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  • 用C#实现MVC(Model View Control)模式介绍

    作者:Matthew Cochran December 12, 2005
    原文地址:http://www.c-sharpcorner.com/UploadFile/rmcochran/MVC_intro12122005162329PM/MVC_intro.aspx?ArticleID=448db537-f236-497d-a16b-46c5d1141e3f

    益处

        在我们的开发项目中使用MVC(Model-View-Control)模式的益处是,可以完全降低业务层和应用表示层的相互影响。此外,我们会有完全独立的对象来操作表示层。MVC在我们项目中提供的这种对象和层之间的独立,将使我们的维护变得更简单使我们的代码重用变得很容易(下面你将看到)。

        作为一般的习惯,我们知道我们希望保持最低的对象间的依赖,这样变化能够很容易的得到满足,而且我们可以重复使用我们辛辛苦苦写的代码。为了达到这个目的我们将遵循一般的原则“对接口编成,而不是对类”来使用MVC模式。

    我们的使命,如果我们选择接受它...

        我们被委任构建一个ACME 2000 Sports Car项目,我们的任务是做一个简单的Windows画面来显示汽车的方向和速度,使终端用户能够改变方向,加速或是减速。当然将会有范围的扩展。

        在ACME已经有了传言,如果我们的项目成功,我们最终还要为ACME 2 Pickup Truck 和ACME 1 Tricycle开发一个相似的接口。作为开发人员,我们也知道ACME管理团队最终将问“这样是很棒的,我们能够在我们的intranet上看到它?”所有的这些浮现在脑海中,我们想交付一个产品,使它能够容易的升级以便能够保证将来我们能够有饭吃。

        所以,同时我们决定“这是使用MVC的一个绝好情形”

    我们的构架概要

        好,现在我们知道我们要使用MVC,我们需要指出它的本质。通过我们的试验得出MVC的三个部分:Model,Control和View。在我们的系统中,Model就是我们的汽车,View就是我们的画面,Control将这两个部分联系起来。

     

        为了改变Model(我们的ACME 2000 sports car),我们需要使用Control。我们的Control将会产生给Model(我们的ACME 2000 sports car)的请求,和更新View,View就是我们的画面(UI)。

        这看起来很简单,但是这里产生了第一个要解决的问题:当终端用户想做一个对ACME 2000 sports car一个改变将会发生什么,比如说加速或是转向?他们将通过View(our windows form)用Control来提出一个变化的申请。

     

        现在我们就剩下一个未解决问题了。如果View没有必要的信息来显示Model的状态怎么办?我们需要再在我们的图中加入一个箭头:View将能申请Model的状态以便得到它要显示的相关状态信息。

     

        最后,我们的最终用户(司机)将会和我们的ACME Vehicle Control系统通过View来交互。如果他们想发出一个改变系统的申请,比如提高一点加速度,申请将会从View开始发出由Control处理。

        Control将会向Model申请改变并将必要的变化反映在View上。比如,如果一个蛮横的司机对ACME 2000 Sports Car做了一个"floor it"申请,而现在行驶的太快不能转向,那么Control将会拒绝这个申请并在View中通知,这样就防止了在交通拥挤是发生悲惨的连环相撞。

        Model (the ACME 2000 Sports Car) 将通知View 它的速度已经提高,而View也将做适当的更新。

        综上,这就是我们将构建的概要:


    开始:

        作为总是想的远一点的开发人员,我们想让我们的系统有一个长久并且良好的生命周期。这就是说能够进可能的准备好满足ACME的很多变化。为了做到这一点,我们知道要遵循两条原则...“保证你的类低耦合”,要达到这个目标,还要“对接口编程”。

        所以我们要做三个接口(正如你所猜测,一个Model接口,一个View接口,一个Control接口)。 

        经过很多调查研究,和与ACME人的费力咨询,我们得到了很多有关详细设计的信息。我们想确定我们可以设置的最大速度在前进,后退和转弯中。我们也需要能够加速,减速,左转和右转。我们的仪表盘必须显示当前的速度和方向。

        实现所有这些需求是非常苛刻的,但是我们确信我们能够做到...

