Архитектура ПО в WinForms (FAQ & HowTo)

    class SquareEquation
    {
        public double A { get; set; }
        public double B { get; set; }
        public double C { get; set; }
 
        public Tuple<double, double> Solve()
        {
            var d = B * B - 4 * A * C;
 
            if (d < 0)
                return null;
 
            var x1 = (-B + Math.Sqrt(d)) / (2 * A);
            var x2 = (-B - Math.Sqrt(d)) / (2 * A);
 
            return new Tuple<double, double>(x1, x2);
        }
    }

    class SquareEquation
    {
        public double A { get; set; }
        public double B { get; set; }
        public double C { get; set; }
    }
 
    class SquareEquationCalculator
    {
        public Tuple<double, double> Solve(SquareEquation e)
        {
            var d = e.B * e.B - 4 * e.A * e.C;
 
            if (d < 0)
                return null;
 
            var x1 = (-e.B + Math.Sqrt(d)) / (2 * e.A);
            var x2 = (-e.B - Math.Sqrt(d)) / (2 * e.A);
 
            return new Tuple<double, double>(x1, x2);
        }
    }

    public partial class DataPanel : UserControl
    {
        // Свойство, хранящее отображаемый объект модели данных
        public Data Data { get; private set; }
 
        //Конструктор
        public DataPanel()
        {
            InitializeComponent();
        }
 
        //Занесение данных из Data в контролы
        public void Build(Data data)
        {
            Data = data;
 
            //здесь занесение полей Data в контролы
            //например:
            //tbName.Text = Data.Name;
        }
 
        //Занесение данных из контролов в Data
        public void UpdateData()
        {
            //здесь занесение значений контролов в поля Data
            //например:
            //Data.Name = tbName.Text;
        }
    }

        private void pnData_Validating(object sender, System.ComponentModel.CancelEventArgs e)
        {
            try
            {
                //применяем изменения к объекту модели данных
                (sender as DataPanel).UpdateData();
            }catch(Exception ex)
            {
                e.Cancel = true;//запрещаем покидать контрол, пока не будут введены правильные значения
            }
        }

DataGridView dgvUsers;//объявляем контрол как поле нашей формы
 
//где то в коде:
dgvUsers = new DataGridView();//динамическое создание грида
dgvUsers.Parent = this;//размещаем грид на форме
 
//еще где-то в коде
dgvUsers.AddRow(...);//добавляем строку в динамически созданный грид

        //обработчик нажатия кнопки
        void bt_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                //здесь вызов методов обработки данных
            }catch(Exception ex)
            {
                MessageBox.Show(ex.Message);
            }
        }

    class Calculator
    {
        private double average;
 
        public void CalcAverage(int[] array)
        {
            try
            {
                var sum = 0;
                foreach (var v in array)//здесь возможно исключение array == null
                    sum += v;
 
                average = sum / array.Length;//здесь возможно деление на ноль
            }catch
            {
                //перехват исключения просто скрывает проблему.
                //здесь также нельзя выводить сообщения типа MessageBox.Show(ex.Message);
                //потому что общение с пользователем – вне компетенции этого класса
            }
        }
    }

//в обработчике исключения:
while (ex.InnerException != null)
   ex = ex.InnerException;
MessageBox.Show(ex.Message, "Error", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);

    public partial class MainForm : Form
    {
        ....
 
        //обработчик кнопки, запускающей поток
        private void bt_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            var thread = new Thread(Work);
            thread.Start();
        }
 
        //главный метод потока
        private void Work()
        {
            try
            {
                //здесь вызываются методы вашей модели данных
            }catch(Exception ex)
            {
                if (ex is ThreadAbortException || ex is AppDomainUnloadedException) throw;//пробрасываем эти исключения
                OnThreadException(ex);//сообщаем форме об исключениях в потоке
            }
        }
 
        //этот метод следует вызывать после перехвата исключения в потоках
        void OnThreadException(Exception ex)
        {
            if (InvokeRequired)
                Invoke((MethodInvoker)(() => OnThreadException(ex)));//перевызываем себя в главном потоке
            else
            {
                MessageBox.Show(ex.Message);//сообщаем пользователю о проблеме
            }
        }
    }

        private List<float> numbers = new List<float>();
 
        //обработчик события click кнопки добавления
        private void btAdd_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                var str = tbNumber.Text;
                var val = float.Parse(str);//парсим (не преобразуем запятые в точки! используем текущие настройки системы)
                numbers.Add(val);//добавляем распарсенное число в модель данных
            }
            catch (Exception ex)
            {
                MessageBox.Show(ex.Message);
            }
        }

