1. 前言
这篇文章介绍了继承并自定义Shape的方法，不过，恐怕，事实上，100个xaml的程序员99个都不会用到。写出来是因为反正都学了，当作写个笔记。
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通过这篇文章，你可以学到如下知识点：
自定义Shape。
DeferRefresh模式。
InvalidateArrange的应用。
2. 从Path派生
UWP中的Shape大部分都是密封类--除了Path。所以要自定义Shape只能从Path派生。Template10给出了这个例子：RingSegment 。
从这个类中可以看到，自定义Shape只需要简单地在每个自定义属性的属性值改变时或SizeChanged时调用private void UpdatePath()为Path.Data赋值就完成了，很简单吧。
RingSegment.StartAngle = 30;
RingSegment.EndAngle = 330;
RingSegment.Radius = 50;
RingSegment.InnerRadius = 30;
3. BeginUpdate、EndUpdate与DeferRefresh
这段代码会产生一个问题：每更改一个属性的值后都会调用UpdatePath()，那不就会重复调用四次？
事实上真的会，显然这个类的作者也考虑过这个问题，所以提供了public void BeginUpdate()和public void EndUpdate()函数。
/// /// Suspends path updates until EndUpdate is called;/// public void BeginUpdate(){
_isUpdating = true;
}/// /// Resumes immediate path updates every time a component property value changes. Updates the path./// public void EndUpdate(){
_isUpdating = false; UpdatePath();
}
使用这两个方法重新写上面那段代码，就是这样：
try{
RingSegment.BeginUpdate();
RingSegment.StartAngle = 30;
RingSegment.EndAngle = 330;
RingSegment.Radius = 100;
RingSegment.InnerRadius = 80;
}finally{
RingSegment.EndUpdate();
}这样就保证了只有在调用EndUpdate()时才执行UpdatePath()，而且只执行一次。
在WPF中，DeferRefresh是一种更成熟的方案。相信很多开发者在用DataGrid时多多少少有用过(主要是通过CollectionView或CollectionViewSource)。典型的实现方式可以参考DataSourceProvider。在UWPCommunityToolkit中也通过AdvancedCollectionView实现了这种方式。
在RingSegment中添加实现如下：
private int _deferLevel;public virtual IDisposable DeferRefresh(){
++_deferLevel; return new DeferHelper(this);
}private void EndDefer(){
Debug.Assert(_deferLevel > 0);
--_deferLevel; if (_deferLevel == 0)
{ UpdatePath();
}
}private class DeferHelper : IDisposable{ public DeferHelper(RingSegment source) {
_source = source;
} private RingSegment _source; public void Dispose() {
GC.SuppressFinalize(this); if (_source != null)
{
_source.EndDefer();
_source = null;
}
}
}使用如下：
using (RingSegment.DeferRefresh())
{
RingSegment.StartAngle = 30;
RingSegment.EndAngle = 330;
RingSegment.Radius = 100;
RingSegment.InnerRadius = 80;
}使用DeferRefresh模式有两个好处：
using (RingSegment.DeferRefresh())
{
RingSegment.StartAngle = 30;
RingSegment.EndAngle = 330;
RingSegment.Radius = 50;
RingSegment.InnerRadius = 30; using (RingSegment.DeferRefresh())
{
RingSegment.Radius = 51;
RingSegment.InnerRadius = 31;
}
}也许你会觉得一般人不会写得这么复杂，但在复杂的场景DeferRefresh模式是有存在意义的。假设现在要更新一个复杂的UI，这个UI由很多个代码模块驱动，但不清楚其它地方有没有对需要更新的UI调用过DeferRefresh()，而创建一个DeferHelper 的消耗比起更新一次复杂UI的消耗低太多，所以执行一次DeferRefresh()是个很合理的选择。
看到++_deferLevel这句代码条件反射就会考虑到线程安全问题，但其实是过虑了。UWP要求操作UI的代码都只能在UI线程中执行，所以理论上来说所有UIElement及它的所有操作都是线程安全的。
4. InvalidateArrange
每次更改属性都要调用DeferRefresh显然不是一个聪明的做法，而且在XAML中也不可能做到。另一种延迟执行的机制是利用CoreDispatcher的public IAsyncAction RunAsync(CoreDispatcherPriority priority, DispatchedHandler agileCallback)函数异步地执行工作项。要详细解释RunAsync可能需要一整篇文章的篇幅，简单来说RunAsync的作用就是将工作项发送到一个队列，UI线程有空的时候会从这个队列获取工作项并执行。InvalidateArrange就是利用这种机制的典型例子。MSDN上对InvalidateArrange的解释是：
