MVC软件设计模式及QT的MVC架构

MVC软件设计模式及QT的MVC架构

引用

CSDN

1.

https://m.blog.csdn.net/weixin_62621696/article/details/140820523

MVC（Model-View-Controller）是一种经典的软件设计模式，广泛应用于现代应用程序开发中。本文将深入探讨MVC模式的思想、原理、组成部分，并详细介绍Qt框架中MVC的具体实现方式。通过本文，读者将能够理解MVC模式的核心概念，并掌握如何在Qt中应用MVC架构来开发高质量的用户界面。

引言

在现代软件开发中，MVC（Model-View-Controller）编程模式因其清晰的结构和高效的开发流程而广受青睐。MVC不仅促进了代码的组织和复用，还提高了应用程序的可扩展性和可维护性。本文将深入探讨MVC模式的思想、原理、组成部分、QT中的MVC以及实现简单示例。

一、MVC思想介绍

1.1 MCV模型概述

MVC是一种将应用程序分为三个核心部分的软件设计模式：模型（Model）、视图（View）和控制器（Controller）。这三个部分各自负责不同的职责，通过明确的接口相互通信，共同协作完成应用程序的功能。

• 模型（Model）：负责应用程序的数据和业务逻辑。它代表数据和业务规则，是应用程序的核心。模型接收输入数据，处理业务逻辑，然后返回处理结果。模型与数据库交互，封装了数据的访问逻辑。

• 视图（View）：负责数据的展示和用户界面的渲染。视图从模型接收数据，并将其以用户友好的方式呈现给用户。视图不处理业务逻辑，只是展示数据。

• 控制器（Controller）：作为模型和视图之间的桥梁，处理用户的输入，并调用模型和视图去完成用户的请求。控制器接收用户的输入（如点击按钮、提交表单等），决定使用哪个模型来处理请求，并选择合适的视图来展示结果。

1.2 Excel的处理数据

通过一个简单的例子来理解什么是MVC架构的思想。

以上是一个Excel表格有学生的成绩，在Excel应用中绘制其树状图和折线图。

当修改Excel表格中的数据，树状图和折线图也会随之更改。

简单来说：

模型（Model）：就是Excel表格的数据存储；

视图（View）：就是树状图和折线图的视图界面；

控制器（Controller）：就是处理输入，并更新模型和视图。

1.3 MVC模式的优势

1. 高内聚低耦合：MVC模式通过将应用程序的不同部分分离，降低了它们之间的耦合度，提高了模块的内聚性，使得修改和扩展变得更加容易。

2. 易于维护：由于MVC模式将应用程序的不同职责分配给不同的组件，因此当需要修改应用程序时，可以更容易地定位到需要修改的部分，而不会影响到其他部分。

3. 可重用性：模型和控制器可以被多个视图重用，提高了代码的重用性。

4. 清晰的分工：MVC模式明确了开发人员之间的分工，提高了开发效率。

二、QT中的MVC

在QT中的 控制器 Controller改了个单词 委托 Delegate，就只是简单改了个单词，性质的一样的。

1.1 模型（Model）

在Qt中，MVC（Model-View-Controller）架构的Model部分负责管理和存储数据，以及提供数据访问的接口。Qt框架提供了一系列的Model类来支持这种架构，这些类通常继承自
QAbstractItemModel
或它的子类。以下是一些关键的Qt Model类及其特点：

1. QAbstractItemModel

• 概述：这是所有模型类的基类，定义了模型必须实现的基本接口。由于它是一个抽象类，通常不直接使用，而是使用它的子类。

• 功能：提供了模型与视图之间进行数据交互的接口，如
  index()
  ,
  parent()
  ,
  rowCount()
  ,
  columnCount()
  等方法。

