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C#WPF之快速理解MVVM模式

MVVM是一种设计模式，特别适用于WPF等XAML-based的应用程序开发。MVVM模式主要包含三个部分：Model（模型）、View（视图）和ViewModel（视图模型）。

  1. Model（模型）：模型代表的是业务逻辑和数据。它包含了应用程序中用于处理的核心数据对象。模型通常包含业务规则、数据访问和存储逻辑。
  2. View（视图）：视图是用户看到和与之交互的界面。在WPF中，视图通常由XAML定义，并且包含各种用户界面元素，如按钮、文本框、列表等。
  3. ViewModel（视图模型）：视图模型是视图的抽象，它包含视图所需的所有数据和命令。视图模型通过实现INotifyPropertyChanged接口和使用ICommand对象，将视图的状态和行为抽象化，从而实现了视图和模型的解耦。

MVVM模式的主要优点是分离了视图和模型，使得视图和业务逻辑之间的依赖性降低，提高了代码的可维护性和可测试性。此外，通过数据绑定和命令绑定，MVVM模式可以减少大量的样板代码，使得代码更加简洁和易于理解。

 不使用MVVM的例子

在Winform中我们使用了事件驱动编程，同样在WPF中我们也可以使用事件驱动编程。

事件驱动编程是一种编程范式，程序的执行由外部事件决定。当一个事件发生时，会触发与之关联的事件处理器（EVent Handler）。事件处理器是一个函数或方法，用于响应特定事件。

流程图如下：

 这里通过WPF实现一个事件驱动编程的例子：

首先是UI界面的xaml代码

<Window x:Class="demo_11_2.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:demo_11_2"
        mc:Ignorable="d"
        Title="MainWindow" Height="450" Width="800"
        Loaded="Window_Loaded">
    <StackPanel>
        <ToolBar>
            <Label Content="姓名:"></Label>
            <TextBox x:Name="nameTextBox" Width="50"></TextBox>
            <Label Content="邮箱:"></Label>
            <TextBox x:Name="emailTextBox" Width="100"></TextBox>
            <Button Content="添加"
                    Click="AddUser"></Button>
        </ToolBar>
        <StackPanel>
            <DataGrid x:Name="dataGrid1"></DataGrid>

        </StackPanel>
    </StackPanel>
</Window>

UI界面如是

 这里使用了两个事件，窗体加载时间和按钮点击事件:

  Loaded="Window_Loaded">
 <Button Content="添加"
         Click="AddUser"></Button>

 添加两个类：用户类和用户管理类

 public class User
 {
     public string? Name { get; set; }
     public string? Email { get; set; }
 }
 public class UserManager
 {
     public static ObservableCollection<User> DataBaseUsers = new ObservableCollection<User>()
 {
     new User() { Name = "tom", Email = "[email protected]" },
     new User() { Name = "jerry", Email = "[email protected]" },
     new User() { Name = "speicher", Email = "[email protected]" }
 };

     public static ObservableCollection<User> GetUsers()
     {
         return DataBaseUsers;
     }

     public static void AddUser(User user)
     {
         DataBaseUsers.Add(user);
     }
 }

窗体加载事件处理程序：

 private void Window_Loaded(object sender, RoutedEventArgs e)
 {
     dataGrid1.ItemsSource = UserManager.GetUsers();
 }

按钮点击事件处理程序：

private void AddUser(object sender, RoutedEventArgs e)
{
    User user = new User();
    user.Name = nameTextBox.Text;
    user.Email = emailTextBox.Text;
    UserManager.AddUser(user);
    MessageBox.Show("成功添加用户！");
}

如此便可成功添加

使用MVVM的例子 

 上面使用的是事件驱动编程，我们在winform开发中经常这样干。对于一些小项目这样做很方便，但是如果业务逻辑很多，这样做就难以维护，因为UI与业务逻辑严重耦合。

使用MVVM，首先新建一个Commands文件夹，新建一个RelayComand类

 public class RelayCommand:ICommand
 {
     public event EventHandler? CanExecuteChanged;
     private Action<object> _Excute { get; set; }
     private Predicate<object> _CanExcute { get; set; }

     public RelayCommand(Action<object> ExcuteMethod, Predicate<object> CanExcuteMeth)
     {
         _Excute = ExcuteMethod;
         _CanExcute = CanExcuteMeth;
     }
     public bool CanExecute(object? parameter)
     {
         return _CanExcute(parameter);
     }

     public void Execute(object? parameter)
     {
         _Excute(parameter);
     }
 }

RelayCommand实现了ICommand接口。

先来介绍一下ICommand接口：在WPF中，ICommand是一个接口，它定义了一种机制，用于在用户界面(UI)中处理事件，这种机制与用户界面的具体行为进行了解耦。这是实现MVVM设计模式的关键部分。

