• 深入理解WPF中MVVM的设计思想
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近些年来,随着WPF在生产,制造,工业控制等领域应用越来越广泛,很多企业对WPF开发的需求也逐渐增多,使得很多人看到潜在机会,不断从Web,WinForm开发转向了WPF开发,但是WPF开发也有很多新的概念及设计思想,如:数据驱动,数据绑定,依赖属性,命令,控件模板,数据模板,MVVM等,与传统WinForm,ASP.NET WebForm开发,有很大的差异,今天就以一个简单的小例子,简述WPF开发中MVVM设计思想及应用。

为什么要用MVVM?
传统的WinForm开发,一般采用事件驱动,即用户点击事件,触发对应的事件,并在事件中通过唯一标识符获取页面上用户输入的数据,然后进行业务逻辑处理。这样做会有一个弊端,就是用户输入(User Interface)和业务逻辑(Business)是紧密耦合在一起的,无法做到分离,随着项目业务不断复杂化,这种高度耦合的弊端将会越来越明显。并且会出现分工不明确(如:后端工程师,前端UI),工作无法拆分的现象。所以分层(如:MVC,MVVM),可测试(Unit Test),前后端分离,就成为必须要面对的问题。而今天要讲解的MVVM设计模式,就非常好的解决了我们所面临的问题。

什么是MVVM?
MVVM即模型(Model)-视图(View)-视图模型(ViewModel) ,是用于解耦 UI 代码和非 UI 代码的 设计模式。借助 MVVM,可以在 XAML 中以声明方式定义 UI,将 UI使用数据绑定标到包含数据和命令的其他层。数据绑定提供数据和结构的松散耦合,使 UI 和链接的数据保持同步,同时可以将用户输入路由到相应的命令。具体如下图所示:

如上图所示:
1.View(用户页面),主要用于向使用者展示信息,并接收用户输入的信息(数据绑定),及响应用户的操作(Command)。
2.ViewModel(用户视图业务逻辑),主要处理客户请求,以及数据呈现。
3.Model数据模型,作为存储数据的载体,是一个个的具体的模型类,通过ViewModel进行调用。但是在小型项目中,Model并不是必须的。
4.IService(数据接口),数据访问服务,用于获取各种类型数据的服务。数据的形式有很多种,如网络数据,本地数据,数据库数据,但是在ViewModel调用时,都统一封装成了Service。在小型项目中,IService数据接口也并不是必须的,不属于MVVM的范畴。
5.在上图中,DataBase,Network,Local等表示不同的数据源形式,并不属于MVVM的范畴。

前提条件
要实现MVVM,首先需要满足两个条件:
1.属性变更通知,在MVVM思想中,由WinForm的事件驱动,转变成了数据驱动。在C#中,普通的属性,并不具备变更通知功能,要实现变更通知功能,必须要实现INotifyPropertyChanged接口。

2.绑定命令,在WPF中,为了解决事件响应功能之间的耦合,提出了绑定命令思想,即命令可以绑定的方式与控件建立联系。绑定命令必须实现ICommand接口。


在上述两个条件都满足后,如何将ViewModel中的具备变更通知的属性和命令,与View中的控件关联起来呢?答案就是绑定(Binding)。

当View层的数据控件和具备通知功能的属性进行Binding后,Binging就会自动侦听来自接口的PropertyChanged事件。进而达到数据驱动UI的效果,可谓【一桥飞架南北,天堑变通途】。

MVVM实例
为了进一步感受MVVM的设计思想,验证上述理论知识,以实例进行说明。本实例的项目架构如下所示:

MVVM核心代码
1. 具备通知功能的属性
首先定义一个抽象类ObservableObject,此接口实现INotifyPropertyChanged接口,如下所示:
using System.ComponentModel;
using System.Runtime.CompilerServices;
 
namespace DemoMVVM.Core
{
    /// <summary>
   /// 堆代码 duidaima.com
    /// 可被观测的类
    /// </summary>
    public abstract class ObservableObject : INotifyPropertyChanged
    {
        /// <summary>
        /// 属性改变事件
        /// </summary>
        public event PropertyChangedEventHandler? PropertyChanged;
 
