Win10 UWP开发中的重复性静态UI绘制小技巧 1

介绍

在Windows 10 UWP界面实现的过程中，有时会遇到一些重复性的、静态的界面设计。比如：画许多等距的线条，画一圈时钟型的刻度线，同特别的策略排布元素，等等。

读者可能觉得这些需求十分简单，马上就想到了通过for循环之类来实现。只需要在Loaded事件里添上这些元素就好了。

但这样可能存在一些问题——如果这些UI元素只是静态的，是装饰性的——虽然code-behind不用白不用，但为了这些纯静态元素将代码逻辑变得臃肿似乎略有不妥。

我们将就这些问题为读者们介绍一些重复性的静态界面绘制小技巧。

Shape.StrokeDashArray属性

Windows.UI.Xaml.Shapes.Shape基类，以及继承自它的Ellipse、Line、Path、Rectangle等类，都具有一些Stroke****之名的属性，可以实现描边效果。其中有一个比较特别的StrokeDashArray属性，它能实现虚线型的描边效果，加以扩展的话是我们实现重复性UI绘制的好帮手。

在XAML中，这一属性表现为形如”1,2,3,4”的字符串格式，而本质上它是一个DoubleCollection。其中的数值两两配对，依次表示虚线的短划线和空白间隔的长度，并且能周期性地出现。如果数值个数只有奇数个，那么匹配不满的那一组中，空白间隔的长度将和短划线的长度一致。

PS：关于这一属性的具体语法，UWP MSDN^[1]没有很详细的描述。不过旧版本的API MSDN^[2]中有对其语法的接受，这部分内容可以参考旧版本的页面。

直观地看一下这个属性的使用：

<Line Stroke="DeepSkyBlue" StrokeThickness="5" X2="400" StrokeDashArray="1,2,3,4"/>

可以看到构成了短划线和空白间隔长度依次为1,2,3,4的虚线。这里是指的单位长度，和StrokeThickness属性有关，该属性的值会被作为单位长度。而Line长度为400，故可以看到虚线按设定形成了8段。

我们现在修改一下参数：

<Line Stroke="DeepSkyBlue" StrokeThickness="50" X2="400" StrokeDashArray="0.1"/>

现在短划线和间隔的长度都是0.1单位长度，而当前的单位长度是50（也导致线段宽度更大，现在看起来像是并列的竖线了）。

我们还可以算出虚线段的数量为： 400 ÷((0.1+0.1) × 50) =40 段。

发散一下：

灵活运用这种方式，可以在XAML里直接画出一些重复的UI元素了，比如这样：

<Grid>
    <Grid Width="400" Height="200">
        <Canvas>
            <Line X2="400"
                  Y2="400"
                  Stroke="Red"
                  StrokeThickness="570"
                  StrokeDashArray="0.02 0.06">
                <Line.Clip>
                    <RectangleGeometry Rect="0 0 400 200" />
                </Line.Clip>
            </Line>
            <Line X2="400"
                  Y2="400"
                  Stroke="Blue"
                  StrokeThickness="570"
                  StrokeDashArray="0.02 0.06"
                  StrokeDashOffset="0.04">
                <Line.Clip>
                    <RectangleGeometry Rect="0 0 400 200"/>
                </Line.Clip>
            </Line>
        </Canvas>
        <Rectangle Margin="10" Fill="White" />
        <TextBlock FontSize="60" Margin="200,100,0,0">Hello!</TextBlock>
    </Grid>
</Grid>

这里Line是呈45°的，并将它的描边宽度设的很大（超过400*400矩形的对角线长度），并用Clip限定400*200矩形范围。

其中还用到了StrokeDashOffset属性来设定StrokeDashArray的初始偏移量，这里也是指单位长度。

还可以用于Ellipse：

<Grid>
    <TextBlock Margin="20" Foreground="White" HorizontalAlignment="Center" FontSize="20">坐和放宽</TextBlock>
    <Grid Width="200" Height="200">
        <Ellipse Stroke="Gray" StrokeThickness="3"/>
        <!-- Wow! -->
        <Ellipse Stroke="DeepSkyBlue" StrokeThickness="3" StrokeDashArray="61.89,1000" RenderTransformOrigin="0.5,0.5">
            <Ellipse.RenderTransform>
                <RotateTransform Angle="-90"/>
            </Ellipse.RenderTransform>
        </Ellipse>
        <TextBlock Foreground="White" FontSize="50" HorizontalAlignment="Center" VerticalAlignment="Center">30%</TextBlock>
    </Grid>
</Grid>

