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(1/2) 為了理解 UWP 的啟動流程，我從零開始建立了一個 UWP 程式

阿新 • • 發佈：2019-01-18

每次使用 Visual Studio 的模板建立一個 UWP 程式，我們會在專案中發現大量的專案檔案、配置、應用啟動流程程式碼和介面程式碼。然而這些檔案在 UWP 程式中到底是如何工作起來的？

我從零開始建立了一個 UWP 程式，用於探索這些檔案的用途，瞭解 UWP 程式的啟動流程。

本文分為兩個部分：

本文將一個普通專案改造成 UWP 專案，重點在瞭解 UWP 的專案檔案組成。

從最簡單的專案模板開始

雖然可以從零開始寫一個 csproj 檔案，不過這並沒有什麼技術含量，因為新的 csproj 檔案實在是非常簡單。參見：

於是，我建立一個 .NET Core 控制檯應用。當然，其它簡單的如 .NET Standard 庫都是一樣的，反正最後都會被我改得面目全非。

建立 .NET Core 控制檯應用

於是我得到了一個 csproj 專案檔案和包含有應用程式入口的 Program.cs 檔案。

兩個檔案

其中 csproj 檔案內容非常簡單：

<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">
  <PropertyGroup>
    <OutputType>Exe</OutputType>
    <TargetFramework>netcoreapp2.1</TargetFramework>
  </PropertyGroup>
</Project>

Program.cs 檔案也是：

// using System;

namespace Walterlv.Demo.ZeroUwp
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 這一句需要刪除，因為 UWP 程式中不能使用控制檯。
            // Console.WriteLine("Hello World!");
        }
    }
}

不過，這兩個檔案都會被改掉的，已經無所謂裡面是什麼內容了。

將專案改造成 UWP 專案

UWP 程式的輸出型別是 AppContainerExe

，而不是一般的 Library 或者 Exe。

另外，基於 Microsoft.NET.Sdk 的新 csproj 格式不支援 UWP 應用程式。所以我希望藉助第三方的 MSBuild.Sdk.Extras 來編譯 UWP 的專案。參見 新 csproj 對 WPF/UWP 支援不太好？有第三方 SDK 可以用！MSBuild.Sdk.Extras。

然而實際情況也不容樂觀，因為此第三方 Sdk 只支援 UWP 的庫程式，而不支援應用程式容器。所以即便修改為以下方式，最終也因為缺少 Visual Studio RunCommand 的支援，而導致無法啟動。

<Project Sdk="MSBuild.Sdk.Extras/1.6.41">

  <PropertyGroup>
    <OutputType>AppContainerExe</OutputType>
    <TargetFrameworks>uap10.0.17134</TargetFrameworks>
  </PropertyGroup>