使 UIElement 的排列状态（布局）无效。失效后，UIElement 将以异步方式更新其布局。
将InvalidateArrange的逻辑简化后大概如下：
protected bool ArrangeDirty { get; set; }public void InvalidateArrange(){ if (ArrangeDirty == true) return;
ArrangeDirty = true;
Dispatcher.RunAsync(Windows.UI.Core.CoreDispatcherPriority.Normal, () =>
{
ArrangeDirty = false; lock (this)
{ //Measure
//Arrange
}
});
}调用InvalidateArrange后将ArrangeDirty标记为True，然后异步执行Measure及Arrange代码进行布局。多次调用InvalidateArrange会检查ArrangeDirty的状态以免重复执行。利用InvalidateArrange，我们可以在RingSegment的自定义属性值改变事件中调用InvalidateArrange，异步地触发LayoutUpdated并在其中改变Path.Data。
修改后的代码如下：
private bool _realizeGeometryScheduled;private Size _orginalSize;private Direction _orginalDirection;private void OnStartAngleChanged(double oldStartAngle, double newStartAngle){ InvalidateGeometry();
}private void OnEndAngleChanged(double oldEndAngle, double newEndAngle){ InvalidateGeometry();
}private void OnRadiusChanged(double oldRadius, double newRadius){ this.Width = this.Height = 2 * Radius; InvalidateGeometry();
}private void OnInnerRadiusChanged(double oldInnerRadius, double newInnerRadius){ if (newInnerRadius < 0)
{ throw new ArgumentException("InnerRadius can't be a negative value.", "InnerRadius");
} InvalidateGeometry();
}private void OnCenterChanged(Point? oldCenter, Point? newCenter){ InvalidateGeometry();
}protected override Size ArrangeOverride(Size finalSize){ if (_realizeGeometryScheduled == false && _orginalSize != finalSize)
{
_realizeGeometryScheduled = true;
LayoutUpdated += OnTriangleLayoutUpdated;
_orginalSize = finalSize;
} base.ArrangeOverride(finalSize); return finalSize;
}protected override Size MeasureOverride(Size availableSize){ return new Size(base.StrokeThickness, base.StrokeThickness);
}public void InvalidateGeometry(){ InvalidateArrange(); if (_realizeGeometryScheduled == false )
{
_realizeGeometryScheduled = true;
LayoutUpdated += OnTriangleLayoutUpdated;
}
}private void OnTriangleLayoutUpdated(object sender, object e){
_realizeGeometryScheduled = false;
LayoutUpdated -= OnTriangleLayoutUpdated; RealizeGeometry();
}private void RealizeGeometry(){ //other code here
Data = pathGeometry;
}这些代码参考了ExpressionSDK的Silverlight版本。ExpressionSDK提供了一些Shape可以用作参考。（安装Blend后通常可以在这个位置找到它：C:\Program Files (x86)\Microsoft SDKs\Expression\Blend\Silverlight\v5.0\Libraries\Microsoft.Expression.Drawing.dll）由于比起WPF，Silverlight更接近UWP，所以Silverlight的很多代码及经验更有参考价值，遇到难题不妨找些Silverlight代码来作参考。
InvalidateArrange属于比较核心的API，文档中也充斥着“通常不建议“、”通常是不必要的”、“慎重地使用它”等字句，所以平时使用最好要谨慎。如果不是性能十分敏感的场合还是建议使用Template10的方式实现。
5. 使用TemplatedControl实现
除了从Path派生，自定义Shape的功能也可以用TemplatedControl实现，一般来说这种方式应该是最简单最通用的方式。下面的代码使用TemplatedControl实现了一个三角形：
[TemplatePart(Name = PathElementName,Type =typeof(Path))]
[StyleTypedProperty(Property = nameof(PathElementStyle), StyleTargetType =typeof(Path))]public class TriangleControl : Control
{ private const string PathElementName = "PathElement";
public TriangleControl() { this.DefaultStyleKey = typeof(TriangleControl); this.SizeChanged += OnTriangleControlSizeChanged;
