C# 面试问题高级：050 - 什么是MVVM（Model-View-ViewModel）设计模式 ？

在现代软件开发中，用户界面（UI）的设计和实现变得越来越复杂。为了更好地分离关注点、提高代码的可维护性和测试性，许多设计模式应运而生。MVVM（Model-View-ViewModel）是其中一种非常流行的设计模式，特别适用于使用数据绑定技术的应用程序。

什么是 MVVM？

定义

MVVM（Model-View-ViewModel）是一种架构设计模式，用于简化用户界面（UI）的开发。它将应用程序分为三个主要部分：

1. Model：负责处理业务逻辑和数据存储。
2. View：负责显示数据并与用户交互。
3. ViewModel：作为中介，负责将 Model 中的数据转换为 View 可以使用的格式，并处理来自 View 的用户输入。

基本概念

1. Model：包含应用程序的核心业务逻辑和数据存储。它可以是数据库访问层、Web API 客户端或其他数据源。
2. View：负责呈现数据并处理用户输入。它是用户与应用程序交互的主要界面。
3. ViewModel：作为中介，负责将 Model 中的数据转换为 View 可以使用的格式，并处理来自 View 的用户输入。它通常包含命令（Command）和属性（Property），以便与 View 进行双向数据绑定。

示例场景

假设我们需要开发一个简单的待办事项应用程序，允许用户添加、删除和查看待办事项。我们可以使用 MVVM 模式来实现这个应用程序，从而更好地分离关注点，提高代码的可维护性和测试性。

MVVM 的实现

下面我们将通过一个具体的例子来展示如何在 C# 中实现 MVVM 设计模式。

创建 Model 类

首先，我们定义一个简单的待办事项模型类 TodoItem，用于表示待办事项的信息。

// TodoItem.cs
public class TodoItem
{
    public int Id { get; set; }
    public string Title { get; set; }
    public bool IsCompleted { get; set; }

    public TodoItem(int id, string title, bool isCompleted)
    {
        Id = id;
        Title = title;
        IsCompleted = isCompleted;
    }

    public override string ToString()
    {
        return $"Id: {Id}, Title: {Title}, IsCompleted: {IsCompleted}";
    }
}

创建 ViewModel 类

接下来，我们创建一个 TodoViewModel 类，作为中介，负责将 Model 中的数据转换为 View 可以使用的格式，并处理来自 View 的用户输入。

// TodoViewModel.cs
using System.Collections.ObjectModel;
using System.ComponentModel;
using System.Runtime.CompilerServices;

public class TodoViewModel : INotifyPropertyChanged
{
    private ObservableCollection todoItems;
    private string newTodoTitle;

    public event PropertyChangedEventHandler PropertyChanged;

    // 使用属性通知机制，当属性值发生变化时通知视图更新
    protected void OnPropertyChanged([CallerMemberName] string propertyName = null)
    {
        PropertyChanged?.Invoke(this, new PropertyChangedEventArgs(propertyName));
    }

    public ObservableCollection TodoItems
    {
        get => todoItems;
        set
        {
            todoItems = value;
            OnPropertyChanged();
        }
    }

    public string NewTodoTitle
    {
        get => newTodoTitle;
        set
        {
            newTodoTitle = value;
            OnPropertyChanged();
        }
    }

    public TodoViewModel()
    {
        TodoItems = new ObservableCollection();
    }

    // 添加待办事项命令
    public void AddTodoItem()
    {
        if (!string.IsNullOrWhiteSpace(NewTodoTitle))
        {
            var newItem = new TodoItem(TodoItems.Count + 1, NewTodoTitle, false);
            TodoItems.Add(newItem);
            NewTodoTitle = string.Empty;
        }
    }

    // 删除待办事项命令
    public void RemoveTodoItem(TodoItem item)
    {
        TodoItems.Remove(item);
    }
}

创建 View 类

接下来，我们创建一个简单的 WPF 窗口 MainWindow.xaml，用于显示待办事项列表，并允许用户添加新的待办事项。

绑定 ViewModel 到 View

在 MainWindow.xaml.cs 中，我们将 TodoViewModel 绑定到 MainWindow。

// MainWindow.xaml.cs
using System.Windows;

namespace TodoApp
{
    public partial class MainWindow : Window
    {
        public MainWindow()
        {
            InitializeComponent();
            DataContext = new TodoViewModel(); // 设置数据上下文为 TodoViewModel 实例
        }
    }
}

执行结果

运行上述代码后，用户可以看到一个简单的待办事项应用程序窗口。用户可以在文本框中输入新的待办事项标题，并点击“Add Todo”按钮将其添加到列表中。每个待办事项旁边都有一个“Remove”按钮，可以删除对应的待办事项。

MVVM 的高级用法

为了更好地理解 MVVM 的高级用法，我们可以进一步扩展上面的例子，引入更多复杂的场景和功能。

使用 ICommand 接口

在 ViewModel 中，我们可以使用 ICommand 接口来实现命令绑定，使代码更加清晰和易于维护。

// RelayCommand.cs
using System;
using System.Windows.Input;

public class RelayCommand : ICommand
{
    private readonly Action