Giáo trình Lập trình ứng dụng WPF - Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ BR-VT

• Tác giả: Trần Thị Thanh Hương
• Trường học: Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Bà Rịa – Vũng Tàu
• Chuyên ngành: Công nghệ Thông tin
• Đề tài: Lập trình ứng dụng WPF
• Loại tài liệu: Giáo trình
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Bà Rịa – Vũng Tàu

Tóm tắt

I. Tổng quan về giáo trình mô đun lập trình WPF trình độ trung cấp

Giáo trình mô đun Lập trình ứng dụng WPF thuộc nghề Công nghệ Thông tin, trình độ trung cấp tại Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Bà Rịa – Vũng Tàu. Tài liệu được biên soạn năm 2020, do Trần Thị Thanh Hương làm chủ biên. Giáo trình cung cấp kiến thức và kỹ năng thiết kế, lập trình các ứng dụng giao diện đồ họa chuyên nghiệp trên nền tảng Windows. Mô đun này được bố trí sau khi hoàn thành các môn cơ sở và Lập trình Windows. WPF là viết tắt của Windows Presentation Foundation, một công nghệ giao diện mạnh mẽ của Microsoft. Giáo trình bao gồm 14 bài học, từ tổng quan về WPF đến truy xuất cơ sở dữ liệu. Mỗi bài được trình bày cô động, dễ hiểu, kèm theo hướng dẫn thực hành chi tiết. Mục tiêu giúp người học hình thành kỹ năng thực hành, tạo được ứng dụng nhỏ phục vụ đời sống như quản lý quán café, quản lý khách sạn hay quản lý sinh viên.

1.1. Vị trí và tính chất của mô đun WPF trong chương trình đào tạo

Mô đun Lập trình ứng dụng WPF là môn tự chọn thuộc chương trình Cao đẳng nghề Công nghệ Thông tin. Vị trí của mô đun nằm sau các môn nền tảng và môn Lập trình Windows. Tính chất của mô đun thiên về thực hành, cung cấp kỹ năng tạo ứng dụng giao diện chuyên nghiệp. Người học được trang bị khả năng thiết kế giao diện đẹp mắt, thân thiện với người dùng. Mô đun đóng vai trò cầu nối giữa lý thuyết lập trình cơ bản và phát triển ứng dụng thực tế trong môi trường doanh nghiệp.

1.2. Mục tiêu và nội dung tổng thể của giáo trình 14 bài học

II. Phân tích nội dung và đặc điểm kỹ thuật của WPF

WPF là công nghệ xây dựng giao diện Windows dựa trên DirectX, cho phép đồ họa vector, hoạt họa và media tích hợp. So với Windows Forms, WPF sử dụng XAML để định nghĩa giao diện, tách biệt hoàn toàn giữa thiết kế và logic xử lý. XAML là ngôn ngữ đánh dấu mở rộng, cho phép khai báo giao diện dưới dạng văn bản XML dễ đọc. Giáo trình phân tích rõ các đặc điểm nổi bật của WPF. Đầu tiên là khả năng bố trí giao diện linh hoạt thông qua các Panel như StackPanel, Grid, Canvas, WrapPanel. Tiếp theo là hệ thống điều khiển phong phú bao gồm Button, TextBox, CheckBox, RadioButton, ListBox, ComboBox. Đặc biệt, WPF hỗ trợ móc nối dữ liệu mạnh mẽ với cơ chế Data Binding. Tính năng này cho phép đồng bộ dữ liệu giữa giao diện và đối tượng nghiệp vụ tự động. Khuôn mẫu dữ liệu Data Template giúp tạo control tùy biến khi điều khiển chuẩn không phù hợp. Giáo trình còn giới thiệu Style và Template để tùy chỉnh giao diện đồng nhất.

2.1. Ngôn ngữ XAML và vai trò trong thiết kế giao diện WPF

XAML là ngôn ngữ đánh dấu mở rộng dùng để định nghĩa giao diện trong WPF. Tệp XAML mô tả bố cục, thuộc tính và sự kiện của các điều khiển dưới dạng văn bản. Ưu điểm lớn nhất của XAML là tách biệt phần thiết kế giao diện khỏi mã xử lý nghiệp vụ. Nhà thiết kế có thể làm việc trên XAML trong khi lập trình viên viết code C#. XAML hỗ trợ khai báo thuộc tính dưới dạng thuộc tính XML hoặc nội dung phần tử. Màn hình XAML trong Visual Studio cho phép kéo thả điều khiển, xem trước giao diện trực quan. cú pháp XAML đơn giản, dễ học, phù hợp với người mới bắt đầu lập trình giao diện.

