WPF/Silverlight Layout 系统概述——Arrange

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上一篇我们介绍了WPF/Silverlight Layout系统的Measure过程，本文将继续介绍Arrange过程。

Arrange过程概述
普通基类属性对Arrange过程的影响我们知道Measure过程是在确定DesiredSize的大小，以便Arrange过程参考这个DesiredSize，确定给MyPanel分配多少空间，但是DesiredSize只是作为参考，在有些用例下，MyPanelParent在调用MyPanel.Arrange的时候，会根据父的实际策略指定MyPanel.Arrange方法的参数，而不是直接指定MyPanel.DesiredSize的大小，比如Grid。因此，最终MyPanel应该如何呈现，决定权还是在Layout系统的Arrange过程当中。那么Arrange过程最终确定哪些数据呢？主要是MyPanel.RenderSize，MyPanel.VisualOffset以及VisualTransform三个属性。再说的清楚点就是确定Layout Slot以及最终绘制的位置和区域。而LayoutSlot本质上就是MyPanelParent调用MyPanel.Arrange时，传入的参数finalRect.
请看下面的设置：

<Window x:Class="WpfApplication1.MainWindow"
xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
Title="MainWindow" Height="458" Width="442" Loaded="Window_Loaded" xmlns:my="clr-namespace:WpfApplication1">
<Canvas>
<my:MyPanelParent x:Name="myPanelParent1" Height="400" Width="400" Background="Lime" Canvas.Left="10" Canvas.Top="10">
<my:MyPanel x:Name="myPanel1" Background="Red"/>
<my:MyPanel x:Name="myPanel2" Background="Red"/>
</my:MyPanelParent>
</Canvas>
</Window>
public class MyPanelParent:Panel
{
protected override System.Windows.Size MeasureOverride(System.Windows.Size availableSize)
{
foreach (UIElement item in this.InternalChildren)
{
item.Measure(new Size(1000, 800));
}
return availableSize;
}
protected override System.Windows.Size ArrangeOverride(System.Windows.Size finalSize)
{
double x = 0;
foreach (UIElement item in this.InternalChildren)
{
item.Arrange(new Rect(x, 0, item.DesiredSize.Width,item.DesiredSize.Height));
x += item.DesiredSize.Width;
}
return finalSize;
}
}
public class MyPanel : Panel
{
protected override System.Windows.Size MeasureOverride(System.Windows.Size availableSize)
{
foreach (UIElement item in this.InternalChildren)
{
item.Measure(availableSize);
}
return new Size(50, 50);//MyPanel期望50×50的矩形
}
protected override System.Windows.Size ArrangeOverride(System.Windows.Size finalSize)
{
double xCordinate = 0;
foreach (UIElement item in this.InternalChildren)
{
item.Arrange(new Rect(new Point(xCordinate, 0), item.DesiredSize));
xCordinate += item.DesiredSize.Width;
}
return finalSize;
}
}

复制代码

根据上面的设置，我们没有设置一些相关的属性，比如Width，MinWidth，MaxWidth，另外，调用MyPanel.Measure时传入的值也是比较大，可见MyPanelParent给孩子MyPanel足够的空间去安排自己的内容，而MyPanel.MeasureOverride返回了一个50×50的大小，根据『普通基类属性对Measure过程的影响』一节对影响Measure的参数的优先级的总结，我们推理，目前MyPanel.DesiredSize应该是50×50，因为没有Margin。另外，Arrange的时候调用MyPanel.Arrange传入的参数也正好是MyPanel.DesiredSize，MyPanel.ArrangeOverride的返回值依然是传入的参数大小，没有变化，因此，我们推理，运行起来的MyPanel大大小就应该是50×50的红色矩形区域，具体请看下图：

如果你尝试修改MyPanel.HorizontalAlignment，你会发现，这个属性不管怎么设置，MyPanel的位置和大小始终不会改变，这究竟是为什么呢？
其实，HorizontalAlignment是控制当MyPanel的最终希望的大小，小于父MyPanelParent分配的LayoutSlot（调用MyPanel.Measure方法传入的参数finalRect）时，MyPanel被安置的位置或大小。
如果将上面的例子的MyPanel.Arrange的参数改为100×100：

public class MyPanelParent:Panel
{
protected override System.Windows.Size MeasureOverride(System.Windows.Size availableSize)
{
foreach (UIElement item in this.InternalChildren)
{
item.Measure(new Size(1000, 800));
}
return availableSize;
}
protected override System.Windows.Size ArrangeOverride(System.Windows.Size finalSize)
{
double x = 0;
foreach (UIElement item in this.InternalChildren)
{
item.Arrange(new Rect(x, 0, 100,100));
x += 100;
}
return finalSize;
}
}