    //класс модели данных
    class Numbers : List<float>
    {
        public void ParseFile(string fileName)
        {
            foreach(var line in File.ReadLines(fileName))
            {
                var val = float.Parse(line, CultureInfo.InvariantCulture);//парсим с универсальным форматом InvariantCulture! Этот формат не зависит от текущих настроек системы
                Add(val);//добавляем значение в свой список
            }
        }
    }

    public partial class InputForm : Form
    {
        public double Value { get; set; }
 
        public InputForm()
        {
            InitializeComponent();
        }
 
        //парсинг и проверка на правильность
        private void UpdateValue()
        {
            Value = double.Parse(tbValue.Text);
        }
 
        //обработчик события click кнопки Save
        private void btSave_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                UpdateValue();//парсинг и проверка на правильность
                DialogResult = DialogResult.OK;//выход из формы, если все введено правильно
            }
            catch(Exception ex)
            {
                MessageBox.Show(ex.Message);//выводим сообщение об ошибке и не закрываем форму
            }
        }
    }

    public partial class InputForm : Form
    {
        public double Value { get; set; }
 
        public InputForm()
        {
            InitializeComponent();
        }
 
        //обработчик события KeyPress поля ввода
        private void tbValue_KeyPress(object sender, KeyPressEventArgs e)
        {
            if (Char.IsNumber(e.KeyChar) || (e.KeyChar == ','))
                return;
            else
                e.Handled = true;
        }
 
        //обработчик события click кнопки Save
        private void btSave_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Value = double.Parse(tbValue.Text);
            DialogResult = DialogResult.OK;
        }
    }

        string currentParseState { get; set; }
 
        //парсинг и проверка на правильность
        private void UpdateValues()
        {
            currentParseState = "Поле Name";
            Name = double.Parse(tbName.Text);
 
            currentParseState = "Поле Price";
            Price = double.Parse(tbPrice.Text);
 
            currentParseState = null;
        }
 
        //обработчик события click кнопки Save
        private void btSave_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                UpdateValues();//парсинг и проверка на правильность
                DialogResult = DialogResult.OK;//выход из формы, если все введено правильно
            }
            catch(Exception ex)
            {
                MessageBox.Show(currentParseState + "\r\n" + ex.Message);//выводим сообщение об ошибке для конкретного поля
            }
        }

    public partial class MainForm : Form
    {
        private Points points;
 
        public MainForm()
        {
            InitializeComponent();
 
            BuildData();
        }
 
        private void BuildData()
        {
            points = new Points();
 
            //создаем модель данных
            var rnd = new Random();
            for (int i = 0; i < 1000000; i++)
                points.Add(new Point(rnd.Next(100), rnd.Next(100)));
 
            //инициализируем число строк грида
            dgvMain.RowCount = points.Count;
        }
 
        private void dgvMain_CellValueNeeded(object sender, DataGridViewCellValueEventArgs e)
        {
            //отдаем данные
            switch(e.ColumnIndex)
            {
                case 0: e.Value = points[e.RowIndex].X; break;
                case 1: e.Value = points[e.RowIndex].Y; break;
            }            
        }
 
        private void dgvMain_CellValuePushed(object sender, DataGridViewCellValueEventArgs e)
        {
            //получаем данные
            try
            {
                switch (e.ColumnIndex)
                {
                    case 0: points[e.RowIndex] = new Point(int.Parse(e.Value.ToString()), points[e.RowIndex].Y); break;
                    case 1: points[e.RowIndex] = new Point(points[e.RowIndex].X, int.Parse(e.Value.ToString())); break;
                }
            }catch(Exception ex)
            {
                MessageBox.Show(ex.Message);
            }
        }
    }

    public partial class MainForm : Form
    {
        private DataTable table;
 
        public MainForm()
        {
            InitializeComponent();
            Build();
        }
 
        public void Build()
        {
            table = new DataTable();
            table.Columns.Add("Article");
            table.Columns.Add("Price");
 
            dgvMain.DataSource = table;            
        }
 
        private void btAddRecord_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //создаем временный объект данных
            var row = table.NewRow();
            //создаем форму редактирования
            var form = new InputForm();
            //строим форму для объекта данных
            form.Build(row);
            //показываем пользователю
            if (form.ShowDialog() == DialogResult.OK)
                table.Rows.Add(row); //добавляем в таблицу
        }
 
