Windows Presentation Foundation (WPF) to nowoczesna technologia .NET służąca do tworzenia aplikacji desktopowych dla systemu Windows. W odróżnieniu od starszego Windows Forms, WPF umożliwia projektowanie bogatych interfejsów użytkownika z wykorzystaniem języka znaczników XAML. Dzięki XAML możemy definiować wygląd okien i kontrolki w czytelny sposób, oddzielając warstwę wizualną od logiki aplikacji.
W tym artykule pokażę Ci, jak krok po kroku zbudować pierwszą prostą aplikację WPF. Zaczniemy od utworzenia nowego projektu w .NET 8, a następnie zaprojektujemy okno główne przy użyciu XAML i dodamy odrobinę logiki w C#.
Co to jest WPF i XAML?
WPF (Windows Presentation Foundation) to framework do tworzenia aplikacji okienkowych na platformie .NET. Umożliwia on tworzenie nowoczesnych interfejsów użytkownika, wspiera bogatą grafikę, style, animacje oraz mechanizmy data binding (wiązania danych). Kluczowym elementem WPF jest język XAML (eXtensible Application Markup Language) – jest to oparty na XML język znaczników służący do deklaratywnego opisu interfejsu użytkownika.
Innymi słowy, XAML pełni podobną rolę dla aplikacji desktopowych jak HTML dla stron internetowych – określasz w strukturze XML jakie elementy UI mają się pojawić w oknie, a runtime .NET tworzy na tej podstawie obiekty (przyciski, pola tekstowe, itp.). Rozdzielenie interfejsu (XAML) od logiki (C# w tzw. code-behind) sprawia, że kod aplikacji jest czytelniejszy i łatwiejszy w utrzymaniu. WPF zachęca także do stosowania wzorca projektowego MVVM, który dodatkowo ułatwia rozdział warstw, lecz na początek skupimy się na prostszej metodzie z użyciem code-behind.
Tworzenie pierwszej aplikacji WPF
Przejdźmy do praktyki – utwórzmy prostą aplikację z jednym oknem, etykietą i przyciskiem. Po kliknięciu przycisku tekst etykiety się zmieni. Całość wykonamy w Visual Studio z wykorzystaniem .NET 8.
Krok 1: Utworzenie projektu. Uruchom Visual Studio i wybierz opcję Utwórz nowy projekt. Z dostępnych szablonów wybierz Aplikacja WPF (platforma .NET, nie .NET Framework). Ustaw język C#, nazwij projekt dowolnie (np. HelloWpfApp) i jako docelowy framework wybierz .NET 8. Po zatwierdzeniu Visual Studio wygeneruje domyślną aplikację WPF.
Krok 2: Struktura projektu. W nowo utworzonym projekcie zwróć uwagę na pliki: - MainWindow.xaml – definicja głównego okna aplikacji w XAML. - MainWindow.xaml.cs – plik code-behind powiązany z powyższym XAML, zawierający logikę okna (klasa MainWindow).
- App.xaml – definicja aplikacji (m.in. określa, które okno uruchamia się na starcie).
Otwórz plik MainWindow.xaml. Zobaczysz podstawowy zarys okna zawarty w znaczniku <Window> z wewnętrznym elementem <Grid> (to domyślny kontener na kontrolki). Możesz w trybie projektanta przeciągać kontrolki z Toolboxa na okno, ale zachęcam Cię do edycji XAML bezpośrednio – daje to lepszą kontrolę nad kodem. To często wydaje się trudne dla osób, które zaczynają z WPF, ale po czasie jest to bardziej intuicyjne i daje większe możliwości.
Krok 3: Projektowanie interfejsu w XAML. Aby zrealizować nasz przykład, dodamy do okna etykietę (TextBlock) oraz przycisk (Button). Najprościej ułożyć je jeden pod drugim używając kontenera StackPanel. Zamień więc domyślny znacznik <Grid>...</Grid> w pliku MainWindow.xaml na poniższy kod:
<StackPanel HorizontalAlignment="Center" VerticalAlignment="Center">
<TextBlock Name="LabelHello" Text="Witaj w WPF!" FontSize="16" Margin="10" />
<Button Content="Kliknij mnie" Margin="10" Click="Button_Click" />
</StackPanel>Powyższy XAML tworzy pionowy stos dwóch kontrolek, wyśrodkowany w oknie. Etykieta (TextBlock) wyświetla na starcie tekst "Witaj w WPF!". Pod nią umieszczony jest przycisk (Button) z napisem "Kliknij mnie". Zwróć uwagę na atrybut Name etykiety – pozwoli on odwołać się do niej w kodzie C#. Dodaliśmy też atrybut Click="Button_Click" przy przycisku, który wskazuje nazwę metody obsługującej kliknięcie (tę metodę zaraz utworzymy w code-behind).