}
///
/// 标识 Direction 依赖属性。
///
public static readonly DependencyProperty DirectionProperty =
DependencyProperty.Register("Direction", typeof(Direction), typeof(TriangleControl), new PropertyMetadata(Direction.Up, OnDirectionChanged)); ///
/// 获取或设置Direction的值
///
public Direction Direction
{ get { return (Direction)GetValue(DirectionProperty); } set { SetValue(DirectionProperty, value); }
} private static void OnDirectionChanged(DependencyObject obj, DependencyPropertyChangedEventArgs args) { var target = obj as TriangleControl; var oldValue = (Direction)args.OldValue; var newValue = (Direction)args.NewValue; if (oldValue != newValue)
target.OnDirectionChanged(oldValue, newValue);
} protected virtual void OnDirectionChanged(Direction oldValue, Direction newValue) { UpdateShape();
} ///
/// 获取或设置PathElementStyle的值
///
public Style PathElementStyle
{ get { return (Style)GetValue(PathElementStyleProperty); } set { SetValue(PathElementStyleProperty, value); }
} ///
/// 标识 PathElementStyle 依赖属性。
///
public static readonly DependencyProperty PathElementStyleProperty =
DependencyProperty.Register("PathElementStyle", typeof(Style), typeof(TriangleControl), new PropertyMetadata(null)); private Path _pathElement; public override void OnApplyTemplate() { base.OnApplyTemplate();
_pathElement = GetTemplateChild("PathElement") as Path;
} private void OnTriangleControlSizeChanged(object sender, SizeChangedEventArgs e) { UpdateShape();
} private void UpdateShape() { var geometry = new PathGeometry(); var figure = new PathFigure { IsClosed = true };
geometry.Figures.Add(figure); switch (Direction)
{ case Direction.Left:
figure.StartPoint = new Point(ActualWidth, 0); var segment = new LineSegment { Point = new Point(ActualWidth, ActualHeight) };
figure.Segments.Add(segment);
segment = new LineSegment { Point = new Point(0, ActualHeight / 2) };
figure.Segments.Add(segment); break; case Direction.Up:
figure.StartPoint = new Point(0, ActualHeight);
segment = new LineSegment { Point = new Point(ActualWidth / 2, 0) };
figure.Segments.Add(segment);
segment = new LineSegment { Point = new Point(ActualWidth, ActualHeight) };
figure.Segments.Add(segment); break; case Direction.Right:
figure.StartPoint = new Point(0, 0);
segment = new LineSegment { Point = new Point(ActualWidth, ActualHeight / 2) };
figure.Segments.Add(segment);
segment = new LineSegment { Point = new Point(0, ActualHeight) };
figure.Segments.Add(segment); break; case Direction.Down:
figure.StartPoint = new Point(0, 0);
segment = new LineSegment { Point = new Point(ActualWidth, 0) };
figure.Segments.Add(segment);
segment = new LineSegment { Point = new Point(ActualWidth / 2, ActualHeight) };
figure.Segments.Add(segment); break;
}
_pathElement.Data = geometry;
}
}
这种方式的好处是容易实现，而且兼容WPF和UWP。缺点是只能通过PathElementStyle修改Path的外观，毕竟它不是Shape，而且增加了VisualTree的层次，不适合于性能敏感的场合。
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