</Project>

使用以上新 Sdk 的 csproj 格式，我完整地寫完了整個 csproj 檔案和後續步驟，依然無法解決下面這個錯誤提示框：

RunCommand Property is not defined
▲ 無法啟動

所以我們依然只能使用傳統的 csproj 檔案格式。裡面大部分的內容從模板中複製而來。事實上，我尋找了很多資料，都沒有找到讓支援 Sdk 的新 csproj 格式支援 UWP 的主程式。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<Project ToolsVersion="15.0" DefaultTargets="Build" xmlns="http://schemas.microsoft.com/developer/msbuild/2003">
  <Import Project="$(MSBuildExtensionsPath)\$(MSBuildToolsVersion)\Microsoft.Common.props" Condition="Exists('$(MSBuildExtensionsPath)\$(MSBuildToolsVersion)\Microsoft.Common.props')" />
  <PropertyGroup>
    <Configuration Condition=" '$(Configuration)' == '' ">Debug</Configuration>
    <Platform Condition=" '$(Platform)' == '' ">x86</Platform>
    <ProjectGuid>{09A58639-DC50-41C1-8BCE-A2217A1D3327}</ProjectGuid>
    <OutputType>AppContainerExe</OutputType>
    <AppDesignerFolder>Properties</AppDesignerFolder>
    <RootNamespace>Walterlv.Demo.ZeroUwp</RootNamespace>
    <AssemblyName>Walterlv.Demo.ZeroUwp</AssemblyName>
    <DefaultLanguage>en-US</DefaultLanguage>
    <TargetPlatformIdentifier>UAP</TargetPlatformIdentifier>
    <TargetPlatformVersion Condition=" '$(TargetPlatformVersion)' == '' ">10.0.17134.0</TargetPlatformVersion>
    <TargetPlatformMinVersion>10.0.15063.0</TargetPlatformMinVersion>
    <MinimumVisualStudioVersion>14</MinimumVisualStudioVersion>
    <FileAlignment>512</FileAlignment>
    <ProjectTypeGuids>{A5A43C5B-DE2A-4C0C-9213-0A381AF9435A};{FAE04EC0-301F-11D3-BF4B-00C04F79EFBC}</ProjectTypeGuids>
    <WindowsXamlEnableOverview>true</WindowsXamlEnableOverview>
    <DebugSymbols>true</DebugSymbols>
    <OutputPath>bin\x86\Debug\</OutputPath>
    <DefineConstants>DEBUG;TRACE;NETFX_CORE;WINDOWS_UWP</DefineConstants>
    <DebugType>full</DebugType>
    <PlatformTarget>x86</PlatformTarget>
    <UseVSHostingProcess>false</UseVSHostingProcess>
    <ErrorReport>prompt</ErrorReport>
    <Prefer32Bit>true</Prefer32Bit>
  </PropertyGroup>
  <PropertyGroup>
    <RestoreProjectStyle>PackageReference</RestoreProjectStyle>
  </PropertyGroup>
  <ItemGroup>
    <Compile Include="Program.cs" />
    <Compile Include="Properties\AssemblyInfo.cs" />
  </ItemGroup>
  <ItemGroup>
    <AppxManifest Include="Package.appxmanifest">
      <SubType>Designer</SubType>
    </AppxManifest>
  </ItemGroup>
  <ItemGroup>
    <PackageReference Include="Microsoft.NETCore.UniversalWindowsPlatform">
      <Version>6.1.5</Version>
    </PackageReference>
  </ItemGroup>
  <PropertyGroup Condition=" '$(VisualStudioVersion)' == '' or '$(VisualStudioVersion)' &lt; '14.0' ">
    <VisualStudioVersion>14.0</VisualStudioVersion>
  </PropertyGroup>
  <Import Project="$(MSBuildExtensionsPath)\Microsoft\WindowsXaml\v$(VisualStudioVersion)\Microsoft.Windows.UI.Xaml.CSharp.targets" />
</Project>

