深入理解WPF中MVVM的设计思想

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发，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，随着项目的业务不断复杂化，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：

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）。
ViewModel(用户视图业务逻辑)，主要处理客户请求，以及数据呈现。
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。
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。
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：

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。
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，验证上述的理论知识，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>/// 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;}}
}