不可不知的WPF几何图形（Geometry）
在软件行业，经常会听到一句话“文不如表，表不如图”说明了图形在软件应用中的重要性。同样在WPF开发中，为了程序美观或者业务需要，经常会用到各种个样的图形。今天以一些简单的小例子，简述WPF开发中几何图形（Geometry）相关内容，仅供学习分享使用，如有不足之处，还请指正。什么是几何图形（Geometry）
几何图形可以随意和进行缩放而不变形，这是和位图最大的差异。Geometry类及其派生类（PathGeometry，EllipseGeometry，CombinedGeometry）可以用于描述2D形状的几何图形。Geometry对象可以是矩形和椭圆形等简单图形，也可以是由两个或者多个几何对象创建的复合图形，如：PathGeometry和StreamGeometry等，可以用于绘制曲线或其他复杂图形。Geometry类继承自Freezable类，因此可以声明为资源，对象之间共享，变为只读提高性能，或者克隆及线程安全等。具体可了解Freezable相关知识。
几何图形与形状的区别
上一篇文章了解了Shape类也是在页面绘制图形，那Shape和Geometry有什么区别和联系呢？
首先Geometry和Shape类都是用于描述2D形状（如：EllipseGeometry和Ellipse），但它们之间存在一些重要的区别。具体如下：
[*]Geometry继承自Freezable类，而Shape继承自FrameworkElement。所以Shape及其派生类可以在UI页面中独立存在并参与页面布局，而Geometry及其派生类则不能。
[*]由于Shape类是UI无素，所以Shape类比Geometry更易于使用，但是Geometry却更通用，Shape用于呈现2D图形，但是Geometry可用于定义2D图形的几何区域，定义裁剪的区域或命中测试区域等。
[*]Shape派生类Path的Data属性，就是Geometry类型。所以可以理解为Shape是外在呈现形状，而Geometry是其内容，而Fill和Stroke属性，则对应画笔。
简单的几何图形
Geometry是abstract修饰的抽象类，所以只能使用其派生类进行绘制几何图形，而Geometry的派生类可以分为三个类别：简单几何，路径几何，复合几何。
简单几何图形，WPF系统自带了几个默认的几何图形，如LineGeometry，RectangleGeometry，和 EllipseGeometry，用于创建基本的几何图形，如：线条，矩形，椭圆等。
[*]LineGeometry，通过指定直线的起点和终点来定义线条。
[*]RectangleGeometry使有Rect结构来定义，指定矩形的相对位置，及高度和宽度。也可以使用RadiusX，RadiusY属性来创建圆角矩形。
[*]EllipseGeometry由中心点，x轴半径，y轴半径来创建椭圆，如果x轴半径和y轴半径相等，则为圆形。
虽然PathGeometry也能实现基本的几何图形，但是用WPF默认提供的类，则更简单，也方便理解。
LineGeometry
由于Geometry不是UI元素，不能独立进行自我绘制并呈现 ，所以使用Path形状来呈现。LineGeometry通过设置起始点坐标（StartPoint）和结束坐标（EndPoint）来定义直线。
如下所示：
<Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" >
<Path.Data>
<LineGeometry StartPoint="10,20" EndPoint="100,130" />
</Path.Data>
</Path>上述代码通过C#代码实现，如下所示：
LineGeometry lineGeometry = new LineGeometry();
lineGeometry.StartPoint = new Point(10, 20);
lineGeometry.EndPoint = new Point(100, 130);
Path path = new Path();
path.Stroke = Brushes.Black;
path.StrokeThickness = 1;
path.Data = lineGeometry;通过LineGeometry实现直线，效果如下所示：
EllipseGeometry
EllipseGeometry通过设置中心点的坐标（Center）和x半径（RadiusX），y轴半径（RadiusY）来绘制椭圆。
绘制一个坐标相等的圆，如下所示：
<Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" >
<Path.Data>
<LineGeometry StartPoint="10,20" EndPoint="100,130" />
</Path.Data>
</Path>上述代码通过C#代码实现，如下所示：
EllipseGeometry ellipseGeometry = new EllipseGeometry();
ellipseGeometry.Center = new Point(50, 50);
ellipseGeometry.RadiusX = 50;
ellipseGeometry.RadiusY = 50;
Path path = new Path();
path.Fill = Brushes.Gold;
path.Stroke = Brushes.Black;
path.StrokeThickness = 1;
path.Data = ellipseGeometry;通过EllipseGeometry绘制圆，示例如下所示：
RectangleGeometry
RectangleGeometry通会Rect结构来描述矩形，分别是起始坐标和宽度，高度来定义矩形，如下所示：
<Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" >
<Path.Data>
<LineGeometry StartPoint="10,20" EndPoint="100,130" />
</Path.Data>
</Path>上述代码用C#实现，如下所示：
RectangleGeometry rectangleGeometry = new RectangleGeometry();
rectangleGeometry.Rect = new Rect(50, 50, 100, 60);
Path path = new Path();
path.Fill = Brushes.LemonChiffon;
path.Stroke = Brushes.Black;
path.StrokeThickness = 1;
