WPF：依赖属性与常规 CLR 属性有何区别？

Question

在 WPF 中，“依赖属性”到底意味着什么？

我阅读了 Microsoft 的依赖属性概述，但我并没有真正理解它。该文章的部分内容是：

样式和模板是使用依赖属性的两个主要动机场景。样式对于设置定义应用程序用户界面 (UI) 的属性特别有用。样式通常在 XAML 中定义为资源。样式与属性系统交互，因为它们通常包含特定属性的“设置器”，以及根据另一个属性的实时值更改属性值的“触发器”。

然后示例代码是这样的：

<Style x:Key="GreenButtonStyle">
  <Setter Property="Control.Background" Value="Green"/>
</Style>
....
<Button Style="{StaticResource GreenButtonStyle}">I am green!</Button>

但我不明白这有什么特别之处。这是否意味着，当我将按钮上的 Style 设置为给定样式时，我实际上是在隐式设置 Background ？这是问题的关键吗？

Answer 1

这是关于依赖属性如何工作的解释，我一直希望有人为我编写。它是不完整的，而且很可能是错误的，但它将帮助您对它们有足够的理解，以便您能够掌握您所阅读的文档。

依赖属性是类似属性的值，可以通过 DependencyObject 类的方法获取和设置。它们看起来（而且通常确实）非常像 CLR 属性，但事实并非如此。这就是关于他们的第一个令人困惑的事情。依赖属性实际上由几个组件组成。

下面是一个示例：

Document 是 RichTextBox 对象的属性。这是真正的 CLR 属性。也就是说，它有一个名称、一个类型、一个 getter 和一个 setter，就像任何其他 CLR 属性一样。但与“普通”属性不同，RichTextBox 属性不仅仅获取和设置实例内的私有值。在内部，它是这样实现的：

public FlowDocument Document
{
   get { return (FlowDocument)GetValue(DocumentProperty); }
   set { SetValue(DocumentProperty, value); }
}

当您设置 Document 时，您传入的值将与 DocumentProperty 一起传递到 SetValue。那是什么？？ GetValue 如何获取它的值？还有……为什么？

首先是什么。 RichTextBox 上定义了一个名为 DocumentProperty 的静态属性。声明此属性时，其操作如下：

public static DependencyProperty DocumentProperty = DependencyProperty.Register(
    "Document",
    typeof(FlowDocument), 
    typeof(RichTextBox));

在本例中，Register 方法告诉依赖属性系统 RichTextBox（类型，而不是实例）现在具有名为 Document 且类型为 FlowDocument 的依赖属性。此方法将此信息存储在...某处。确切地说，我们隐藏了一个实现细节。

当 Document 属性的 setter 调用 SetValue 时，SetValue 方法会查看 DocumentProperty 参数，验证它是否是实际上是属于 RichTextBox 的属性，并且 value 是正确的类型，然后将其新值存储在某个地方。 DependencyObject 的文档对此实现细节含糊其辞，因为您实际上并不需要了解它。在我关于这些东西如何工作的心智模型中，我假设有一个 Dictionary 类型的属性是 DependencyObject 私有的，因此派生类（例如 >RichTextBox）看不到它，但 GetValue 和 SetValue 可以更新它。但谁知道呢，也许这是修道士写在羊皮纸上的。

无论如何，这个值现在是所谓的“本地值”，也就是说它是这个特定 RichTextBox 的本地值，就像普通属性一样。

所有的要点是：

1. CLR 代码不需要知道属性是依赖属性。它看起来和任何其他财产一模一样。您可以调用GetValue和SetValue来获取和设置它，但是除非您正在使用依赖属性系统进行某些操作，否则您可能不会这样做不需要。
2. 与普通属性不同，它所属的对象以外的其他东西可以参与获取和设置它。 （可以想象，您可以通过反射来做到这一点，但是反射很慢。在字典中查找内容很快。）
3. 这个东西 - 也就是依赖属性系统 - 本质上位于对象及其依赖属性之间。它可以做各种事情。

什么样的东西？好吧，让我们看一些用例。

绑定。当您绑定到属性时，它必须是依赖属性。这是因为 Binding 对象实际上并不在目标上设置属性，而是在目标对象上调用 SetValue。

样式。当您将对象的依赖属性设置为新值时，SetValue 会告诉样式系统您已完成此操作。这就是触发器的工作原理：依赖属性系统告诉它们，它们不会发现属性的值已通过魔法发生了变化。

动态资源。如果您编写像Background={DynamicResource MyBackground}这样的XAML，则可以更改MyBackground资源的值以及引用它的对象会被更新。这也不是魔法。动态资源调用SetValue。

