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WPF基础到企业应用系列7――深入剖析依赖属性六

分类：设计模式作者：编程之家

十五. 模拟依赖属性实现

　　古人有”不入虎穴焉得虎子“的名句，我们今天也试着入一入虎穴，探探依赖属性里面到底藏着什么不可告人的秘密，在往下讲之前，我们先来看一下DependencyObject 、DependencyProperty 以及PropertyMetadata到底包含哪些功能，如下面三幅图

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　　通过前面三幅图，我们就可以了解WPF依赖属性系统的大体结构以及主要功能，再者通过前面我们对它的使用，对它的内部实现也有一个相对比较清晰 的认识，那么接下来要做的就是：借助Reflector+VS调试内部代码功能一起来研究其内部的实现原理。 本来想详细写清楚开发的过程，但是有点多，所以我打算直接讲这几个类。大家也可以通过这个思路来试一试，同时还可以参考Mono的源码、WF的依赖属性源 码等。这里要推荐的是周永恒的博客，此人对技术的理解很是透彻，博文虽少，但每篇都堪称经典，所以他的文章，我都通读三遍。虽然大多概念都懂，并且读到深 处也能产生共鸣，其最主要目的还是学习他这种”阐述问题的思路“，后来也和此人MSN聊过几次。所以这个依赖属性的框架在某些程度上也借鉴了他的一些写 法。

　　有了前面的思路，首先定义DependencyProperty这个类，它里面存储前面我们提到希望抽出来的字段。DependencyProperty内部维护了一个全局的Map用来储存所有的DependencyProperty，对外暴露了一个Register方法用来注册新的DependencyProperty。当然，为了保证在Map中键值唯一，注册时需要根据传入的名字和注册类的的 HashCode取异或来生成Key。 所以我们就可以完成DependencyProperty类了，代码如下，介绍详见代码注释。：

public sealed class DependencyProperty
 {
     //全局的IDictionary用来储存所有的DependencyProperty
     internal static IDictionary<int,DependencyProperty> properties = new Dictionary<int,175);">DependencyProperty>();
     //存储元数据的集合
     private List<PropertyMetadata> _MetadataMap = new PropertyMetadata>();
     private static int globalIndex = 0;
     private PropertyMetadata def_Metadata;
     private bool attached;
     private string name;
     private int _index;
     private Type owner_type;
     private Type property_type;
     private Type validator_type;

     // 构造函数
     private Dependencyproperty()
     {

     }

     //构造函数私有，保证外界不会对它进行实例化
     private DependencyProperty(string name,175);">Type propertyType,175);">Type ownerType,175);">PropertyMetadata defaultMetadata)
     {
         this.name = name;
         property_type = propertyType;
         owner_type = ownerType;
         def_Metadata = defaultMetadata;
     }

     // 常用属性
     public PropertyMetadata DefaultMetadata
     {
         get { return def_Metadata; }
     }

     public bool IsAttached
     {
         get { return attached; }
     }

     public int Index
     {
         get { return _index; }
         set { _index = value; }
     }

     public string Name
     {
         get { return name; }
     }

     public Type OwnerType
     {
         get { return owner_type; }
     }

     public Type PropertyType
     {
         get { return property_type; }
     }

     public Type ValidatorType
     {
         get { return validator_type; }
     }


     public override int GetHashCode()
     {
         return name.GetHashCode() ^ owner_type.GetHashCode();
     }

     //注册依赖属性
     public static DependencyProperty Register(string name,175);">Type ownerType)
     {
         return Register(name,propertyType,ownerType,new PropertyMetadata());
     }

     //注册的公用方法，把这个依赖属性加入到IDictionary的键值集合中，Key为name和owner_type的GetHashCode取异，Value就是我们注册的DependencyProperty
     public static PropertyMetadata defaultMetadata)
     {
         DependencyProperty property = new DependencyProperty(name,defaultMetadata);
         globalIndex++;
         property.Index = globalIndex;

         if (properties.ContainsKey(property.GetHashCode()))
         {
             throw new InvalidOperationException("A property with the same name already exists");
         }

         //把刚实例化的DependencyProperty添加到这个全局的IDictionary种
         properties.Add(property.GetHashCode(),property);
         return property;
     }

     //注册只读依赖属性
     public static DependencyProperty RegisterReadOnly(string name,175);">PropertyMetadata typeMetadata)
     {
         DependencyProperty property = Register(name,typeMetadata);
         return property;
     }

     //注册附加依赖属性
     public static DependencyProperty Registerattached(string name,175);">Type ownerType)
     {
         return Registerattached(name,175);">PropertyMetadata(),null);
     }

     public static PropertyMetadata defaultMetadata)
     {
         return Registerattached(name,defaultMetadata,175);">PropertyMetadata defaultMetadata,175);">Type validatorType)
     {
         Metadata);
         property.attached = true;
         property.validator_type = validatorType;
         return property;
     }

     //子类继承重写以及其他需要重写Metadata的时候使用
     public void OverrideMetadata(Type forType,175);">PropertyMetadata Metadata)
     {
         Metadata.Type = forType;
         _MetadataMap.Add(Metadata);
     }