path.Data = rectangleGeometry;通过RectangleGeometry绘制矩形，示例如下所示：
图像裁剪
通过将Geometry应用到Image的Clip属性，可以实现图像的裁剪功能，如下所示：
<Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" >
<Path.Data>
<LineGeometry StartPoint="10,20" EndPoint="100,130" />
</Path.Data>
</Path><Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" >
<Path.Data>
<LineGeometry StartPoint="10,20" EndPoint="100,130" />
</Path.Data>
</Path><Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" >
<Path.Data>
<LineGeometry StartPoint="10,20" EndPoint="100,130" />
</Path.Data>
</Path> 上述代码用C#实现如下所示：
Image image = new Image();
Uri imageUri = new Uri(@"imgs\bingdundun.jpeg", UriKind.RelativeOrAbsolute);
image.Source = new BitmapImage(imageUri);
image.Width = 300;
image.Height = 200;
image.HorizontalAlignment = HorizontalAlignment.Left;
// 用椭圆定义裁剪区域.
EllipseGeometry ellipseGeometry = new EllipseGeometry();
ellipseGeometry.Center = new Point(150, 10);
ellipseGeometry.RadiusX = 130;
ellipseGeometry.RadiusY = 80;
image.Clip = ellipseGeometry;通过Geometry实现图像裁剪，示例如下所示：
路径几何
PathGeometry类及其轻型等效项（StreamGeometry类）主要用于描述弧线，曲线，直线组成的多个复杂图形的方法。PathGeometry的核心是PathFigure对你的集合。每一个PathFigure本身由一个或多个PathSegment对象组成，每一个PathSegment描述图形的一个小部分。常见的PathSegment主要有以下几种：
[*]ArcSegment，表示两点之间创建一条椭圆弧。
[*]BezierSegment，表示两个点之间的三次方贝塞尔曲线。
[*]LineSegment，表示两个点之间的直线。
[*]PolyBezierSegment，表示创建一系列的三次方贝塞尔曲线。
[*]PolyLineSegment，表示创建一系列直线。
[*]PolyQuadraticBezierSegment ，表示创建一系列二次贝塞尔曲线。
[*]QuadraticBezierSegment，表示创建一条贝塞尔曲线。
关于PathFigure有以下几点说明：
[*]PathFigure内的多个线段组合成单个几何形状，每个线段的终点，就是下一个线段的起点。
[*]PathFigure的StartPoint属性指定绘制第一个线段的起点。
[*]每一个线段都从上一个线段的终点开始。
关于PathGeometry的示例代码如下所示：
<Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" >
<Path.Data>
<LineGeometry StartPoint="10,20" EndPoint="100,130" />
</Path.Data>
</Path><Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" >
<Path.Data>
<LineGeometry StartPoint="10,20" EndPoint="100,130" />
</Path.Data>
</Path><Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" >
<Path.Data>
<LineGeometry StartPoint="10,20" EndPoint="100,130" />
</Path.Data>
</Path><Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" >
<Path.Data>
<LineGeometry StartPoint="10,20" EndPoint="100,130" />
</Path.Data>
</Path><Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" >
<Path.Data>
<LineGeometry StartPoint="10,20" EndPoint="100,130" />
</Path.Data>
</Path><Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" >
<Path.Data>
<LineGeometry StartPoint="10,20" EndPoint="100,130" />
</Path.Data>
</Path><Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" >
<Path.Data>
<LineGeometry StartPoint="10,20" EndPoint="100,130" />
</Path.Data>
</Path><Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" >
<Path.Data>
<LineGeometry StartPoint="10,20" EndPoint="100,130" />
</Path.Data>
</Path><Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" >
<Path.Data>
<LineGeometry StartPoint="10,20" EndPoint="100,130" />
