Как подружить Canvas и ItemsSource в WPF и AvaloniaUI

Предпосылки: понимая, что контейнеры компоновки в WPF не позволяют сделать привязки (Binding) к своим дочерним элементам, решил поэкспериментировать, а как же всё-таки подсунуть данные из View Model для формирования содержимого в эти самые контейнеры компоновки. Позже аналогичное решение было сделано для AvaloniaUI.

Кроме того, я стал регулярно обращать внимание на то, что подобные вопросы появлялись в телеграме в чатах pro.net и AvaloniaUI (RU), поэтому своё решение опубликовал на гитхабе. Но вопросы продолжают появляться регулярно, что и сподвигло меня написать статью на Хабре с пошаговым разбором, что делать.

Итак, если Вас эта тема заинтересовала, добро пожаловать под кат.

Базовое решение на самом деле достаточно простое: достаточно посмотреть, в какой момент возникает свойство ItemsSource: это ItemsControl. Этот ItemsControl предлагает также свойство ItemsPanel - указывает панель (то есть контейнер компоновки), который должен будет использоваться для размещения элементов, притом значением по умолчанию является StackPanel.

Давайте поставим задачу следующим образом: делаем максимально простую View Model. Пускай это будет набор квадратов разного цвета и текстом, которые мы хотим спозиционировать по Canvas-у. Для самого Canvas-а при этом вычисляется размер исходя из размеров элементов. Пока без динамики, чтобы не засорять код.

internal class ViewModel
{
    public List<Item> Items { get; } = new List<Item>()
    {
        new Item {X = 100, Y = 200, Size=100, Color = Colors.Cyan, Text = "First"},
        new Item {X = 500, Y = 300, Size=200, Color = Colors.Yellow, Text = "Second"},
        new Item {X = 300, Y = 500, Size=150, Color = Colors.Red, Text = "Third"},
    };
  
    public int Width => Items.Max(x => x.X + x.Size);
    public int Height => Items.Max(x => x.Y + x.Size);
}

internal class Item
{
    public int X { get; init; }
    public int Y { get; init; }
    public int Size { get; init; }
    public Color Color { get; init; }
    public string Text { get; init; }
}

Создадим представление:

<Window ...>
  <Window.DataContext>
    <local:ViewModel />
  </Window.DataContext>
  <Viewbox Stretch="Uniform">
    <ItemsControl ItemsSource="{Binding Items}" Width="{Binding Width}" Height="{Binding Height}">
      <ItemsControl.ItemsPanel>
        <ItemsPanelTemplate>
          <Canvas Background="Silver" />
        </ItemsPanelTemplate>
      </ItemsControl.ItemsPanel>
      <ItemsControl.ItemTemplate>
        <DataTemplate DataType="{x:Type local:Item}">
          <Rectangle Width="{Binding Size}" Height="{Binding Size}">
            <Rectangle.Fill>
              <SolidColorBrush Color="{Binding Color}" />
            </Rectangle.Fill>
          </Rectangle>
        </DataTemplate>      
      </ItemsControl.ItemTemplate>
    </ItemsControl>
  </Viewbox>
</Window>

Всё по классике: создали ItemsControl, привязали свойства, заменили ItemsPanel, сделали DataTemplate для элемента коллекции. Однако как сделать так, чтобы элементы позиционировались в Canvas'е? И вот тут начались приключения.

По идее надо всего-то задать прикреплённые свойства Canvas.Left и Canvas.Top. Но для какого элемента это нужно сделать? Если задать для Rectangle в DataTemplate, то работать не будет, пробовал.

Подсказка к решению этой проблемы скрывается в том, как трансформируется дерево элементов, когда есть привязка списка.

А если конкретнее, то каждый элемент списка оборачивается в элемент ContentPresenter и его содержимое уже связывается с соответствующим элементом данных. Собственно, в этот момент и становится ясно, что нужно сделать: через стили сконфигурировать этот самый ContentPresenter.

Собственно, выходим на решение:

<Window ...>
  <Window.DataContext>
    <local:ViewModel />
  </Window.DataContext>
  <Viewbox Stretch="Uniform">
    <ItemsControl ItemsSource="{Binding Items}" Width="{Binding Width}" Height="{Binding Height}">
      <ItemsControl.ItemsPanel>
        <ItemsPanelTemplate>
          <Canvas Background="Silver" />
        </ItemsPanelTemplate>
      </ItemsControl.ItemsPanel>
      <ItemsControl.Resources>
        <Style TargetType="ContentPresenter">
          <Setter Property="Canvas.Left" Value="{Binding X}" />
          <Setter Property="Canvas.Top" Value="{Binding Y}" />
        </Style>

        <DataTemplate DataType="{x:Type local:Item}">
          <Rectangle Width="{Binding Size}" Height="{Binding Size}">
            <Rectangle.Fill>
              <SolidColorBrush Color="{Binding Color}" />
            </Rectangle.Fill>
          </Rectangle>
        </DataTemplate>
      </ItemsControl.Resources>
    </ItemsControl>

  </Viewbox>
</Window>

С Авалонией всё примерно то же самое с точностью до имён некоторых свойств (найдите десять отличий, ага):

<Window ... >
  <Design.DataContext>
    <vm:MainWindowViewModel/>
  </Design.DataContext>
  <ItemsControl Items="{Binding Items}"> 
    <ItemsControl.ItemsPanel>
      <ItemsPanelTemplate>
        <Canvas  />
      </ItemsPanelTemplate>
    </ItemsControl.ItemsPanel>
    <ItemsControl.Styles>
      <Style Selector="ItemsControl ContentPresenter">
        <Setter Property="Canvas.Left" Value="{Binding X}" />
        <Setter Property="Canvas.Top" Value="{Binding Y}" />
      </Style>
    </ItemsControl.Styles>
    <ItemsControl.DataTemplates>
      <DataTemplate DataType="{x:Type vm:Item}">
        <Rectangle Width="{Binding Size}" Height="{Binding Size}">
          <Rectangle.Fill>
            <SolidColorBrush Color="{Binding Color}" />
          </Rectangle.Fill>
        </Rectangle>
      </DataTemplate>
    </ItemsControl.DataTemplates>
  </ItemsControl>
</Window>

Собственно, всё. Точно так же можно подсовывать данные в любой контейнер компоновки, элементы которого требуют конфигурирования через присоединённые свойства: Grid, DockPanel и любой другой.

На этом у меня всё, надеюсь, информация оказалась полезной.