Xamarin自定义布局系列——瀑布流布局

Xamarin.Forms以Xamarin.Android和Xamarin.iOS等为基础，自己实现了一整套比较完整的UI框架，包含了绝大多数常用的控件,如下图

虽然XF（Xamarin.Forms简称XF，下同）为我们提供大这么多的控件，但在实际使用中，会发现这些控件的可定制性特别差，基本上都需要里利用Renderer来做一些修改。为了实现我们的需求，有两种办法：

1. Renderer
2. 自定义控件/布局

1.Renderer

XF中的所有控件，实际都是通过Renderer来实现的，利用Renderer，直接实例化相应的原生控件，每一个XF控件在各个平台都对应一个原生控件，具体可以查看这儿：RendererBase
利用Renderer，需要你了解原生控件的使用，所以引用一句话就是：

跨平台不代表不用学各个平台

笔者也是对安卓和iOS了解不多，正在摸索学习中

2.自定义控件/布局

这种相对来说比较简单，却比较繁琐，并且最终效果不会太好，包括性能和UI两方面。但是还是能适应一些常用场景。
关于布局基础知识方面可以查看这位作者的一片文章：Xamarin.Forms自定义布局基础
在使用中会发现XF的自定义布局和UWP的非常相似，常用的方法有两个

public SizeRequest Measure(double widthConstraint, double heightConstraint, MeasureFlags flags = MeasureFlags.None); //计算元素大小
public void Layout(Rectangle bounds);//为元素实际布局，确定其位置和大小

Measure方法的两个参数，表示父元素能为子元素提供的空间大小，返回值则表示子元素计算出自己实际需要的空间大小。
Layout方法的参数表示父元素给子元素提供的布局位置，包含XY坐标和大小四个参数。

现在考虑瀑布流布局的特点：

1. 父元素大小确定，至少宽度和高度中有一个值确定（通常表现为整个页面大小）
2. 子元素排列表现为按行排列或者按列排列

• 按行排列时：子元素的高是一个定值，宽度跟具具体情况可变

• 按列排列时：子元素的宽是一个定值，高度跟具具体情况可变

瀑布流的常用场景

1. 图片展示

下面以的Demo展示一个按列布局的图片展示瀑布流布局
主要有两个方法

    private double _maxHeight;

    /// <summary>
    /// 计算父元素需要的空间大小
    /// </summary>
    /// <param name="widthConstraint">可供布局的宽度</param>
    /// <param name="heightConstraint">可供布局的高度</param>
    /// <returns>实际需要的布局大小</returns>
    protected override SizeRequest OnMeasure(double widthConstraint, double heightConstraint)
    {   
        double[] colHeights = new double[Column];
        double allColumnSpacing = ColumnSpacing * (Column - 1);
        columnWidth = (widthConstraint - allColumnSpacing) / Column;
        foreach (var item in this.Children)
        {
            var measuredSize = item.Measure(columnWidth, heightConstraint, MeasureFlags.IncludeMargins);
            int col = 0;
            for (int i = 1; i < Column; i++)
            {
                if (colHeights[i] < colHeights[col])
                {
                    col = i;
                }
            }
            colHeights[col] += measuredSize.Request.Height + RowSpacing;
        }
        _maxHeight = colHeights.OrderByDescending(m => m).First();
        return new SizeRequest(new Size(widthConstraint, _maxHeight));
    }

OnMeasured方法在布局开始前被调用，在这个方法中，我们遍历所有的子元素，通过调用子元素的Measure方法，计算出所有子元素需要的布局大小，然后按列累加所有的高度，最后选取高度的最大值，这个最大值就是父元素的布局高度，在按列布局中，宽度是确定的。

    protected override void LayoutChildren(double x, double y, double width, double height)
    {
        
