Разработка пользовательского интерфейса на основе технологии Windows Presentation Foundation

Рис. 1. Окно приложения EVENTS

1.1. Создание проекта для WPF-приложения

Для того чтобы создать проект в среде программирования Visual Studio, выполните команду File | New | Project (Ctrl+Shift+N), в появившемся окне New Project выберите в левой части вариант Visual C#, а в правой части – вариант WPF Application, в поле ввода Name укажите имя проекта (в нашем случае EVENTS), а в поле ввода Location укажите каталог, в котором будет создан каталог проекта. Желательно снять флажок Create directory for solution, чтобы не создавался промежуточный каталог для решения (каталог для решения удобно использовать в ситуации, когда решение содержит несколько проектов; в нашем случае решение всегда будет содержать единственный проект). После указания всех настроек нажмите кнопку «OK».

В результате будет создан каталог EVENTS, содержащий все файлы одноименного проекта, в том числе файл решения EVENTS.sln, файл проекта EVENTS.csproj, а также файлы для двух основных классов проекта, созданных автоматически: класса MainWindow, представляющего главное окно программы, и класса App, обеспечивающего запуск программы, в ходе которого создается и отображается на экране экземпляр главного окна.

Для каждого класса создаются два файла: с расширением xaml, котрый содержит часть определения класса в специальном формате, и с расширением cs (перед которым тоже содержится текст xaml), содержащий часть определения класса на языке C#. Файл с расширением xaml (xaml-файл) имеет формат XML (eXtensible Markup Language – расширяемый язык разметки). Аббревиатура XAML (произносится «зэмл» или «замл») означает, что используется специализированный вариант языка XML: eXtensible Application Markup Language – расширяемый язык разметки для приложений.

Приведем содержимое файлов, связанных с классом App и созданных в Visual Studio 2015.

App.xaml:

App.xaml.cs:

Анализ этих файлов показывает, что класс App наследуется от стандартного класса Application, а также что в cs-файле никакой новой функциональности в класс App не добавляется (обратите внимание на то, что при определении класса App в cs-файле указывается модификатор partial, означающий, что часть определения этого класса содержится в другом файле). Созданный класс (как и другие классы проекта, создаваемые автоматически) связывается с пространством имен EVENTS, совпадающим с именем проекта.

Перед анализом содержимого xaml-файла следует предварительно описать основные правила, по которым формируется любой XML-файл. Подобные файлы состоят из иерархического набора вложенных друг в друга именованных XML-элементов, причем каждый элемент может иметь любое количество XML-атрибутов и дочерних элементов. Элементы оформляются в виде тегов; открывающий тег элемента имеет вид <имя_элемента список_атрибутов>, а закрывающий тег – имя_элемента>. Между этими тегами располагается содержимое элемента, которое может представлять собой обычный текст и/или другие (дочерние) элементы (а также другие XML-узлы, которые мы не будем обсуждать, так как в xaml-файле они не используются). Число уровней вложенности элементов может быть любым. Если элемент не имеет содержимого, то он может представляться в виде одного комбинированного тега вида <имя_элемента список_атрибутов />. Атрибуты в списке определяются следующим образом: имя_атрибута="значение_атрибута"; значение обязательно заключается в кавычки (одинарные или двойные). Все атрибуты одного элемента должны иметь различные имена, в то время как его дочерние элементы могут иметь совпадающие имена. Регистр в именах учитывается; имена как атрибутов, так и элементов могут содержать только буквы, цифры, символы «.» (точка), «-» (дефис) и «_» (подчеркивание) и начинаться либо с буквы, либо с символа подчеркивания. Пробелы в именах не допускаются. Перед именами элементов и атрибутов могут указываться префиксы пространств имен, отделяемые от собственно имени двоеточием (в файле App.xaml имеются два таких атрибута: xmlns:x и xmlns:local). Любой XML-файл должен содержать единственный XML-элемент верхнего уровня, называемый корневым элементом (в файле App.xaml это элемент Application).

В той части определения класса App, которая размещается в xaml-файле, содержится единственная, но очень важная настройка – указание на класс, экземпляр которого будет создан при запуске программы. Это атрибут StartupUri элемента Application, его значение равно MainWindow.xaml. Фактически данный атрибут является свойством класса Application. Как и другие свойства, его можно настроить либо непосредственно в тексте xaml-файла, либо в окне свойств Properties, которое отображает доступные для редактирования свойства текущего объекта из xaml-файла (если в редакторе отображается не xaml-, а cs-файл, то окно Properties является пустым).

