[WPF自定义控件库]自定义Expander

1. 前言

上一篇文章介绍了使用Resizer实现Expander简单的动画效果，运行效果也还好，不过只有展开/折叠而缺少了淡入/淡出的动画(毕竟Resizer模仿Expander只是附带的功能)。这篇继续Measure的话题，自定义了一个带有动画的ExtendedExpander。

2. ExtendedExpander的需求

使用Resizer实现的简易Expander没办法在折叠时做淡出动画，因为ControlTemplate中的ExpandSite在Collapsed状态下直接设置为隐藏。一个稍微好看些的Expander的状态改变动画要满足下面的需求：

• 拉伸
• 淡入淡出
• 上面两个效果都可以用XAML定义

最终运行效果如下：

3. 实现思路

模仿SilverlightToolkit，我也用一个带有Percentage属性的ExpandableContentControl控件控制Expander内容的拉伸。(顺便一提，SilverlightToolkit的Expander没有拉伸动画，ExpandableContentControl用在AccordionItem里面)。ExpandableContentControl的Percentage属性控制这个控件的展开的百分比，1为完全展开，0为完全折叠。

在ControlTemplate中使用VisualState控制Expanded/Collapsed的动画。VusialState.Storyboard控制VisualState的最终值，过渡动画由VisualStateGroup.Transitions控制，这在以前的 这篇文章 中有介绍过：

<Border BorderBrush="{TemplateBinding BorderBrush}" BorderThickness="{TemplateBinding BorderThickness}" Background="{TemplateBinding Background}" CornerRadius="3" SnapsToDevicePixels="true">
    <VisualStateManager.VisualStateGroups>
        <VisualStateGroup x:Name="ExpansionStates">
            <VisualStateGroup.Transitions>
                <VisualTransition GeneratedDuration="0:0:0.3">
                    <VisualTransition.GeneratedEasingFunction>
                        <QuarticEase EasingMode="EaseOut"/>
                    </VisualTransition.GeneratedEasingFunction>
                </VisualTransition>
            </VisualStateGroup.Transitions>
            <VisualState x:Name="Expanded"/>
            <VisualState x:Name="Collapsed">
                <Storyboard>
                    <DoubleAnimationUsingKeyFrames Storyboard.TargetProperty="(UIElement.Opacity)" Storyboard.TargetName="ExpandableContentControl">
                        <EasingDoubleKeyFrame KeyTime="0" Value="0"/>
                    </DoubleAnimationUsingKeyFrames>
                    <DoubleAnimationUsingKeyFrames Storyboard.TargetProperty="Percentage" Storyboard.TargetName="ExpandableContentControl">
                        <EasingDoubleKeyFrame KeyTime="0" Value="0"/>
                    </DoubleAnimationUsingKeyFrames>
                </Storyboard>
            </VisualState>
        </VisualStateGroup>
    </VisualStateManager.VisualStateGroups>
    <DockPanel>
        <ToggleButton x:Name="HeaderSite" ContentTemplate="{TemplateBinding HeaderTemplate}" ContentTemplateSelector="{TemplateBinding HeaderTemplateSelector}" Content="{TemplateBinding Header}" DockPanel.Dock="Top" Foreground="{TemplateBinding Foreground}" FontWeight="{TemplateBinding FontWeight}" FocusVisualStyle="{StaticResource ExpanderHeaderFocusVisual}" FontStyle="{TemplateBinding FontStyle}" FontStretch="{TemplateBinding FontStretch}" FontSize="{TemplateBinding FontSize}" FontFamily="{TemplateBinding FontFamily}" HorizontalContentAlignment="{TemplateBinding HorizontalContentAlignment}" IsChecked="{Binding IsExpanded, Mode=TwoWay, RelativeSource={RelativeSource TemplatedParent}}" Margin="1" MinWidth="0" MinHeight="0" Padding="{TemplateBinding Padding}" Style="{StaticResource ExpanderDownHeaderStyle}" VerticalContentAlignment="{TemplateBinding VerticalContentAlignment}"/>
        <Primitives:ExpandableContentControl x:Name="ExpandableContentControl" HorizontalContentAlignment="{TemplateBinding HorizontalContentAlignment}" VerticalContentAlignment="{TemplateBinding VerticalContentAlignment}"
                                             Margin="{TemplateBinding Padding}" ClipToBounds="True">
            <ContentPresenter x:Name="ExpandSite" DockPanel.Dock="Bottom" Focusable="false" HorizontalAlignment="{TemplateBinding HorizontalContentAlignment}"  VerticalAlignment="{TemplateBinding VerticalContentAlignment}"/>
        </Primitives:ExpandableContentControl>
    </DockPanel>
</Border>
<ControlTemplate.Triggers>
    <Trigger Property="IsExpanded" Value="false">
        <Setter Property="IsHitTestVisible" TargetName="ExpandableContentControl" Value="False"/>
    </Trigger>
    ...
</ControlTemplate.Triggers>

这样Expander及它的ControlTemplate只做了最少的改动就实现了动画效果。主要的代码逻辑都交给ExpandableContentControl。

4. 实现ExpandableContentControl

ExpandableContentControl派生自ContentControl，它的Percentage属性的定义如下：

public static readonly DependencyProperty PercentageProperty =
    DependencyProperty.Register(nameof(Percentage),
                                typeof(double),
                                typeof(ExpandableContentControl),
                                new FrameworkPropertyMetadata(1d, FrameworkPropertyMetadataOptions.AffectsMeasure));