ICommand接口包含两个方法和一个事件：

  • Execute(object parameter)：当调用此命令时，应执行的操作。
  • CanExecute(object parameter)：如果可以执行Execute方法，则返回true；否则返回false。这可以用于启用或禁用控件，例如按钮。
  • CanExecuteChanged事件：当CanExecute的返回值可能发生更改时，应引发此事件。

ICommand结构图如下：

 ICommand反编译代码：

public interface ICommand
 {
  
     event EventHandler? CanExecuteChanged;
  
     bool CanExecute(object? parameter);
    
     void Execute(object? parameter);
 }

继续说RelayCommand

RelayCommand是一种常用于WPF和MVVM模式的设计模式，它是一种特殊的命令类型。在MVVM模式中，RelayCommand允许将命令的处理逻辑从视图模型中分离出来，使得视图模型不需要知道命令的具体执行逻辑，从而实现了视图模型和命令处理逻辑的解耦。

RelayCommand通常包含两个主要部分：CanExecute和Execute。CanExecute是一个返回布尔值的函数，用于确定命令是否可以执行。Execute是一个执行命令的函数，当CanExecute返回true时，Execute将被调用。

这种设计模式使得你可以在不改变视图模型的情况下，更改命令的处理逻辑，提高了代码的可维护性和可重用性。

简单来说就是RelayCommand是ICommand接口的一个常见实现，它允许你将Execute和CanExecute的逻辑定义为委托，从而实现对命令的灵活处理。

RelayCommand类中定义两个委托：

 private Action<object> _Excute { get; set; }
 private Predicate<object> _CanExcute { get; set; }

Action<object>是一个委托，它封装了一个接受单个参数并且没有返回值的方法。这个参数的类型是object。

对应于这一部分： 

  public void Execute(object? parameter)
  {
      _Excute(parameter);
  }

Predicate<object>是一个委托，它封装了一个接受单个参数并返回一个bool值的方法。这个参数的类型是object。

public bool CanExecute(object? parameter)
{
    return _CanExcute(parameter);
}

其RelayCommand构造函数：

 public RelayCommand(Action<object> ExcuteMethod, Predicate<object> CanExcuteMeth)
 {
     _Excute = ExcuteMethod;
     _CanExcute = CanExcuteMeth;
 }

然后说一下ViewModel

ViewModel是一个抽象，它代表了View的状态和行为。ViewModel包含了View所需的数据，并提供了命令以响应View上的用户操作。ViewModel不知道View的具体实现，它只知道如何提供View所需的状态和行为。 

ViewModel的主要职责包括：

  • 数据绑定：ViewModel提供了View所需的数据。这些数据通常是以属性的形式提供的，当这些属性的值改变时，ViewModel会通过实现INotifyPropertyChanged接口来通知View。
  • 命令绑定：ViewModel提供了命令以响应View上的用户操作。这些命令通常是以ICommand接口的实现的形式提供的。
  • 视图逻辑：ViewModel包含了View的逻辑，例如，决定何时显示或隐藏某个元素，何时启用或禁用某个按钮等。

新建一个ViewModel文件夹，在该文件夹中新建一个MainViewModel类：
 

public class MainViewModel
{
    public ObservableCollection<User> Users { get; set; }
    public ICommand AddUserCommand { get; set; }
    public string? Name { get; set; }
    public string? Email { get; set; }

    public MainViewModel()
    {
        Users = UserManager.GetUsers();
        AddUserCommand = new RelayCommand(AddUser, CanAddUser);
    }

    private bool CanAddUser(object obj)
    {
        return true;
    }

    private void AddUser(object obj)
    {
        User user = new User();
        user.Name = Name;
        user.Email = Email;
        UserManager.AddUser(user);
    }
}

 View与ViewModel之间的关系:

                                                                       VVM关系图

首先最重要的就是数据绑定,现在View的xaml如下：

<Window
    x:Class="demo11_1.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:local="clr-namespace:demo11_1"
    xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
    Title="MainWindow"
    Width="800"
    Height="450"
    mc:Ignorable="d">
    <StackPanel>
        <ToolBar>
            <Label Content="name:" />
            <TextBox Width="60" Text="{Binding Name}" />
            <Label Content="email:" />
            <TextBox Width="120" Text="{Binding Email}" />

            <Button
                Width="150"
                Command="{Binding AddUserCommand}"
                Content="Add" />
        </ToolBar>
        <StackPanel>
            <DataGrid ItemsSource="{Binding Users}" />
        </StackPanel>
    </StackPanel>
</Window>

cs如下：

 public partial class MainWindow : Window
 {
     public MainWindow()
     {
         InitializeComponent();
         MainViewModel mainViewModel = new MainViewModel();
         this.DataContext = mainViewModel;
         
     }
 }

  下图这几处为数据绑定，对应VVM关系图的DataBindings流程。

下图为命令绑定，对应于关系图的Commands,

如此便实现了与事件驱动一样的添加效果。

但是VVM关系图中的Send Notifications还没有体现，Send Notifications表示ViewModel中的更改会通知View。

现在我们来以一个例子说明一下Send Notifications是如何实现的。

在MainViewModel中添加一个测试命令： public ICommand AddUserCommand { get; set; }

构造函数添加如下：  TestCommand = new Commands.RelayCommand(Test, CanTest);

