WPF9-數據綁定進階

1. 定義
2. 背景
3. Binding源
- 3.1. 使用Data Context作為Binding的源
- 3.2. 使用LINQ檢索結果作為Binding的源
4. Binding對數據的轉換和校驗
- 4.1. 需求
- 4.2. 實現步驟
- 4.3. 值轉換和校驗的好處
- - 4.3.1. 數據轉換的好處
- 4.4. 數據校驗的好處
- 4.5. 原理
- - 4.5.1. 值轉換器原理
  - 4.5.2. 數據校驗原理

前面的博文我們討論了Binding的Path知道了如何在一個對象身上尋找數據。本篇繼續看如何為Binding指定Source。

1. 定義

Binding，出于方便業界一直使用Binding一詞的音譯，即“綁定”。我理解Binding更注重表達它是一種像橋梁一樣的關聯關系。WPF中，正是在這段橋梁上我們有機會為往來流通的數據做很多事情。

Binding在源與目標之間架起了溝通的橋梁，默認情況下數據既能夠通過Binding送達目標，也能夠從目標返回源(收集用戶對數據的修改)。

有時候數據只需要展示給用戶、不允許用戶修改，這時候可以把Binding模式更改為從源向目標的單向溝通。Binding還支持從目標向源的單向溝通以及只在Binding關系確立時讀取一次數據，這需要我們根據實際情況去選擇。

控制Binding數據流向的屬性是Mode, 它的類型是BindingMode枚舉。

BindingMode可取值為：

TwoWay

OneWay

OnTime

OneWayToSource

Default

這里的Default值是指Binding的模式會根據目標的實際情況來確定，比如若是可編輯的(如TextBox.Text屬性),Default就采用雙向模式；

若是只讀的(如TextBlock.Text)則采用單向模式。

2. 背景

讓我們回歸程序的本質。程序的本質是數據加算法，用戶給進一個輸入，經過算法的處理程序會反饋一個輸出。

這里，數據處于程序的核心地位。反過頭來再看“UI驅動程序”，數據處于被動地位，總是在等待程序接收來自UI的消息/事件后被處理或者算法完成處理后被顯示。

如何在GUI編程時把數據的地位由被動變主動、讓數據回歸程序的核心呢？這就是WPF中的Data Binding的背景。

WPF具有這種能力的關鍵是它引入了Data Binding概念以及與之配套的Dependency Property系統和DataTemplate。

在從傳統的Windows Form遷移到WPF之后，對于一個三層程序而言，數據存儲層由數據庫和文件系統來構建，數據傳輸和處理仍然使用.NET Framwork的 ADO.NET等基本類(與Windows Form等開發一樣)，展示層則使用WPF類庫來實現，而展示層與邏輯層的溝通就使用Data Binding`來實現。

可見Data Binding在WPF系統中起到的是數據高速公路的作用。有了這條高速公路，加工好的數據會自動送達用戶界面加以顯示，被用戶修改過的數據也會自動傳回邏輯層，一旦數據被加工好又會被送達用戶界面……程序的邏輯層就像一個強有力的引擎不停運轉，用加工好的數據驅動程序的用戶界面以文字、圖形、動畫等形式把數據顯示出來——這就是“數據驅動UI”。

3. Binding源

Binding的源是數據的來源，所以，只要一個對象包含數據并能通過屬性把數據暴露出來，它就能當作Binding的源來使用。包含數據的對象比比皆是，但必須為Binding的Source指定合適的對象Binding才能正確工作，常見的辦法有：

把普通CLR類型單個對象指定為Source:包括.NETFramework自帶類型的對象和用戶自定義類型的對象。如果類型實現了INotifyPropertyChanged接口，則可通過在屬性的set語句里激發PropertyChanged事件來通知Binding數據已被更新。
把普通CLR集合類型對象指定為Source:包括數組、List、ObservableCollection等集合類型。實際工作中，我們經常需要把一個集合作為ItemsControl派生類的數據源來使用，一般是把控件的ItemsSource屬性使用Binding關聯到一個集合對象上。
把ADO.NET數據對象指定為Source:包括DataTable和DataView等對象。
使用XmlDataProvider把XML數據指定為Source:XML作為標準的數據存儲和傳輸格
式幾乎無處不在，我們可以用它表示單個數據對象或者集合；一些WPF控件是級聯式的