2. QStringListModel

• 概述：这是一个简单的模型类，用于存储和提供QString列表给视图。

• 特点：适用于需要在视图小部件（如
  QListView
  或
  QComboBox
  ）中显示许多字符串的简单情况。

• 使用场景：当应用程序需要从列表中显示一组字符串时，可以使用
  QStringListModel
  。

3. QStandardItemModel

• 概述：这是一个更通用的模型类，提供了用于存储和管理项目数据的标准方式。

• 特点：支持多维数据（行和列），可以包含不同类型的项（如文本、图标等）。

• 使用场景：适用于需要表格、列表或树形结构显示数据的复杂情况。

4. QSqlTableModel 和 QSqlQueryModel

• 概述：这两个类专门用于与数据库交互，将SQL查询的结果集作为模型数据。

• 特点：

• QSqlTableModel
  ：自动处理多个SQL查询，但通常适用于具有简单表结构的情况。

• QSqlQueryModel
  ：允许执行自定义的SQL查询，并将结果集映射为模型数据。

• 使用场景：当应用程序需要从数据库中检索数据并在视图中显示时，可以使用这些类。

5. QAbstractListModel

• 概述：这是一个一维列表模型的基类，提供了处理一维数据列表的接口。

• 特点：比
  QStringListModel
  更灵活，可以存储任何类型的数据项。

• 使用场景：当需要自定义一维列表模型时，可以继承
  QAbstractListModel
  。

6. QAbstractProxyModel

• 概述：这是一个代理模型的基类，用于对原始模型的数据进行转换（如排序、过滤等）。

• 子类：包括
  QSortFilterProxyModel
  （提供排序和过滤功能）和
  QIdentityProxyModel
  （不进行任何修改的代理）。

• 使用场景：当需要对模型数据进行排序、过滤或其他转换时，可以使用代理模型。

7. QStyledItemDelegate

• 概述：虽然
  QStyledItemDelegate
  不是直接的Model类，但它在MVC架构中扮演了重要角色，用于自定义视图中项的显示和编辑。

• 特点：支持样式表，允许轻松地定制渲染。

• 使用场景：当需要自定义视图中项的渲染方式时，可以继承
  QStyledItemDelegate
  。

Qt中的MVC Model类提供了丰富的接口和类来支持数据的存储、管理和显示。通过继承和使用这些类，开发者可以轻松地实现复杂的用户界面和数据交互逻辑。在选择Model类时，应根据应用程序的具体需求和数据的特性来决定。

1.2 视图（View）

在Qt中，MVC（Model-View-Controller）架构的View类负责数据的可视化展示，即将模型（Model）中的数据以图形界面的形式呈现给用户。Qt提供了一系列现成的View类，这些类都基于
QAbstractItemView
抽象基类，用于实现不同的数据展示方式。以下是对Qt中MVC的View类的详细介绍：

1. QAbstractItemView

• 作用：
  QAbstractItemView
  是所有视图类的抽象基类，它定义了视图类所需的基本接口和功能。

• 特点：

• 提供了视图的基本属性，如选择模式、滚动模式、拖拽支持等。

• 允许子类通过重写虚函数来自定义视图的行为。

Qt提供了几种具体的View类，以满足不同的数据展示需求：

2. QListView

• 作用：显示一个项目列表，每个项目占据一行。

• 特点：支持单选、多选等选择模式，可以通过设置不同的模式来改变用户的选择行为。

3. QTableView

• 作用：在表格中显示模型中的数据，每个数据项占据一个单元格。

• 特点：支持行选择、列选择或单元格选择，可以自定义表头、列宽、行高等。

• 功能：通过
  setAlternatingRowColors
  等函数可以设置表格的交替行颜色，提高可读性。

4. QTreeView

• 作用：在分层列表中显示模型数据项，通常用于展示具有层级关系的数据。

• 特点：支持展开/折叠节点，可以根据需要显示或隐藏子项。

5. 视图类的使用

• 设置模型：通过调用视图的
  setModel
  函数，将模型与视图关联起来。这样，视图就可以从模型中获取数据并进行展示了。

• 自定义视图：如果需要自定义视图的展示方式，可以通过继承
  QAbstractItemView
  或现有的视图类，并重写相关函数来实现。

• 处理用户交互：视图类提供了丰富的信号和槽机制，用于处理用户的交互操作，如选择项的改变、拖拽操作等。

Qt中的MVC架构中的View类提供了丰富的数据展示方式，通过继承
QAbstractItemView
或现有的视图类，并设置模型，可以轻松地实现数据的可视化展示。同时，视图类还提供了丰富的信号和槽机制，用于处理用户的交互操作。

1.3 委托（Delegate）

在Qt的MVC（Model-View-Controller）架构中，虽然Qt官方更偏向于使用Model-View架构（因为Qt没有直接实现一个完整的Controller层，但你可以通过其他方式如信号和槽机制来模拟Controller的行为），Delegate类是一个非常重要的组成部分，它允许你自定义视图（View）中数据的显示和编辑方式。

QStyledItemDelegate类和QItemDelegate类都是Qt框架中用于自定义和控制项视图控件（如QListView、QTableView、QTreeView）中项的显示和编辑的委托类。它们提供了对项的外观和编辑行为的定制能力，但两者之间存在一些关键的区别。