需要的方法如下：

 private bool CanTest(object obj)
 {
     return true;
 }
 private void Test(object obj)
 {
     Name = "demo";
     Email = "[email protected]";
 }

前台xaml代码加入： <Button Content="测试"    Command="{Binding TestCommand }"></Button>

 现在去deubg，我们会发现没有成功，原因是我们的ViewModel没有实现INotifyPropertyChanged接口。

在WPF中，INotifyPropertyChanged接口用于实现数据绑定中的属性更改通知。当绑定到UI元素的数据源中的属性值发生更改时，INotifyPropertyChanged接口可以通知UI元素更新。

INotifyPropertyChanged接口只定义了一个事件：PropertyChanged。当属性值发生更改时，应触发此事件。事件参数PropertyChangedEventArgs包含更改的属性的名称。

现在我们的MainViewModel实现一下INotifyPropertyChanged接口，如下所示：

 public class MainViewModel : INotifyPropertyChanged
 {
     public ObservableCollection<User> Users { get; set; }
     public ICommand AddUserCommand { get; set; }
     public ICommand TestCommand { get; set; }

     private string? _name;
     public string? Name
     {
         get { return _name; }
         set
         {
             if (_name != value)
             {
                 _name = value;
                 OnPropertyChanged(nameof(Name));
             }
         }
     }

     private string? _email;
     public string? Email
     {
         get { return _email; }
         set
         {
             if (_email != value)
             {
                 _email = value;
                 OnPropertyChanged(nameof(Email));
             }
         }
     }

     public MainViewModel()
     {
         Users = UserManager.GetUsers();
         AddUserCommand = new RelayCommand(AddUser, CanAddUser);
         TestCommand = new RelayCommand(Test, CanTest);
     }

     private bool CanTest(object obj)
     {
         return true;
     }

     private void Test(object obj)
     {
        Name = "demo";
        Email = "[email protected]";
     }

     private bool CanAddUser(object obj)
     {
         return true;
     }

     private void AddUser(object obj)
     {
         User user = new User();
         user.Name = Name;
         user.Email = Email;
         UserManager.AddUser(user);
     }

     public event PropertyChangedEventHandler? PropertyChanged;

     protected virtual void OnPropertyChanged(string propertyName)
     {
         PropertyChanged?.Invoke(this, new PropertyChangedEventArgs(propertyName));
     }
 }

如此，便可通知前台界面，消息框成功获取MainViewModel要发送的信息。


 

 此过程对应VVM图中的SendNotifications。

现在来说ViewModel—Model。

                                                                      VMM关系图 

Model（模型）：Model代表了业务逻辑和数据。它包含了应用程序中的数据和对数据的操作，例如，从数据库中获取数据，或者向数据库中添加数据。Model是独立于UI的，它不知道UI的存在。

ViewModel（视图模型）：ViewModel是Model和View之间的桥梁。它包含了View所需的数据（这些数据来自于Model），并提供了命令以响应View上的用户操作。ViewModel将Model的数据转换为View可以显示的数据，同时，它也将View上的用户操作转换为对Model的操作。

这个例子中我们的数据来源于Model文件夹下的User类与UserManager类，这里的send notifications 如何解释？

首先我们修改MainViewModel类的Test方法：

 private void Test(object obj)
 {
     Users[0].Name = "demo";
     Users[1].Email = "[email protected]";
     //Name = "demo";
     //Email = "[email protected]";
 }

发现现在并不会发送通知，实现View上的修改，这是因为User类并没有实现INotifyPropertyChanged接口，现在修改User类实现INotifyPropertyChanged接口：

public class User : INotifyPropertyChanged
{
    private string? _name;
    public string? Name
    {
        get { return _name; }
        set
        {
            if (_name != value)
            {
                _name = value;
                OnPropertyChanged(nameof(Name));
            }
        }
    }

    private string? _email;
    public string? Email
    {
        get { return _email; }
        set
        {
            if (_email != value)
            {
                _email = value;
                OnPropertyChanged(nameof(Email));
            }
        }
    }

    public event PropertyChangedEventHandler? PropertyChanged;

    protected virtual void OnPropertyChanged(string propertyName)
    {
        PropertyChanged?.Invoke(this, new PropertyChangedEventArgs(propertyName));
    }
}

如此便实现了通知，成功将表格中的小王修改为emo。

使用MVVM相关库请看这篇文章，使用MVVM相关库了解MVVM模式

悦读

道可道，非常道；名可名，非常名。 无名，天地之始，有名，万物之母。 故常无欲，以观其妙，常有欲，以观其徼。 此两者，同出而异名，同谓之玄，玄之又玄，众妙之门。

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