編寫 AppxManifest

專案改造成 UWP 專案後，似乎已經完成了大部分了，但此時直接執行會有編譯錯誤，因為我缺少 UWP 程式必要的 AppxManifest.xml 檔案。

缺少 AppxManifest.xml 檔案

事實上，AppxManifest.xml 的建立是非常繁瑣的；通常是編譯過程幫我們根據 Package.appxmanifest 檔案自動生成的。然而建立一個 Package.appxmanifest 也是很麻煩的。至少，要讓 Visual Studio 能夠直接開啟這個檔案所需的最小程式碼量是下面這些（不能編譯通過）：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<Package xmlns="http://schemas.microsoft.com/appx/manifest/foundation/windows10"
         xmlns:mp="http://schemas.microsoft.com/appx/2014/phone/manifest"
         xmlns:uap="http://schemas.microsoft.com/appx/manifest/uap/windows10"
         xmlns:uap2="http://schemas.microsoft.com/appx/manifest/uap/windows10/2"
         xmlns:uap3="http://schemas.microsoft.com/appx/manifest/uap/windows10/3"
         xmlns:iot="http://schemas.microsoft.com/appx/manifest/iot/windows10"
         xmlns:mobile="http://schemas.microsoft.com/appx/manifest/mobile/windows10"
         IgnorableNamespaces="uap mp uap3 iot uap2 mobile">
  <Identity Name="walterlv.zerouwp" Publisher="CN=walterlv" Version="0.1.0.0" />
  <mp:PhoneIdentity PhoneProductId="97f5137d-c6be-4395-9af0-bbfdcea40fa7" PhonePublisherId="00000000-0000-0000-0000-000000000000" />
  <Properties>
    <DisplayName>Walterlv.ZeroUwp</DisplayName>
    <PublisherDisplayName>walterlv</PublisherDisplayName>
    <Logo>Assets\StoreLogo.png</Logo>
  </Properties>
  <Dependencies>
    <TargetDeviceFamily Name="Windows.Universal" MinVersion="10.0.0.0" MaxVersionTested="10.0.0.0" />
  </Dependencies>
  <Resources>
    <Resource Language="x-generate" />
  </Resources>
  <Applications>
    <Application Id="App" Executable="$targetnametoken$.exe" EntryPoint="Walterlv.ZeroUwp.Program">
      <uap:VisualElements DisplayName="Walterlv.ZeroUwp">
      </uap:VisualElements>
    </Application>
  </Applications>
</Package>

可以閱讀這些文件瞭解如何完成這份檔案的編寫：

具體來說，<Identity /> 是此程式包的識別符號，需要在整個應用商店範圍內唯一（如果將此包與應用商店關聯，這個值會自動更新，所以不用在意填成什麼）。<mp:PhoneIdentity /> 是此程式包在移動裝置上的識別符號，應用的更新會依據此識別符號的 GUID 來唯一確定，格式必須是 GUID。

事實上，雖然依然無法完成編譯，但此時可以通過在 Visual Studio 中開啟這份檔案來觀察還缺少哪些必要的資訊需要填寫。

填寫缺少的資訊

事實上，我們缺少的資訊並不多，只有四個，都從 Package/Applications/Application 開始：

同時，我們還真的需要相應的圖片：

UWP 程式所需的最少 Logo

補充完畢之後，完整的檔案如下：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<Package xmlns="http://schemas.microsoft.com/appx/manifest/foundation/windows10"
         xmlns:mp="http://schemas.microsoft.com/appx/2014/phone/manifest"
         xmlns:uap="http://schemas.microsoft.com/appx/manifest/uap/windows10"
         xmlns:uap2="http://schemas.microsoft.com/appx/manifest/uap/windows10/2"
         xmlns:uap3="http://schemas.microsoft.com/appx/manifest/uap/windows10/3"
         xmlns:iot="http://schemas.microsoft.com/appx/manifest/iot/windows10"
         xmlns:mobile="http://schemas.microsoft.com/appx/manifest/mobile/windows10"
         IgnorableNamespaces="uap mp uap3 iot uap2 mobile">
  <Identity Name="walterlv.zerouwp" Publisher="CN=walterlv" Version="0.1.0.0" />
  <Properties>
    <DisplayName>Walterlv.ZeroUwp</DisplayName>
    <PublisherDisplayName>walterlv</PublisherDisplayName>
    <Logo>Assets\StoreLogo.png</Logo>
  </Properties>
  <Dependencies>
    <TargetDeviceFamily Name="Windows.Universal" MinVersion="10.0.0.0" MaxVersionTested="10.0.0.0" />
  </Dependencies>
  <Resources>
    <Resource Language="x-generate" />
  </Resources>
  <Applications>
    <Application Id="App" Executable="$targetnametoken$.exe" EntryPoint="Walterlv.ZeroUwp.Program">
      <uap:VisualElements DisplayName="Walterlv.ZeroUwp" Description="Walterlv.ZeroUwp is a demo application to learn how uwp application runs." BackgroundColor="transparent" Square150x150Logo="Assets\Square150x150Logo.png" Square44x44Logo="Assets\Square44x44Logo.png">
        <uap:DefaultTile Wide310x150Logo="Assets\Wide310x150Logo.png">
        </uap:DefaultTile>
      </uap:VisualElements>
    </Application>
  </Applications>
</Package>

