MVC Pattern（Model View Controller）

定義

分為三個部分，模型(Model)包含核心功能和數據。視圖(View)展示訊息。控制器(Controller)處理使用者輸入。
View 和 Controller 共同構成使用者介面(UI)。變更–傳播機制確保了使用者介面和模型之間的一致性。

主要設計思想

一般來說修改使用者介面的機會往往大於修改業務邏輯的機會，在修改業務邏輯時不必變動使用者介面的代碼(關注點分離)。

因此需要把使用者介面和業務邏輯分離。
1.相同的訊息在不同介面有不同的顯示。
2.應用程式的顯示和行為必須立即反應數據的改變。
3.使用者介面應該易於改變。
4.可以移植使用者介面而不影響核心功能。

解決方案

MVC 將應用程序分為 3 個部份，輸入–處理–輸出。
Model 封裝了數據以及核心功能。
View 向使用者顯示訊息，View 從 Model 獲得數據，一個 Model 可能有多個 View。
每個 View 都有一個相關的 Controller，Controller 接受輸入，該輸入通常為外部輸入e.g.,滑鼠，鍵盤事件，
而事件被轉換為 Model 或 View 的請求。使用者僅透過 Controller 與系統交互。
MVC 的分離讓同一個 Model 可以有多個 View。如果使用者透過一個 View 的 Controller 去改變了 Model，那麼所有相依於該 Model 的 View 都應該反應這種變化。
因此一旦 Model 的數據發生變化，Model 要通報所有 View。而 View 從 Model 取得新數據並顯示變化。這可以透過 Observer Pattern 來達成。

結構

1.Model 包含核心功能，封裝相應數據並提供可存取數據的函式讓外部存取，這些數據讓View 來使用。
變更–傳播機制維護一個註冊表。所有的 View 和 Controller 註冊他們有關變更的待通知的需求。Model 狀態的改變觸發變更–傳播機制。
2.View 向使用者顯示訊息，不同的 View 用不同的方式呈現 Model 的訊息。
每個 View 定義一個被變更–播機制觸發的更新過程。當更新過程被調用時，View 就會從Model 取得並顯示新的數據。
初始化階段，所有的 View 都與 Model 相關，並向變更–傳播機制註冊。每個 View 將建立一個對應的 Controller。View 和 Controller 的關係是一對一的。
View 通常會提供讓 Controller 操作其顯示的功能。這對不影響 Model 狀態的動作是有必要的。如捲動畫面。
3.Controller 接受使用者的輸入事件，事件如何被發送到 Controller 是取決於使用者平台。Controller 接受事件後會轉發為對 View 或是 Model 的請求。
如果 Controller 的行為依賴於 Model，那麼 Controller 也必須向 Model 註冊自己並實現更新過程。

動態特性

1.初始化步驟：
建立 Model 實體，初始化 Model 內部數據。
建立 View 實體，需要取得 Model 的實體作為本身初始化參數。
View 加入 Model 的變更–傳佈機制。
View 初始化 Controller , View 向 Controller 的初始化過程傳入 Model 和其本身當作參數。
Controller 加入 Model 的變更–傳播機制。
應用程式開始處理輸入事件。
2.如何處理輸入：
Controller 接受使用者輸入並轉換事件，啟動 Model 的服務過程。
Model 執行請求並改變了內部數據。
Model 調用更新過程，通知所有註冊的 View 和 Controller。
每個有註冊的 View 向 Model 取得更新的數據並顯示。
每個有註冊的 Controller 向 Model 更新的數據並執行相對應動作。

實作：

步驟1～6為基本實現，步驟7～9為增加靈活的實用性。
1.建立 Model 實現核心功能。
除了核心功能外，Model 會持有 observer 的集合，以及加入和刪除 observer 方法。
最後加上通知所有的 observer 狀態更新的方法。

public class RandomModel
{
    private static final int RANDOM_NUMBER_MAX = 10000;
    private int mRandomNumber;
    private ArrayList<IObserver> mObservers = new ArrayList<IObserver>();
    public void rollOnce()
    {
        mRandomNumber = new Random().nextInt(RANDOM_NUMBER_MAX);
        notifyObservers();
    }
    public int getRandomNumber()
    {
        return mRandomNumber;
    }
    public void addObserver(IObserver observer)
    {
        mObservers.add(observer);
    }
    public void removeObserver(IObserver observer)
    {
        if(mObservers.contains(observer)){
            mObservers.remove(observer);
        }
    }
    private void notifyObservers()
    {
        int sizeOfObservers = mObservers.size();
        for (int i = 0; i < sizeOfObservers ; ++i) {
            mObservers.get(i).update(this);
        }
    }
}

