界面架构 - MVVM (Qt)

MVVM（Model-View-ViewModel）架构是一种旨在进一步分离界面和业务逻辑的设计模式，特别适合支持数据绑定的 UI 框架，如 Qt Quick（QML）。在 MVVM 架构中，主要包含以下三个部分：

• Model（模型）
  与其他架构类似，Model 层负责数据存储和业务逻辑处理。在本例中，Model 的逻辑非常简单，就是计算字符串的长度。通常我们可以把这部分逻辑直接集成到 ViewModel 中，或者在更复杂的项目中将其独立出来。

• View（视图）
  View 层负责界面展示和用户交互，通常只关心如何展示数据。通过数据绑定，View 可以自动响应 ViewModel 中数据的变化，而不需要手动更新界面。在 Qt Quick 中，View 通常由 QML 文件构成。

• ViewModel（视图模型）
  ViewModel 层充当了 Model 与 View 之间的中介，它暴露 View 所需的数据和操作（通常以属性和方法的形式），并负责处理用户的交互逻辑。通过 Q_PROPERTY 与信号机制，ViewModel 可以将 Model 的数据转换为 View 可直接绑定的形式，从而实现自动同步更新。

MVVM 的主要特点

• 数据绑定
  ViewModel 的属性与 View 通过数据绑定建立联系，当 ViewModel 中的数据发生变化时，View 会自动更新显示，减少了手动更新 UI 的代码。

• 彻底解耦
  ViewModel 不依赖于 View 的具体实现，降低了耦合度，使得业务逻辑更容易单独测试和维护。

• 增强的可测试性
  由于 ViewModel 是纯 C++ 类（或 QML 中的 JavaScript 对象），它可以独立于 UI 环境进行单元测试。

示例

示例功能

构建一个简单的应用，界面包含：

• QLineEdit：供用户输入字符串；
• QPushButton：当用户点击按钮时，计算 QLineEdit 中文本的字符数；
• QLabel：显示计算后的字符数。

我们将使用 Qt Quick（QML）构建 View，并使用 C++ 实现 ViewModel 类，将业务逻辑（计算字符串长度）封装在 ViewModel 中。

示例代码

ViewModel 类（C++）

定义一个 ViewModel 类，包含两个属性：

• inputText：用户输入的文本，支持读写；

• result：计算结果，只读属性。当用户点击按钮时，调用 ViewModel 的槽函数计算输入文本长度，并更新 result 属性。

// ViewModel.h
#ifndef VIEWMODEL_H
#define VIEWMODEL_H

#include <QObject>
#include <QString>

class ViewModel : public QObject
{
    Q_OBJECT
    Q_PROPERTY(QString inputText READ inputText WRITE setInputText NOTIFY inputTextChanged)
    Q_PROPERTY(QString result READ result NOTIFY resultChanged)

public:
    explicit ViewModel(QObject *parent = nullptr) : QObject(parent) {}

    QString inputText() const { return m_inputText; }
    void setInputText(const QString &text) {
        if (m_inputText != text) {
            m_inputText = text;
            emit inputTextChanged();
        }
    }

    QString result() const { return m_result; }

public slots:
    // 当按钮点击时调用此槽，计算输入文本长度
    void calculateLength() {
        int len = m_inputText.length();
        m_result = QString("长度：%1").arg(len);
        emit resultChanged();
    }

signals:
    void inputTextChanged();
    void resultChanged();

private:
    QString m_inputText;
    QString m_result;
};

#endif // VIEWMODEL_H

主函数入口（main.cpp）

在 main 函数中，我们创建 QGuiApplication 和 QQmlApplicationEngine，并将 ViewModel 实例通过上下文属性传递给 QML 层，供界面绑定和调用。

// main.cpp
#include <QGuiApplication>
#include <QQmlApplicationEngine>
#include <QQmlContext>
#include "ViewModel.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    QGuiApplication app(argc, argv);

    QQmlApplicationEngine engine;

    // 创建 ViewModel 实例
    ViewModel viewModel;
    // 将 ViewModel 注册到 QML 上下文中，名字为 "viewModel"
    engine.rootContext()->setContextProperty("viewModel", &viewModel);

    engine.load(QUrl(QStringLiteral("qrc:/main.qml")));
    if (engine.rootObjects().isEmpty())
        return -1;

    return app.exec();
}

QML 文件（main.qml）

// main.qml
import QtQuick 2.12
import QtQuick.Controls 2.12

ApplicationWindow {
    visible: true
    width: 300
    height: 200
    title: "MVVM 示例"

    Column {
        spacing: 10
        anchors.centerIn: parent

        TextField {
            id: inputField
            placeholderText: "请输入文本"
            text: viewModel.inputText
            onTextChanged: viewModel.inputText = text
        }

        Button {
            text: "计算长度"
            onClicked: viewModel.calculateLength()
        }

        Text {
            text: viewModel.result
            font.pointSize: 16
        }
    }
}

在 QML 中，我们构建一个简单的界面，包含一个 TextField、一个 Button 和一个 Text。

TextField 的文本与 viewModel.inputText 绑定；

Button 的点击事件调用 viewModel.calculateLength()；

Text 的显示内容绑定到 viewModel.result。

总结

在上述 MVVM 示例中：

• ViewModel 封装了业务逻辑（计算字符串长度），并通过 Q_PROPERTY 暴露输入文本（inputText）和计算结果（result）。当用户操作界面时，ViewModel 中的数据会更新，并通过信号通知 QML 自动刷新界面。

• View（QML 部分） 仅负责界面展示和用户交互，通过数据绑定与 ViewModel 建立联系。这样 View 完全不关心具体的业务逻辑，降低了耦合度。

• Model 部分在这个简单示例中直接内嵌在 ViewModel 中，但在更复杂的项目中，可以将业务逻辑和数据存储进一步独立出来。

这种架构充分利用了 QML 的数据绑定特性，使得界面和业务逻辑解耦，提升了代码的可维护性和可测试性。