(如TreeView和Menu),我們可以把樹狀結構的XML數據作為源指定給與之關聯的Binding。

把依賴對象(DependencyObject)指定為Source:依賴對象不僅可以作為Binding的目標，同時也可以作為Binding的源。這樣就有可能形成Binding鏈。依賴對象中的依賴屬性可以作為Binding的Path。
把容器的DataContext指定為Source(WPFDataBinding的默認行為):有時候我們會遇到這樣的情況——我們明確知道將從哪個屬性獲取數據，但具體把哪個對象作為Binding源還不能確定。這時候，我們只能先建立一個Binding、只給它設置Path而不設置Source,讓這個Binding自己去尋找Source。這時候，Binding會自動把控件的DataContext當作自己的Source(它會沿著控件樹一層一層向外找，直到找到帶有Path指定屬性的對象為止)。
通過ElementName指定Source:在C#代碼里可以直接把對象作為Source賦值給Binding,但XAML無法訪問對象，所以只能使用對象的Name屬性來找到對象。
通過Binding的RelativeSource屬性相對地指定Source:當控件需要關注自己的、自己容器的或者自己內部元素的某個值就需要使用這種辦法。
把ObjectDataProvider對象指定為Source:當數據源的數據不是通過屬性而是通過方法暴露給外界的時候，我們可以使用這兩種對象來包裝數據源再把它們指定為Source。
把使用LINQ檢索得到的數據對象作為Binding的源。

3.1. 使用Data Context作為Binding的源

前面的例子都是把單個CLR類型對象指定為Binding的Source,方法有兩種——把對象賦值給Binding.Source屬性或把對象的Name賦值給Binding.ElementName。

DataContext屬性被定義在FrameworkElement類里，這個類是WPF控件的基類，這意味著所有WPF控件(包括容器控件)都具備這個屬性。

如前所述，WPF的UI布局是樹形結構，這棵樹的每個結點都是控件，由此我們推出另一個結論——在UI元素樹的每個結點都有DataContext。

這一點非常重要，因為當一個Binding只知道自己的Path而不知道自己的Soruce時，它會沿著UI元素樹一路向樹的根部找過去，

每路過一個結點就要看看這個結點的DataContext是否具有Path所指定的屬性。如果有，那就把這個對象作為自己的Source;如果沒有，那就繼續找下去；

如果到了樹的根部還沒有找到，那這個Binding就沒有Source,因而也不會得到數據。

先創建一個名為Student的類，它具有Id、Name、Age三個屬性：

public class Student{public int Id { get; set; }public string Name { get; set; }public int Age { get; set; }}


<Window x:Class="WpfApp1.MainWindow"xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"xmlns:local="clr-namespace:WpfApp1"Title="WPF 綁定進階" Height="450" Width="800"><StackPanel Background="LightBlue" Margin="10"><!-- DataContext 設置為 Student 對象 --><StackPanel.DataContext><local:Student Id="6" Name="Tim" Age="29" /></StackPanel.DataContext><!-- 綁定到 Student 的屬性 --><TextBox Text="{Binding Path=Id, Mode=TwoWay}" Margin="5" /><TextBox Text="{Binding Path=Name, Mode=TwoWay}" Margin="5" /><TextBox Text="{Binding Path=Age, Mode=TwoWay}" Margin="5" /></StackPanel>
</Window>

這個UI布局可以下面樹狀圖來表示：

文章配圖

在實際工作中DataContext的用法是非常靈活的。比如：

(1)當UI上的多個控件都使用Binding關注同一個對象時，不妨使用DataContext。

(2)當作為Source的對象不能被直接訪問的時候——比如B窗體內的控件想把A窗體內的控件當作自己的Binding源時，

但A窗體內的控件是private訪問級別，這時候就可以把這個控件(或者控件的值)作為窗體A的DataContext(這個屬性是public訪問級別的)從而暴露數據。

形象地說，這時候外層容器的DataContext就相當于一個數據的“制高點”,只要把數據放上去，別的元素就都能看見。

另外，DataContext本身也是一個依賴屬性，我們可以使用Binding把它關聯到一個數據源上。

3.2. 使用LINQ檢索結果作為Binding的源

自3.0版開始，.NET Framework開始支持LINQ(Language-IntegratedQuery,語言集成查詢),

使用LINQ,我們可以方便地操作集合對象、DataTable對象和XML對象而不必動輒就把好幾層foreach循環嵌套在一起卻只是為了完成一個很簡單的任務。

LINQ查詢的結果是一個IEnumerable類型對象，而IEnumerable又派生自IEnumerable,所以它可以作為列表控件的ItemsSource來使用。

