玩转INotifyPropertyChanged和ObservableCollection

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  本文的代码都是基于WPF的，对于Silverlight，这些技术也同样适用。

      （一）INotifyPropertyChanged的使用场合

      先写一个最简单的数据绑定，每次点击Button后，TextBlock的值都会自增1。

      效果图如下所示：

      这里使用了MVVM模式，并把Click事件抽象为了Command。

      代码下载：WpfApplication4_1.zip

      观察上面的代码，注意到几个细节：

      1. UserName和Age属性作为ViewModel的两个属性，因为Age递增是基于绑定实现的，所以ViewModel要实现INotifyPropertyChanged接口。

      2. 我们只在Age上添加了OnPropertyChanged方法，它会根据Age属性的变化而自动更新XAML中绑定的值。

            而对于UserName属性，由于它是始终不变的，所以没有添加OnPropertyChanged方法。

            由此可见，OnPropertyChanged方法决定了后台数据的变化是否能影响到前台绑定的XAML。

            此外，对于一次性绑定（以后不会再改变）的属性，不要添加OnPropertyChanged方法，因为该方法会增加额外的性能开销。

      但是，在MVVM模式中，我们常常将UserName和Age属性抽象出来，作为一个实体类： 

    public class UserInfo
    {
        public string UserName { get; set; }
        public int Age { get; set; }
    }

      与此同时，在ViewModel中添加一个UserInfo类型的属性： 

      注意：此时XAML中的绑定相应要修改为： 

      这时候问题就来了。到底是UserInfo实现INotifyPropertyChanged接口呢，还是ViewModel实现INotifyPropertyChanged接口呢？

      1.如果UserInfo实现INotifyPropertyChanged接口，，那么UserInfo实体类相应地修改为：

    public class UserInfo : INotifyPropertyChanged
    {
        public string UserName { get; set; }

        private int age;
        public int Age
        {
            get
            {
                return this.age;
            }
            set
            {
                if (this.age != value)
                {
                    this.age = value;
                    OnPropertyChanged("Age");
                }
            }
        }

        INotifyPropertyChanged Members
    }

      而ViewModel相应地就简化了： 

    public class RegisterUserViewModel
    {
        public RegisterUserViewModel()
        {
            this.User = new UserInfo { UserName = "Baobao", Age = 27 };
            ClickCommand = new DelegateCommand<object>(OnClick, arg => true);
        }

        void OnClick(object obj)
        {
            this.User.Age += 1;
        }

        public UserInfo User { get; set; }

        public RegisterUserView View { get; set; }
        
        public ICommand ClickCommand { get; set; }
    }

      注意到，此时ViewModel不需要实现INotifyPropertyChanged接口。因为INotifyPropertyChanged监视的是UserInfo实体里面的Age属性，所以在OnClick方法中，只要修改User实体的Age属性就能通知XAML做出改变。

      示例下载：WpfApplication4_2.zip

      2.如果UserInfo不实现INotifyPropertyChanged接口，那么这个实体类就非常简单了： 

    public class UserInfo
    {
        public string UserName { get; set; }
        public int Age { get; set; }
    }

      这时，ViewModel就必须要实现INotifyPropertyChanged接口，而且要为User属性添加OnPropertyChanged方法，以下是部分代码（省略了INotifyPropertyChanged接口的实现）： 

    public class RegisterUserViewModel : INotifyPropertyChanged
    {
        public RegisterUserViewModel()
        {
            this.User = new UserInfo { UserName = "Baobao", Age = 27 };
            ClickCommand = new DelegateCommand<object>(OnClick, arg => true);
        }

        void OnClick(object obj)
        {
            this.User.Age += 1;
        }

        private UserInfo user;
        public UserInfo User
        {
            get
            {
                return this.user;
            }
            set
            {
                if (this.user != value)
                {
                    this.user = value;
                    OnPropertyChanged("User");
                }
            }
        }

        public RegisterUserView View { get; set; }

        public ICommand ClickCommand { get; set; }
    }

      代码下载：WpfApplication4_3.zip

      如果运行上述代码，你会发现XAML中的Age并不会自增1。问题应该出在OnClick方法上，我在下面一行添加了断点： 

      我发现User的Age属性确实由27变成了28，但是并没有把改变结果通知XAML。

      这是因为，INotifyPropertyChanged接口只监视UserInfo这个实体的地址是否发生了改变，而目前这个地址并没有变化，只是存储在UserInfo实体中的成员Age发生了改变，而Age的地址并不在INotifyPropertyChanged接口的监视之下，所以XAML中没有任何改变。

      看来只有修改UserInfo这个实体的地址了，最好的方法就是重新实例化一个UserInfo实体： 

        void OnClick(object obj)
        {
            //this syntax below cannot run, so it is marked
            //this.User.Age += 1;

            this.User = new UserInfo() { UserName = this.User.UserName, Age = this.User.Age + 1 };
        }

