浅析 MVC Pattern

Posted 2021-05-01 DotNet学习专栏

一、前言

最近做CAD插件相关的工作，用到了一些模式，解决对应场景的问题。比如插件的运行实例上使用Singleton、实例内部使用了MVC(Strategy and Observer )。

针对CAD插件，插件可以在CAD运行过程中多次打开关闭，数据状态需要保持一致，数据联动，及多种UI布局模式。

1、Singleton 维持一个全局唯一实例，使得插件运行变得有“状态” 、提升插件的打开速度。

2、MVC 对程序结构进行解耦，方便不同UI进行数据互通、复用使用多种UI布局模式。

3、在这里本文主要针对MVC进行回顾。

代码链接：https://github.com/Shawn-china/MVCDemo.git

 

二、场景与模式

模式很多，场景各不同通常一个模式都对应一个特定场景，所以也就没有什么万能模式解决所有问题。从"Gang of Four" 总结23种设计模式之后，又不断有新的模式被总结出来。

比如：创建型模式中Singleton 维护一个全局唯一实例、Factory负责创建实例；行为型模式解决一些运行时问题；结构型模式适用模板类问题。

使用面向对象开一个应用程序除了满足功能需求，其次还要达到OO目标。代码层面可读、高内聚低耦合、复用易扩展维护等。

实现目标二可通过多种途径：遵循代码规范、使用模式、面向抽象、面向接口、使用组合等具体的方法。

一些常见的开发框架中也可以看到很多模式的影子， Vue.js中双向绑定使用观察者模式实现，Qt中Model/View 模式简化了UI和数据的“交互”，一些带发布订阅机制的第三方软件。

 

三、MVC

MVC是挪威计算机科学家：Trygve Mikkjel Heyerdahl Reenskaug，在1979年为GUI软件设计制定的模式。参考维基百科：https://en.wikipedia.org/wiki/Trygve_Reenskaug

MVC有三种类型的“对象”。

Model 应用程序数据，

View  应用程序UI，可以有多种体现形式如：winform、wpf、控制台、web页面等，

Controller定义了View对输入的处理方式。

当Model数据更改时，它将更新View。一个模型可以对应多个视图。

如下图示：

 

四、UML 类图

MVC有很多具体形式，可以view 先行也可以controller先行。在这里使用图一UML所描述的实现方式。注：本质上其实为 Observer 与 Strategy 复合模式。

 

 

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 图一

五、Code show

1、Model 实现一个数据监听 Observer，对数据数据对象进行监听，当数据变动可以通知订阅者。

public interface IModel { ArrayList DataObservers { get; set; }
 void RegisterObserver(IDataObserver concreteObserver, string key);
 void UnregisterObserver(IDataObserver concreteObserver);
 /// <summary> ///  /// </summary> /// <param name="baseObject">Base class containing an Id field and a Name field</param> /// <param name="key"></param> void GetData(BaseObject baseObject, string key); } IModel

public class ConcreteModel : IModel { public ArrayList DataObservers { get; set; } = new ArrayList();
 public void RegisterObserver(IDataObserver concreteObserver, string key) { if (!this.DataObservers.Contains(concreteObserver)) { this.DataObservers.Add(concreteObserver); } }
 public void UnregisterObserver(IDataObserver concreteObserver) { if (this.DataObservers.Contains(concreteObserver)) { this.DataObservers.Remove(concreteObserver); } }
 public void GetData(BaseObject baseObject, string key) { this.Notity(baseObject, key); }
 private void Notity(BaseObject baseObject, string key) { foreach (object item in this.DataObservers) { if (((IDataObserver)item).ObserverKeys.Contains(key)) { ((IDataObserver)item).Update(baseObject); } } } } ConcreteModel

2、view 包含一个Model 一个Controller  ，实现IDataObserver接口 。示例包含三个view : 1、ComboBox 2、TreeView 3、DataGridView

IDataObserver 数据观察者

public interface IDataObserver { List<string> ObserverKeys { get; set; }
 string SubscriptionKey { get; set; }
 void Update(object data); } IDataObserver

BaseRequest 作为所有view类的基类，包含一个Model 一个Controller

public class BaseRequest { public static IModel ConcreteModel; public static IController ConcreteController;
 public BaseRequest() { ConcreteModel = ConcreteModel ?? new ConcreteModel(); ConcreteController = ConcreteController ?? new ConcreteController(ConcreteModel); }
 public BaseRequest(IModel concreteModel, IController concreteController) { ConcreteModel = ConcreteModel ?? concreteModel; ConcreteController = ConcreteController ?? concreteController; } } BaseRequest

