這個章節主要講解屬性是什么，為什么會演變出依賴項屬性，依賴屬性的優勢是什么。以及如何更好的使用屬性和依賴項屬性。
一、屬性
屬性是什么。
翻了好幾本C#的書和微軟的文檔，我覺得對屬性講解比較好理解的就是《深入淺出WPF》這本書中關於屬性的描述。照抄如下：
程序的本質是“數據+算法”，用算法來處理數據以期得到輸出結果。數據表現為各種各樣的變量，算法表現為各種各樣的函數。在面向對象的思維下即使有了類等數據結構，依然沒有改變這個本質，類的作用只是把散落在程序中的變量和函數進行歸檔封裝並控制對它們的訪問。被封裝在類中的變量成為字段。它表示類或實例的狀態，封裝在類中的函數成為方法。它標識類或實例的功能，這個時候的面向對象概念中還不包含事件、屬性等概念。
我們可以使用private、public 等修飾符來控制字段或方法的可訪問性；是否使用static關鍵字來修飾字段或方法則決定了字段或方法是對類有意義還是對類的實例有意義。所謂“對類有意義”或“對實例有意義”都是語義范疇的概念。比如對於Human（人類）這個類來說。Weight（重量）這個字段對於人類的個體是有意義的，而對於“人類”這個概念並沒有什么意義；Amount（總量）這個字段就不一樣了。它對人類的個體沒有意義，但對於人類是有意義的。方法也有類似的情況，比如Speak（說話）這個方法，只有人類的個體才能Speak，而Populate(繁衍)這個方法似乎對於人類比對於人類的個體更有意義。為了讓程序滿足語義要求C#語言規定：對類有意義的字段和方法使用static關鍵字修飾、稱為靜態成員，通過類名加訪問操作符(.）可以訪問它們，對類的實例有意義的字段和方法不加static關鍵字，稱為非靜態成員或實例成員。
從語義方面來看，靜態成員與非靜態成員有着很好的對稱性，但從程序在內存中的結構來看，這種對稱就被打破了。靜態字段在內存中只有一個拷貝，非靜態字段則是每個實例擁有一個拷貝，方法也就是我們的函數無論是否為靜態，在內存中只會有一份拷貝，區別只是你通過類名來訪問存放指令的內存還是通過實例名來訪問存放指令的內存。
現在讓我們看看屬性是怎么演變出來的。字段被封裝在實例中，要么能被外界訪問(非使用private)，要么不能（使用private）如圖：
我們模擬一下實例+字段的寫代碼方式。
如上所示，直接給實例的字段賦值：假設下面的代碼中singer._age = 11000是用戶輸入年齡。因為沒有對應的字段檢查，直接給這字段賦值非常不安全。年齡可能就賦值錯了。
namespace ProperyAndDependencyPropertyExample { /// <summary> /// MainWindow.xaml 的交互邏輯 /// </summary> public partial class MainWindow : Window { public MainWindow() { InitializeComponent(); var singer = new Human("山下直人", 15); //直接給對象的字段賦值。 singer._name = "山下直人"; //因為沒有對應的檢查，直接給這字段賦值非常不安全。年齡可能就賦值錯了。 singer._age = 11000; } } public class Human { /// <summary> /// 第一個字段、我們假設是名字。可以被外界訪問。 /// </summary> public string _name; /// <summary> /// 第二個字段，我們假設年齡.可以被外界訪問。 /// </summary> public int _age; /// <summary> /// /// </summary> /// <param name="name">歌手名稱</param> /// <param name="age">歌手年齡</param> public Human(string name, int age) { _name = name; _age = age; } } }
我們在當前基礎上添加一個變量用於在業務邏輯處理部分驗證輸入的年齡。修改部分代碼如下：
public MainWindow() { InitializeComponent(); var singer = new Human("山下直人", 15); //直接給對象的字段賦值。 singer._name = "山下直人"; //用一個變量來接收輸入的年齡，我們假設是11000 var ageValue = 11000; //在業務處理部分添加對待寫入字段的驗證。 if (ageValue >= 0 && ageValue <= 150) { singer._age = ageValue; } else { throw new OverflowException("Age overflow"); } }
第一種直接把數據暴露給外界的做法很不安全，很容易就會把錯誤的值寫入字段。第二種在每次寫入數據的時候都先判斷一下值得有效性優會增加冗余代碼並且違反了面向對象要求“高內聚”得原則，我們希望對象自己有能力判斷將被寫入得值是否正確，於是，程序員仍然把字段標記為private，但是使用一對非private得方法來包裝它。在這對方法中，一個以Set為前綴且負責判斷數據的有效性並寫入數據，另外一個以Get為前綴且負責把字段里得數據讀取出來。而如果我們缺少了Set方法的話。我們所定義的字段就會變成只讀的。因為在類中定義的這個字段沒有修改值得入口。
我們重新定義一個新的Human2的類，然后再初始化實例后使用SetAge賦值來演示這個封裝過程。這樣我們就完整的完成了對數據的封裝。而我們整個封裝過程使用了函數，所以再程序中無論有多少實例都只有一處。