2.實現變更–傳播機制
建立 observer 介面，observer 會有一個 update 方法，該方法會讓所有的 observer 子類別複寫。

public interface IObserver {
    public void update(RandomModel model);
}

3.建立 View
View 除了提供所有的可見元素之外，還必須實作 observer 介面並複寫 update 方法，在update 方法中藉由 Model 取得新數據以更新相關的可見元素。
另外在 View 的建構式中必須註冊變更–傳播機制，以及建立 Controller。

public class RandomView implements ActionListener, IObserver {
    private static final int VIEW_HEIGHT = 65;
    private static final int VIEW_WIDTH = 400;
    private static final String VIEW_TITLE = "RandomView";
    private static final String NAME_OF_ROLL_BUTTON = "Roll it";
    private RandomModel mRandomModel;
    private RandomController mRandomController;
    private JFrame mViewFrame;
    private JPanel mViewPanel;
    private JButton mButtonRollOnce;
    private JTextField mTextField;
    public RandomView(RandomModel randomModel) {
        mRandomModel = randomModel;
        mRandomModel.addObserver(this);
        mRandomController = new RandomController(mRandomModel,this);
        initLayoutComponents();
    }
    public void initLayoutComponents() {
        mViewPanel = new JPanel(new GridLayout());
        mViewFrame = new JFrame(VIEW_TITLE);
        mButtonRollOnce = new JButton(NAME_OF_ROLL_BUTTON);
        mButtonRollOnce.addActionListener(this);
        mTextField = new JTextField();
        mViewFrame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        mViewFrame.setSize(new Dimension(VIEW_WIDTH, VIEW_HEIGHT));
        mViewPanel.add(mButtonRollOnce);
        mViewPanel.add(mTextField);
        mViewFrame.add(mViewPanel);
        mViewFrame.setVisible(true);
    }
    @Override
    public void actionPerformed(ActionEvent event) {
        if (event.getSource() == mButtonRollOnce) {
            mRandomController.startRollOnce();
        }
    }
    @Override
    public void update(RandomModel model) {
        int randomNumber = model.getRandomNumber();
        mTextField.setText(String.valueOf(randomNumber));
        System.out.println("in RandomView update");
    }
}

4.實作 Controller
Controller 必須實作 observer 介面並複寫 update 方法。
Controller 會將使用者輸入轉換為對 Model 或是 View 的事件請求。

public class RandomController implements IObserver{
    private RandomModel mRandomModel;
    private RandomView mRandomView;
    public RandomController(RandomModel model, RandomView view){
        mRandomView = view;
        mRandomModel = model;
        mRandomModel.addObserver(this);
    }
    public void startRollOnce(){
        mRandomModel.rollOnce();
    }
    @Override
    public void update(RandomModel model) {
        System.out.println("in RandomController update");
    }
}

5.設計並實作 View 和 Controller 關係
通常 View 和 Controller 之間為一對一。

6.實現 MVC 的準備。

public class Main
{
    public static void main(String[] args){
        RandomModel randomModel = new RandomModel();
        RandomView randomView = new RandomView(randomModel);
        //otherView with tha same Model
        //OtherView otherView = new OtherView(RandomModel);
    }
}

7.建立動態 View
如果應用程序具有動態打開和關閉 View 的功能，那麼可以建立一個用來管理 View 的元件。

8.可更換 Controller
View 可支援更換不同的 Controller，這種情況通常是對同一個 View 的不同操作。
e.g.,預設的 Controller 予許使用者進行操作，但在一些情況下禁止使用者進行任何操作(read only)，為此可以在 View 中建立替換 Controller 的方法。

public void setController(OtherController controller){
        mRandomController = controller;
}

9.層次化 View 和 Controller
MVC 實現了可重用的 View 和 Controller，對於經常層次化使用的使用者接口元素(button, menu, editor)也是如此，
如果應用程序的使用者接口主要靠結合事先定義好的 View 對象來建立，那麼可以用組合模式來建立層次式靜態 View。
如果同時啟動多個 View，那麼可能就有好幾個 Controller 同時關心事件，如果事件以某種順序分配到所有的 Controller 來處理，可以使用責任鏈模式管理事件的委託。

變體

Document View Pattern
View 結合了 Controller 的任務，兩者合併 。

已知應用

MFC
ET++

效果

優點：
1.同一 Model 的多個 View
2.同步化 View
3.可更換的 View 和 Controller
缺點：
增加複雜性
View 和 Controller 的緊密連結
View 的效率可能低落