2.2. Hệ thống điều khiển và bố cục giao diện trong giáo trình

Giáo trình giới thiệu chi tiết các loại Panel bố trí giao diện: StackPanel xếp chồng theo chiều dọc hoặc ngang, Grid chia giao diện thành hàng và cột, Canvas cho phép đặt tự do tọa độ, WrapPanel tự động xuống dòng khi hết chỗ. Mỗi Panel có ưu điểm riêng phù hợp với từng loại giao diện. Hệ thống điều khiển bao gồm Button xử lý sự kiện Click, TextBox nhập liệu văn bản, CheckBox chọn nhiều mục, RadioButton chọn một trong nhiều, ListBox hiển thị danh sách, ComboBox kết hợp TextBox và ListBox. Giáo trình trình bày từng điều khiển qua ví dụ minh họa cụ thể với mã XAML và kết quả chạy chương trình.

III. Phương pháp học tập và thực hành lập trình ứng dụng WPF

Phương pháp học mô đun WPF nhấn mạnh thực hành là chính. Mỗi bài học trong giáo trình đều có hướng dẫn từng bước cụ thể, từ tạo project mới đến chạy thử chương trình. Người học bắt đầu bằng việc cài đặt Visual Studio trên máy tính, tạo project WPF với tên quy ước rõ ràng. Giáo trình khuyến khích viết code theo ví dụ, quan sát kết quả, sau đó tự sửa đổi để hiểu sâu nguyên lý. Bài tập cuối mỗi bài yêu cầu tạo ứng dụng hoàn chỉnh, áp dụng kiến thức đã học. Cách tiếp cận này giúp hình thành kỹ năng thực hành và rèn luyện thao tác thành thạo. Giáo trình cũng cung cấp câu hỏi ôn tập để kiểm tra hiểu biết lý thuyết. Việc kết hợp lý thuyết và thực hành liên tục giúp người học tiếp thu nhanh, nhớ lâu. Kinh nghiệm từ giảng viên thực tế được lồng ghép vào bài học, giúp người học tránh được lỗi thường gặp. Tài liệu lưu hành nội bộ, phục vụ đào tạo và tham khảo trong nhà trường.

3.1. Quy trình tạo và chạy ứng dụng WPF đầu tiên trên Visual Studio

Bước đầu tiên là cài đặt Visual Studio với gói phát triển Desktop .NET. Tiếp theo, mở Visual Studio, chọn File, New Project, chọn template WPF App. Đặt tên project theo quy ước, ví dụ LTWPF1 cho bài tập đầu tiên. Giao diện XAML mặc định hiển thị cửa sổ trống với lưới thiết kế. Kéo thả điều khiển từ Toolbox vào cửa sổ hoặc viết trực tiếp mã XAML. Ví dụ đầu tiên tạo Button và Label, khi nhấp Button thì Label hiển thị dòng chữ chào mừng. Viết code xử lý sự kiện trong file code-behind bằng ngôn ngữ C#. Nhấn F5 để chạy chương trình, quan sát kết quả và debug lỗi.

3.2. Bài tập thực hành và kỹ năng hình thành sau mỗi bài học

Mỗi bài học đều có bài tập thực hành gắn liền với nội dung lý thuyết. Bài 1 yêu cầu tạo project LTWPF1, thực hành ví dụ Button và Label. Các bài tiếp theo yêu cầu xây dựng hộp chọn font chữ, hộp chọn hình ảnh, thanh menu, thanh công cụ. Bài tập cuối khóa đòi hỏi tạo ứng dụng hoàn chỉnh như quản lý sinh viên hoặc quản lý quán café. Kỹ năng hình thành bao gồm: thiết kế giao diện bằng XAML, xử lý sự kiện điều khiển, tùy chỉnh Style và Template, kết nối truy xuất cơ sở dữ liệu. Người học được đánh giá qua sản phẩm thực tế, khuyến khích sáng tạo trong thiết kế giao diện.

IV. Kết luận và ứng dụng thực tế của mô đun lập trình WPF

Giáo trình mô đun Lập trình ứng dụng WPF tại Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Bà Rịa – Vũng Tàu đã hoàn thành tốt vai trò trang bị kiến thức và kỹ năng cho người học. Nội dung giáo trình bao quát từ cơ bản đến nâng cao, phù hợp với trình độ trung cấp. Phương pháp biên soạn cô động, dễ hiểu, hướng thực hành giúp người học tiếp thu hiệu quả. Sau khi hoàn thành mô đun, người học có khả năng thiết kế giao diện chuyên nghiệp, xử lý sự kiện, tùy chỉnh Style và truy xuất cơ sở dữ liệu. Các ứng dụng thực tế bao gồm phần mềm quản lý quán café, quản lý khách sạn, quản lý nhân viên, quản lý sinh viên. Giáo trình là tài liệu tham khảo quý giá cho giảng viên và sinh viên trong lĩnh vực đào tạo Công nghệ Thông tin. Tác giả mong muốn nhận được đóng góp để hoàn thiện giáo trình tốt hơn trong tương lai.