1. QItemDelegate类

• 功能：QItemDelegate是Qt中较早期的委托类，用于处理视图中项的显示和编辑。它继承自QAbstractItemDelegate，并提供了默认的绘制和编辑功能。

• 绘制功能：QItemDelegate使用QStyle进行绘制，这意味着它的绘制风格是基于系统的默认风格。

• 编辑功能：它提供了默认的编辑器（如文本框、复选框等）和编辑行为。

• 自定义性：可以通过重写paint和createEditor等虚函数来自定义项的显示和编辑行为。

• 使用场景：尽管在Qt 4.4之后引入了QStyledItemDelegate，但在一些需要兼容旧版本Qt或特定绘制风格的场景中，QItemDelegate仍然是一个可用的选择。

2. QStyledItemDelegate类

• 功能：QStyledItemDelegate是Qt 4.4引入的，旨在替代QItemDelegate，提供更灵活和现代的项委托。它也是继承自QAbstractItemDelegate，并使用QStyle进行绘制。

• 增强功能：

• 绘制机制：QStyledItemDelegate利用了QStyle的高级功能，可以更好地支持复杂的UI元素和现代风格。

• 统一的风格：它能更好地与Qt的样式系统集成，确保在不同平台和风格下的外观一致性。

• 简化的自定义：提供了一些额外的虚函数（如initStyleOption），使自定义项的显示和编辑更加简单和灵活。

• 使用场景：QStyledItemDelegate是Qt推荐的用于自定义项视图控件中项的显示和编辑的委托类，特别是在需要现代和灵活的绘制风格时。

3. 比较

特性 QItemDelegate QStyledItemDelegate

引入时间 早期 Qt 4.4

绘制机制 使用QStyle进行绘制，基于系统默认风格 利用QStyle的高级功能，支持更复杂和现代的UI元素

自定义性 可以通过重写paint和createEditor等虚函数来自定义 提供更多虚函数和工具函数，使自定义更加简便和灵活

使用场景 兼容旧版本Qt或特定绘制风格 现代和灵活的绘制风格需求

在选择使用QItemDelegate还是QStyledItemDelegate时，应根据项目需求、Qt版本兼容性以及所需的绘制风格等因素进行综合考虑。在大多数情况下，推荐使用QStyledItemDelegate，因为它提供了更强大和灵活的自定义能力，并且能更好地与Qt的样式系统集成。

4. 委托类的使用

5. 创建Delegate类：
   继承自
   QStyledItemDelegate
   （或
   QItemDelegate
   ），然后重写
   paint
   和
   createEditor
   （如果需要编辑）以及
   setEditorData
   、
   setModelData
   等函数。

6. 设置Delegate到View：
   使用
   QAbstractItemView
   （如
   QTableView
   或
   QListView
   ）的
   setItemDelegate
   或
   setItemDelegateForColumn
   /
   setItemDelegateForRow
   方法来将你的Delegate应用到整个视图或特定的列/行上。

三、简单的实例

在qt设计三个视图控件（ListView、TableView、TreeView）来显示本地系统文件结构，当本地系统文件发生改变，视图也随之改变

UI界面：

代码：

#include "widget.h"  
#include "ui_widget.h"  
#include <QFileSystemModel>  
Widget::Widget(QWidget *parent)  
    : QWidget(parent)  
    , ui(new Ui::Widget)  
{  
    ui->setupUi(this);  
    QFileSystemModel *model = new QFileSystemModel(this);  
    model->setRootPath(QDir::currentPath());  
    ui->listView->setModel(model);  
    ui->listView->setRootIndex(model->index(QDir::currentPath()));  
    ui->treeView->setModel(model);  
    ui->treeView->setRootIndex(model->index(QDir::currentPath()));  
    ui->tableView->setModel(model);  
    ui->tableView->setRootIndex(model->index(QDir::currentPath()));  
}  
Widget::~Widget()  
{  
    delete ui;  
}  

运行结果：

当在系统中添加一个测试文件test.txt视图也随之改变：

四、结论

Qt中的MVC架构通过将应用程序分成模型、视图和控制器三个组件，实现了高内聚、低耦合的设计。这种架构使得Qt应用程序更加模块化、灵活和易于维护。通过合理地使用MVC模式，开发者可以更好地组织和管理Qt应用程序的代码，提高开发效率和应用程序的质量。