不能忘掉，這份檔案還需要新增到 csproj 專案檔案中：

<!-- 新增了此節點，即 AppxManifest 和相關資源。 -->
  <ItemGroup>
    <AppxManifest Include="Package.appxmanifest">
      <SubType>Designer</SubType>
    </AppxManifest>
    <Content Include="Assets\Square150x150Logo.scale-200.png" />
    <Content Include="Assets\Square44x44Logo.scale-200.png" />
    <Content Include="Assets\StoreLogo.png" />
    <Content Include="Assets\Wide310x150Logo.scale-200.png" />
  </ItemGroup>

編寫 AssemblyInfo.cs

由於沒有新的基於 Sdk 的 csproj 檔案支援，所以我們需要自己編寫 AssemblyInfo.cs 檔案，並放入到 Properties 資料夾中。

using System.Reflection;
using System.Runtime.InteropServices;

[assembly: AssemblyTitle("Walterlv.Demo.ZeroUwp")]
[assembly: AssemblyProduct("Walterlv.Demo.ZeroUwp")]
[assembly: AssemblyCopyright("Copyright © walterlv 2018")]
[assembly: AssemblyVersion("0.1.0.0")]
[assembly: AssemblyFileVersion("0.1.0.0")]
[assembly: ComVisible(false)]