复制代码

你看到的效果，就是另外一番景象了。这时候MyPanel期望的是50×50，LayoutSlot为100×100，那么50×50就可以根据HorizontalAlignment或者VerticalAlignmet的设置起作用了。

HorizontalAlignment=Horizontal	HorizontalAlignment=Stretch

如果让LayoutSlot为30×30,整个Panel又会是什么样子呢？可以预见的是HorizontalAlign是不会起作用了，因为期望的大小还要大于父分配的layout slot.运行后结果：

接下来，我们再添加修改一下设置，最后给出影响Arrange过程的因素，以及最终Render的结果。
请看代码：

<Window x:Class="WpfApplication1.MainWindow"
xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
Title="MainWindow" Height="458" Width="442" Loaded="Window_Loaded" xmlns:my="clr-namespace:WpfApplication1">
<Canvas>
<my:MyPanelParent x:Name="myPanelParent1" Height="400" Width="400" Background="Lime" Canvas.Left="10" Canvas.Top="10">
<my:MyPanel x:Name="myPanel1" Background="Red" HorizontalAlignment="Left" Width="90"/>
<my:MyPanel x:Name="myPanel2" Background="Red"/>
</my:MyPanelParent>
</Canvas>
</Window>

复制代码

运行效果如下所示：

设置分析：
MyPanel.Width=90,
MyPanel.DesiredSize = 90*50(通过Measure过程之后)
MyPanel.Arrange传入的finalRect参数为100×100，大于DesiredSize
MyPanel.ArrangeOverride返回80×80
分析结果：
最终绘制的大小是80×80，不是期望的DesiredSize=90×50（根据Measure过程分析得到），而是MyPanel.ArrangeOverride返回的80×80,可见ArrangeOverride的返回值策略跟MeasureOverride返回值的处理是不一样的，他是多少就是多少，不会受MinWidth，Width，MaxWidth的限制。然而，不受限制这一说法并不完全正确，当MyPanel.Width小于80时，绘制的大小会跟随Width的设置，也就是说取两者的最小值。前面说过Arrange过程是在确定RenderSize，那么Arrange完成后，MyPanel.RenderSize是多少呢？为MyPanel.RenderSize = 80*80，也就是ArrangeOverride的返回值；
如果，你将MyPanel.MinWidth设置为30，Width设置为50，限制MyPanel的大小，绘制区域就变小了，成了50：

跟Measure过程一样，上面所做的一切必须限制在MyPanel.Arrange传入的参数finalRect，也就是LayoutSlot当中。可以预见的是，如果父调用MyPanel.Arrange方法传入的不是100×100，而是30×30，那么，最终的可见绘制区域就是30×30.
!Arrange_Window_5.PNG!
请猜一下上面两种修改过后，MyPanel.RenderSize变化成多少了？
有人会回答：如果设置了MyPanel.Width为50，显示的也为50×50，MyPanel.RenderSize就为50×50；传入MyPanel.Arrange的参数为30×30时，显示的也是30×30，MyPanel.RenderSize就为30×30.
完全错误！上面两种设置后，MyPanel.RenderSize依然是80×80，也就是ArrangeOverride的返回值。
其实RenderSize是没有Clip的绘制区域的大小，而实际看见的绘制区域是把RenderSize经过MyPanel.Width以及LayoutSlot进行Clip之后的效果。
通过下面的流程图，描述一下Arrange过程具体做了哪些事情：

通过上面的流程图，我们已经了解了Arrange过程大体所做的事情。按照对Measure过程的阐述，总结一下Arrange过程的主要点：
1. 确定RenderSize，以及最终MyPanel被安置的空间。RenderSize就是ArrangeOverride的返回值，没还有被裁剪过的值。
2. 确定Client区域和Ink区域，根据HorizontalAlignment和VerticalAlignment确定Ink区域的在Client区域当中的位置和所占据的大小。Client区域是LayoutSlot减去Margin；Ink区域是ArrangeOverride返回的值被Width剪切之后，必须是两者的最小值。
3. 确定Visual基类上面若干跟具体Render相关的设置，比如VisualOffset，VisualTransform,Clip等等。

Transform对Arrange的影响跟Measure过程类似，Layout系统不希望ArrangeOverride关心自身Transform的影响。所有对RenderTransform以及LayoutTransform设置，在ArrangeOverride退出后，基类会处理，并且根据设置调节VisualTransform。而RenderSize，LayoutSlot都不会受Transform的影响。
Arrange过程的总结除了上面提到的属性或者参数对Arrange过程有影响外，其实内容，还有更多属性影响这个过程，总结一下哪些属性和参数会影响Arrange过程：MyPanel.Arrange传入参数finalRect，Mypanel.MinWidth，Width，MaxWidth，Margin，DesiredSize，HorizoantalUseLayoutRounding，ClipToBounds，Clip，LayoutTransform，RenderTransform，RenderTransformOrigin。