      示例下载：WpfApplication4_4.zip

      比较两种实现方式，我个人倾向于第一种，因为它更自然，而第二种，由于要new一个新的UserInfo对象，所以要多牺牲一些性能。但是不管哪种实现方式，都不要ViewModel和UserInfo同时实现INotifyPropertyChanged接口，这是非常消耗性能的。

      （二）ObservableCollection和List的使用场合

      始终对ObservableCollection怀有恐惧，因为它太笼统了。

      首先它是一个集合，但它是一个既实现了INotifyPropertyChanged接口又实现了INotifyCollectionChanged接口的集合，这是它与List<T>的不同之处。

      使用ObservableCollection<T>注定要比List<T>消耗性能，所以我一直在探寻它们各自不同的使用场合。而且，当泛型参数T也实现了INotifyPropertyChanged接口时，就更加复杂了。

      于是分为以下四种情况：

      1.最简单是List<T>，其中T没有实现INotifyPropertyChanged接口，就是一个简单的实体。

      做一个简单的示例，统计一个班级的计算机成绩。

      由于List<T>中的T没有实现INotifyPropertyChanged接口，所以增加、删除、修改这3个Button都不会起作用。

      着眼于“及格”这个CheckBox，勾选后就只显示分数不小于60的学生列表，取消勾选择显示全部学生。为此，在XAML中要把CheckBox的绑定方式设置为TwoWay（虽然CheckBox默认就是TwoWay，但还是建议显式指定）： 

      在ViewModel中，关键是ModelPropertyChanged方法，在IsPassed属性变化的时候，会执行这个方法： 

        void ModelPropertyChanged(object sender, PropertyChangedEventArgs e)
        {
            switch (e.PropertyName)
            {
                case "IsPassed":
                    this.StudentList = this.IsPassed ? StudentService.RetrievePassedStudentList() : StudentService.RetrieveStudentList();
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }

      看得出，根据IsPassed属性的不同，分别为StudentList分配不同的地址，所以在XAML中的DataGrid会跟着发生改变。

      随着这里的ViewModel也实现了INotifyPropertyChanged接口，但这是为了IsPassed属性和StudentList属性而实现的，与Student实体类无关。

      代码下载：WpfApplication6_1.zip

      如果大家读过我之前介绍MVP模式的一系列文章，这个小例子应该很简单。

      结论：List<T>(T未实现INotifyPropertyChanged接口)，适用于一次性绑定，适用于重新实例化整个List集合的绑定（例如上文的StudentList）。

      2.稍微复杂点，List<T>，其中T实现了INotifyPropertyChanged接口。

      也就是说，让Student实体类实现INotifyPropertyChanged接口。 

    public class Student : INotifyPropertyChanged
    {
        public int UserId { get; set; }
        public string UserName { get; set; }

        private int score;
        public int Score
        {
            get
            {
                return this.score;
            }
            set
            {
                if (this.score != value)
                {
                    this.score = value;
                    OnPropertyChanged("Score");
                }
            }
        }

        INotifyPropertyChanged Members
    }

      其它代码保持不变。

      我们看到，Modify按钮可以使用了。修改后的数据立刻展现在XAML中。

      但是，Add和Remove按钮仍然不能使用。因为INotifyPropertyChanged接口只是监视Student，而没有监视List<Student>集合。所以修改单笔Student数据，可以发送通知给XAML；但是修改List<Student>集合，除非像上一种方式那样重新实例化List<Student>集合（勾选CheckBox仅显示及格的学生），否则必须另辟蹊径。

      代码下载：WpfApplication6_2.zip

      结论：List<T>(T实现INotifyPropertyChanged接口)，适用于修改集合中单笔数据的成员（比如说Student的Score属性）。

      3.换个思路，用ObservableCollection<T>怎么样？其中T没有实现INotifyPropertyChanged接口。

      也就是说，Student类仍然是一个简单的实体类：

    public class Student
    {
        public int UserId { get; set; }
        public string UserName { get; set; }
        public int Score { get; set; }
    }

      相应地，把ViewModel中的List<Student>全都修改为ObservableCollection<Student>，并在构造函数中把原始的List集合转换为ObservableCollection集合：  

    public class ScoreListViewModel : INotifyPropertyChanged
    {
        public ScoreListViewModel()
        {            
            this.StudentList = new ObservableCollection<Student>(StudentService.RetrieveStudentList());

            AddCommand = new DelegateCommand<object>(OnAdd, arg => true);
            ModifyCommand = new DelegateCommand<object>(OnModify, arg => true);
            RemoveCommand = new DelegateCommand<object>(OnRemove, arg => true);

            this.PropertyChanged += ModelPropertyChanged;
        }

        void ModelPropertyChanged(object sender, PropertyChangedEventArgs e)
        {
            switch (e.PropertyName)
            {
                case "IsPassed":
                    this.StudentList = new ObservableCollection<Student>(
                        this.IsPassed ? StudentService.RetrievePassedStudentList() : StudentService.RetrieveStudentList());

                    break;
                default:
                    break;
            }
        }

