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为什么要写这篇文章
笔者当前正在负责研究所中一个项目,这个项目基于.NET平台,初步拟采用C/S部署体系,所以选择了Windows Forms作为其UI。经过几此迭代,我们发现了一个问题:虽然业务逻辑已经封装到Services层中,但诸多的UI逻辑仍然弥漫在各个事件Listener中,使得UI显得臃肿不堪,并且存在诸多重复性代码。另外,需求提供方说,根据实际需要,不排除将部署结构改为B/S的可能性,甚至可能会要求此系统同时支持C/S和B/S两种部署方式。那么,如果保持目前将UI逻辑编码到Windows Forms中的方式,到时这些UI逻辑将无法复用,修改部署方式的代价很大。
为了解决以上两个问题,笔者和相关人员商量后,决定引入既有成熟模式,重新设计表示层的架构方式,并重构既有代码。
提到表示层(Presentation Layer)的模式,我想大家脑海中第一个闪过的很可能是经典的MVC(Model-View-Controller)。我最初也准备使用MVC,但经过分析和实验后,我发现MVC并不适合目前的情况,因为MVC的结构相对复杂,Model和View之间要实现一个Observer模式,并实现双向通信。这样重构起来Services层也必须修改。我并不想修改Services层,而且我想将View和Model彻底隔离,因为我个人并不喜欢View和Model直接通信的架构方式。最终,我选择了MVP(Model-View-Presenter)模式。
经过两天的重构和验证,目前已经将MVP正式引入项目的表示层,并且解决了上文提到的两个问题。在这期间,积累了少许关于在.NET平台上实践MVP的经验,在这里汇集成此文,和朋友们共享。
UI与P Logic
首先,我想先明确一下UI和P Logic的概念。
表示层可以拆分为两个部分:User Interface(简称UI)和Presentation Logic(简称P Logic)。
UI是系统与用户交互的界面性概念,它的职责有两个——接受用户的输入和向用户展示输出。UI应该是一个纯静态的概念,本身不应包含任何逻辑,而单纯是一个接受输入和展示输出的“外壳”。例如,一个不包含逻辑的Windows Form,一张不包含逻辑的页面,一个不包含逻辑的Flex界面,都属于UI。
P Logic是表示层应有的逻辑性内容。例如,某个文本内容不能为空,当某个事件发生时获取界面上哪些内容,这都属于P Logic。应该指出,P Logic应该是抽象于具体UI的,它的本质是逻辑,可以复用到任何与此逻辑相符的UI。
UI与P Logic之间的联系是事件,UI可以根据用户的动作触发各种事件,P Logic响应事件并执行相应的逻辑。P Logic对UI存在约束作用,P Logic规定一套UI契约,UI要根据契约实现,才能被相应的P Logic调用。
下图展示了UI与P Logic的结构及交互原理。
图1、UI与P Logic
Model-View-Presenter模式
MVP模式最早由Taligent的Mike Potel在《MVP: Model-View-Presenter The Taligent Programming Model for C++ and Java》(点击这里下载)一文中提出。MVP的提出主要是为了解决MVC模式中结构过于复杂和模型-视图耦合性过高的问题。MVP的核心思想是将UI分离成View,将P Logic分离成Presenter,而业务逻辑和领域相关逻辑都分离到Model中。View和Model完全解除耦合,不再像MVC中实现一个Observer模式,两者的通信则依靠Presenter进行。Presenter响应View接获的用户动作,并调用Model中的业务逻辑,最后将用户需要的信息返回给View。
下图直观表示了MVP模式:
图2、MVP模式
图2清楚地展示了MVP模式的几个特点:
1、View和Model完全解耦,两者不发生直接关联,通过Presenter进行通信。
2、Presenter并不是与具体的View耦合,而是和一个抽象的View Interface耦合,View Interface相当于一个契约,抽象出了对应View应实现的方法。只要实现了这个接口,任何View都可以与指定Presenter兼容,从而实现了P Logic的复用性和视图的无缝替换。
3、View在MVP里应该是一个“极瘦”的概念,最多也只能包含维护自身状态的逻辑,而其它逻辑都应实现在Presenter中。
总的来说,使用MVP模式可以得到以下两个收益:
1、将UI和P Logic两个关注点分离,得到更干净和单一的代码结构。
2、实现了P Logic的复用以及View的无缝替换。
在.NET平台上实现MVP模式
这一节通过一个示例程序展示在.NET平台上实现MVP的一种实践方法。本来想通过我目前负责的实际项目中的代码片段作为Demo,但这样做存在两个问题:一是这样做可能会违反学校的保密守则,二是这个项目应用了许多其他框架和模式,如通过Unity实现依赖注入,通过PostSharp实现AOP来负责异常处理和事务管理等,通过NHibernate实现的ORM等等,这样如果读者不了解系统整体架构就很难完全读懂代码片段,MVP模式不够突出。因此,我专门为这篇文章实现了一个Demo,其中的MVP实践方式与实际项目中是一致的,而且Demo规模小,排除了其他干扰,使得读者更容易理解其中的MVP实现方式。
这个简单的Demo运行效果如下:
图3、Demo界面
这个Demo的功能如下:这是一个简单的点餐软件。系统中存有餐厅所有菜品的信息,客户只需在界面右侧输入菜品名称和数量,单击“添加”按钮,菜品就会被添加到左侧点餐列表,并显示此菜品详细信息。如果所点菜品不存在则软件会给出提示。另外,在左侧已点餐品列表中右键单击某个条目,在弹出菜单中点击“删除”,则可将此菜品从列表删除。
下面分步骤介绍应用了MVP模式的实现方式。
第一步,解决方法及工程结构