        double[] colHeights = new double[Column];
        double allColumnSpacing = ColumnSpacing * (Column - 1);
        columnWidth = (width- allColumnSpacing )/ Column;
        foreach (var item in this.Children)
        {
            var measuredSize=item.Measure(columnWidth, height, MeasureFlags.IncludeMargins);
            int col = 0;
            for (int i = 1; i < Column; i++)
            {
                if (colHeights[i] < colHeights[col])
                {
                    col = i;
                }
            }
            item.Layout(new Rectangle(col * (columnWidth + ColumnSpacing), colHeights[col], columnWidth, measuredSize.Request.Height));


            colHeights[col] += measuredSize.Request.Height+RowSpacing;
        }
    }

LayoutChildren方法在OnMeasured方法后调用，通过调用子元素的Layou方法，用于对所有子元素布局。

至此，瀑布流和的新逻辑基本完成了，实际很简单。接下来就是让瀑布流支持数据绑定，实现动态添加删除子元素。
为了支持数据绑定，实现一个依赖属性ItemsSource，当ItemsSource被赋值或者值发生变化的时候，重新布局，根据ItemsSource的内容重新布局

    public static readonly BindableProperty ItemsSourceProperty = BindableProperty.Create("ItemsSource", typeof(IList), typeof(FlowLayout), null,propertyChanged: ItemsSource_PropertyChanged);
    public IList ItemsSource
    {
        get { return (IList)this.GetValue(ItemsSourceProperty); }
        set { SetValue(ItemsSourceProperty, value); }
    }
    
    private static void ItemsSource_PropertyChanged(BindableObject bindable, object oldValue, object newValue)
    {
        var flowLayout = (FlowLayout)bindable;
        var newItems = newValue as IList;
        var oldItems = oldValue as IList;
        var oldCollection = oldValue as INotifyCollectionChanged;
        if (oldCollection != null)
        {
            oldCollection.CollectionChanged -= flowLayout.OnCollectionChanged;
        }

        if (newValue == null)
        {
            return;
        }

        if (newItems == null)
            return;
        if(oldItems == null||newItems.Count!= oldItems.Count)
        {
            flowLayout.Children.Clear();
            for (int i = 0; i < newItems.Count; i++)
            {
                var child = flowLayout.ItemTemplate.CreateContent();
                ((BindableObject)child).BindingContext = newItems[i];
                flowLayout.Children.Add((View)child);
            }
            
        }

        var newCollection = newValue as INotifyCollectionChanged;
        if (newCollection != null)
        {
            newCollection.CollectionChanged += flowLayout.OnCollectionChanged;
        }

        flowLayout.UpdateChildrenLayout();
        flowLayout.InvalidateLayout();
    }
  

    protected override void OnBindingContextChanged()
    {
        base.OnBindingContextChanged();
    }

    private void OnCollectionChanged(object sender, NotifyCollectionChangedEventArgs e)
    {
        if (e.OldItems != null)
        {
            this.Children.RemoveAt(e.OldStartingIndex);
            this.UpdateChildrenLayout();
            this.InvalidateLayout();
        }

        if (e.NewItems == null)
        {
            return;
        }
        for (int i = 0; i < e.NewItems.Count; i++)
        {
            var child = this.ItemTemplate.CreateContent();
            ((BindableObject)child).BindingContext = e.NewItems[i];
            this.Children.Add((View)child);
        }

        this.UpdateChildrenLayout();
        this.InvalidateLayout();
    }
}

ItemsSource_PropertyChanged方法在ItemsSource属性被赋值的时候调用，在此方法中，根据自定义的DataTemplate,创建一个视图（View），设置其数据绑定上下文为对应的Item，然后添加到瀑布流布局的Children中。

var child = this.ItemTemplate.CreateContent(); ((BindableObject)child).BindingContext = e.NewItems[i]; this.Children.Add((View)child);

注意到，在数据绑定中，更加常见的场景是：ItemsSource只赋值一次，以后ItemsSource中的值修改，直接能在布局中表现出来。
这就要求ItemsSource的数据源必须实现INotifyCollectionChanged这个接口，在.Net中，ObservableCollection是已经封装好的，实现了这个接口的一个开箱即用的集合类。所以在ItemsSource的值改变的时候，需要订阅对数据源CollectionChanged事件，以便于在集合中元素添加或删除的时候重新布局。

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