最後，csproj 檔案會如下面這樣。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<Project ToolsVersion="15.0" DefaultTargets="Build" xmlns="http://schemas.microsoft.com/developer/msbuild/2003">
  <Import Project="$(MSBuildExtensionsPath)\$(MSBuildToolsVersion)\Microsoft.Common.props" Condition="Exists('$(MSBuildExtensionsPath)\$(MSBuildToolsVersion)\Microsoft.Common.props')" />
  <PropertyGroup>
    <Configuration Condition=" '$(Configuration)' == '' ">Debug</Configuration>
    <Platform Condition=" '$(Platform)' == '' ">x86</Platform>
    <ProjectGuid>{7B81D14B-6094-44E1-9B2F-F577995A3CAF}</ProjectGuid>
    <OutputType>AppContainerExe</OutputType>
    <AppDesignerFolder>Properties</AppDesignerFolder>
    <RootNamespace>Walterlv.Demo.ZeroUwp</RootNamespace>
    <AssemblyName>Walterlv.Demo.ZeroUwp</AssemblyName>
    <DefaultLanguage>en-US</DefaultLanguage>
    <TargetPlatformIdentifier>UAP</TargetPlatformIdentifier>
    <TargetPlatformVersion Condition=" '$(TargetPlatformVersion)' == '' ">10.0.17134.0</TargetPlatformVersion>
    <TargetPlatformMinVersion>10.0.17134.0</TargetPlatformMinVersion>
    <MinimumVisualStudioVersion>14</MinimumVisualStudioVersion>
    <FileAlignment>512</FileAlignment>
    <ProjectTypeGuids>{A5A43C5B-DE2A-4C0C-9213-0A381AF9435A};{FAE04EC0-301F-11D3-BF4B-00C04F79EFBC}</ProjectTypeGuids>
    <WindowsXamlEnableOverview>true</WindowsXamlEnableOverview>
  </PropertyGroup>
  <PropertyGroup Condition="'$(Configuration)|$(Platform)' == 'Debug|x86'">
    <DebugSymbols>true</DebugSymbols>
    <OutputPath>bin\x86\Debug\</OutputPath>
    <DefineConstants>DEBUG;TRACE;NETFX_CORE;WINDOWS_UWP</DefineConstants>
    <NoWarn>;2008</NoWarn>
    <DebugType>full</DebugType>
    <PlatformTarget>x86</PlatformTarget>
    <UseVSHostingProcess>false</UseVSHostingProcess>
    <ErrorReport>prompt</ErrorReport>
    <Prefer32Bit>true</Prefer32Bit>
  </PropertyGroup>
  <PropertyGroup Condition="'$(Configuration)|$(Platform)' == 'Release|x86'">
    <OutputPath>bin\x86\Release\</OutputPath>
    <DefineConstants>TRACE;NETFX_CORE;WINDOWS_UWP</DefineConstants>
    <Optimize>true</Optimize>
    <NoWarn>;2008</NoWarn>
    <DebugType>pdbonly</DebugType>
    <PlatformTarget>x86</PlatformTarget>
    <UseVSHostingProcess>false</UseVSHostingProcess>
    <ErrorReport>prompt</ErrorReport>
    <Prefer32Bit>true</Prefer32Bit>
    <UseDotNetNativeToolchain>true</UseDotNetNativeToolchain>
  </PropertyGroup>
  <PropertyGroup Condition="'$(Configuration)|$(Platform)' == 'Debug|ARM'">
    <DebugSymbols>true</DebugSymbols>
    <OutputPath>bin\ARM\Debug\</OutputPath>
    <DefineConstants>DEBUG;TRACE;NETFX_CORE;WINDOWS_UWP</DefineConstants>
    <NoWarn>;2008</NoWarn>
    <DebugType>full</DebugType>
    <PlatformTarget>ARM</PlatformTarget>
    <UseVSHostingProcess>false</UseVSHostingProcess>
    <ErrorReport>prompt</ErrorReport>
    <Prefer32Bit>true</Prefer32Bit>
  </PropertyGroup>
  <PropertyGroup Condition="'$(Configuration)|$(Platform)' == 'Release|ARM'">
    <OutputPath>bin\ARM\Release\</OutputPath>
    <DefineConstants>TRACE;NETFX_CORE;WINDOWS_UWP</DefineConstants>
    <Optimize>true</Optimize>
    <NoWarn>;2008</NoWarn>
    <DebugType>pdbonly</DebugType>
    <PlatformTarget>ARM</PlatformTarget>
    <UseVSHostingProcess>false</UseVSHostingProcess>
    <ErrorReport>prompt</ErrorReport>
    <Prefer32Bit>true</Prefer32Bit>
    <UseDotNetNativeToolchain>true</UseDotNetNativeToolchain>
  </PropertyGroup>
  <PropertyGroup Condition="'$(Configuration)|$(Platform)' == 'Debug|x64'">
    <DebugSymbols>true</DebugSymbols>
    <OutputPath>bin\x64\Debug\</OutputPath>
    <DefineConstants>DEBUG;TRACE;NETFX_CORE;WINDOWS_UWP</DefineConstants>
    <NoWarn>;2008</NoWarn>
    <DebugType>full</DebugType>
    <PlatformTarget>x64</PlatformTarget>
    <UseVSHostingProcess>false</UseVSHostingProcess>
    <ErrorReport>prompt</ErrorReport>
    <Prefer32Bit>true</Prefer32Bit>
  </PropertyGroup>
  <PropertyGroup Condition="'$(Configuration)|$(Platform)' == 'Release|x64'">
    <OutputPath>bin\x64\Release\</OutputPath>
    <DefineConstants>TRACE;NETFX_CORE;WINDOWS_UWP</DefineConstants>
    <Optimize>true</Optimize>
    <NoWarn>;2008</NoWarn>
    <DebugType>pdbonly</DebugType>
    <PlatformTarget>x64</PlatformTarget>
    <UseVSHostingProcess>false</UseVSHostingProcess>
    <ErrorReport>prompt</ErrorReport>
    <Prefer32Bit>true</Prefer32Bit>
    <UseDotNetNativeToolchain>true</UseDotNetNativeToolchain>
  </PropertyGroup>
  <PropertyGroup>
    <RestoreProjectStyle>PackageReference</RestoreProjectStyle>
  </PropertyGroup>
  <ItemGroup>
    <Compile Include="Properties\AssemblyInfo.cs" />
    <Compile Include="Program.cs" />
    <Compile Include="VisualProperties.cs" />
  </ItemGroup>
  <ItemGroup>
    <AppxManifest Include="Package.appxmanifest">
      <SubType>Designer</SubType>
    </AppxManifest>
    <Content Include="Assets\Square150x150Logo.scale-200.png" />
    <Content Include="Assets\Square44x44Logo.scale-200.png" />
    <Content Include="Assets\StoreLogo.png" />
    <Content Include="Assets\Wide310x150Logo.scale-200.png" />
  </ItemGroup>
  <ItemGroup>
    <PackageReference Include="Microsoft.NETCore.UniversalWindowsPlatform">
      <Version>6.1.5</Version>
    </PackageReference>
  </ItemGroup>
  <PropertyGroup Condition=" '$(VisualStudioVersion)' == '' or '$(VisualStudioVersion)' &lt; '14.0' ">
    <VisualStudioVersion>14.0</VisualStudioVersion>
  </PropertyGroup>
  <Import Project="$(MSBuildExtensionsPath)\Microsoft\WindowsXaml\v$(VisualStudioVersion)\Microsoft.Windows.UI.Xaml.CSharp.targets" />
</Project>