public partial class MainWindow : Window { public MainWindow() { InitializeComponent(); var singer2 = new Human2(); singer2.SetAge(11100); } } public class Human2 { private int _age; public void SetAge(int value) { if (value >= 0 && value <= 150) { this._age = value; } else { throw new OverflowException("Age overflow"); } } public int GetAge() { return this._age; } }
c#語法中對封裝的整個過程（Get、Set）進一步的合並成了屬性代碼就可以變成如下這樣：
public class Human3 { private int _age; public int Age { get { return _age; } set { if (value >= 0 && value <= 150) { this._age = value; } else { throw new OverflowException("Age overflow"); } } } }
整個過程是不是很熟悉，這不就是天天在C#面試當中背的C#的三大特性，封裝、繼承、多態中的封裝嗎？值類型和引用類型的相互轉換。
因為有私有字段，所以初始化時，就申請了私有字段的內存，並賦了初始值。在WPF中微軟將屬性整個概念又推進了一步，推出了依賴屬性這個概念。下面開始講解依賴項屬性啦！！！
二、依賴項屬性
重點來啦！！！終於寫到依賴項屬性啦！！！從教程一開始就在等這一章節啦！！！
有很多大佬的博客都已經基於源碼講了什么是依賴項屬性，依賴項屬性是怎么工作的。但是我經過了很久的時間，依然沒有用好依賴項屬性、沒有理解依賴項屬性，因為很多時候我都在直接用各種Template+屬性+INotifyPropertyChanged,來實現我想要的東西，哪里適合依賴項屬性，如何更好的使用依賴項屬性。我很少去關心這個。所以這次也是從頭來梳理依賴項屬性。
減少廢話，開搞。
我們剛才我們講解了什么是字段、什么是屬性，我們知道了屬性都包裝着一個非靜態的字段，屬性的非靜態字段會在實例初始化過程中分配內存，而每一個實例都有自己的屬性，這樣的話。你有多少個實例、你就有多少個初始化的字段。即使這些被實例化的對象中的字段你可能永遠不會去用它。我們假設每個屬性都包裝了一個4字節的字段。我們假設在一個郵件客戶端中，默認有1W封未讀的郵件（日積月累的垃圾郵件），我們的郵件List在拿到數據初始化中包含了發件人，收件人，時間、標題、內容等等算10項的話，假設都是使用Textblock顯示這些字段郵件列表的時候占用的字段約等於4（每個字段的初始化字節）*10000（郵件數量）*10（沒封郵件有10個屬性）=400000 字節=0.38M內存，這中間還沒有包含Textblock控件中其他屬性字段初始化使用的內存，也就是說即使使用列表虛擬化和數據虛擬化技術。來提高響應，降低內存。初始化字段的的這些內存，是無法省略的，即使某些字段可能永遠不會使用。
在傳統的NET開發中，一個對象所占用的內存空間在創建實例化的時候就已經決定了。而WPF允許對象在實例化的時候不包含字段占用的空間，也可以從其他對象獲取需要用到的值，這種能力需要使用依賴對象來實現。而依賴項屬性的宿主就是依賴對象（DependencyOObject）。
我們來分析一下依賴項屬性，我從一個TextBlock控件F12查找父級。找到DependencyObject對象，DependencyObject繼承自DispatcherObject。這是一個線程調度用的類。所以我們只關注到DependencyObject。
，
我們從上圖看他的繼承關系，建議每個都看看。這樣就能看出來整體WPF的設計。里面都包含了什么等等。但是今天的重點是依賴項屬性。 我們看到DependencyObject是處理依賴項屬性的部分，也就是說所有的子對象都支持依賴項屬性。也就是說我們
有興趣的可以看看GetValue和SetValue源碼怎么實現的。但是這里不講。這里只分析，依賴項屬性我們應該怎么用更好。從上面的2個截圖可以看出來所有的UI控件都是依賴項對象。UI控件中根據定義只要是DependencyProperty類型的都是依賴項屬性，命名都是Property結尾的。而使用同名不帶Property的屬性使用GetValue和SetValue來封裝依賴項屬性。
我們記得剛才說的依賴項屬性相對於之前屬性的優勢，不用每次在實例化的時候初始化實例對象的字段，可以從其他對象獲取需要的值。
我們來寫個例子：
我們創建一個類Student 繼承自DependencyObject 作為宿主，使用propdp+2次tab快捷方式來創建依賴項屬性
修改代碼如下，這樣我們就創建好了一個包含依賴項屬性的Student類了，在回憶一次依賴項屬性的優勢，及使用它的優勢是什么？不用每次在實例化的時候初始化實例對象的字段，可以從其他對象獲取需要的值：
public class Student : DependencyObject { public string Name { get { return (string)GetValue(NamePropertyProperty); } set { SetValue(NamePropertyProperty, value); } } // Using a DependencyProperty as the backing store for NameProperty. This enables animation, styling, binding, etc... public static readonly DependencyProperty NamePropertyProperty = DependencyProperty.Register("Name", typeof(string), typeof(Student)); }