        首先,我们考虑一下基本的项目。我们需要一些东西来表示方向和转动请求。我们做了两个枚举类型:AbsoluteDirection 和 RelativeDirection

    public enum AbsoluteDirection
    {
    North
    =0, East, South, West
    }

    public enum RelativeDirection
    {
    Right, Left, Back
    }

        下面来解决Control接口。我们知道Control需要将请求传递给Model,这些请求包括:Accelerate, Decelerate, 和 Turn。我们建立一个IVehicleControl接口,并加入适当的方法。

    public interface IVehicleControl
    {
    void Accelerate(int paramAmount);
    void Decelerate(int paramAmount);
    void Turn(RelativeDirection paramDirection); 
    }

        现在我们来整理Model接口。我们需要知道汽车的名字,速度,最大速度,最大倒退速度,最大转弯速度和方向。我们也需要加速,减速,转弯的函数。

    public interface IVehicleModel
    {
    string Namegetset;}
    int Speedgetset;}
    int MaxSpeedget;}
    int MaxTurnSpeedget;}
    int MaxReverseSpeed get;}
    AbsoluteDirection Direction
    {getset;}
    void Turn(RelativeDirection paramDirection);
    void Accelerate(int paramAmount);
    void Decelerate(int paramAmount);
    }

        最后,我们来整理View接口。我们知道View需要暴露出Control的一些机能,比如允许或禁止加速,减速和转弯申请。

    public interface IVehicleView
    {
    void DisableAcceleration();
    void EnableAcceleration();
    void DisableDeceleration();
    void EnableDeceleration();
    void DisableTurning();
    void EnableTurning();
    }

        现在我们需要做一些微调使我们的这些接口能够互相作用。首先,任何一个Control都需要知道它的View和Model,所以在我们的IvehicleControl接口中加入两个函数:"SetModel" 和"SetView"

    public interface IVehicleControl
    {
    void RequestAccelerate(int paramAmount);
    void RequestDecelerate(int paramAmount);
    void RequestTurn(RelativeDirection paramDirection); 
    void SetModel(IVehicleModel paramAuto);
    void SetView(IVehicleView paramView);
    }

        下一个部分比较巧妙。我们希望View知道Model中的变化。为了达到这个目的,我们使用观察者模式。

        为了实施观察者模式,我们需要将下面的函数加入到Model(被View观察):AddObserver, RemoveObserver, 和 NotifyObservers

    public interface IVehicleModel
    {
    string Namegetset;}
    int Speedgetset;}
    int MaxSpeedget;}
    int MaxTurnSpeedget;}
    int MaxReverseSpeed get;}
    AbsoluteDirection Direction
    {getset;}
    void Turn(RelativeDirection paramDirection);
    void Accelerate(int paramAmount);
    void Decelerate(int paramAmount);
    void AddObserver(IVehicleView paramView);
    void RemoveObserver(IVehicleView paramView);
    void NotifyObservers();
    }
     

    ...并且将下面的函数加入到View(被Model观察)中。这样做的目的是Model会有一个View的引用。当Model发生变化时,将会调用NotifyObservers()方法,传入一个对其自身的引用并调用Update()通知View这个变化。

    public class IVehicleView
    {
    void DisableAcceleration();
    void EnableAcceleration();
    void DisableDeceleration();
    void EnableDeceleration();
    void DisableTurning();
    void EnableTurning();
    void Update(IVehicleModel paramModel);
    }

        这样我们就将我们的接口联系起来了。在下面的代码中我们只需要引用我们这些接口,这样就保证了我们代码的低耦合。任何显示汽车状态的用户界面都需要实现IVehicleView,我们所有的ACME都需要实现IVehicleModel,并且我们需要为我们的ACME汽车制作Controls,这些Control将实现IVehicleControl接口。