     //获取元数据信息
     public PropertyMetadata GetMetadata(Type type)
     {
         PropertyMetadata medatata = _MetadataMap.FirstOrDefault((i) => i.Type == type) ??
             _MetadataMap.FirstOrDefault((i) => type.IsSubclassOf(i.Type));
         if (medatata == null)
         {
             medatata = def_Metadata;
         }
         return medatata;
     }

 }

　　有了DependencyProperty ，那么接下来就需要定义DependencyObject 来使用这个DependencyProperty 。首先使用DependencyProperty .Register方法注册了一个新的DependencyProperty ，然后提供了GetValue和SetValue两个方法来操作刚刚构造的DependencyProperty 。这个时候我们看到一个简单的依赖属性系统已初见端倪了，详见代码注释。

namespace Realize_DPs
{
    public abstract class DependencyObject :  Idisposable
    {
        //添加一个List来记录修改信息
        private EffectiveValueEntry> _effectiveValues = new EffectiveValueEntry>();

        //属性包装器，通过它来访问依赖属性
        public object GetValue(DependencyProperty dp)
        {
            //首先通过判断是否改动过，以此来决定是读元数据的默认值还是改动了的值
            EffectiveValueEntry effectiveValue = _effectiveValues.FirstOrDefault((i) => i.PropertyIndex == dp.Index);
            if (effectiveValue.PropertyIndex != 0)
            {
                return effectiveValue.Value;
            }
            else
            {
                PropertyMetadata Metadata;
                Metadata = DependencyProperty.properties[dp.GetHashCode()].DefaultMetadata;
                return Metadata.DefaultValue;
            }
        }

        //属性包装器，通过它来设置依赖属性的值
        public void SetValue(DependencyProperty dp,object value)
        {
            //首先通过判断是否改动过，以及改动过，则继续对改动过的元素赋值，否则对_effectiveValues增加元素
            EffectiveValueEntry effectiveValue = _effectiveValues.FirstOrDefault((i) => i.PropertyIndex == dp.Index);
            if (effectiveValue.PropertyIndex != 0)
            {
                effectiveValue.Value = value;
            }
            else
            {
                effectiveValue = new EffectiveValueEntry() { PropertyIndex = dp.Index,Value = value };
                _effectiveValues.Add(effectiveValue);
            }
        }

        public void dispose()
        {
            //暂时还没有处理
        }
    }

    internal struct EffectiveValueEntry
    {
        internal int PropertyIndex { get; set; }
        internal object Value { get; set; }
    }
}

　　前面有了DependencyProperty 和DependencyObject 类，那我们现在来新建一个比较重要的类 PropertyMetadata ，它的作用和功能很强大，我们这里只是简单进行了构建，如下代码：

namespace Realize_DPs
{
    public delegate void SetValueOverride(DependencyObject d,object value);

    public delegate object GetValueOverride(DependencyObject d);

    public class PropertyMetadata
    {
        private object default_value;
        private DependencyPropertyOptions options = DependencyPropertyOptions.Default;
        private bool _sealed = false;
        private SetValueOverride set_value;
        private GetValueOverride get_value;
        private Attribute[] attributes;
        private Type type;

        // 构造函数重载
        public PropertyMetadata()
        {

        }

        public PropertyMetadata(object defaultValue)
        {
            default_value = defaultValue;
        }

        public PropertyMetadata(DependencyPropertyOptions options)
        {
            this.options = options;
        }

        public PropertyMetadata(params Attribute[] attributes)
        {
            this.attributes = attributes;
        }

        public PropertyMetadata(object defaultValue,params Attribute[] attributes)
        {
            default_value = defaultValue;
            this.attributes = attributes;
        }

        public PropertyMetadata(object defaultValue,175);">DependencyPropertyOptions options)
        {
            default_value = defaultValue;
            this.options = options;
        }

        public PropertyMetadata(DependencyPropertyOptions options,175);">Attribute[] attributes)
        {
            this.options = options;
            this.attributes = attributes;
        }

        public PropertyMetadata(object defaultValue,175);">Attribute[] attributes)
        {
            this.options = options;
            default_value = defaultValue;
            this.attributes = attributes;
        }

        public PropertyMetadata(object defaultValue,175);">GetValueOverride getValueOverride,175);">SetValueOverride setValueOverride)
        {
            this.options = options;
            default_value = defaultValue;
            set_value = setValueOverride;
            get_value = getValueOverride;
        }

        public PropertyMetadata(object defaultValue,175);">SetValueOverride setValueOverride,175);">Attribute[] attributes)
        {
            this.options = options;
            default_value = defaultValue;
            set_value = setValueOverride;
            get_value = getValueOverride;
            this.attributes = attributes;
        }