Arrange过程相关问题回答
Q1:在父的ArrangeOverride当中调用孩子的Arrange方法时，传入的参数有没有什么限制？
除了向Q8所说，如需要根据自己的策略，决定给孩子分配多大的空间之外，还需要保证这个finalRect参数不能为NaN，Infinity。因为，Arrange过程是最终确定孩子的LayoutSlot的时机，必须保证传入的参数是个确定的值。

Q2:在进入自己的ArrangeOverride方法后，面对参数我该咋办？
跟Measure过程类似。
首先，心里应该明白，传入的参数已经是基类刨去自己的Margin，并且考虑了基类影响Arrange过程的属性之后的值。
其次，看自身有没有自定义的，并且影响Layout的属性，根据自己的内容要求，或者孩子的情况，调用孩子的Arrange方法，并传入希望孩子限定在多大范围内空间。
最后，返回一个自己期望的Size,这个Size将会是RenderSize的值，不会被调整。
这里应该注意的点：
1. 调用孩子的Arrange方法时，传入的参数，是你限定孩子的最大空间，用来显示孩子的Margin以及内容区域的，而孩子不管最终想要的RenderSize有多少，都会被你给他的finalRect裁剪。
2. 根据自身的策略返回一个finalSize，这个期望的值应该是小于等于Width，MaxWidth，如果没有，基类还会强行调整，总是取最小值。
3. 基类调整后的值还会被父传入的LayoutSlot再次调整，返回值不能大于父传入的参数减去Margin之后的值。
4. 只有当ArrangeOverrid的返回值小于LayoutSlot刨去Margin区域之后的空间，HorizontalAlignment和VeriticalAlignment才会起作用，否则不会起作用。因为，ArrangeOverride返回值，相当去内容区域，而LayoutSlot刨去Margin的区域是Client区域，而Alignment就是将内容区域安放在Client区域的过程。

Q3:ArrangeOverride的返回值有没有什么限制？
可以为NaN或则PositiveInfinity。

Q4:RenderSize究竟是什么？
从代码实现当中说，RenderSize就是ArrangeOverride的返回值。
从逻辑上讲，RenderSize就是没有被Clip过的绘制区域的大小。最终显示出来的大小，是RenderSize经过自己的设置，以及父的限制之后，呈现出来的大小。

Q5: ContentControl的MeasureOverride和ArrangeOverride过程有没有什么特殊之处？
没有，他的Layout策略继承自Control，仅仅是将Content属性的设置作为Control的Visual孩子而已。

Q6: Control的MeasureOverride和ArrangeOverride过程是什么样的？
MeasureOverride：Control的父给多大的空间，Control就将其全部给自己的孩子，并返回孩子的DesiredSize。
ArrangeOVerride：Control的父分配给孩子多大的空间，Control就将其全部给自己的孩子，并返回父给的内容区域作为RenderSize。
总结一点：Control的空间，就是他的孩子的空间。

Q7: ContentPresenter的MeasureOverride和ArrangeOverride是什么样子的？
跟Control一样。

Q8: 能不能在MeasureOverride或者ArrangeOverride当中调用孩子的孩子，也就是孙子的Measure或者Arrange方法？
目前来看，WPF/SL是允许这样做的。但是，通过研究Layout系统之后，发现这个系统是非常庞大和复杂，另外，Arrange的时候，孩子的位置总是基于自己的父，另外，内容会发一些基于父的事件，比如，ChildDesiredSizeChanged之类的事件。因此，个人觉得，最好不要这样做，谁也保证不了这样的做法是否不会出问题，无疑中也增加了代码的可读性。

影响WPF Layout的属性总结以及跟Silverlight的不同之处

	WPF	Silverlight
Measure过程	Margin，MinWidth，Width MaxWidth，MinHeight，Height, MaxHeight，UseLayoutRounding， LayoutTransform	Margin，MinWidth，Width, MaxWidth，MinHeight，Height, MaxHeight，UseLayoutRounding
Arrange过程	Margin，MinWidth，Width MaxWidth，MinHeight，Height, MaxHeight，UseLayoutRounding， LayoutTransform，RenderTransform，RenderTransformOrigin HorizontalAlignment,VeritcalAlignment	Margin，MinWidth，Width MaxWidth，MinHeight，Height, MaxHeight，UseLayoutRounding， RenderTransform，RenderTransformOrigin HorizontalAlignment,VeritcalAlignment,Clip

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