    下一步...在common中都需要什么

        我们知道所有的汽车都做相同的动作,所以我们接下来做一个基于“骨架”的共有的代码来处理这些操作。这是一个抽象类,因为我们不希望任何人在“骨架”上开车(抽象类是不能被实例化的)。我们称其为Automobile。我们将用一个ArrayList (from System.Collections)来保持跟踪所有感兴趣的Views(记住观察者模式了吗?)。我们也可以用老式的数组来记录对IVehicleView的引用,但是现在我们已经很累了想快点结束这篇文章。如果你感兴趣,看一下在观察者模式中AddObserver, RemoveObserver, NotifyObservers,这些函数是怎样和IVehicleView互相作用的。任何时间当有速度或方向变化时,Automobile通知所有的IVehicleViews

    public abstract class Automobile: IVehicleModel
    {
    "Declarations " "Declarations "
    private ArrayList aList = new ArrayList();
    private int mintSpeed = 0;
    private int mintMaxSpeed = 0;
    private int mintMaxTurnSpeed = 0;
    private int mintMaxReverseSpeed = 0;
    private AbsoluteDirection mDirection = AbsoluteDirection.North;
    private string mstrName = "";
    #endregion

    "Constructor" "Constructor"
    public Automobile(int paramMaxSpeed, int paramMaxTurnSpeed, int paramMaxReverseSpeed, string paramName)
    {
    this.mintMaxSpeed = paramMaxSpeed;
    this.mintMaxTurnSpeed = paramMaxTurnSpeed;
    this.mintMaxReverseSpeed = paramMaxReverseSpeed;
    this.mstrName = paramName;
    }

    #endregion
    "IVehicleModel Members" "IVehicleModel Members"
    public void AddObserver(IVehicleView paramView)
    {
    aList.Add(paramView);
    }

    public void RemoveObserver(IVehicleView paramView)
    {
    aList.Remove(paramView);
    }

    public void NotifyObservers()
    {
    foreach(IVehicleView view in aList)
    {
    view.Update(
    this);
    }

    }

    public string Name
    {
    get
    {
    return this.mstrName;
    }

    set
    {
    this.mstrName = value;
    }

    }

    public int Speed
    {
    get
    {
    return this.mintSpeed;
    }

    }

    public int MaxSpeed
    {
    get
    {
    return this.mintMaxSpeed;
    }

    }

    public int MaxTurnSpeed
    {
    get
    {
    return this.mintMaxTurnSpeed;
    }

    }

    public int MaxReverseSpeed
    {
    get
    {
    return this.mintMaxReverseSpeed;
    }

    }

    public AbsoluteDirection Direction
    {
    get
    {
    return this.mDirection;
    }

    }

    public void Turn(RelativeDirection paramDirection)
    {
    AbsoluteDirection newDirection;
    switch(paramDirection)
    {
    case RelativeDirection.Right:
    newDirection 
    = (AbsoluteDirection)((int)(this.mDirection + 1%4);
    break;
    case RelativeDirection.Left:
    newDirection 
    = (AbsoluteDirection)((int)(this.mDirection + 3%4);
    break;
    case RelativeDirection.Back:
    newDirection 
    = (AbsoluteDirection)((int)(this.mDirection + 2%4);
    break;
    default:
    newDirection 
    = AbsoluteDirection.North;
    break;
    }

    this.mDirection = newDirection;
    this.NotifyObservers();
    }

    public void Accelerate(int paramAmount)
    {
    this.mintSpeed += paramAmount;
    if(mintSpeed >= this.mintMaxSpeed) mintSpeed = mintMaxSpeed;
    this.NotifyObservers();
    }

    public void Decelerate(int paramAmount)
    {
    this.mintSpeed -= paramAmount;
    if(mintSpeed <= this.mintMaxReverseSpeed) mintSpeed = mintMaxReverseSpeed;
    this.NotifyObservers();
    }

    #endregion
    }


     

    最后但不是至少

        现在我们的"ACME Framework"已经做好了,我们只需要设立有形的类和接口。首先让我们看看最后两个类:ControlModel...