Krok 4: Dodanie logiki w C#. Teraz czas napisać kod, który zmieni tekst etykiety po kliknięciu przycisku. Otwórz plik MainWindow.xaml.cs. Visual Studio mogło już wygenerować zarys metody Button_Click (np. jeśli dwukrotnie kliknąłeś przycisk w projektancie, VS automatycznie dodał obsługę zdarzenia). Jeśli nie, dodaj taką metodę wewnątrz klasy MainWindow samodzielnie:
public partial class MainWindow : Window
{
public MainWindow()
{
InitializeComponent();
}
private void Button_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
{
LabelHello.Text = "Kliknięto przycisk!";
}
}Metoda Button_Click zostanie wywołana za każdym razem, gdy użytkownik kliknie nasz przycisk. W ciele metody ustawiamy właściwość Text kontrolki LabelHello na nowy tekst "Kliknięto przycisk!". Dzięki temu po kliknięciu przycisku zawartość etykiety zmieni się dynamicznie. (Visual Studio powiązało tę metodę z przyciskiem na podstawie nazwy wpisanej w XAML).
Krok 5: Uruchomienie aplikacji. Nadszedł moment prawdy – uruchom aplikację, naciskając F5 lub klikając "Start". Po kompilacji zobaczysz okno z naszym tekstem i przyciskiem. Spróbuj kliknąć przycisk – tekst etykiety powinien się zmienić zgodnie z kodem, który napisaliśmy. Brawo, właśnie stworzyłeś swoją pierwszą prostą aplikację WPF.
Zalety i wady WPF
Zalety WPF:
- Oddzielenie interfejsu od logiki: WPF umożliwia rozdzielenie warstwy prezentacji od kodu aplikacji. Interfejs definiujesz deklaratywnie w XAML, a logikę w języku C# w plikach code-behind. Taki podział sprawia, że kod jest czytelniejszy i łatwiejszy w utrzymaniu. Daje to też lepszy workflow zespołowy – różne osoby mogą niezależnie pracować nad UI i logiką aplikacji (np. designer nad XAML, programista nad kodem).
- Powiązania danych (data binding): WPF posiada wbudowany mechanizm wiązania danych, który automatycznie synchronizuje stan interfejsu ze zmiennymi/obiektami w kodzie. Oznacza to, że np. zmiana właściwości w obiekcie biznesowym automatycznie odświeży odpowiedni element UI (i na odwrót), bez potrzeby pisania ręcznie kodu do aktualizacji kontrolki. Dzięki data binding łatwiej zachować czysty podział danych od prezentacji.
- Wzorzec MVVM: WPF został zaprojektowany z myślą o architekturze Model-View-ViewModel, która korzysta z powyższego wiązania danych i separacji UI/logiki. MVVM pozwala na czyste oddzielenie logiki biznesowej od interfejsu użytkownika, co skutkuje aplikacjami bardziej skalowalnymi, łatwiejszymi w utrzymaniu i testowaniu. W praktyce oznacza to, że większość kodu aplikacji trafia do tzw. ViewModeli (gdzie jest łatwo testowalny), a warstwa prezentacji w XAML pozostaje możliwie prosta. WPF natywnie wspiera ten wzorzec (np. mechanizm poleceń i obsługa powiązań), dlatego większość aplikacji WPF go wykorzystuje.
- Stylowanie i szablony: WPF oferuje rozbudowane możliwości dostosowania wyglądu aplikacji. Style i szablony kontrolek pozwalają zmienić wygląd wszystkich przycisków, pól, menu itp. w całej aplikacji jednym zestawem ustawień, zamiast modyfikować każdy element z osobna. Dzięki temu można łatwo uzyskać spójny, estetyczny interfejs użytkownika dostosowany do potrzeb aplikacji (podobnie jak CSS w aplikacjach webowych). Co więcej, kontrolki w WPF są tzw. lookless – ich wygląd można całkowicie przemodelować za pomocą XAML bez zmiany logiki działania.
- Skalowalny interfejs i grafika wektorowa: WPF renderuje interfejs z użyciem grafiki wektorowej i silnika DirectX, co zapewnia niezależność od rozdzielczości. Elementy UI skalują się płynnie na różnych ekranach i DPI bez utraty jakości, w przeciwieństwie do tradycyjnych kontrolek pikselowych. Dzięki akceleracji sprzętowej WPF lepiej radzi sobie z bogatą grafiką, animacjami i multimediami – interfejs może być bardziej dynamiczny i efektowny.
Wady i wyzwania WPF:
- Wyższy próg wejścia: WPF jest bardziej złożony na start niż np. Windows Forms. Początkujący muszą nauczyć się dodatkowych koncepcji, takich jak XAML, data binding, czy wzorzec MVVM, co początkowo bywa przytłaczające. Projektowanie UI w XAML wymaga innego myślenia niż tradycyjne "drag&drop" w formularzach – trzeba zrozumieć układy, kontrolki zależności, szablony itp. Krzywa nauki jest więc nieco bardziej stroma, ale opanowanie tych narzędzi procentuje później większymi możliwościami.