一個說明：如果執行時出現本機錯誤，那麼可能是上面的 csproj 檔案沒有配置正確。如果出現下圖所示的錯誤，建議先考慮將以上 csproj 檔案中的所有內容複製到你的專案檔案中再試。

本機錯誤

完成部署和執行

以上所有內容是一個 UWP 程式完成編譯並執行所需的最少資訊了。

此時執行，我們只會看到一個空的視窗，就像這樣：

空的視窗

Main 函式中的斷點是可以進入的：

Main 函式中的斷點

不過，如果繼續執行，會提示錯誤。因為我們的程式並沒有顯示任何 UWP 的介面。

無法繼續執行

總結與後續

在本文中，我們瞭解到 UWP 專案所需的最少檔案有：

  • *.csproj 專案檔案
    • 這是整個從零開始的 UWP 程式中最複雜的一個檔案，因為目前沒有找到任何一個 Sdk 支援 UWP 的主程式工程。
  • Package.appxmanifest 檔案
    • 這是 UWP 應用程式的清單檔案。事實上，這不是最終的清單檔案，而是用於在專案中填寫資訊的檔案；從前面的錯誤資訊中我們瞭解到，最終的清單檔案是 AppxManifest.xml。
  • Assets 資料夾中的四張圖片
    • StoreLogo、Square44x44Logo、Square150x150Logo 和 Wide310x150Logo 是清單檔案能夠正常生成所需的最少 Logo 資源
  • AssemblyInfo.cs
    • 由於缺少 [email protected] 的支援，所以我們必須編寫 AssemblyInfo.cs 檔案來指定版本資訊。
  • Program.cs
    • 這是一開始我們就新增好的檔案，就是放 Main 函式的地方。雖然我們什麼都沒寫，但已經能夠進入斷點了。

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題目一：給出一個n,代表有從1到n的數字[1,2,3,··· n]，問可以構成多少種二叉搜索樹？

pri int private 計算 stat 題目 二叉搜索樹 得到 pre 題目一：給出一個n,代表有從1到n的數字[1,2,3,··· n]，問可以構成多少種二叉搜索樹？ 一開始的想法是直接遞歸構造，時間復雜度是指數上升；後來想法是找規律：先看例子： n = 1, 有