        这里我们有形的AutomobileControl实现IVehicleControl接口。我们的AutomobileControl也将设置View来依赖Model 的状态(当有向Model的申请时检测SetView方法)。

        注意,我们只是有对IVehicleModel的引用(而不是抽象类Automobile )和对IVehicleView的引用(而不是具体的View),这样保证对象间的低耦合。

    public class AutomobileControl: IVehicleControl
    {
    private IVehicleModel Model;
    private IVehicleView View;
    public AutomobileControl(IVehicleModel paramModel, IVehicleView paramView)
    {
    this.Model = paramModel;
    this.View = paramView;
    }

    public AutomobileControl()
    {
    }

    IVehicleControl Members IVehicleControl Members
    public void SetModel(IVehicleModel paramModel)
    {
    this.Model = paramModel;
    }

    public void SetView(IVehicleView paramView)
    {
    this.View = paramView;
    }

    public void RequestAccelerate(int paramAmount)
    {
    if(Model != null)
    {
    Model.Accelerate(paramAmount);
    if(View != null) SetView();
    }

    }

    public void RequestDecelerate(int paramAmount)
    {
    if(Model != null)
    {
    Model.Decelerate(paramAmount);
    if(View != null) SetView();
    }

    }

    public void RequestTurn(RelativeDirection paramDirection)
    {
    if(Model != null)
    {
    Model.Turn(paramDirection);
    if(View != null) SetView();
    }

    }

    #endregion

    public void SetView()
    {
    if(Model.Speed >= Model.MaxSpeed)
    {
    View.DisableAcceleration();
    View.EnableDeceleration();
    }

    else if(Model.Speed <= Model.MaxReverseSpeed)
    {
    View.DisableDeceleration();
    View.EnableAcceleration();
    }

    else
    {
    View.EnableAcceleration();
    View.EnableDeceleration();
    }

    if(Model.Speed >= Model.MaxTurnSpeed)
    {
    View.DisableTurning();
    }

    else
    {
    View.EnableTurning();
    }

    }

    }

        这里是我们的ACME200SportsCar类(从抽象类Automobile继承,实现了IVehicleModel接口):

    public class ACME2000SportsCar:Automobile
    {
    public ACME2000SportsCar(string paramName):base(25040-20, paramName){}
    public ACME2000SportsCar(string paramName, int paramMaxSpeed, int paramMaxTurnSpeed, int paramMaxReverseSpeed):
    base(paramMaxSpeed, paramMaxTurnSpeed, paramMaxReverseSpeed, paramName){}
    }

    现在轮到我们的View了...

        现在终于开始建立我们MVC最后一个部分了...View

        我们要建立一个AutoView来实现IVehicleView接口。这个AutoView将会有对Control和Model接口的引用。

    public class AutoView : System.Windows.Forms.UserControl, IVehicleView

    private IVehicleControl Control = new ACME.AutomobileControl(); 
    private IVehicleModel Model = new ACME.ACME2000SportsCar("Speedy");
    }
     

          我们也需要将所有的东西包装在UserControl的构造函数中。

    public AutoView()
    {
    // This call is required by the Windows.Forms Form Designer.
    InitializeComponent();
    WireUp(Control, Model);
    }

    public void WireUp(IVehicleControl paramControl, IVehicleModel paramModel)
    {
    // If we're switching Models, don't keep watching
    // the old one! 
    if(Model != null)
    {
    Model.RemoveObserver(
    this);
    }

    Model 
    = paramModel;
    Control 
    = paramControl;
    Control.SetModel(Model);
    Control.SetView(
    this);
    Model.AddObserver(
    this);
    }

          下面,加入我们的Button和一个label来显示ACME2000 Sports Car的状态还有状态条用来为所有的Buttons来显示编码。

    private void btnAccelerate_Click(object sender, System.EventArgs e)
    {
    Control.RequestAccelerate(
    int.Parse(this.txtAmount.Text));
    }

    private void btnDecelerate_Click(object sender, System.EventArgs e)
    {
    Control.RequestDecelerate(
    int.Parse(this.txtAmount.Text));
    }

    private void btnLeft_Click(object sender, System.EventArgs e)
    {
    Control.RequestTurn(RelativeDirection.Left);
    }

    private void btnRight_Click(object sender, System.EventArgs e)
    {
    Control.RequestTurn(RelativeDirection.Right);
    }