</Path.Data>
</Path><Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" >
<Path.Data>
<LineGeometry StartPoint="10,20" EndPoint="100,130" />
</Path.Data>
</Path><Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" >
<Path.Data>
<LineGeometry StartPoint="10,20" EndPoint="100,130" />
</Path.Data>
</Path><Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" >
<Path.Data>
<LineGeometry StartPoint="10,20" EndPoint="100,130" />
</Path.Data>
</Path>上述XAML代码用C#实现，如下所示：
PathFigure pathFigure = new PathFigure();
pathFigure.StartPoint = new Point(10, 50);
pathFigure.Segments.Add(
new BezierSegment(
new Point(100, 0),
new Point(200, 200),
new Point(300, 100),
true /* IsStroked */));
pathFigure.Segments.Add(
new LineSegment(
new Point(400, 100),
true /* IsStroked */ ));
pathFigure.Segments.Add(
new ArcSegment(
new Point(200, 100),
new Size(50, 50),
45,
true, /* IsLargeArc */
SweepDirection.Clockwise,
true /* IsStroked */ ));
/// Create a PathGeometry to contain the figure.
PathGeometry pathGeometry = new PathGeometry();
pathGeometry.Figures.Add(pathFigure);
// Display the PathGeometry.
Path path = new Path();
path.Stroke = Brushes.Black;
path.StrokeThickness = 1;
path.Data = pathGeometry;上述代码创建的形状如下所示：
与 PathGeometry 类一样，StreamGeometry 定义可能包含曲线、弧线和直线的复杂几何形状。 与 PathGeometry 不同，StreamGeometry 的内容不支持数据绑定、动画或修改。 当需要描述复杂几何图形，但又不希望产生支持数据绑定、动画或修改的开销时，请使用 StreamGeometry。 由于 StreamGeometry 类的高效性，该类是描述装饰器的不错选择。
复合几何
使用 GeometryGroup、CombinedGeometry 或通过调用静态 Geometry 方法 Combine，可以创建复合几何对象。两者之间的差异如下：
[*]CombinedGeometry 对象和 Combine 方法执行布尔运算，以合并由两个几何图形定义的面积。 没有面积的 Geometry 对象将被放弃。 只能合并两个 Geometry 对象（尽管这两个几何图形也可能是复合几何）。
[*]GeometryGroup 类创建其包含的 Geometry 对象的合并，而不合并其面积。 可以将任意数量的 Geometry 对象添加到 GeometryGroup。由于它们不执行合并操作，因此使用 GeometryGroup 对象的性能比使用 CombinedGeometry 对象或 Combine 方法的性能高。
简单点来说：GeometryGroup是进行对象的合并，CombinedGeometry是进行合并对象的布尔运算。
下面示例CombinedGeometry的“并集”，如下所示：
<Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" >
<Path.Data>
<LineGeometry StartPoint="10,20" EndPoint="100,130" />
</Path.Data>
</Path><Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" >
<Path.Data>
<LineGeometry StartPoint="10,20" EndPoint="100,130" />
</Path.Data>
</Path><Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" >
<Path.Data>
<LineGeometry StartPoint="10,20" EndPoint="100,130" />
</Path.Data>
</Path><Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" >
<Path.Data>
<LineGeometry StartPoint="10,20" EndPoint="100,130" />
</Path.Data>
</Path><Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" >
<Path.Data>
<LineGeometry StartPoint="10,20" EndPoint="100,130" />
</Path.Data>
</Path><Path Stroke="Black" StrokeThickness="1" >
<Path.Data>
<LineGeometry StartPoint="10,20" EndPoint="100,130" />
</Path.Data>
</Path>
CombinedGeometry并集示例如下所示：
以上就是《不可不知的WPF几何图形（Geometry）》的全部内容，旨在抛砖引玉，一起学习，共同进步。
来源:https://www.cnblogs.com/hsiang/p/18401958
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