При указании или изменении свойств в xaml-файле очень помогает предусмотренная в редакторе xaml-файлов возможность контекстной подсказки при выборе значений свойств. Окно Properties удобно в том отношении, что позволяет просмотреть все доступные свойства текущего объекта. В xaml-файле отображаются только те свойства, значения которых отличаются от значений по умолчанию для данного объекта. Чтобы добавить в xaml-файл новое свойство, достаточно в окне Properties указать для данного свойства значение, отличное от значения по умолчанию.

В процессе компиляции программы все xaml-файлы конвертируются в специальный двоичный формат и затем обрабатываются совместно с cs-файлами проекта.

Класс App обычно не требуется редактировать. По этой причине после создания проекта в редактор не загружаются файлы, связанные с классом App.

Комментарий

На протяжении всей книги мы будем придерживаться следующих соглашений об отступах в текстах xaml- и cs-файлов. В xaml-файле каждый вложенный элемент набирается с отступом в 2 пробела относительно родительского элемента (причина столь небольшого отступа заключается в том, что глубина вложенности элементов в xaml-файлах может быть достаточно большой); если список атрибутов в открывающем теге элемента не умещается в одной строке, то он переносится на следующую строку с отступом в 4 пробела относительно начала открывающего тега. Для cs-файла ситуация обратная: вложенные конструкции набираются с отступом в 4 пробела (как в редакторе кода среды Visual Studio), а при переносе длинного оператора на новую строку используется отступ в 2 пробела.

Приведем файлы, связанные с классом MainWindow; именно эти файлы автоматически загружаются в редактор после создания (или открытия) проекта.

MainWindow.xaml:

MainWindow.xaml.cs:

В дальнейшем при выводе текста xaml-файлов мы не будем указывать атрибуты корневого элемента, предшествующие атрибуту Title, поскольку они генерируются автоматически и не требуют изменения.

Одновременно с отображением xaml-файла для класса окна на экране выводится окно дизайнера – визуального редактора. Следует заметить, что при разработке WPF-приложений визуальный редактор используется не так активно, как при разработке приложений, использующих библиотеку Windows Forms. Это связано с тем, что относительное расположение компонентов в окне WPF-приложения обычно не определяется явным образом, с указанием абсолютных оконных координат, а вычисляется по специальным правилам, связанным с особенностями тех или иных группирующих компонентов (называемых также панелями). Таким образом, окно дизайнера используется преимущественно для того, чтобы быстро определить, как те или иные изменения, внесенные в xaml-файл или сделанные с помощью окна свойств, повлияют на внешний вид окна. С помощью выпадающего списка можно настраивать масштаб для окна дизайнера.

Обратите внимание на то, что по умолчанию в окно приложения уже включен группирующий компонент Grid – наиболее универсальный из группирующих компонентов, позволяющий размещать свои дочерние компоненты в нескольких строках и столбцах. Кроме того, для класса MainWindow определены три свойства: Title, Height и Width. Гораздо большее число свойств приведено в окне Properties (как уже было отмечено выше, их отсутствие в xaml-файле объясняется тем, что данный файл содержит только свойства, значения которых отличаются от значений по умолчанию). При просмотре списка свойств в окне Properties можно использовать либо режим, при котором «родственные» свойства объединяются в группы, либо режим, при котором свойства располагаются в алфавитном порядке. Кроме того, с помощью поля ввода, расположенного над списком свойств, можно выполнять фильтрацию этого списка, отображая только те свойства, в именах которых содержится указанная строка. Например, после ввода в это поле текста Height в списке свойств останутся лишь три свойства: Height, MaxHeight и MinHeight.

В файле MainWindow.xaml.cs содержится частичное определение класса MainWindow, включающее конструктор без параметров, в котором вызывается метод InitializeComponent, обеспечивающий начальную инициализацию всех компонентов окна. Все действия с компонентами можно выполнять только после их начальной инициализации, поэтому пользовательский код добавляется в конструктор после вызова данного метода.