动画。动画通过操纵属性值来工作。这些必须是依赖属性，因为动画正在调用 SetValue 来获取它们。

更改通知。注册依赖属性时，您还可以指定 SetValue 在设置属性值时将调用的函数。

值继承。注册依赖属性时，可以指定它参与属性值继承。当您调用 GetValue 获取对象依赖属性的值时，GetValue 会查找是否存在本地值。如果没有，它会向上遍历父对象链，查看该属性的本地值。

这就是您可以在 Window 上设置 FontFamily 的方式，并且神奇地（我经常使用这个词）窗口中的每个控件都使用新字体。另外，您可以在一个窗口中拥有数百个控件，而无需每个控件都具有 FontFamily 成员变量来跟踪其字体（因为它们没有本地值），但您仍然可以在任意一个控件上设置 FontFamily（因为每个 DependencyObject 都具有eekrit 隐藏值字典）。

Answer 2

在 WPF 中，“依赖属性”到底意味着什么？

为了成为依赖属性，该属性实际上必须定义为 DependencyProperty，静态地，在类上。依赖属性系统与标准 CLR 属性有很大不同。

不过，依赖属性的处理方式非常不同。类型静态定义依赖属性，并提供默认值。实际上，运行时在需要时才会为实例生成值。这提供了一个好处 - 该属性在请求类型之前并不存在，因此您可以拥有大量属性而无需任何开销。

这就是使样式发挥作用的原因，但对于允许附加属性、通过可视化树进行属性“继承”以及 WPF 所依赖的许多其他内容也很重要。

例如，采用 DataContext 依赖属性。通常，您为 Window 或 UserControl 设置 DataContext 依赖属性。默认情况下，该窗口中的所有控件都会自动“继承”其父级的 DataContext 属性，这允许您为控件指定数据绑定。使用标准 CLR 属性，您需要为窗口中的每个控件定义 DataContext，以便绑定正常工作。

Answer 3

了解依赖属性试图解决什么问题可能会有所帮助。

如果我们将绑定、动画和更改事件模型放在一边，就像在其他答案中讨论的那样，好处是内存使用量，从而可以在窗口中托管数千个 WPF 对象的可扩展性。

如果一个窗口包含 1000 个 Label 对象，每个 Label 对象具有通常的 Foreground、Background、FontFamily、FontSize、FontWeight 等，传统上这会消耗内存，因为每个属性都有一个私有支持字段来存储值。

大多数应用程序只会更改少数属性，其中大部分将保留默认值。基本上非常浪费和冗余的信息（每个对象只是在内存中保存相同的默认值）

这就是依赖属性不同的地方。

// Lets register the Dependency Property with a default value of 20.5
public static readonly DependencyProperty ColumnWidthProperty =
    DependencyProperty.Register("ColumnWidth", typeof(double), typeof(MyWPFControl), new UIPropertyMetadata(20.5, ColWitdhPropChanged));

public double ColumnWidth
{
  get { return (double)GetValue(ColumnWidthProperty); }
  set { SetValue(ColumnWidthProperty, value); }
}

没有私人支持领域。注册依赖属性时，可以指定默认值。因此，在大多数情况下，GetValue 返回的值是仅存储一次的默认值，以覆盖应用程序所有窗口中 Label 对象的所有实例。

当使用 SetValue 设置依赖属性时，它会将非默认值存储在对象实例标识的集合中，并在所有后续 GetValue 调用中返回。

因此，此存储方法将仅消耗与默认值发生更改的 WPF 对象的属性的内存。即仅与默认值的差异。

Answer 4

一个简单/根本的区别 - 更改通知：对依赖项属性的更改会在 UI 中反映/刷新，而 CLR 属性则不会。

<Window x:Class="SampleWPF.MainWindow"
        x:Name="MainForm"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        xmlns:local="clr-namespace:SampleWPF"
        Title="About WPF Unleashed" SizeToContent="WidthAndHeight"
        Background="OrangeRed"
        >
    <StackPanel DataContext="{Binding ElementName=MainForm}">
        <!-- Bind to Dependency Property -->
        <Label Name="txtCount1" FontWeight="Bold" FontSize="20" Content="{Binding ElementName=MainForm, Path=Count1, Mode=OneWay}" />

        <!-- Bind to CLR Property -->
        <Label Name="txtCount2" Content="{Binding ElementName=MainForm, Path=Count2, Mode=OneWay}"></Label>

        <!-- Bind to Dependency Property (Using DataContext declared in StackPanel) -->
        <Label Name="txtCount3" FontWeight="Bold" FontSize="20" Content="{Binding Count1}" />

        <!-- Child Control binding to Dependency Property (Which propagates down element tree) -->
        <local:UserControl1 />

