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 Name{ get; set;}
int Speed{ get; set;}
int MaxSpeed{ get;}
int MaxTurnSpeed{ get;}
int MaxReverseSpeed { get;}
AbsoluteDirection Direction{get; set;}
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 Name{ get; set;}
int Speed{ get; set;}
int MaxSpeed{ get;}
int MaxTurnSpeed{ get;}
int MaxReverseSpeed { get;}
AbsoluteDirection Direction{get; set;}
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, 和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 "#region "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"#region "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"#region "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：Control 和 Model...

    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#region 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(250, 40, -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(80, 25, -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.