Комментарий

Большинство XML-атрибутов в xaml-файле относятся либо к атрибутам свойств (и определяют соответствующие свойства объектов), либо к атрибутам событий (и позволяют связать события с методами-обработчиками). XML-элементы тоже можно разбить на две категории: это элементы-объекты, имена которых совпадают с типом определяемого объекта, и элементы-свойства, имеющие составные имена вида тип.свойство (элементы-свойства используются в ситуации, когда свойство нельзя определить с помощью единственного атрибута).

Кроме того, для каждого типа компонентов WPF определено особое свойство, которое можно задать в xaml-файле, указав его в виде одного или нескольких дочерних элементов-объектов (примером такого свойства является свойство Content; в частности, в приведенном выше файле MainWindow.xaml свойство Content окна Window равно компоненту Grid). В подобной ситуации имя свойства вообще не указывается. Несколько дочерних элементов-объектов можно указывать, если определяемое свойство является свойством-коллекцией (примером такого свойства является свойство Children, имеющееся у всех группирующих компонентов-панелей, например, компонента Grid или используемого в следующем пункте компонента Canvas).

1.2. Добавление компонентов и настройка их свойств

Разрабатываемое нами приложение отличается от традиционных WPF-приложений тем, что мы хотим произвольным образом перемещать отдельные компоненты в пределах окна. В подобной ситуации вместо группирующего компонента Grid удобнее пользоваться компонентом Canvas. Поэтому нам необходимо изменить «внешний» компонент окна и, кроме того, добавить на новый внешний компонент кнопку Button.

Эти действия можно выполнить двумя способами: с помощью окна дизайнера, удалив в нем лишние компоненты и добавив новые путем их перетаскивания с панели компонентов Toolbox, и с помощью непосредственного редактирования xaml-файла.

Опишем первый способ.

Вначале необходимо выделить в окне дизайнера компонент Grid, щелкнув на нем мышью. То, что выделен именно компонент Grid, можно проверить по тексту xaml-файла (в котором также будет выделен элемент ) или по окну Properties (где указываются свойства выделенного компонента). После выделения компонента его надо удалить, нажав клавишу Delete. Обратите внимание на то, что в результате такого удаления элемент Window в xaml-файле будет представлен в виде комбинированного тега , поскольку теперь он не содержит дочерних элементов.

Затем необходимо добавить в окно компонент Canvas. Для этого надо развернуть панель Toolbox, которая обычно располагается у левой границы окна Visual Studio в свернутом состоянии. Если данная панель отсутствует, то ее можно отобразить с помощью команды меню View | Toolbox (Ctrl+W, X). Для быстрого поиска нужного компонента на панели Toolbox достаточно ввести начальную часть его имени в поле ввода, расположенное в верхней части панели. Например, в нашем случае достаточно ввести текст Can, чтобы на панели отобразился единственный компонент Canvas. Можно обойтись и без быстрого поиска, просто выбрав данный компонент в списке All WPF Controls. После выбора компонента Canvas достаточно перетащить его в окно дизайнера. В результате компонент Canvas появится в окне и соответствующий текст будет добавлен в xaml-файл (при этом будет восстановлено представление элемента Window в xaml-файле в виде двух тегов – открывающего и закрывающего ):

Здесь и в дальнейшем мы часто будем опускать фрагменты xaml-файла, оставшиеся неизменными, указывая вместо них символ многоточия «…». Измененную часть xaml-файла мы выделили полужирным шрифтом.

Примерный вид окна дизайнера приведен на рис. 2.

Рис. 2. Окно дизайнера после добавления компонента Canvas

Разумеется, нам не требуется такое размещение компонента Canvas. Необходимо, чтобы он занимал всю клиентскую область окна. Для того чтобы добиться этого, достаточно просто удалить в xaml-файле все атрибуты элемента Canvas (удаляемые фрагменты будем изображать перечеркнутыми):

Новый вид окна дизайнера приведен на рис. 3.

Рис. 3. Окно дизайнера после удаления атрибутов компонента Canvas

Как правило, после добавления в окно какого-либо компонента путем его перетаскивания из панели Toolbox, всегда требуется выполнить действия, связанные с удалением «лишних» атрибутов.

Теперь добавим на компонент Canvas кнопку Button, зацепив ее мышью на панели Toolbox и перетащив в окно. После появления кнопки в окне следует перетащить ее в левый верхний угол окна (при подобном перетаскивании кнопка будет автоматически «притянута» к области, расположенной на расстоянии 10 единиц от левой и верхней границы клиентской области окна, – рис. 4).