这个Demo共有三个工程,MVPSimple.Model为Mock方式实现的Services,作为Model;MVPSimple.Presenters为Presenter工程,其中包括Presenter和View Interface;MVPSimple.WinUI为View的Windows Forms实现。
第二步,构建Mock方式的Services
因为重点在于表示层,所以这里的Services使用了Mock方式,并没有包含真正的业务领域逻辑。其中MVPSimple.Model工程里两个文件的代码如下:
FoodDto.cs:
using System;namespace MVPSimple.Model{ /// <summary> /// 表示菜品类别的枚举类型 /// </summary> public enum FoodType { 主菜 = 1, 汤 = 2, 甜品 = 3, } /// <summary> /// 菜品的Data Transfer Object /// </summary> public class FoodDto { /// <summary> /// ID,标识字段 /// </summary> public Int32 ID { get; set; } /// <summary> /// 菜品名称 /// </summary> public String Name { get; set; } /// <summary> /// 菜品类型 /// </summary> public FoodType Type { get; set; } /// <summary> /// 菜品价格 /// </summary> public Double Price { get; set; } /// <summary> /// 点菜数量 /// </summary> public Int32 Amount { get; set; } }}
FoodServices.cs:
using System;using System.Collections.Generic;namespace MVPSimple.Model{ /// <summary> /// 菜品Services的Mock实现 /// </summary> public class FoodServices { private IList<FoodDto> foodList = new List<FoodDto>(); /// <summary> /// 默认构造函数,初始化各个菜品 /// </summary> public FoodServices() { this.foodList.Add( new FoodDto() { ID = 1, Name = "牛排", Price = 60.00, Type = FoodType.主菜, } ); this.foodList.Add( new FoodDto() { ID = 2, Name = "法式蜗牛", Price = 120.00, Type = FoodType.主菜, } ); this.foodList.Add( new FoodDto() { ID = 3, Name = "水果沙拉", Price = 58.00, Type = FoodType.甜品, } ); this.foodList.Add( new FoodDto() { ID = 4, Name = "奶油红菜汤", Price = 15.00, Type = FoodType.汤, } ); this.foodList.Add( new FoodDto() { ID = 5, Name = "杂拌汤", Price = 20.00, Type = FoodType.汤, } ); } /// <summary> /// 按照菜品名称获取菜品详细信息 /// </summary> /// <param name="foodName">菜品名称</param> /// <returns>含有指定菜品信息的DTO</returns> public FoodDto GetFoodDetailByName(String foodName) { foreach (FoodDto f in this.foodList) { if (f.Name.Equals(foodName)) { return f; } } return new FoodDto() { ID = 0 }; } }}
第三步,通过View Interface规定View契约
如果想实现Presenter和View的交互和无缝替换,必须在它们之间规定一个契约。一般来说,每一张界面(注意是界面不是视图)都应该对应一个View接口,不过由于Demo只有一个页面,所以也只有一个View接口。
这里需要特别强调,View接口必须抽象于任何具体视图而服务于Presenter,所以,View接口中绝不能出现任何与具体视图相关的元素。例如,我们的Demo中是使用Windows Forms作为视图实现,但View接口中绝不可出现与Windows Forms相耦合的元素,如返回一个Winform的TextBox。因为如果这样做的话,使用其他技术实现的View就无法实现这个接口了,如使用Web Forms实现,而Web Forms是不可能返回一个Winform的TextBox的。
下面给出视图接口的代码。
IMainView.cs:
using System;using System.Collections.Generic;using MVPSimple.Model;namespace MVPSimple.Presenters{ /// <summary> /// MainView的接口,所有MainView必须实现此接口,此接口暴露给Presenter /// </summary> public interface IMainView { /// <summary> /// View上的菜品名称 /// </summary> String foodName { get; set; } /// <summary> /// View上点菜数量 /// </summary> Int32 Amount { get; set; } /// <summary> /// 判断某一菜品是否已经存在于点菜列表中 /// </summary> /// <param name="foodName">菜品名称</param> /// <returns>结果</returns> bool IsExistInList(String foodName); /// <summary> /// 将某一菜品加入点菜列表 /// </summary> /// <param name="food">菜品DTO</param> void AddFoodToList(FoodDto food); /// <summary> /// 将某一已点菜品从列表中移除 /// </summary> /// <param name="foodName">欲移除的菜品名称</param> void RemoveFoodFromList(String foodName); /// <summary> /// View显示提示信息给用户 /// </summary> /// <param name="message">信息内容</param> void ShowMessage(String message); /// <summary> /// View显示确认信息并返回结果 /// </summary> /// <param name="message">信息内容</param> /// <returns>用户回答是确定还是取消。True - 确定,False - 取消</returns> bool ShowConfirm(String message); }}
可以看到,IMainView抽象了如图3所示的界面,但又不包含任何与Windows Forms相耦合的元素,因此如果需要,以后完全可以使用Web Forms、WPF或SL等技术实现这个接口。
第四步,实现Presenter
上文说过,一个界面应该对应一个Presenter,这个Demo里只有一个界面,所以只有一个Presenter。Presenter仅于视图接口耦合,而并不和具体视图耦合,最好证据就是Presenter工程根本没有引用WinUI工程!代码如下:
MainPresenter.cs:
using System;using System.Collections.Generic;using MVPSimple.Model;namespace MVPSimple.Presenters{ /// <summary> /// MainView的Presenter /// </summary> public class MainPresenter { /// <summary> /// 当前关联View /// </summary> public IMainView View { get; set; } /// <summary> /// 默认构造函数,初始化View /// </summary> /// <param name="view">MainView对象</param> public MainPresenter(IMainView view) { View = view; } #region Acitons /// <summary> /// Action:将所点菜品增加到点菜列表 /// </summary> public void AddFoodAction() { if (String.IsNullOrEmpty(View.foodName)) { View.ShowMessage("请选输入菜品名称"); return; } if (View.Amount <= 0) { View.ShowMessage("点菜的份数至少要是一份"); return; } if (View.IsExistInList(View.foodName)) { View.ShowMessage(String.Format("菜品【{0}】已经在您的菜单中", View.foodName)); return; } FoodServices foodServ = new FoodServices(); FoodDto food = foodServ.GetFoodDetailByName(View.foodName); if (food.ID == 0) { View.ShowMessage(String.Format("抱歉,本餐厅没有菜品【{0}】",View.foodName)); return; } View.AddFoodToList(food); } /// <summary> /// Action:从点菜列表移除某一菜品 /// </summary> /// <param name="foodName">被移除菜品的名称</param> public void RemoveFoodAction(String foodName) { if (View.ShowConfirm("确定要删除吗?")) { View.RemoveFoodFromList(foodName); } } #endregion }}
第五步,实现View
这里我们使用Windows Forms实现View。如果朋友们有兴趣,完全可以自己试着用Web或WPF实现以下视图,同时可以验证P Logic的可复用性和视图无缝替换,亲身体验一下MVP模式的威力。Winform的View代码如下。
frmMain.cs:
using System;using System.Windows.Forms;using MVPSimple.Model;using MVPSimple.Presenters;namespace MVPSimple.WinUI{ /// <summary> /// MainView的Windows Forms实现 /// </summary> public partial class frmMain : Form, IMainView { /// <summary> /// 相关联的Presenter /// </summary> private MainPresenter presenter; /// <summary> /// 默认构造函数,初始化Presenter /// </summary> public frmMain() { InitializeComponent(); this.presenter = new MainPresenter(this); } #region IMainView Members /// <summary> /// View上的菜品名称 /// </summary> public String foodName { get { return this.tbFoodName.Text; } set { this.tbFoodName.Text = value; } } /// <summary> /// View上点菜数量 /// </summary> public Int32 Amount { get { return (Int32)this.tbAmount.Value; } set { this.tbAmount.Value = (Decimal)value; } } /// <summary> /// 判断某一菜品是否已经存在于点菜列表中 /// </summary> /// <param name="foodName">菜品名称</param> /// <returns>结果</returns> public bool IsExistInList(String foodName) { foreach (ListViewItem i in this.lvFoods.Items) { if (i.Text == foodName) { return true; } } return false; } /// <summary> /// 将某一菜品加入点菜列表 /// </summary> /// <param name="food">菜品DTO</param> public void AddFoodToList(FoodDto food) { ListViewItem item = new ListViewItem(); Double price = food.Price * (Double)this.tbAmount.Value; item.Text = food.Name; item.SubItems.Add(food.Type.ToString()); item.SubItems.Add(this.tbAmount.Value.ToString()); item.SubItems.Add(price.ToString()); this.lvFoods.Items.Add(item); } /// <summary> /// 将某一已点菜品从列表中移除 /// </summary> /// <param name="foodName">欲移除的菜品名称</param> public void RemoveFoodFromList(String foodName) { foreach (ListViewItem i in this.lvFoods.Items) { if (i.Text == foodName) { this.lvFoods.Items.Remove(i); } } } /// <summary> /// View显示提示信息给用户 /// </summary> /// <param name="message">信息内容</param> public void ShowMessage(String message) { MessageBox.Show(message, "信息", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Warning); } /// <summary> /// View显示确认信息并返回结果 /// </summary> /// <param name="message">信息内容</param> /// <returns>用户回答是确定还是取消。True - 确定,False - 取消</returns> public bool ShowConfirm(String message) { DialogResult result = MessageBox.Show(message, "确认", MessageBoxButtons.OKCancel, MessageBoxIcon.Question); return DialogResult.OK == result; } #endregion #region Event Listeners private void btnAdd_Click(object sender, EventArgs e) { this.presenter.AddFoodAction(); } private void miDeleteFood_Click(object sender, EventArgs e) { if (this.lvFoods.SelectedItems.Count != 0) { String foodName = this.lvFoods.SelectedItems[0].Text; this.presenter.RemoveFoodAction(foodName); } } #endregion }}
可以看到,使用了MVP后,View的代码变的非常干净整洁,以前充斥着厚重表示逻辑的事件Listener方法变得“瘦”了许多。
总结
这篇文章首先讨论表示层的组成,说明User Interface和Presentation Logic是表示层的两个重要组成部分,并分别说明了两者的作用及交互方式。接着讨论了MVP模式。最后,通过一个Demo展示了在.NET平台上实现MVP的一种实践方式。应该说,MVP很类似简化了MVC,MVP不但可以分离关注、使得代码变得干净整洁、并实现P Logic的复用,而且实现起来比MVC在结构上要简单很多。MVP是一种模式,本身有诸多实现方式,本文只是介绍了笔者使用的一种实践,朋友们也可以在此基础上摸索自己的实践。
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