- Złożoność przy większych projektach: Elastyczność WPF oznacza, że duże aplikacje wymagają uporządkowanej architektury. Wzorce takie jak MVVM stają się wręcz niezbędne, aby panować nad rozrastającym się kodem (co dla mniej doświadczonych programistów bywa wyzwaniem). Czasem osiągnięcie pewnych rezultatów wymaga więcej pracy niż w prostszych technologiach. Dla przykładu, coś trywialnego w Windows Forms – jak lista z obrazkami – w WPF wymaga zdefiniowania szablonu kontrolki ListView i powiązania danych, co na początku jest dodatkowym wysiłkiem. Innymi słowy, WPF "robi rzeczy po swojemu" – daje ogromną swobodę, ale wymaga też zrozumienia tej swobody, by nie pogubić się w większym projekcie.
- Tylko na Windows (i niepewna przyszłość względem MAUI): WPF służy do budowy klasycznych aplikacji desktop wyłącznie dla Windows. Jeżeli w przyszłości zechcesz udostępnić aplikację na inne platformy (macOS, Linux, urządzenia mobilne), WPF nie będzie odpowiedni. Microsoft rozwija obecnie następcę wieloplatformowego o nazwie .NET MAUI, który pozwala tworzyć aplikacje na Windows, Android, iOS i macOS z jedną bazą kodu. Coraz więcej nowych projektów desktopowych nastawionych na multiplatformowość może więc wybierać MAUI zamiast technologii ograniczonych do Windows. W rezultacie niektórzy uważają WPF za rozwiązanie o mniejszej przyszłościowej popularności. Niemniej jednak aktualnie WPF wciąż ma silną pozycję w ekosystemie aplikacji Windows i jest intensywnie używany w wielu firmach – zwłaszcza tam, gdzie wymagane są bogate, wydajne interfejsy na pulpit.
WPF czy Windows Forms – co wybrać?
Obie technologie pozwalają tworzyć tradycyjne aplikacje okienkowe, jednak różnią się podejściem. Windows Forms (WinForms) to starsze rozwiązanie opierające się na standardowych kontrolkach Windows i projektancie graficznym – prostsze w podstawach, lecz mniej elastyczne. WPF to nowszy framework, dający więcej możliwości dostosowania UI kosztem wyższej złożoności. Poniżej kilka wskazówek, kiedy każda z technologii może być dobrym wyborem:
• WPF: Sprawdza się lepiej, gdy zależy Ci na nowoczesnym, atrakcyjnym wizualnie interfejsie oraz architekturze ułatwiającej rozbudowę aplikacji. WPF będzie dobrym wyborem do większych projektów wymagających wielu niestandardowych elementów UI, animacji, tematów graficznych czy zaawansowanego wiązania danych. Jeżeli planujesz aplikację długoterminowo rozwijać i utrzymywać, skorzystasz na wzorcu MVVM i czytelnym podziale kodu, jaki oferuje WPF. (Dobrą wskazówką jest fakt, że nawet Microsoft wybrał WPF do zbudowania Visual Studio i wielu innych nowych aplikacji). WPF bryluje tam, gdzie wymagany jest nowoczesny wygląd i większa kontrola nad UI.
• Windows Forms: Sprawdzi się przy prostych lub wewnętrznych aplikacjach, gdzie kluczowa jest szybkość powstania rozwiązania i niski próg wejścia. Jeśli tworzysz nieduże narzędzie diagnostyczne, formularz do bazy danych czy inny nieskomplikowany program okienkowy, WinForms pozwoli Ci zbudować go bardzo szybko metodą drag&drop, bez zagłębiania się w XAML. Jest to też dobre rozwiązanie, gdy utrzymujesz istniejącą starszą aplikację napisaną w WinForms lub gdy zespół ma duże doświadczenie właśnie w tej technologii. WinForms wygrywa prostotą, dojrzałością i bogatym ekosystemem gotowych kontrolek – dla małych projektów "na szybko" może być po prostu najbardziej efektywny. Jednak trzeba pamiętać, że kosztem tej prostoty jest mniejsza możliwość dostosowania interfejsu i brak wsparcia dla nowocześniejszych wzorców projektowych.
Podsumowanie
W powyższym przykładzie zobaczyłeś, jak wykorzystać WPF i XAML do zbudowania podstawowej aplikacji okienkowej. Oddzieliliśmy wygląd interfejsu (zdefiniowany w XAML) od logiki aplikacji (napisanej w C#). Oczywiście WPF oferuje o wiele więcej możliwości – od zaawansowanego układu kontrolek (Grid, StackPanel, DockPanel i inne), poprzez stylowanie i szablony, aż po wiązanie danych i wzorzec MVVM, który jest standardem przy większych aplikacjach WPF. To dopiero początek Twojej drogi z WPF, ale już teraz masz podstawy, by eksperymentować z własnymi oknami i kontrolkami.
Jeśli spodobało Ci się tworzenie aplikacji w WPF i chcesz kompleksowo opanować .NET (od podstaw C#, przez WPF, ASP.NET, po bazy danych i nie tylko), zachęcam Cię do sprawdzenia mojego kompletnego szkolenia online "Zostań Programistą .NET". W ramach szkolenia omawiamy szczegółowo podobne projekty i zagadnienia, co pozwoli Ci szybciej zdobyć pewność w tworzeniu własnych aplikacji. Niezależnie od tego, czy dołączysz do szkolenia, życzę powodzenia w dalszej nauce WPF – powodzenia w kodowaniu.