按照剛才屬性中講得，方法只有一份拷貝，我們創建的NamePropertyProperty是的DependencyProperty類型的屬性。 注意這個DependencyProperty.Register。結合上面的代碼，就是我們注冊了一個名字叫做NameProperty的屬性，他是string類型，屬於Student類。我們這里不追究原理和如何實現，只注重如何使用和使用場景。
XAML代碼如下：
<Window x:Class="ProperyAndDependencyPropertyExample.MainWindow" xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation" xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml" xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008" xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006" xmlns:local="clr-namespace:ProperyAndDependencyPropertyExample" mc:Ignorable="d" Title="MainWindow" Height="450" Width="800"> <Grid> <StackPanel> <TextBlock Text="F12看下依賴項屬性的結構"/> <TextBox x:Name="tb_text1" Text=""/> <TextBox x:Name="tb_text2" Text=""/> <Button Content="讀取依賴項屬性" Click="GetDependencyProperty_Click"/> </StackPanel> </Grid> </Window>
//Student是繼承自DependencyObject的宿主對象 Student stu = new Student(); private void GetDependencyProperty_Click(object sender, RoutedEventArgs e) { //NamePropertyProperty是我們的依賴項屬性。 stu.SetValue(Student.NamePropertyProperty, this.tb_text1.Text); tb_text2.Text = (string)stu.GetValue(Student.NamePropertyProperty); }
通過以上代碼。我們創建了一個依賴屬性的宿主類Student，創建了依賴項屬性NameProperty。
我們在點擊Click按鈕的時候實例化了宿主對象，並設置了宿主對象的NameProperty依賴項屬性的值等於我們輸入的第一個textBox的值。
然后讓第二個textBox的Text顯示值等於宿主對象下的依賴項屬性的值。 效果圖如下：
我們使用內存測試工具來分析當前內存分配情況
我們通過分析軟件截取了點擊按鈕之前和點擊按鈕之后的內存分配情況，在依賴項屬性在我們點下Button后。我們的內存並沒有增長。因為這2個textbox使用GetValue和SetValue獲取或設置同一個對象的依賴項屬性的值。我不知道這樣講是否合理，但是我主要表達的思想就是依賴項屬性和屬性的用法相差不大。而且更節省內存。而且我們在上面創建的Name就是對於依賴項屬性的Get和Set封裝。有了這個屬性之后，我們就可以通過修改Name直接使用了。 在Binding章節普通的屬性需要實現INotifyPropertyChanged的變更消息才能實現屬性變更推送，但是依賴項屬性已經默認實現了這個功能。
//Student是繼承自DependencyObject的宿主對象 Student stu = new Student(); private void GetDependencyProperty_Click(object sender, RoutedEventArgs e) { //NamePropertyProperty是我們的依賴項屬性。 stu.SetValue(Student.NamePropertyProperty, this.tb_text1.Text); tb_text2.Text = (string)stu.GetValue(Student.NamePropertyProperty); //上面的代碼不好理解，但是通過封裝之后下面的調用就比較好使用和理解了。 //通過繼承關系我們知道了所有的UI控件都擁有依賴項屬性，主要也是設計UI層控件的。 //我們在設計控件的時候就盡量考慮和使用依賴項屬性，使用的多了就熟悉了。 stu.Name = this.tb_text1.Text; this.tb_text2.Text = stu.Name; }
依賴項屬性就講到這里，關於數據存儲到了什么位置，這個DependencyProperty.Register是怎么在工作的。希望大家去讀源碼。加深對依賴屬性的認知，畢竟依賴項屬性我的理解，他是屬性的升級版，是一個很不錯的設計。但是WPF如果深入進去的話。你會發現很多設計都特別棒。還是建議去讀源碼。依賴項屬性就寫到這里。 你可以理解為更節省內存的屬性並有屬性變更通知的功能，如果使用屬性封裝依賴項屬性的getValue和SetValue的話。就會更方便的使用。