error List和Output窗口提示开发人员。

如图5显示了应用程序运行结果。

在这个示例中，读者应重点理解WPF应用程序的编程模式（WPF应用程序= 程序逻辑代码+ 标记代码）和基本开发方法。

例如，感受XAML标记语言为应用开发带来的便捷，Visual Studio 2008为高效开发提供的功能等。

5. 小结
在阅读本文内容之后，相信读者已经了解了有关WPF体系架构，类层次，开发工具等知识，同时还能够根据说明步骤创建简单的应用，这些内容都是深入学习WPF的基础。

在随后的系列文章中将介绍XAML的基础知识，这样就能够创建常见的用户界面。