文章配圖

我們先來看查詢集合對象。要從一個已經填充好的 List對象中檢索出所有名字以字母T 開頭的學生，代碼如下：

<StackPanel Background="LightBlue" Margin="10"><ListView x:Name="listViewStudents" Height="143" Margin="5"><ListView.View><GridView><GridViewColumn Header="Id" Width="60" DisplayMemberBinding="{Binding Id}" /><GridViewColumn Header="Name" Width="100" DisplayMemberBinding="{Binding Name}" /><GridViewColumn Header="Age" Width="80" DisplayMemberBinding="{Binding Age}" /></GridView></ListView.View></ListView><Button Content="Load" Height="25" Margin="5" Click="Button_Click" /></StackPanel>

public partial class MainWindow : Window{public MainWindow(){InitializeComponent();}private void Button_Click(object sender, RoutedEventArgs e){List<Student> stuList = new List<Student>{new Student { Id = 0, Name = "Tim", Age = 29 },new Student { Id = 1, Name = "Tom", Age = 28 },new Student { Id = 2, Name = "Kyle", Age = 27 },new Student { Id = 3, Name = "Tony", Age = 26 },new Student { Id = 4, Name = "Vina", Age = 25 },new Student { Id = 5, Name = "Mike", Age = 24 },};this.listViewStudents.ItemsSource = from stu in stuList where stu.Name.StartsWith("T") select stu;}}

4. Binding對數據的轉換和校驗

前面我們已經知道，Binding的作用就是架在Source與Target之間的橋梁，數據可以在這座橋梁的幫助下來流通。

就像現實世界中的橋梁會設置一些關卡進行安檢一樣，Binding這座橋上也可以設置關卡對數據的有效性進行檢驗，不僅如此，當Binding兩端要求使用不同的數據類型時，我們還可以為數據設置轉換器。

WPF中通過**值轉換器（IValueConverter）和數據校驗（IDataErrorInfo或INotifyDataErrorInfo）**來實現數據的轉換和校驗。

這種機制使得數據在顯示和更新時更加靈活和安全。

4.1. 需求

假設我們有一個Person類，包含以下屬性：

Age：用戶的年齡（整數）。

IsAdult：一個布爾值，表示用戶是否成年（年齡是否大于等于18）。

我們需要實現以下功能：

數據轉換：將Age屬性的值轉換為布爾值IsAdult，并在UI中顯示。

數據校驗：確保用戶輸入的年齡是有效的（例如，年齡必須大于0）。

4.2. 實現步驟

(1) 創建Person類

Person類實現INotifyPropertyChanged接口，用于支持數據綁定的更新，并實現IDataErrorInfo接口用于數據校驗。

文件：Person.cs


using System.ComponentModel;namespace WpfDataBindingExample{public class Person : INotifyPropertyChanged, IDataErrorInfo{private int age;public int Age{get => age;set{if (age != value){age = value;OnPropertyChanged(nameof(Age));OnPropertyChanged(nameof(IsAdult)); // 通知依賴屬性更新}}}public bool IsAdult => Age >= 18;// 實現 INotifyPropertyChanged 接口public event PropertyChangedEventHandler PropertyChanged;protected virtual void OnPropertyChanged(string propertyName){PropertyChanged?.Invoke(this, new PropertyChangedEventArgs(propertyName));}// 實現 IDataErrorInfo 接口public string Error => null; // 不需要整體校驗public string this[string columnName]{get{switch (columnName){case nameof(Age):if (Age <= 0)return "年齡必須大于0";break;}return null; // 無錯誤}}}
}

(2) 創建值轉換器

創建一個值轉換器，將Age轉換為布爾值IsAdult。

文件：AgeToAdultConverter.cs


using System;using System.Globalization;using System.Windows.Data;namespace WpfDataBindingExample{public class AgeToAdultConverter : IValueConverter{public object Convert(object value, Type targetType, object parameter, CultureInfo culture){if (value is int age){return age >= 18;}return false;}public object ConvertBack(object value, Type targetType, object parameter, CultureInfo culture){throw new NotImplementedException(); // 不需要反向轉換}}
}

(3) XAML文件

在XAML中，使用Binding將Person對象的屬性綁定到UI，并使用值轉換器和數據校驗。

文件：MainWindow.xaml


<Window x:Class="WpfDataBindingExample.MainWindow"xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"xmlns:local="clr-namespace:WpfDataBindingExample"Title="Data Binding with Conversion and Validation" Height="200" Width="400"><Window.Resources><local:AgeToAdultConverter x:Key="AgeToAdultConverter" /></Window.Resources><StackPanel Margin="10"><TextBox x:Name="AgeTextBox" Width="100" Margin="5" VerticalContentAlignment="Center"Text="{Binding Age, Mode=TwoWay, ValidatesOnDataErrors=True}" /><TextBlock Text="是否成年：" Margin="5" /><TextBox IsReadOnly="True" Background="LightGray" Width="100" Margin="5" VerticalContentAlignment="Center"Text="{Binding IsAdult, Converter={StaticResource AgeToAdultConverter}}" /></StackPanel>
</Window>

(4) 代碼后臺

在代碼后臺中，初始化Person對象并設置為DataContext。

文件：MainWindow.xaml.cs


using System.Windows;namespace WpfDataBindingExample{public partial class MainWindow : Window{public MainWindow(){InitializeComponent();DataContext = new Person { Age = 20 }; // 初始化數據}}
}