WPF的MVVM模式核心架构与实现细节

MVVM 模式核心架构与实现细节

- [1. MVVM 模式回顾](#1. MVVM 模式回顾)
- [2. ViewModel 的职责与设计](#2. ViewModel 的职责与设计)
- - [2.1 状态管理](#2.1 状态管理)
  - [2.2 行为暴露](#2.2 行为暴露)
- [3. View 与 ViewModel 的连接](#3. View 与 ViewModel 的连接)
- - [3.1 DataContext 的设置](#3.1 DataContext 的设置)
  - [3.2 ViewModelLocator 模式](#3.2 ViewModelLocator 模式)
- [4. Model 的角色与实现](#4. Model 的角色与实现)
- [5. 服务层与依赖注入](#5. 服务层与依赖注入)
- - [5.1 服务层抽象](#5.1 服务层抽象)
  - [5.2 使用依赖注入容器](#5.2 使用依赖注入容器)
- [6. 综合实战：构建一个完整的 MVVM 应用](#6. 综合实战：构建一个完整的 MVVM 应用)
- [7. 总结](#7. 总结)

在前面的章节中，我们已经分别探讨了INotifyPropertyChanged和ICommand，它们是 MVVM（Model-View-ViewModel）模式的技术基石。本章将从更高层面整合这些知识，深入解析 MVVM 模式的核心架构思想，并展示如何构建一个结构清晰、可维护、可测试的 WPF 应用程序。

1. MVVM 模式回顾

MVVM 模式旨在将用户界面（View）的开发与业务逻辑和数据（Model）的开发分离，通过一个名为 ViewModel 的中间层来连接它们。

Model：负责应用程序的数据和业务逻辑。它不关心 UI，纯粹是业务领域的抽象。
View：负责界面的显示和用户的交互。它通过数据绑定与 ViewModel 交互，不包含任何业务逻辑。
ViewModel ：作为 View 和 Model 之间的桥梁，它负责从 Model 中获取数据，并将其转换为 View 可以显示的格式。同时，它也暴露命令（ICommand）来响应 View 中的用户交互。

这种分离带来了诸多好处：

可测试性：ViewModel 是纯 C#类，可以独立于 UI 进行单元测试。
可维护性：UI 设计和业务逻辑开发可以并行进行，代码职责清晰。
代码复用：ViewModel 可以在不同的 View 中复用。

2. ViewModel 的职责与设计

ViewModel 是 MVVM 模式的核心，其主要职责是状态管理和行为暴露。

2.1 状态管理

ViewModel 负责维护 View 所需的所有状态，并通过INotifyPropertyChanged通知 View 更新。

ViewModel 状态示例：

csharp 复制代码

public class UserProfileViewModel : ViewModelBase
{
    private string _userName;
    public string UserName
    {
        get => _userName;
        set => SetField(ref _userName, value);
    }

    private bool _isLoading;
    public bool IsLoading
    {
        get => _isLoading;
        set => SetField(ref _isLoading, value);
    }
}

2.2 行为暴露

ViewModel 通过ICommand接口向 View 暴露行为，而不是事件。

ViewModel 命令示例：

csharp 复制代码

public class UserProfileViewModel : ViewModelBase
{
    public ICommand SaveCommand { get; }
    public ICommand LoadProfileCommand { get; }

    public UserProfileViewModel()
    {
        SaveCommand = new RelayCommand(ExecuteSave, CanSave);
        LoadProfileCommand = new AsyncCommand(ExecuteLoadProfile);
    }

    private async Task ExecuteLoadProfile()
    {
        IsLoading = true;
        try
        {
            // 从服务加载数据
            var user = await _userService.GetUserAsync(CurrentUserId);
            UserName = user.Name;
        }
        finally
        {
            IsLoading = false;
        }
    }

    private void ExecuteSave()
    {
        // 保存逻辑
    }

    private bool CanSave()
    {
        return !string.IsNullOrWhiteSpace(UserName) && !IsLoading;
    }
}

3. View 与 ViewModel 的连接

View 通过DataContext属性与 ViewModel 建立连接。

3.1 DataContext 的设置

最直接的方式是在 View 的后台代码中设置：

csharp 复制代码

public partial class UserProfileView : Window
{
    public UserProfileView()
    {
        InitializeComponent();
        this.DataContext = new UserProfileViewModel();
    }
}

3.2 ViewModelLocator 模式

在大型应用中，为了更好地解耦和管理 ViewModel 的生命周期，通常采用 ViewModelLocator 模式，并结合依赖注入（DI）容器。

ViewModelLocator 示例：

csharp 复制代码

public class ViewModelLocator
{
    public IServiceProvider Services { get; }

    public ViewModelLocator()
    {
        var services = new ServiceCollection();

        // 注册服务
        services.AddSingleton<IUserService, MockUserService>();

        // 注册ViewModel
        services.AddTransient<UserProfileViewModel>();

        Services = services.BuildServiceProvider();
    }

    public UserProfileViewModel UserProfile => Services.GetRequiredService<UserProfileViewModel>();
}

在App.xaml中声明 Locator：

xml 复制代码

<Application.Resources>
    <local:ViewModelLocator x:Key="Locator" />
</Application.Resources>

在 View 中设置DataContext：

xml 复制代码

<Window ...
        DataContext="{Binding Source={StaticResource Locator}, Path=UserProfile}">
</Window>

4. Model 的角色与实现

Model 是应用程序的领域模型，通常是简单的 POCO（Plain Old CLR Object）对象。

Model 示例：

csharp 复制代码

public class User
{
    public int Id { get; set; }
    public string Name { get; set; }
    public string Email { get; set; }
}

在某些需要双向绑定的场景中，Model 也可以实现INotifyPropertyChanged接口。

5. 服务层与依赖注入

为了保持 ViewModel 的纯粹性，所有与外部世界的交互（如数据库访问、API 调用）都应该抽象到服务层中。

5.1 服务层抽象

csharp 复制代码

public interface IUserService
{
    Task<User> GetUserAsync(int userId);
    Task SaveUserAsync(User user);
}

public class UserService : IUserService
{
    // 实现具体的数据库或API调用逻辑
}

5.2 使用依赖注入容器

通过构造函数将服务注入到 ViewModel 中，这使得 ViewModel 更易于测试。

csharp 复制代码

public class UserProfileViewModel : ViewModelBase
{
    private readonly IUserService _userService;

    public UserProfileViewModel(IUserService userService)
    {
        _userService = userService ?? throw new ArgumentNullException(nameof(userService));
        // ...
    }
}

6. 综合实战：构建一个完整的 MVVM 应用

结合以上概念，一个典型的 WPF MVVM 应用结构如下：

Views/：存放所有 Window 和 UserControl。
ViewModels/：存放所有 ViewModel 类。
Models/：存放领域模型。
Services/：存放服务接口和实现。
Infrastructure/ 或 Helpers/ ：存放RelayCommand、ViewModelBase等辅助类。
App.xaml.cs：配置依赖注入容器和 ViewModelLocator。

7. 总结

通过本章学习，我们应该掌握：

MVVM 模式的核心思想和三大组件的职责。
如何设计一个职责清晰的 ViewModel。
通过DataContext和 ViewModelLocator 模式连接 View 和 ViewModel。
使用服务层和依赖注入来解耦 ViewModel。

MVVM 模式是构建现代化 WPF 应用的标准。熟练掌握它，将极大地提升开发效率和代码质量。下一章，我们将探讨 WPF 中另一个强大的功能：值转换器（Value Converters）。