        // 常用属性
        public object DefaultValue
        {
            get { return default_value; }
            set { default_value = value; }
        }

        public GetValueOverride GetValueOverride
        {
            get { return get_value; }
            set { get_value = value; }
        }

        public bool IsMetaProperty
        {
            get { return (options & DependencyPropertyOptions.Metadata) == DependencyPropertyOptions.Metadata; }
        }

        public bool IsNonSerialized
        {
            get { return (options & DependencyPropertyOptions.NonSerialized) == DependencyPropertyOptions.NonSerialized; }
        }

        public bool IsReadOnly
        {
            get { return (options & DependencyPropertyOptions.Readonly) == DependencyPropertyOptions.Readonly; }
        }

        protected bool IsSealed
        {
            get { return _sealed; }
        }

        public DependencyPropertyOptions Options
        {
            get { return options; }
            set { options = value; }
        }

        public SetValueOverride SetValueOverride
        {
            get { return set_value; }
            set { set_value = value; }
        }

        public Type Type
        {
            get { return type; }
            set { type = value; }
        }

        protected virtual void Merge(PropertyMetadata baseMetadata,175);">DependencyProperty dp)
        {
            // 实现元数据继承之间的合并
        }

        protected virtual void OnApply(DependencyProperty dependencyProperty,175);">Type targettype)
        {
            // 当元数据被这个属性应用，OnApply就会被触发，在此时元数据也将被密封起来。
        }
    }
}

前面我们实现了一个简单的依赖属性系统，现在就得先测试一下其功能，代码如下：

class Program : DependencyObject
{
    public static readonly DependencyProperty CounterProperty;
    static Program()
    {
        //注册依赖属性Counter
        CounterProperty = DependencyProperty.Register("Counter",typeof(double),typeof(Program),175);">PropertyMetadata(8.0));
    }

    //属性包装器，暴露读写接口
    public double Counter
    {
        get { return (double)GetValue(CounterProperty); }
        set {SetValue(CounterProperty,value); }
    }

    static void Main(string[] args)
    {
        Program pro = new Program();
        Console.WriteLine("读取元数据设置的默认值： "+pro.Counter.ToString());

        Program pro2 = new Program();
        pro2.Counter = 22.5;
        "通过SetValue设置改变了的值： " + pro2.Counter.ToString());
        Console.ReadLine();
    }
}

那么测试结果为：

2010-8-26 0-50-36

利用VS自带的类图，可以看到刚才我们实现的这个依赖属性类及类之间的关系图：

2010-8-26 0-49-19

由于上面的代码在很多方面都很粗糙，所以希望大家能下载代码进行改造，同时也希望给出反馈。

十六. 本文总结

　　这篇文章洋洋洒洒写了很多，我们现在简单回顾一下：在开篇之前我们会先介绍比本篇更重要的一些东西，然后插播了一段”云计算之旅“的广告（广告费很昂贵

PHP?refimg= + this.src)" alt="" src="http://img.jb51.cc/vcimg/static/loading.png" src="http://www.zu14.cn/coolemotion/emotions/zz_1.gif">

，所以格外小心），作为最近几个月执着研究的东西，终于可以在下周和大家见面了，所以心中甚是喜悦。在前面的两个内容之后我们正式进入本篇的主题——依赖 属性。依赖属性是WPF的核心概念，所以我们花费了大量的时间和篇幅进行论述，首先从依赖属性基本介绍讲起，然后过渡到依赖属性的优先级、附加属性、只读 依赖属性、依赖属性元数据、依赖属性回调、验证及强制值、依赖属性监听、代码段(自动生成) 等相关知识，最后我们模拟了一个WPF依赖属性的实现，对内部实现原理进行了一些研究。在接下来的三篇”剖析路由事件”、”剖析命令”、”剖析绑定”也会 采用这篇文章的风格，希望能尽量说透，如果有误之处还希望各位能够批评指正！

十七. 相关代码下载

　　在文章的最后，我们提供代码的下载，这几篇文章最重要的就是下载代码来细细研究，代码里面也添加了比较详细的注释，如果大家有什么问题，也可以和我联系，如果有不正确的地方也希望多多海涵并能给我及时反馈，我将感激不尽！

DependencyPropertiesDemo


上图就是整个代码包的结构图，下载链接：DependencyPropertiesDemo.rar

十八.系列进度

· 8. 命令
· 9. WPF控件分类介绍与使用技巧（ContentControl、HeaderedContentControl…… Decorator）
· 10. 尺寸缩放、定位与变换元素
· 11. 资源
· 12. 数据绑定（基本、值转换、验证、集合的筛选、排序、分组、主从、数据提供者）
· 13. 样式
· 14. 模板
· 15. 多语言、皮肤和主题
· 16. 2D图形
· 17. 3D图形
· 18. 动画（几种动画的应用）
· 19. 音频、视频、语音
· 20. 文档、打印、报表
· 21. 用户控件和自定义控件
· 22. Win32、Windows Form以及ActiveX之间的互用性
· 23. 构建并部署应用程序（ClickOnce部署、微软setup /InstallShield+自动更新组件）
· 24. WPF的模式讲解及实例（MVC Demo）
· 25. WPF的模式讲解及实例（MVP Demo）
· 26. WPF的模式讲解及实例（MVVM Demo）
· 27. 性能优化（WPF项目的瓶颈）
· 28.一个完整WPF项目（普通架构版）
· 39. 一个完整WPF项目（MVVM架构版）
· 30. WPF 4.0新功能

原文地址：https://www.jb51.cc/javaschema/287477.html

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