ComboBox ，被TreeView 和 DataGridView 观察 。

public class ConcreteComboxRequest : BaseRequest, IDataObserver { private readonly ComboBox _comboBox;
 public ConcreteComboxRequest(ComboBox comboBox) { this._comboBox = comboBox; this.IntializeView(); }
 public List<string> ObserverKeys { get; set; }
 public string SubscriptionKey { get; set; } = $"{nameof(ConcreteComboxRequest)}";
 public void Update(object data) { this._comboBox.DataSource = DataContainer.Schools; }
 private void IntializeView() { this._comboBox.DisplayMember = "Name"; this._comboBox.ValueMember = "Id"; this._comboBox.SelectedIndexChanged += this.cmb_SelectedValueChanged; }
 private void cmb_SelectedValueChanged(object sender, EventArgs e) { BaseObject baseObject = (BaseObject)this._comboBox.SelectedItem; ConcreteController.GetDatas(baseObject, this.SubscriptionKey); } } ConcreteComboxRequest

TreeView，注册到Model监听Observer中，观察ComboBox。同时被DataGridView 观察

public class ConcreteTreeviewRequest : BaseRequest, IDataObserver { private readonly TreeView _treeView;
 public ConcreteTreeviewRequest(TreeView treeView) { this._treeView = treeView; this.IntializeView(); }
 public List<string> ObserverKeys { get; set; } = new List<string> { $"{nameof(ConcreteComboxRequest)}" };
 public string SubscriptionKey { get; set; } = $"{nameof(ConcreteTreeviewRequest)}";
 public void Update(object data) { BaseObject baseObject = (BaseObject)data; this.InitializeTreeView(baseObject); }
 private void IntializeView() { foreach (string observerKey in this.ObserverKeys) { ConcreteModel.RegisterObserver(this, observerKey); }
 this._treeView.AfterSelect += this.treeView_SelectedValue; }
 private void InitializeTreeView(BaseObject baseObject) { this._treeView.Nodes.Clear(); List<Grade> grades = Grade.GetList(baseObject);
 foreach (Grade item in grades) { this.CreateTreeNode(null, item); } }
 private void treeView_SelectedValue(object sender, TreeViewEventArgs e) { TreeNode currentNode = this._treeView.SelectedNode;
 BaseObject baseObject = (BaseObject)currentNode.Tag;
 ConcreteController.GetDatas(baseObject, this.SubscriptionKey); }
 private TreeNode CreateTreeNode(TreeNode parentNode, BaseObject concreteData) { TreeNode treeNode = new TreeNode { Tag = concreteData, Name = concreteData.Id, Text = concreteData.Name };
 if (parentNode == null) { this._treeView.Nodes.Add(treeNode); } else { parentNode.Nodes.Add(treeNode); }
 return treeNode; } } ConcreteTreeviewRequest

DataGridView，，注册到Model监听Observer中，观察ComboBox、TreeView 。

public class ConcreteDataGridViewRequest : BaseRequest, IDataObserver { private readonly DataGridView _dataGridView;
 public ConcreteDataGridViewRequest(DataGridView dataGridView) { this._dataGridView = dataGridView; this.IntializeView(); }
 public List<string> ObserverKeys { get; set; } = new List<string> { $"{nameof(ConcreteTreeviewRequest)}", $"{nameof(ConcreteComboxRequest)}" };
 public string SubscriptionKey { get; set; } = $"{nameof(ConcreteDataGridViewRequest)}";
 public void Update(object data) { BaseObject baseObject = (BaseObject)data; this.InitializeDataGridView(baseObject); }
 private void InitializeDataGridView(BaseObject baseObject) { this._dataGridView.Columns.Clear(); List<Student> students = Student.GetList(baseObject);
 this._dataGridView.DataSource = students; }
 private void IntializeView() { foreach (string observerKey in this.ObserverKeys) { ConcreteModel.RegisterObserver(this, observerKey); }
 this._dataGridView.SelectionChanged += this.dataGridView_SelectionChanged; }
 private void dataGridView_SelectionChanged(object sender, EventArgs e) { // Do some business logic } } ConcreteDataGridViewRequest

3、Controller 包含一个 Model ,当某一view “主题”变化时，调用Model 通知对应的订阅对象。

  public interface IController { void GetDatas(BaseObject baseObject, string subscriberKey); } 

public class ConcreteController : IController { private readonly IModel _model;
 public ConcreteController(IModel model) { this._model = model; }
 public void GetDatas(BaseObject baseObject, string subscriberKey) { this._model.GetData(baseObject, subscriberKey); } } ConcreteController

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