WPF9-数据绑定进阶

1. 定义
2. 背景
3. Binding源
- 3.1. 使用Data Context作为Binding的源
- 3.2. 使用LINQ检索结果作为Binding的源
4. Binding对数据的转换和校验
- 4.1. 需求
- 4.2. 实现步骤
- 4.3. 值转换和校验的好处
- - 4.3.1. 数据转换的好处
- 4.4. 数据校验的好处
- 4.5. 原理
- - 4.5.1. 值转换器原理
  - 4.5.2. 数据校验原理

前面的博文我们讨论了Binding的Path知道了如何在一个对象身上寻找数据。本篇继续看如何为Binding指定Source。

1. 定义

Binding，出于方便业界一直使用Binding一词的音译，即“绑定”。我理解Binding更注重表达它是一种像桥梁一样的关联关系。WPF中，正是在这段桥梁上我们有机会为往来流通的数据做很多事情。

Binding在源与目标之间架起了沟通的桥梁，默认情况下数据既能够通过Binding送达目标，也能够从目标返回源(收集用户对数据的修改)。

有时候数据只需要展示给用户、不允许用户修改，这时候可以把Binding模式更改为从源向目标的单向沟通。Binding还支持从目标向源的单向沟通以及只在Binding关系确立时读取一次数据，这需要我们根据实际情况去选择。

控制Binding数据流向的属性是Mode, 它的类型是BindingMode枚举。

BindingMode可取值为：

TwoWay

OneWay

OnTime

OneWayToSource

Default

这里的Default值是指Binding的模式会根据目标的实际情况来确定，比如若是可编辑的(如TextBox.Text属性),Default就采用双向模式；

若是只读的(如TextBlock.Text)则采用单向模式。

2. 背景

让我们回归程序的本质。程序的本质是数据加算法，用户给进一个输入，经过算法的处理程序会反馈一个输出。

这里，数据处于程序的核心地位。反过头来再看“UI驱动程序”，数据处于被动地位，总是在等待程序接收来自UI的消息/事件后被处理或者算法完成处理后被显示。

如何在GUI编程时把数据的地位由被动变主动、让数据回归程序的核心呢？这就是WPF中的Data Binding的背景。

WPF具有这种能力的关键是它引入了Data Binding概念以及与之配套的Dependency Property系统和DataTemplate。

在从传统的Windows Form迁移到WPF之后，对于一个三层程序而言，数据存储层由数据库和文件系统来构建，数据传输和处理仍然使用.NET Framwork的 ADO.NET等基本类(与Windows Form等开发一样)，展示层则使用WPF类库来实现，而展示层与逻辑层的沟通就使用Data Binding`来实现。

可见Data Binding在WPF系统中起到的是数据高速公路的作用。有了这条高速公路，加工好的数据会自动送达用户界面加以显示，被用户修改过的数据也会自动传回逻辑层，一旦数据被加工好又会被送达用户界面……程序的逻辑层就像一个强有力的引擎不停运转，用加工好的数据驱动程序的用户界面以文字、图形、动画等形式把数据显示出来——这就是“数据驱动UI”。

3. Binding源

Binding的源是数据的来源，所以，只要一个对象包含数据并能通过属性把数据暴露出来，它就能当作Binding的源来使用。包含数据的对象比比皆是，但必须为Binding的Source指定合适的对象Binding才能正确工作，常见的办法有：

把普通CLR类型单个对象指定为Source:包括.NETFramework自带类型的对象和用户自定义类型的对象。如果类型实现了INotifyPropertyChanged接口，则可通过在属性的set语句里激发PropertyChanged事件来通知Binding数据已被更新。
把普通CLR集合类型对象指定为Source:包括数组、List、ObservableCollection等集合类型。实际工作中，我们经常需要把一个集合作为ItemsControl派生类的数据源来使用，一般是把控件的ItemsSource属性使用Binding关联到一个集合对象上。
把ADO.NET数据对象指定为Source:包括DataTable和DataView等对象。
使用XmlDataProvider把XML数据指定为Source:XML作为标准的数据存储和传输格
式几乎无处不在，我们可以用它表示单个数据对象或者集合；一些WPF控件是级联式的

(如TreeView和Menu),我们可以把树状结构的XML数据作为源指定给与之关联的Binding。

把依赖对象(DependencyObject)指定为Source:依赖对象不仅可以作为Binding的目标，同时也可以作为Binding的源。这样就有可能形成Binding链。依赖对象中的依赖属性可以作为Binding的Path。
把容器的DataContext指定为Source(WPFDataBinding的默认行为):有时候我们会遇到这样的情况——我们明确知道将从哪个属性获取数据，但具体把哪个对象作为Binding源还不能确定。这时候，我们只能先建立一个Binding、只给它设置Path而不设置Source,让这个Binding自己去寻找Source。这时候，Binding会自动把控件的DataContext当作自己的Source(它会沿着控件树一层一层向外找，直到找到带有Path指定属性的对象为止)。
通过ElementName指定Source:在C#代码里可以直接把对象作为Source赋值给Binding,但XAML无法访问对象，所以只能使用对象的Name属性来找到对象。
通过Binding的RelativeSource属性相对地指定Source:当控件需要关注自己的、自己容器的或者自己内部元素的某个值就需要使用这种办法。
把ObjectDataProvider对象指定为Source:当数据源的数据不是通过属性而是通过方法暴露给外界的时候，我们可以使用这两种对象来包装数据源再把它们指定为Source。
把使用LINQ检索得到的数据对象作为Binding的源。