这段XAML中设置的StrokeDashArray="61.89,1000"可能很让人摸不着头脑。

我们可以看出这个圆形长宽都是200，周长最多不过600多，我们将代表空白部分的值设置为1000（远大于200π），用于将进度条未满的部分全部作为空白部分，隐藏掉。

至于前面一个数值是如何计算的，过程比较复杂：

首先要考虑的是圆的周长，但这是否是上面说的200π呢？实际上不是。200是来自于我们在XAML里设定的Width和Height，但Stroke在计算时采用的是ActualWidth和ActualHeight，这里可以理解为Shape控件的中心线段，即是我们在XAML设计器里选中一个Shape控件后可以看见的这条线（箭头所指）：

因此这里的ActualWidth = Width – StrokeThickness = 200 - 3 = 197。

再以此计算30%进度条的长度为：197π × 30% ÷ 3 = 61.889（不要忘了除以单位长度~）。

我们在项目里遇到的情况是：

需要画出精准的时钟刻度，一圈分针一圈时针：

<Grid>
    <Grid.Resources>
        <design:CircleStrokeDashArrayConverter x:Key="dashConverter"/>
    </Grid.Resources>

    <Grid HorizontalAlignment="Center" VerticalAlignment="Center"
          CacheMode="BitmapCache">
        <Ellipse Width="200" Height="200" 
                 StrokeThickness="8" 
                 Stroke="DeepSkyBlue" 
                 StrokeDashOffset="0.1"
                 StrokeDashArray="{Binding Converter={StaticResource dashConverter},
                                           ConverterParameter=60, 
                                           Path=.,
                                           RelativeSource={RelativeSource Mode=Self}}"/>
        <Ellipse Width="200" Height="200" 
                 StrokeThickness="10" 
                 Stroke="DeepSkyBlue" 
                 StrokeDashOffset="0.2"
                 StrokeDashArray="{Binding Converter={StaticResource dashConverter}, 
                                           ConverterParameter=12, 
                                           Path=., 
                                           RelativeSource={RelativeSource Mode=Self}}"/>
    </Grid>
</Grid>

大家注意到了这段XAML中应用了一个自定义的IValueConverter——CircleStrokeDashArrayConverter。此类源码如下：

public class CircleStrokeDashArrayConverter : IValueConverter
{ 
    public object Convert(object value, Type targetType, object parameter, string language)
    {
        Debug.Assert(value is Shape);
        Shape shape = (Shape)value;
        double segNum = double.Parse(parameter.ToString());
 
        double offset = shape.StrokeDashOffset;
        double width = shape.Width;
        double thickness = shape.StrokeThickness;
 
        double visibleLen = offset * 2;
        double length = (width - thickness) * Math.PI / segNum / thickness;
        return new DoubleCollection(new [] { visibleLen, (length - visibleLen) });
    }
 
    public object ConvertBack(object value, Type targetType, object parameter, string language)        
    {
        throw new NotImplementedException();
    }
}

使用时我们需要在Binding中将Ellipse本身传入converter。Converter从Ellipse的属性设置中获取信息完成StrokeDashArray的构造（注意StrokeDashArray属性的Binding要写在最后，这样才能获取到正确的值），StrokeDashOffset导致的偏移是和Shape线条的方向相反的，我们用它来设定每段短划线的长度。并配合ConverterParameter（设定分段数）达到复用性。

PS:只能用于正圆。椭圆的周长无法简单计算。其他的Shape就更不适用了。

对于这些无法计算path长度的Shape，需要自己调整和估计其长度。

不过StrokeDashArray的使用还有一个小问题

StrokeDashArray画出的线段，在分段处的切口是和中心线段的切线垂直的（平行法线方向）。直观印象如下：

（此为“坐和放宽”进度条终点处放大图）

可以想象，包括我们画出的钟盘也是这种情况，每一个刻度并不是一道“线段”，而是一个小小的“扇形”，虽然在视觉上并不明显。

其实这并不是什么严重的问题啦，当然有时会的确不能符合需求。就此我们将在另一篇博文中介绍更完善、更适用的解决方案。

参考

1. Shape.StrokeDashArray属性：https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows.ui.xaml.shapes.shape.strokedasharray.aspx
2. Shape.StrokeDashArray属性（for Sliverlight。语法详细说明）：https://msdn.microsoft.com/en-us/library/bb980148(v=vs.95).aspx