        <!-- Child Control binding to CLR Property (Won't work as CLR properties don't propagate down element tree) -->
        <local:UserControl2 />

        <TextBox Text="{Binding ElementName=txtCount1, Path=Content}" ></TextBox>
        <TextBox Text="{Binding ElementName=txtCount2, Path=Content}" ></TextBox>

        <Button Name="btnButton1" Click="btnButton1_Click_1">Increment1</Button>
        <Button Name="btnButton2" Click="btnButton1_Click_2">Increment2</Button>
    </StackPanel>
</Window>

<UserControl x:Class="SampleWPF.UserControl1"
             xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
             xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
             xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006" 
             xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008" 
             mc:Ignorable="d" 
             d:DesignHeight="300" d:DesignWidth="300">
    <StackPanel>
        <Label Content="{Binding Count1}" ></Label>
        <!--
        <Label Content="{Binding RelativeSource={RelativeSource FindAncestor, AncestorType={x:Type Window}}, Path=Count1}"></Label>
        -->
    </StackPanel>
</UserControl>

<UserControl x:Class="SampleWPF.UserControl2"
             xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
             xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
             xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006" 
             xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008" 
             mc:Ignorable="d" 
             d:DesignHeight="300" d:DesignWidth="300">
    <StackPanel>
        <Label Content="{Binding Count2}" ></Label>
        <!--
        <Label Content="{Binding RelativeSource={RelativeSource FindAncestor, AncestorType={x:Type Window}}, Path=Count2}"></Label>
        -->
    </StackPanel>
</UserControl>

这里的代码（声明 CLR 和依赖属性）：

    using System;
    using System.Collections.Generic;
    using System.Linq;
    using System.Text;
    using System.Threading.Tasks;
    using System.Windows;
    using System.Windows.Controls;
    using System.Windows.Data;
    using System.Windows.Documents;
    using System.Windows.Input;
    using System.Windows.Media;
    using System.Windows.Media.Imaging;
    using System.Windows.Navigation;
    using System.Windows.Shapes;
    namespace SampleWPF
    {
        /// <summary>
        /// Interaction logic for MainWindow.xaml
        /// </summary>
        public partial class MainWindow : Window
        {
            public static readonly DependencyProperty Count1Property;
            private int _Count2 = 2;
            public int Count2
            {
                get { return _Count2; }
                set { _Count2 = value; }
            }
            public MainWindow()
            {
                return;
            }
            static MainWindow()
            {
                // Register the property
                MainWindow.Count1Property = 
                    DependencyProperty.Register("Count1",
                    typeof(int), typeof(MainWindow),
                    new FrameworkPropertyMetadata(1,
                    new PropertyChangedCallback(OnCount1Changed)));
            }
            // A .NET property wrapper (optional)
            public int Count1
            {
                get { return (int)GetValue(MainWindow.Count1Property); }
                set { SetValue(MainWindow.Count1Property, value); }
            }
            // A property changed callback (optional)
            private static void OnCount1Changed(
              DependencyObject o, DependencyPropertyChangedEventArgs e) {

            }
            private void btnButton1_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e)
            {
                Count1++;
            }
            private void btnButton1_Click_2(object sender, RoutedEventArgs e)
            {
                Count2++;
            }
        }
    }

依赖属性提供的另一个功能是值继承 - 顶级元素中设置的值沿着元素树向下传播 - 在以下示例中取自 http://en.csharp-online.net，“Window”标签上声明的 FontSize 和 FontStyle 应用于下面的所有子元素：

<Window xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
  Title="About WPF Unleashed" SizeToContent="WidthAndHeight"
  FontSize="30" FontStyle="Italic"
  Background="OrangeRed">
  <StackPanel>
    <Label FontWeight="Bold" FontSize="20" Foreground="White">
      WPF Unleashed (Version 3.0)
    </Label>
    <Label>© 2006 SAMS Publishing</Label>
    <Label>Installed Chapters:</Label>
    <ListBox>
      <ListBoxItem>Chapter 1</ListBoxItem>
      <ListBoxItem>Chapter 2</ListBoxItem>
    </ListBox>
    <StackPanel Orientation="Horizontal" HorizontalAlignment="Center">
      <Button MinWidth="75" Margin="10">Help</Button>
      <Button MinWidth="75" Margin="10">OK</Button>
    </StackPanel>
    <StatusBar>You have successfully registered this product.</StatusBar>
  </StackPanel>
</Window>

参考文献：
http://www.codeproject.com/Articles/29054/WPF -数据绑定-第1部分
http://en.csharp-online.net/WPF_Concepts%E2%80%94Property_Value_Inheritance