4.1. Các ứng dụng thực tế có thể xây dựng từ kiến thức WPF

Kiến thức từ giáo trình WPF cho phép xây dựng nhiều ứng dụng thực tế đa dạng. Phần mềm quản lý quán café với giao diện đặt món, tính tiền, quản lý bàn. Hệ thống quản lý khách sạn bao gồm đặt phòng, check-in, check-out, quản lý khách hàng. Ứng dụng quản lý nhân viên với chức năng thêm, sửa, xóa, tìm kiếm thông tin. Phần mềm quản lý sinh viên phục vụ nhập điểm, xem kết quả, thống kê học tập. Các ứng dụng này đều tận dụng giao diện WPF đẹp mắt, điều khiển phong phú và khả năng kết nối cơ sở dữ liệu hiệu quả.

4.2. Hướng phát triển và nâng cao sau khi hoàn thành mô đun

Sau mô đun WPF cơ bản, người học có thể tiếp tục nâng cao theo nhiều hướng. Học thêm mô hình MVVM để tách biệt hoàn toàn giao diện và nghiệp vụ. Tìm hiểu Prism Framework xây dựng ứng dụng WPF quy mô lớn,模块化. Nghiên cứu các thư viện giao diện bên thứ ba như Telerik, DevExpress để tạo giao diện chuyên nghiệp hơn. Kết hợp Entity Framework để truy xuất cơ sở dữ liệu mạnh mẽ hơn. Học thêm thiết kế Responsive cho ứng dụng phù hợp nhiều kích thước màn hình. Đây là nền tảng vững chắc để phát triển sự nghiệp trong lĩnh vực lập trình ứng dụng Desktop.