        private void btEdit_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            if(dgvMain.CurrentRow != null)
            {
                //получаем объект данных 
                var row = (dgvMain.CurrentRow.DataBoundItem as DataRowView).Row;
                //создаем форму редактирования
                var form = new InputForm();
                //строим форму для объекта данных
                form.Build(row);
                //показываем пользователю
                form.ShowDialog();
            }
        }
    }

    public partial class InputForm : Form
    {
        //данные
        public DataRow Data { get; private set; }
 
        public InputForm()
        {
            InitializeComponent();
        }
 
        //занесение данных из объекта данных в контролы
        public void Build(DataRow data)
        {
            Data = data;//сохрняем объект в своем свойстве
 
            tbArticle.Text =  Data["Article"].ToString();
            tbPrice.Text = Data["Price"].ToString();
        }
 
        //парсинг и проверка на правильность
        private void UpdateValue()
        {
            Data["Article"] = tbArticle.Text;
            Data["Price"] = decimal.Parse(tbPrice.Text);
        }
 
        private void btOk_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                UpdateValue();//парсинг и проверка на правильность
                DialogResult = DialogResult.OK;//выход из формы, если все введено правильно
            }
            catch (Exception ex)
            {
                MessageBox.Show(ex.Message);//выводим сообщение об ошибке и не закрываем форму
            }
        }
 
        private void btCancel_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            DialogResult = DialogResult.Cancel;//выход из формы
        }
    }

    public partial class MainForm : Form
    {
        ....
 
        private void tvMain_AfterSelect(object sender, TreeViewEventArgs e)
        {
            //очищаем панель свойств
            pnProperties.Controls.Clear();
            //
            if(e.Node.Tag != null)
            {
                if (e.Node.Tag is Person) new PersonPanel { Parent = pnProperties, Dock = DockStyle.Fill, Applied = OnPropertyPanelApplied }.Build(e.Node.Tag as Person);
                if (e.Node.Tag is CreditCard) new CreditCardPanel { Parent = pnProperties, Dock = DockStyle.Fill, Applied = OnPropertyPanelApplied }.Build(e.Node.Tag as CreditCard);
            }
        }
 
        private void OnPropertyPanelApplied(object sender, EventArgs e)
        {
            if (tvMain.SelectedNode.Tag != null)
                tvMain.SelectedNode.Text = tvMain.SelectedNode.Tag.ToString();
        }
    }

    public partial class PersonPanel : UserControl
    {
        public Person Data { get; private set; }
 
        public EventHandler Applied = delegate { };
 
        public PersonPanel()
        {
            InitializeComponent();
        }
 
        public void Build(Person person)
        {
            Data = person;
 
            tbName.Text = Data.Name;
            dtpBirthday.Value = Data.BirthDate;
        }
 
        public void Apply()
        {
            Data.Name = tbName.Text;
            Data.BirthDate = dtpBirthday.Value;
        }
 
        protected void OnApplied()
        {
            Applied(this, EventArgs.Empty);
        }
 
        private void btApply_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                Apply();
                OnApplied();
            }catch(Exception ex)
            {
                MessageBox.Show(ex.Message);
            }
        }
    }

    public partial class MainForm : Form
    {
        private Persons persons;
        private PersonsView personsView;
 
        public MainForm()
        {
            InitializeComponent();
 
            BuildDataSource();
            UpdateInterface();
        }
 
        private void BuildDataSource()
        {
            //создаем модель данных
            persons = new Persons();
            var rnd = new Random();
 
            for (int i = 0; i < 50000; i++)
            {
                persons.Add(new Person("Bob" + i, new DateTime(rnd.Next(1950, 1999), 3, 24)));
                persons.Add(new Person("John" + i, new DateTime(rnd.Next(1950, 1999), 5, 14)));
                persons.Add(new Person("Sam" + i, new DateTime(rnd.Next(1950, 1999), 1, 10)));
                persons.Add(new Person("David" + i, new DateTime(rnd.Next(1950, 1999), 8, 21)));
            }
 
            //создаем вспомогательный класс 
            personsView = new PersonsView(persons);
        }
 