        /// <summary>
        /// 属性改变触发方法
        /// </summary>
        /// <param name="propertyName">属性名称</param>
        protected void RaisePropertyChanged([CallerMemberName]string propertyName=null)
        {
            PropertyChanged?.Invoke(this, new PropertyChangedEventArgs(propertyName));
        }
 
        /// <summary>
        /// 设置属性值,如果发生改变,则调用通知方法
        /// </summary>
        /// <typeparam name="T"></typeparam>
        /// <param name="target"></param>
        /// <param name="value"></param>
        /// <param name="propertyName"></param>
        /// <returns></returns>
        protected bool SetProperty<T>(ref T target,T value, [CallerMemberName] string propertyName = null)
        {
            if (EqualityComparer<T>.Default.Equals(target, value))
            {
                return false;
            }
            else
            {
                target=value;
                RaisePropertyChanged(propertyName);
                return true;
            }
        }
    }
}
注意:上述SetProperty主要用于将普通属性,变为具备通知功能的属性。
 然后定义一个ViewMode基类,继承自ObservableObject,以备后续扩展,如下所示:
namespace DemoMVVM.Core
{
    /// <summary>
    /// ViewModel基类,继承自ObservableObject
    /// </summary>
    public abstract class ViewModelBase:ObservableObject
    {
 
    }
}
2. 具备绑定功能的命令
首先定义一个DelegateCommand,实现ICommand接口,如下所示:
namespace DemoMVVM.Core
{
    public class DelegateCommand : ICommand
    {
        private Action<object> execute;
        private Predicate<object> canExecute;
 
 
        public event EventHandler? CanExecuteChanged;
 
        public DelegateCommand(Action<object> execute, Predicate<object> canExecute)
        {
            if (execute == null)
            {
                throw new ArgumentNullException("execute 不能为空");
            }
            this.execute = execute;
            this.canExecute = canExecute;
        }
 
        public DelegateCommand(Action<object> execute):this(execute,null)
        {
 
        }
 
        public bool CanExecute(object? parameter)
        {
            return  canExecute?.Invoke(parameter)!=false;
        }
 
        public void Execute(object? parameter)
        {
            execute?.Invoke(parameter);
        }
    }
}
注意,DelegateCommand的构造函数,接收两个参数,一个是Execute(干活的),一个是CanExecute(判断是否可以干活的)。

MVVM应用代码
本实例主要实现两个数的运算。如加,减,乘,除等功能。
首先定义ViewModel,继承自ViewModelBase,主要实现具备通知功能的属性和命令,如下所示:
using DemoMVVM.Core;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Runtime;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DemoMVVM
{
    public class MainWindowViewModel:ViewModelBase
    {
        #region 属性及构造函数

        private double leftNumber;

    public double LeftNumber
    {
      get { return leftNumber; }
      set { SetProperty(ref leftNumber , value); }
    }

    private double rightNumber;

    public double RightNumber
    {
      get { return rightNumber; }
      set { SetProperty(ref rightNumber , value); }
    }

    private double resultNumber;

    public double ResultNumber
    {
      get { return resultNumber; }
      set { SetProperty(ref resultNumber , value); }
    }


    public MainWindowViewModel()
    {

    }

    #endregion

    #region 命令

    private DelegateCommand operationCommand;

    public DelegateCommand OperationCommand
    {
      get {

        if (operationCommand == null)
        {
          operationCommand = new DelegateCommand(Operate);
        }
        return operationCommand; }
    }

    private void Operate(object obj)
    {
      if(obj == null)
      {
        return;
      }
      var type=obj.ToString();
      switch (type)
      {
        case "+":
          this.ResultNumber = this.LeftNumber + this.RightNumber;
          break;
        case "-":
                    this.ResultNumber = this.LeftNumber - this.RightNumber;
                    break;
        case "*":
                    this.ResultNumber = this.LeftNumber * this.RightNumber;
                    break;
        case "/":
          if (this.RightNumber == 0)
          {
            this.ResultNumber = 0;
          }
          else
          {
            this.ResultNumber = this.LeftNumber / this.RightNumber;
          }
                    break;
      }
    }


