使用 .NET 构建 UI 界面的各种方式

标签：界面 Windows UWP WinUI UI NET WPF

微软搞出了很多构建 UI 程序的框架，如 WinForms WPF WinUI MAUI，他们之间的简单对比可以看如下这篇官方文档

Overview of framework options - Windows apps | Microsoft Learn

本文主要是记录一下在搜索相关问题时，对了解到的内容进行的简要记录，不一定准确，如果发现错误，请留言补充。

1 .NET Framework 时代的 WinForms 与 WPF

Windows Forms 是直接依赖 GDI+ 和 Win32，可以理解为是对 Win32 和 GDI+ 的封装。

Windows Presentation Foundation 依赖的是 DirectX，

可以从这里了解到更详细的 WPF 的架构说明：Architecture - WPF .NET Framework

2 .NET Core 时代的 WinForms 与 WPF

dotnet/winforms: Windows Forms is a .NET UI framework for building Windows desktop applications.
dotnet/wpf: WPF is a .NET Core UI framework for building Windows desktop applications.

为什么要将 WinForms 和 WPF 迁移到 .NET Core 下？毕竟就算迁移了，还是只能在 Windows 下使用，不能跨平台。

Differences between .NET Framework and .NET - WPF

这篇文章说了三个形式上的变更：
1 project 风格更优雅了（从 csproj 文件能看出来）
2 nuget 包的管理方式变了
3 CAS 被移除了

迁移到 .NET Core 之后，或许是丢掉了一些不必考虑的旧的兼容处理，并且可以全面拥抱 .NET Core 的运行时。好处有这些：

1 可以使用 side-by-side / self-contained 的部署方式，也就是用户电脑上不一定要安装相应的 .NET Core 版本，应用程序可以自己带上所有的框架依赖
2 可以用到最新的 C# 特性和运行时 API
3 得益于 .NET Core 基础库本身的性能优化，一些操作会获得更好的性能
4 可以使用 dotnet cli 来完成很多 devops 相关的工作

当然，WinForms 还是依赖 GDI+ 和 Win32, WPF 也还是依赖 DX，这点本身并没有改变，所以，他们并不能夸平台。

还有就是，.NET Framework 最新版本是 4.8，而且不会有更新的版本了，但是 .NET Core 一直在更新。如果没有什么特殊的理由，应该直接使用 .NET Core 来构建 WinForms 和 WPF 程序。

这里可以看到一些 WPF 的更新：What's new in WPF for .NET 8 - WPF .NET | Microsoft Learn

也可以将旧的程序升级到 .NET Core
Upgrade a WPF app to .NET 8 - WPF .NET | Microsoft Learn

3 UWP (Universal Windows Platform)

UWP Documentation - UWP app developer | Microsoft Learn
Reference for Universal Windows Platform (UWP) apps - Windows UWP applications | Microsoft Learn

UWP 随 Win8 推出，从名称（通用 Windows 平台）可以看出，目标是写一套代码开发的 APP，可以在多个 Windows 平台上运行，如 PC,WinPhone,HoloLens,Xbox,IoT 等。

但 UWP 依赖的 Windows Runtime (WinRT) 是直接集成到操作系统中的，如果用户的操作系统没有更新，开发者就无法使用最新更新的 API，这是一个巨大的依赖问题。

所以就有了 WinUI 2.x 来解决这个问题，在开发 UWP 应用时，可以引用 WinUI 2.x 的 nuget 包，来使用更新的控件等内容，但 UI Framework 部分仍然是集成在操作系统中的，也就是与操作系统仍然是强绑定的。

所以就有了 WinUI 3，类似 WPF 等，WinUI3 本省包含完整的 Framework 和控件库，不需要操作系统提供额外的太多特殊支持，是一个独立的 UI 框架。

UWP 一个技术上成功但商业上失败的框架之死；一个现代的操作系统究竟应该提供什么？ - Anduin Xue

UWP 有个核心特征是，UWP 是在沙箱中运行的，具有良好的安全性，但灵活性就收到了很大的限制。

注意，UWP 本身并不是一个 UI 框架，是一个 App Model，与之对应是 Win32 App Model。UI 部分由 WinUI 提供，可以理解为，WinUI1 就是最初 UWP 体系内，提供 UI 的组件。

4 WinUI 1 2 3

WinUI1 就是 UWP 的一部分，并不独立存在。
WinUI2 是为 UWP 提供的独立 nuget 包，为了解决 UWP 控件的操作系统依赖问题。(但 UI 框架层仍集成在操作系统中)
WinUI3 是完全独立的 UI 库（包括控件库与UI框架），可以用在 WinForms 和 WPF 中

comparison-of-winui-3-and-winui-2

5 WinUI 3

microsoft/microsoft-ui-xaml: Windows UI Library: the latest Windows 10 native controls and Fluent styles for your applications

WinUI 3 - Windows apps | Microsoft Learn

可以在 Windows 应用商店下载 WinUI3 Gallery 来浏览 WinUI3 当前支持的控件。

WinUI3 有 winui3 in uwp 和 winui3 in desktop 的区别，前者运行在 UWP 运行时中，是一个沙箱程序，文件、网络等相关的交互，都需要声明权限，并需要用户同意，好处是 UWP 有生命周期管理，在应用最小化等场景下，程序可以不运行，以节省能量消耗。
后者与 WPF 等类似，就是通常的 Windows 桌面程序。

WinUI3 可以通过 XAML IsLands 的方式，嵌入到 WPF/WinForms 中。

在许多情况下，可以使用 XAML Islands 将现代化 XAML 控件添加到应用。但是，如果需要创建超越内置控件功能范围的自定义体验，可以访问视觉层 API。
Modernize your desktop app using the Visual layer - Windows apps | Microsoft Learn

Can I use winUI 3 class library to WPF ? - Microsoft Q&A

甚至，如果你使用 C++ 进行 Win32/MFC 开发，也可以将 WinUI3 嵌入其中，构建更现代的应用。（但或许有什么坑？不确定是否真的会有正式项目会这么做）

6 Windows App SDK

microsoft/WindowsAppSDK: The Windows App SDK empowers all Windows desktop apps with modern Windows UI, APIs, and platform features, including back-compat support, shipped via NuGet.

Build desktop Windows apps with the Windows App SDK - Windows apps | Microsoft Learn

Windows App SDK 通过 nuget 包提供，但并非完全不依赖操作系统，最低要求是 Win10 1809.
Windows App SDK and supported Windows releases. - Windows apps | Microsoft Learn

GPT: Windows App SDK（以前称为 Project Reunion）的设计目标之一是提供一个统一的开发平台，使得开发者可以更轻松地创建跨不同 Windows 版本和设备的应用程序。然而，尽管 Windows App SDK 旨在减少对特定操作系统版本的依赖，它仍然在很大程度上依赖于 Windows Runtime APIs（WinRT)

WinUI3 是作为 Windows App SDK 的一部分，同样有最低系统版本的要求。