        //обновляем интерфейс
        void UpdateInterface()
        {
            if (dgvMain.RowCount != personsView.Count)
            {
                dgvMain.RowCount = 0;
                dgvMain.RowCount = personsView.Count;
            }
            dgvMain.Invalidate();
            lbCount.Text = "Records: " + personsView.Count;
        }
 
        private void dgvMain_CellValueNeeded(object sender, DataGridViewCellValueEventArgs e)
        {
            switch(e.ColumnIndex)
            {
                case 0: e.Value = personsView[e.RowIndex].Name; break;
                case 1: e.Value = personsView[e.RowIndex].Birthday.ToShortDateString(); break;
                case 2: e.Value = personsView[e.RowIndex].Age; break;
            }
        }
 
        private void dgvMain_CellValuePushed(object sender, DataGridViewCellValueEventArgs e)
        {
            try
            {
                switch (e.ColumnIndex)
                {
                    case 0: personsView[e.RowIndex].Name = e.Value.ToString(); break;
                    case 1: personsView[e.RowIndex].Birthday = DateTime.Parse(e.Value.ToString()); break;
                }
                UpdateInterface();
            }catch(Exception ex)
            {
                MessageBox.Show(ex.Message);
            }
        }
 
        private void btSortByAge_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            //сортируем view
            personsView.SortByAge();
            //обновляем интерфейс
            UpdateInterface();
        }
 
        private void btFilterByAge_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                //парсим
                var from = int.Parse(tbFromAge.Text);
                var to = int.Parse(tbToAge.Text);
                //фильтруем view
                personsView.FilterByAge(from, to);
                //обновляем интерфейс
                UpdateInterface();
            }catch(Exception ex)
            {
                MessageBox.Show(ex.Message);
            }
        }
    }

    //Оберка над Persons с поддержкой фильтрации и сортировки
    public class PersonsView
    {
        //содержит исходную коллекцию данных
        private Persons persons;
        //содержит отсортированную и/или отфильтрованную коллекцию данных
        private List<Person> items = new List<Person>();
 
        public PersonsView(Persons persons)
        {
            this.persons = persons;
            Build();
        }
 
        public int Count
        {
            get { return items.Count; }
        }
 
        public void SortByAge()
        {
            //сортирвем свой список по полю age
            items.Sort((p1, p2) => p1.Age.CompareTo(p2.Age));
        }
 
        public void FilterByAge(int fromAge, int toAge)
        {
            //очищаем свой список
            items.Clear();
            //формируем список заново из тех объектов, который подходят под фильтр
            foreach (var p in persons)
                if (p.Age >= fromAge && p.Age <= toAge)
                    items.Add(p);
        }
 
        public void Build()
        {
            items.Clear();
            items.AddRange(persons);
        }
 
        public Person this[int index]
        {
            get { return items[index]; }
        }
    }

    //Обертка над Persons с поддержкой фильтрации и сортировки
    public class PersonsView
    {
        //содержит исходную коллекцию данных
        private Persons persons;
 
        public int Count { get; private set; }
 
        public PersonsView(Persons persons)
        {
            this.persons = persons;
            Build();
        }
 
        public void SortByAge()
        {
            //сортируем исходный список по полю age (только ту часть, что отфильтрована)
            persons.Sort(0, Count, new AgeComparer());
        }
 
        class AgeComparer: IComparer<Person>
        {
            public int Compare(Person p1, Person p2)
            {
                return p1.Age.CompareTo(p2.Age);
            }
        }
 
        public void FilterByAge(int fromAge, int toAge)
        {
            //сортируем исходный список так, что в начале будут объекты, которые подходят под фильтру
            Count = 0;
            for (int i = 0; i < persons.Count; i++)
            {
                var p = persons[i];
                if (p.Age >= fromAge && p.Age <= toAge)
                {
                    //элементы, подходяие по фильтру - ставим в начало списка
                    var temp = persons[Count];
                    persons[Count] = p;
                    persons[i] = temp;
                    //увеличиваем счетчик найденных элементов 
                    Count++;
                }
            }
        }
 
        public void Build()
        {
            Count = persons.Count;
        }
 
        public Person this[int index]
        {
            get { return persons[index]; }
        }
    }

using System;
using System.IO;
using System.Windows.Forms;
 
namespace ExmapleNS
{
    public partial class MainForm : Form
    {
        private bool dataChanged = false;
        private string currentFileName;
 
        public MainForm()
        {
            InitializeComponent();
 
            UpdateInterface();
        }
 
        void UpdateInterface()
        {
            miSave.Enabled = dataChanged;
            Text = currentFileName ?? "New document";
        }
 