        #endregion

    }
}
创建视图,并在视图中进行数据绑定,将ViewModel和UI关联起来,如下所示:
<Window x:Class="DemoMVVM.MainWindow"
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
        xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
        xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
        xmlns:local="clr-namespace:DemoMVVM"
        mc:Ignorable="d"
        Title="MVVM示例" Height="350" Width="600">
    <Grid>
        <Grid.ColumnDefinitions>
            <ColumnDefinition></ColumnDefinition>
            <ColumnDefinition></ColumnDefinition>
            <ColumnDefinition Width="0.3*"></ColumnDefinition>
            <ColumnDefinition></ColumnDefinition>
        </Grid.ColumnDefinitions>
        <Grid.RowDefinitions>
            <RowDefinition></RowDefinition>
            <RowDefinition></RowDefinition>
            <RowDefinition></RowDefinition>
            <RowDefinition></RowDefinition>
        </Grid.RowDefinitions>
        <StackPanel Grid.Row="1" Grid.Column="0" Orientation="Horizontal">
            <TextBlock Text="A1:" VerticalAlignment="Center" ></TextBlock>
            <TextBox  Margin="10" Width="120" Height="35" Text="{Binding LeftNumber, UpdateSourceTrigger=PropertyChanged}" VerticalContentAlignment="Center"></TextBox>
        </StackPanel>
        <StackPanel Grid.Row="1" Grid.Column="1" Orientation="Horizontal">
            <TextBlock Text="A2:" VerticalAlignment="Center" ></TextBlock>
            <TextBox  Margin="10" Width="120" Height="35" Text="{Binding RightNumber, UpdateSourceTrigger=PropertyChanged}" VerticalContentAlignment="Center"></TextBox>
        </StackPanel>
        <TextBlock Grid.Row="1" Grid.Column="2" Text="=" VerticalAlignment="Center" HorizontalAlignment="Center"></TextBlock>
        <StackPanel Grid.Row="1" Grid.Column="3" Orientation="Horizontal">
            <TextBlock Text="A3:" VerticalAlignment="Center" ></TextBlock>
            <TextBox  Margin="10" Width="120" Height="35" Text="{Binding ResultNumber, UpdateSourceTrigger=PropertyChanged}" VerticalContentAlignment="Center"></TextBox>
        </StackPanel>
        <StackPanel Grid.Row="2" Grid.ColumnSpan="4" Orientation="Horizontal" HorizontalAlignment="Center">
            <Button Content="+" Width="100" Height="35" Margin="10" Command="{Binding OperationCommand}" CommandParameter="+"></Button>
            <Button Content="-" Width="100" Height="35" Margin="10" Command="{Binding OperationCommand}" CommandParameter="-"></Button>
            <Button Content="*" Width="100" Height="35" Margin="10" Command="{Binding OperationCommand}" CommandParameter="*"></Button>
            <Button Content="/" Width="100" Height="35" Margin="10" Command="{Binding OperationCommand}" CommandParameter="/"></Button>
        </StackPanel>                                               
    </Grid>
</Window>
注意,在xaml前端UI代码中,分别对TextBox的Text和Button的Command进行了绑定,已达到数据驱动UI,以及UI响应客户的功能。
在UI的构造函数中,将DataContext数据上下文和ViewModel进行关联,如下所示:
namespace DemoMVVM
{
    /// <summary>
    /// Interaction logic for MainWindow.xaml
    /// </summary>
    public partial class MainWindow : Window
    {
        private MainWindowViewModel viewModel;
 
        public MainWindow()
        {
            InitializeComponent();
            viewModel = new MainWindowViewModel();
            this.DataContext = viewModel;
        }
    }
}

MVVM实例演示

通过以上步骤,已经完成了MVVM的简单应用。实例演示如下:


以上就是深入理解WPF中MVVM的设计思想的全部内容。希望可以抛砖引玉,一起学习,共同进步。

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