FrameworkPropertyMetadataOptions用于定义依赖属性的行为，其中AffectsMeasure的意思是依赖属性的值改变时要求重新Measure，既然Measure了Arrange也会发生，所以这个AffectsMeasure其实就是要求重新执行两步布局。功能和上一篇文章介绍的InvalidateMeasure差不多。

在MeasureOverride里根据Percentage告诉父元素自己需要多大的空间，那么使用动画操作Percentage属性就可以实现拉伸效果：

protected override Size MeasureOverride(Size constraint)
{
    int count = VisualChildrenCount;
    Size childConstraint = new Size(Double.PositiveInfinity, Double.PositiveInfinity);
    UIElement child = (count > 0) ? GetVisualChild(0) as UIElement : null;
    var result = new Size();
    if (child != null)
    {
        child.Measure(childConstraint);
        result = child.DesiredSize;
    }

    return new Size(result.Width * Percentage, result.Height * Percentage);
}

最后，因为没有使用Arrange限制子元素的大小，子元素的UI一定会超出范围，所以要overrid GetLayoutClip 函数控制当子元素超出自身大小时是否显示超出的部分，可以用ClipToBounds属性控制。

protected override Geometry GetLayoutClip(Size layoutSlotSize)
{
    if (ClipToBounds)
        return new RectangleGeometry(new Rect(RenderSize));
    else
        return null;
}

之后只要把ExpandableContentControl放到Expander的ControlTemplate中就大功告成了。

5. 模仿Accordion

因为实现起来太简单，内容太少，所以顺便提一下怎么模仿Accordion。

Accordion通常被翻译为手风琴？通常也就程序的左侧导航菜单会用到，用ExpandableContentControl也可以简单地模仿如下：

private void OnLoaded(object sender, RoutedEventArgs e)
{
    var expanders = new List<KinoExpander>();
    Expander firstExpander = null;
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        var expander = new KinoExpander() { Header = "This is AccordionItem " + i };
        if (i == 0)
            firstExpander = expander;

        Grid.SetRow(expander, i);
        var panel = new StackPanel();
        panel.Children.Add(new CheckBox { Content = "Calendar" });
        panel.Children.Add(new CheckBox { Content = "中国节假日" });
        panel.Children.Add(new CheckBox { Content = "Birthdays" });
        expander.Content = panel;
        MenuRoot.Children.Add(expander);
        MenuRoot.RowDefinitions.Add(new RowDefinition { Height = new GridLength(1, GridUnitType.Auto) });
        int index = i;
        expander.Expanded += (s, args) =>
        {

            var lastExpander = expanders.Where(p => p.IsExpanded && p != s).FirstOrDefault();
            if (lastExpander != null)
                lastExpander.IsExpanded = false;

            MenuRoot.RowDefinitions[index].Height = new GridLength(1, GridUnitType.Star);
        };

        expander.Collapsed += (s, args) =>
          {
              if (expanders.Any(p => p.IsExpanded) == false)
              {
                  expander.IsExpanded = true;
                  return;
              }

              MenuRoot.RowDefinitions[index].Height = new GridLength(1, GridUnitType.Auto);
          };
        expanders.Add(expander);
    }

    firstExpander.IsExpanded = true;
}

MenuRoot是一个空的Grid，上面这段代码用于控制MenuRoot的RowDefinitions根据当前选中的Expander变化。

最终效果如下：

6. 结语

虽然实现了Expander，但我想这种方式会影响到Expander中ScrollViewer的计算，所以最好还是不要把ScrollViewer放进Expander。

写完这篇文章才发觉可能把这篇和上一篇调换下比较好，因为这篇的Measure的用法更简单。

其实有不少方案可以实现，但为了介绍Measure搞到有点舍近求远了。例如直接用LayoutTransform就挺好的。

不过这种动画效果不怎么好看，所以很多控件库基本上都实现了自己的带动画的Expander控件，例如Telerik开源了UI for UWP控件库，里面的RadExpanderControl是个漂亮优雅的方案，应该可以轻易地移植到WPF(不过某些情况运行起来卡卡的)。

其它控件库的AccordionItem也可以实现类似的功能，可以当作Expander来用，例如Silverlight Toolkit，移植起来应该也不复杂。

另外有没有从上面ExtendedExpander的ControlTemplate感受到不换行的XAML有多烦？Blend产生的样式默认就是这样的。ExtendedExpander的XAML没有使用之前的每个属性一行的方式写，这样的好处是很容易看清楚结构，但在分辨率不高的显示器，或者在Github上根本看不到后面的属性，很容易因为看不到添加在最后的属性犯错（而且我的博客园主题，代码框里还没有滚动条）。使用哪种格式化见仁见智，这篇文章的样式因为是从别的地方复制的，既然保持了原格式就顺便用来讲解一下格式的这个问题，正好HeaderSite的ToggleButton几乎是PresentationFramework.Aero2主题里最长的一行，感受一下这有多欢乐。最终选择使用哪种方式视乎团队人员的显示器有多大，但为了博客里看起来方便我会尽量选择每个属性一行的格式。

7. 参考

Expander 概述 _ Microsoft Docs

Customizing WPF Expander with ControlTemplate - CodeProject

FrameworkPropertyMetadataOptions Enum (System.Windows) _ Microsoft Docs

FrameworkElement.MeasureOverride(Size) Method (System.Windows) Microsoft Docs.html

8. 源码

Kino.Toolkit.Wpf_Expander at master