        //сохраняем документ (save or saveAs)
        DialogResult Save(string fileName)
        {
            try
            {
                if (fileName == null)
                {
                    //save as...
                    var sfd = new SaveFileDialog() {Filter = "Text file|*.txt"};
                    if (sfd.ShowDialog() == DialogResult.OK)
                        fileName = sfd.FileName;
                    else
                        return DialogResult.Cancel;
                }
                //сохраняем данные
                File.WriteAllText(fileName, tbMain.Text);
                //запоминаем имя файла, куда сохранили
                currentFileName = fileName;
                dataChanged = false;//сбрасываем флаг измененных данных
                //обновляем интерфейс
                UpdateInterface();
                //
                return DialogResult.OK;
            }
            catch (Exception ex)
            {
                MessageBox.Show(ex.Message);
                return DialogResult.No;
            }
        }
 
        private void miNew_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            OnDocumentClosing();//спрашиваем пользователя, не хочет ли он сохранить текущий документ
 
            tbMain.Clear();
            currentFileName = null;
            dataChanged = false;
 
            UpdateInterface();
        }
 
        private void miSave_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Save(currentFileName);//save or save as ...
        }
 
        private void miSaveAs_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Save(null);//save as ...
        }
 
        private void miOpen_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            OnDocumentClosing();//спрашиваем пользователя, не хочет ли он сохранить текущий документ
            var ofd = new OpenFileDialog { Filter = "Text files|*.txt" };
            if (ofd.ShowDialog() == DialogResult.OK)
            {
                //сохраняем данные
                tbMain.Text = File.ReadAllText(ofd.FileName);
                //запоминаем имя файла, куда сохранили
                currentFileName = ofd.FileName;
                dataChanged = false;//сбрасываем флаг измененных данных
                //обновляем интерфейс
                UpdateInterface();
            }
        }
 
        //вызываем этот метод при закрытии документа
        void OnDocumentClosing()
        {
            if(dataChanged)
            while(MessageBox.Show("Сохранить текущий документ?", "Сохранение", MessageBoxButtons.OKCancel) == DialogResult.OK)
            {
                if (Save(currentFileName) != DialogResult.No)//if no exceptions
                    break;
            }
        }
 
        protected override void OnClosing(System.ComponentModel.CancelEventArgs e)
        {
            OnDocumentClosing();//спрашиваем пользователя, не хочет ли он сохранить текущий документ
            base.OnClosing(e);
        }
 
        private void tbMain_TextChanged(object sender, EventArgs e)
        {
            dataChanged = true;
            UpdateInterface();
        }
    }
}

    public interface ICommand
    {
        string Name { get; }
        void Execute();
        void UnExecute();
    }

    public class ChangeColorCommand : ICommand
    {
        private Rects rects;
        private Color color;
        private Color prevColor;
 
        public ChangeColorCommand(Rects rects, Color color)
        {
            this.rects = rects;
            this.color = color;
        }
 
        public string Name
        {
            get { return "Change color"; }
        }
 
        public void Execute()
        {
            //запоминаем предыдущий цвет
            prevColor = rects.LastRect.Color;
            //присваиваем новый цвет
            rects.LastRect.Color = color;
            //сигнализируем об изменениях
            rects.OnChanged();
        }
 
        public void UnExecute()
        {
            //возвращаем предыдущий цвет
            rects.LastRect.Color = prevColor;
            //сигнализируем об изменениях
            rects.OnChanged();
        }
    }

    public class UndoRedoManager
    {
        Stack<ICommand> UndoStack { get; set; }
        Stack<ICommand> RedoStack { get; set; }
 
        public void Undo()
        {
            if(UndoStack.Count > 0)
            {
                //изымаем команду из стека
                var command = UndoStack.Pop();
                //отменяем действие команды
                command.UnExecute();
                //заносим команду в стек Redo
                RedoStack.Push(command);
                //сигнализируем об изменениях
                StateChanged(this, EventArgs.Empty);
            }
        }
 
        public void Redo()
        {
            if (RedoStack.Count > 0)
            {
                //изымаем команду из стека
                var command = RedoStack.Pop();
                //выполняем действие команды
                command.Execute();
                //заносим команду в стек Undo
                UndoStack.Push(command);
                //сигнализируем об изменениях
                StateChanged(this, EventArgs.Empty);
            }
        }
 
        //выполняем команду
        public void Execute(ICommand command)
        {
            //выполняем команду
            command.Execute();
            //заносим в стек Undo
            UndoStack.Push(command);
            //очищаем стек Redo
            RedoStack.Clear();
            //сигнализируем об изменениях
            StateChanged(this, EventArgs.Empty);
        }
 
        ....
    }