Trích đoạn nội dung tài liệu

UBND TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: LẬP TRÌNH ỨNG DỤNG WPF NGHỀ: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ­CĐKTCN ngày……. của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ BR – VT) BÀ RỊA­VŨNG TÀU, NĂM 2020. TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Nhằm đáp ứng nhu cầu học tập và nghiên cứu cho giảng viên và sinh viên nghề Công nghệ Thông tin trong trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Bà Rịa – Vũng Tàu, chúng tôi đã thực hiện biên soạn tài liệu Lập trình ứng dụng WPF này. Tài liệu được biên soạn thuộc loại giáo trình phục vụ giảng dạy và học tập, lưu hành nội bộ trong Nhà trường nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Lập trình ứng dụng WPF được biên soạn dựa trên khung chương trình đào tạo Cao đẳng nghề Công nghệ Thông tin đã được Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghê Bà Rịa – Vũng Tàu phê duyệt. Bên cạnh đó nhằm giúp cho người học các kiến thức và kỹ năng cần thiết để thiết kế và lập trình được các ứng dụng nhỏ trong cuộc sống hằng ngày . Tác giả đã nghiên cứu một số tài liệu, trang web liên quan kết hợp với kinh nghiệm làm việc, giảng dạy thực tế để biên soạn giáo trình này. Trong giáo trình này bao gồm các bài sau: Bài 1: Tổng quan về WPF Bài 2: Bố trí giao diện Bài 3: Sử dụng các điều khiển cơ bản Bài 4: Tạo hộp chọn font chữ Bài 5: Tạo hộp chọn hình ảnh Bài 6: Sử dụng Expander Bài 7: Tạo hộp soạn thảo văn bản Bài 8: Tạo menu Bài 9: Tạo ToolBar Bài 10: Tạo ContextMenu Bài 11: Tạo StatusBar Bài 12: Sử dụng Style Bài 13: Sử dụng Template Bài 14: Truy xuất cơ sở dữ liệu Với tiêu chí trình bày cô động, dễ hiểu áp dụng thực tế, kèm theo chi tiết các bước hướng dẫn thực hành cụ thể giúp cho người học dễ tiếp thu các kiến thức cần thiết và hình thành được kỹ năng thực hành và rèn luyện thao tác. Trong quá trình biên soạn, chắc chắn giáo trình còn nhiều thiếu sót. Tác giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp của quý thầy/cô và các em sinh viên để tiếp tục hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn quý đồng nghiệp, bạn bè đã có những ý kiến đóng góp trong quá trình xây dựng giáo trình này. Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày …… tháng …… năm 2020 Tham gia biên soạn 1. Trần Thị Thanh Hương – Chủ biên MỤC LỤC GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: Lập trình ứng dụng WPF Mã mô đun: MĐ 24 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: ­ Vị trí của mô đun: được bố trí sau khi học xong các môn cơ sở và Lập trình Windows. ­ Tính chất của mô đun: là mô đun nghề tự chọn của trình độ Cao đẳng nghề Công nghệ Thông tin, cung cấp kiến thức và kỹ năng tạo ứng dụng WPF với giao diện chuyên nghiệp. ­ Ý nghĩa và vai trò của môn học/mô đun: Môn học giúp làm quen với ứng dụng WPF, thực hành được các giao diện lập trình ứng dụng nhỏ như: quản lý quán café, quản lý khách sạn, quản lý nhân viên, quản lý sinh viên…. Mục tiêu của mô đun: ­ Về kiến thức: + Biết ưu điểm của XAML, WPF trong phát triển ứng dụng Windows + Biết quy trình tạo project WPF + Biết công dụng của các loại panel, control trong WPF + Trình bày công dụng của Menu, Toolbar, ContextMenu, StatusBar + Trình bày công dụng và quy trình sử dụng Style, Template + Biết quy truy xuất CSDL trong WPF ­ Về kỹ năng: + Tạo project WPF + Sử dụng hợp lý các loại panel, control trong thiết kế giao diện cho ứng dụng WPF + Tạo Menu, Toolbar, ContextMenu, StatusBar cho ứng dụng + Sử dụng Style và Control Template cho giao diện + Sử dụng Data Template hiển thị dữ liệu + Truy xuất CSDL trong WPF ­ Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Lưu solution, project đúng đường dẫn + Tự phát triển ứng dụng với giao diện chuyên nghiệp + Tham gia phát triển ứng dụng quản lý cho các tổ chức, doanh nghiệp, công ty phần mềm + Reǹ luyêṇ vànâng cao kỹnăng lâp ̣ trinh ̀ theo công nghệ hiện đại + Vận dụng ngôn ngữ XAML trong việc tự học thiết kế giao diện cho các ứng dụng di động + Thực hiện các bài thực hành đảm bảo đúng trình tự, an toàn. Nội dung của mô đun: BÀI 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN Mã bài: 20.1 Giới thiệu: Windows Presentation Foundation hay gọi tắt là WPF – là một nền tảng cho phép developer có thể tạo ra các ứng dụng trên nền .NET framework cho Windows nói chung. Cũng có thể gọi WPF là một GUI framework. Nó ra đời sau Winform và tốt hơn người tiền nhiệm về mọi mặt. Mục tiêu: - Trình bày được khái và mục tiêu cơ bản của WPF - Trình bày được khái niệm và vai trò của XAML trong việc tạo môi trường làm việc chung giữa người thiết kế giao diện và người lập trình - Tạo được ứng dụng WPF đơn giản - Đảm bảo quy tắc thẻ mở, đóng - Lưu project, solution đúng đường dẫn Nội dung chính: 1. Khái niệm WPF WPF, viết tắt của Windows Presentation Foundation, là hệ thống API mới hỗ trợ việc xây dựng giao diện đồ hoạ trên nền Windows. Được xem như thế hệ kế tiếp của WinForms, WPF tăng cường khả năng lập trình giao diện của lập trình viên bằng cách cung cấp các API cho phép tận dụng những lợi thế về đa phương tiện hiện đại. Là một bộ phận của .0, WPF sẵn có trong Windows Vista và Windows Server 2008. Đồng thời, WPF cũng có thể hoạt động trên nền Windows XP Service Pack 2 hoặc mới hơn, và cả Windows Server 2003. WPF được xây dựng nhằm vào ba mục tiêu cơ bản: Cung cấp một nền tảng thống nhất để xây dựng giao diện người dùng; Cho phép người lập trình và người thiết kế giao diện làm việc cùng nhau một cách dễ dàng; Cung cấp một công nghệ chung để xây dựng giao diện người dùng trên cả Windows và trình duyệt Web. Trước khi WPF ra đời, việc tạo giao diện người dùng theo những yêu cầu mô tả ở ví dụ trên đòi hỏi sử dụng rất nhiều công nghệ khác nhau (xem Bảng 2. Để tạo form, các control và các tính năng kinh điển khác của một giao diện đồ họa Windows, thông thường lập trình viên sẽ chọn Windows Forms, một phần của . Nếu cần hiển thị văn bản, Windows Forms có một số tính năng hỗ trợ văn bản trực tiếp hoặc có thể sử dụng Adobe’s PDF để hiển thị văn bản có khuôn dạng cố định. Đối với hình ảnh và đồ họa 2 chiều, lập trình viên sẽ dùng GDI+, một mô hình lập trình riêng biệt có thể truy nhập qua Windows Forms. Để hiển thị video hay phát âm thanh, lập trình viên lại phải sử dụng Windows Media Player, và với đồ họa 3 chiều, anh ta lại phải dùng Direct3D, một thành phần chuẩn khác của Windows. Tóm lại, quá trình phát triển giao diện người dùng theo yêu cầu trở nên phức tạp, đòi hỏi lập trình viên quá nhiều kỹ năng công nghệ. Windows Windows WPF Forms/ Forms GDI+ Giao diện đồ họa (form và các X X control) On­screen văn X X bản Fixed­format X văn bản Hình ảnh X X Video và âm X thanh Đồ họa 2 chiều X X Đồ họa 3 chiều X Bảng 1. Thành phần giao diện theo yêu cầu và những công nghệ chuyên biệt cần thiết để tạo chúng. Các thành phần của WPF Giống như các thành phần khác của .NET Framework, WPF tổ chức các chức năng theo một nhóm namespace cùng trực thuộc namespace System. Bất kể chức năng nào được sử dụng, cấu trúc cơ bản của mọi ứng dụng WPF đều gần như nhau. Là ứng dụng Windows độc lập hay là một XBAP, một ứng dụng WPF điển hình bao giờ cũng gồm một tập các trang XAML và phần code tương ứng được viết bằng C# hoặc Visual Basic, còn gọi là các file code­behind. Tất cả các ứng dụng đều kế thừa từ lớp chuẩn Application của WPF. Lớp này cung cấp những dịch vụ chung cho mọi ứng dụng, chẳng hạn như các biến lưu trữ trạng thái của ứng dụng, các phương thức chuẩn để kích hoạt hay kết thúc ứng dụng. Mặc dù WPF cung cấp một nền tảng thống nhất để tạo giao diện người dùng, những công nghệ mà WPF chứa đựng có thể phân chia thành những thành phần độc lập. Nhân của WPF là cơ chế tạo sinh đồ họa dựa trên vector và độc lập với độ phân giải nhằm tận dụng những lợi thế của phần cứng đồ họa hiện đại. WPF được mở rộng với các tập tính năng phát triển ứng dụng bao gồm XAML, các control, cơ chế móc nối dữ liệu, layout, đồ họa 2 chiều, ba chiều, hoạt họa, style, khuôn dạng mẫu, văn bản, media, text và in ấn. WPF nằm trong .NET Framework, nên ngoài ra, ứng dụng WPF có thể kết hợp các thành Mặc dù WPF cung cấp một nền tảng thống nhất để tạo giao diện người dùng, những công nghệ mà WPF chứa đựng có thể phân chia thành những thành phần độc lập. Nhân của WPF là cơ chế tạo sinh đồ họa dựa trên vector và độc lập với độ phân giải nhằm tận dụng những lợi thế của phần cứng đồ họa hiện đại. WPF được mở rộng với các tập tính năng phát triển ứng dụng bao gồm XAML, các control, cơ chế móc nối dữ liệu, layout, đồ họa 2 chiều, ba chiều, hoạt họa, style, khuôn dạng mẫu, văn bản, media, text và in ấn. WPF nằm trong .NET Framework, nên ngoài ra, ứng dụng WPF có thể kết hợp các thành phần khác có trong thư viện lớp của . Các thành phần cơ bản của WPF 3.1 Layout và Control Để sắp đặt các thành phần khác nhau trên giao diện, ứng dụng WPF sử dụng panel. Mỗi panel có thể chứa các thành phần con, bao gồm các control như nút bấm hay hộp thoại, hay bản than những panel khác. Những loại panel khác nhau cho phép sắp xếp thành phần con theo những cách khác nhau. Ví dụ, DockPanel cho phép các thành phần con có thể được đặt dọc theo cạnh của panel đó, trong khi Grid cho phép sắp đặt các thành phần con của nó trên một lưới tọa độ. Giống như bất kỳ một công nghệ giao diện người dùng nào, WPF cung cấp một số lượng lớn các control. Ngoài ra, người dùng có thể tùy ý định nghĩa các control theo ý mình.