3.1. 使用Data Context作为Binding的源

前面的例子都是把单个CLR类型对象指定为Binding的Source,方法有两种——把对象赋值给Binding.Source属性或把对象的Name赋值给Binding.ElementName。

DataContext属性被定义在FrameworkElement类里，这个类是WPF控件的基类，这意味着所有WPF控件(包括容器控件)都具备这个属性。

如前所述，WPF的UI布局是树形结构，这棵树的每个结点都是控件，由此我们推出另一个结论——在UI元素树的每个结点都有DataContext。

这一点非常重要，因为当一个Binding只知道自己的Path而不知道自己的Soruce时，它会沿着UI元素树一路向树的根部找过去，

每路过一个结点就要看看这个结点的DataContext是否具有Path所指定的属性。如果有，那就把这个对象作为自己的Source;如果没有，那就继续找下去；

如果到了树的根部还没有找到，那这个Binding就没有Source,因而也不会得到数据。

先创建一个名为Student的类，它具有Id、Name、Age三个属性：




    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 绑定进阶" Height="450" Width="800">


    <StackPanel Background="LightBlue" Margin="10">
        <!-- DataContext 设置为 Student 对象 -->
        <StackPanel.DataContext>
            <local:Student Id="6" Name="Tim" Age="29" />
        </StackPanel.DataContext>


        <!-- 绑定到 Student 的属性 -->
        <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>

这个UI布局可以下面树状图来表示：

文章配图

在实际工作中DataContext的用法是非常灵活的。比如：

(1)当UI上的多个控件都使用Binding关注同一个对象时，不妨使用DataContext。

(2)当作为Source的对象不能被直接访问的时候——比如B窗体内的控件想把A窗体内的控件当作自己的Binding源时，

但A窗体内的控件是private访问级别，这时候就可以把这个控件(或者控件的值)作为窗体A的DataContext(这个属性是public访问级别的)从而暴露数据。

形象地说，这时候外层容器的DataContext就相当于一个数据的“制高点”,只要把数据放上去，别的元素就都能看见。

另外，DataContext本身也是一个依赖属性，我们可以使用Binding把它关联到一个数据源上。

3.2. 使用LINQ检索结果作为Binding的源

自3.0版开始，.NET Framework开始支持LINQ(Language-IntegratedQuery,语言集成查询),

使用LINQ,我们可以方便地操作集合对象、DataTable对象和XML对象而不必动辄就把好几层foreach循环嵌套在一起却只是为了完成一个很简单的任务。

LINQ查询的结果是一个IEnumerable类型对象，而IEnumerable又派生自IEnumerable,所以它可以作为列表控件的ItemsSource来使用。

文章配图

我们先来看查询集合对象。要从一个已经填充好的 List对象中检索出所有名字以字母T 开头的学生，代码如下：




 <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对数据的转换和校验

前面我们已经知道，Binding的作用就是架在Source与Target之间的桥梁，数据可以在这座桥梁的帮助下来流通。

就像现实世界中的桥梁会设置一些关卡进行安检一样，Binding这座桥上也可以设置关卡对数据的有效性进行检验，不仅如此，当Binding两端要求使用不同的数据类型时，我们还可以为数据设置转换器。

WPF中通过**值转换器（IValueConverter）和数据校验（IDataErrorInfo或INotifyDataErrorInfo）**来实现数据的转换和校验。

这种机制使得数据在显示和更新时更加灵活和安全。

4.1. 需求

假设我们有一个Person类，包含以下属性：

Age：用户的年龄（整数）。

IsAdult：一个布尔值，表示用户是否成年（年龄是否大于等于18）。

我们需要实现以下功能：

数据转换：将Age属性的值转换为布尔值IsAdult，并在UI中显示。

数据校验：确保用户输入的年龄是有效的（例如，年龄必须大于0）。

4.2. 实现步骤

(1) 创建Person类

Person类实现INotifyPropertyChanged接口，用于支持数据绑定的更新，并实现IDataErrorInfo接口用于数据校验。

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)); // 通知依赖属性更新
                }
            }
        }


        public bool IsAdult => Age >= 18;


        // 实现 INotifyPropertyChanged 接口
        public event PropertyChangedEventHandler PropertyChanged;


        protected virtual void OnPropertyChanged(string propertyName)
        {
            PropertyChanged?.Invoke(this, new PropertyChangedEventArgs(propertyName));
        }


        // 实现 IDataErrorInfo 接口
        public string Error => null; // 不需要整体校验


        public string this[string columnName]
        {
            get
            {
                switch (columnName)
                {
                    case nameof(Age):
                        if (Age <= 0)
                            return "年龄必须大于0";
                        break;
                }
                return null; // 无错误
            }
        }
    }
}

(2) 创建值转换器

创建一个值转换器，将Age转换为布尔值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(); // 不需要反向转换
        }
    }
}

(3) XAML文件

在XAML中，使用Binding将Person对象的属性绑定到UI，并使用值转换器和数据校验。

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) 代码后台

在代码后台中，初始化Person对象并设置为DataContext。

文件：MainWindow.xaml.cs


using System.Windows;



namespace WpfDataBindingExample

{

    public partial class MainWindow : Window
    {
        public MainWindow()
        {
            InitializeComponent();
            DataContext = new Person { Age = 20 }; // 初始化数据
        }
    }
}