        public ScoreListView View { get; set; }

        private bool isPassed;
        public bool IsPassed
        {
            get
            {
                return this.isPassed;
            }
            set
            {
                if (this.isPassed != value)
                {
                    this.isPassed = value;
                    OnPropertyChanged("IsPassed");
                }
            }
        }

        public ObservableCollection<Student> StudentList { get; set; }

        public ICommand AddCommand { get; set; }
        public ICommand ModifyCommand { get; set; }
        public ICommand RemoveCommand { get; set; }

        public void OnAdd(object obj)
        {
            this.StudentList.Add(new Student() { UserId = 7, UserName = "李永京", Score = 75 });
        }

        public void OnModify(object obj)
        {
            var item = this.StudentList.SingleOrDefault(x => x.UserId == 1);
            if (item != null)
            {
                item.Score = 0;
                //item = new Student() { UserId = item.UserId, UserName = item.UserName, Score = 0 };
            }
        }

        public void OnRemove(object obj)
        {
            var item = this.StudentList.SingleOrDefault(x => x.UserId == 2);
            if (item != null)
            {
                this.StudentList.Remove(item);
            }
        }

        INotifyPropertyChanged Members
    }

      看一下点击Add和Remove按钮后的效果图：

      而由于ObservableCollection<T>中的T没有实现INotifyPropertyChanged接口，所以修改功能又不能使用了。

      这时，我尝试着将 

      修改为： 

      但仍然无济于事。别灰心，还有最后一种解决方案没试呢~

      代码下载：WpfApplication6_3.zip

      结论：ObservableCollection<T>(T未实现INotifyPropertyChanged接口)，适用于增删集合中的数据（上面的Add和Remove按钮）。但是对于单笔数据的更改，是无能为力的。

      4.最复杂的情况，就是使用ObservableCollection<T>，并且T实现了INotifyPropertyChanged接口。

      代码结合了上述第2、第3种编程的方式：

      代码下载：WpfApplication6_4.zip

      结论：所有的问题在次全都迎刃而解。这也许是最完美的解决方案了。但是，也是最消耗性能的。

      （三）数据绑定中的OneWay和TwoWay

      OneWay和TwoWay是最常见的两种绑定方式，描述了源数据（控件）和目标数据（控件）之间的关系。现在，让我们基于MVP模式的思想，重新认识数据绑定机制。

      在下面的概念中，源数据（控件），在MVP里变成了数据（Model）；目标（数据）控件，则相应地变成了XAML中绑定的控件。

      在WPF和Silverlight的数据绑定中，因控件的不同，其默认的绑定方向也不一样。

      在Silverlight 3.0中，BindingMode枚举有3个值，默认是OneWay： 

    public enum BindingMode
    {
        OneWay = 1,
        OneTime = 2,
        TwoWay = 3
    }

      OneWay和OneTime是数据（Model）发生变化时通知XAML中的控件。而TwoWay则是数据和XAML之间任何一方发生变化都会通知对方。

      我们在前面的例子中已经展示过，勾选“及格”这个CheckBox后，GridView中的数据会只显示Score>=60的学生，这个就是TwoWay的最好例证。

      TwoWay，它适用于那些可以和用户互动的控件，比如说CheckBox和RadioButton的选中与否，比如在TextBox中输入了那些值，比如说在ListBox、ComboBox和GridView中选中了哪一行。我会在《Prism研究 之 包氏波动理念》来详细介绍其实现技术。

      对于OneWay和OneTime，需要仔细说清楚。

            A) OneWay是我们使用最频繁的了，无需多说，数据上的任何变化都会通知XAML中绑定的控件。 
            B) OneTime仅仅是一次性绑定。之后即使数据（Model）再发生变化，XAML中的控件也不会跟着改变。

      还记得我们在本文的第一节《INotifyPropertyChanged的使用场合》举出的那个例子么？其中的UserName字段，就设置为OneTime的绑定方式，因为我们在初始化将其设置为”Baobao”后，就再也没改动过它。

      将不变化的字段尽可能地设置为OneTime，而不是OneWay，这不就多少又节约了一些性能嘛。

      而在WPF中，BindingMode枚举有5个值，默认是Default： 

    public enum BindingMode
    {
        TwoWay = 0,
        OneWay = 1,
        OneTime = 2,
        OneWayToSource = 3,
        Default = 4
    }

      OneWayToSource，从字面上很容易理解，它表示当XAML中的控件发生变化时，通知数据（Model），但是在反方向上，数据发生变化却不会通知XAML中的控件。它和OneWay是正好相反的。这样，OneWayToSource在MVP模式中就没有半点用武之处（它的最大用处其实在于把非依赖属性绑定到依赖属性上，参加http://book.51cto.com/art/200908/145469.htm）。

      在WPF中，绑定的默认值是Default，这不同于Silverlight 3的默认绑定OneWay。Default表示它会根据控件的不同而未控件自动选择其绑定行为。比如对于TextBox、CheckBox、RadioBtton这些用户可编辑的控件，Default值就是TwoWay；而对于只是用来显示数据的控件（比如ListBox、Label），Default值就是OneWay。

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