          加入一个方法来更新接口...

    public void UpdateInterface(IVehicleModel auto)
    {
    this.label1.Text = auto.Name + " heading " + auto.Direction.ToString() + " at speed: " + auto.Speed.ToString();
    this.pBar.Value = (auto.Speed>0)? auto.Speed*100/auto.MaxSpeed : auto.Speed*100/auto.MaxReverseSpeed;
    }

         最后我们实现IVehicleView接口的方法。

    public void DisableAcceleration()
    {
    this.btnAccelerate.Enabled = false;
    }

    public void EnableAcceleration()
    {
    this.btnAccelerate.Enabled = true;
    }

    public void DisableDeceleration()
    {
    this.btnDecelerate.Enabled = false;
    }

    public void EnableDeceleration()
    {
    this.btnDecelerate.Enabled = true;
    }

    public void DisableTurning()
    {
    this.btnRight.Enabled = this.btnLeft.Enabled = false;
    }

    public void EnableTurning()
    {
    this.btnRight.Enabled = this.btnLeft.Enabled = true;
    }

    public void Update(IVehicleModel paramModel)
    {
    this.UpdateInterface(paramModel);
    }

     

    我们终于结束了!!!

           现在我们可以来测试ACME2000 Sports Car了。一切按计划进行,然后我们找到ACME的主管人员,但他想要开一个载货卡车而不是运动车。

           幸运的是我们用的是MVC!我们需要做的所有工作就是建立一个新的ACMETruck类,包装一下,完事!

    public class ACME2000Truck: Automobile
    {
    public ACME2000Truck(string paramName):base(8025-12, paramName){}
    public ACME2000Truck(string paramName, int paramMaxSpeed, int paramMaxTurnSpeed, int paramMaxReverseSpeed):
    base(paramMaxSpeed, paramMaxTurnSpeed, paramMaxReverseSpeed, paramName){} 
    }

          在AutoView中,我们只需要建立卡车包装一下!

    private void btnBuildNew_Click(object sender, System.EventArgs e)
    {
    this.autoView1.WireUp(new ACME.AutomobileControl(), new ACME.ACME2000Truck(this.txtName.Text));
    }

            如果我们想要一个新Control只允许我们来每次加速或减速最大5mph,小意思!做一个SlowPokeControl(和我们的AutoControl相同,但是在申请加速度中做了限制)。

    public void RequestAccelerate(int paramAmount)
    {
    if(Model != null)
    {
    int amount = paramAmount;
    if(amount > 5) amount = 5;
    Model.Accelerate(amount);
    if(View != null) SetView();
    }

    }

    public void RequestDecelerate(int paramAmount)
    {
    if(Model != null)
    {
    int amount = paramAmount;
    if(amount > 5) amount = 5;
    Model.Accelerate(amount);
    Model.Decelerate(amount);
    if(View != null) SetView();
    }

    }


           如果我们想让我们的ACME2000 Truck变得迟钝,只需要在AutoView中包装。

    private void btnBuildNew_Click(object sender, System.EventArgs e)
    {
    this.autoView1.WireUp(new ACME.SlowPokeControl(), new ACME.ACME2000Truck(this.txtName.Text));
    }

          最后,如果我们需要一个在web上的接口,我们要做的所有工作就是建立一个Web项目在UserControl中实现IVehicleView接口。
     

    结论

            正如你所看到的,使用MVC来构建代码控制接口耦合性很低,很容易适应需求的改变。它也能使变化的影响减小,而且你可以在任何地方重用你的虚函数和接口。有很多时候我们可以在我们的项目中实现伸缩性,特别是在那些需求变化的时候,但是这需要下次再说了。

            于此同时,做下一个项目的时候记住MVC...你不会感到遗憾!

            Happy Driving.

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