透过宏定义了解MFC的消息响应机制

 

 

消息系统是MFC的重要组成部分。MFC的消息响应机制并不复杂，而且MFC的开发环境 Visual Studio来供了非常好的自动化工具，自动生成代码。MFC也定义了丰富的宏来简化消息响应的代码。这使得很多初学者都能快速开发出基于消息响应机制的应用程序。然后也正是这些带来方便的宏，使很多人摸不着头脑。当不小心的代码操作使自动化工具不好用的时候，看着那一组更像是一堆的宏，很多人只好一头雾水。
要想真正了解MFC的消息机制，必需弄清楚这些宏。好在源码面前无秘密，我们将从这些宏的源码着手，逐步分析、了解、并学习MFC的消息响应及映射机制。
第一个宏：DECLARE_MESSAGE_MAP()
作用：为一个消息响应类声明必需的成员变量和成员函数。
我们在窗口类、应用程序类、文档类、视图类、以及这些类的子类的定义中，都能看到DECLARE_MESSAGE_MAP()宏，通常被自动化工具声明在类的最后部分，如：
// 生成的消息映射函数
protected:
     DECLARE_MESSAGE_MAP()
};
DECLARE_MESSAGE_MAP()
宏定义如下（在DLL类型和WINDOWS程序类型下，定义会有不同，本文只分析非DLL类型，下同）：
#define DECLARE_MESSAGE_MAP()
private:
     static const AFX_MSGMAP_ENTRY _messageEntries[];
protected:
     static const AFX_MSGMAP messageMap;
     virtual const AFX_MSGMAP* GetMessageMap() const;

可以看到，宏DECLARE_MESSAGE_MAP()定义了两个静态成员变量，并重载了一个虚函数。下面分析一下这三个成员：
_messageEntries被定义为一个AFX_MSGMAP_ENTRY类型的数组。结构体AFX_MSGMAP_ENTRY的定义如下：
struct AFX_MSGMAP_ENTRY
{
     UINT nMessage;   // windows message
     UINT nCode;      // control code or WM_NOTIFY code
     UINT nID;        // control ID (or 0 for windows messages)
     UINT nLastID;    // used for entries specifying a range of control id's
     UINT_PTR nSig;       // signature type (action) or pointer to message #
     AFX_PMSG pfn;    // routine to call (or special value)
};
通过查看源代码中的注释，可以看出AFX_MSGMAP_ENTRY定义了一个消息入口，或者说定义了一个消息到函数的映射关系。nMessage和nCode确定一条消息的内容，nID和nLastID确定了一条消息的来源，而nSig和pfn确定了消息的响应函数和调用方式。
通过对消息响应过程的源码分析可知，nSig事实上是一系列编码，每一种编码代表一种响应函数的类型，包括返回值、参数信息等。在响应消息的时候，将把pfn指向的函数指针强制类型转换为nSig代表的函数类型，然后再调用。
pfn的类型AFX_PMSG定义如下，意为CCmdTarget的成员函数：
typedef void (AFX_MSG_CALL CCmdTarget::*AFX_PMSG)(void);
由此我们可以得出：静态成员_messageEntries为是一个消息到函数的映射表，或叫消息入口表。通过查找此表，可以找到消息的响应函数。
DECLARE_MESSAGE_MAP()宏声明的另一个静态成员变量messageMap被定义为AFX_MSGMAP类型。AFX_MSGMAP定义如下：
struct AFX_MSGMAP
{
#ifdef _AFXDLL
     const AFX_MSGMAP* (PASCAL* pfnGetBaseMap)();
#else
     const AFX_MSGMAP* pBaseMap;
#endif
     const AFX_MSGMAP_ENTRY* lpEntries;
};
过滤掉_AFXDLL（当MFC工程是以动态链接库为目标代码编译时，使用_AFXDLL宏）的影响，可以简化为如下：
struct AFX_MSGMAP
{
     const AFX_MSGMAP* pBaseMap;
     const AFX_MSGMAP_ENTRY* lpEntries;
};
可见结构体AFX_MSGMAP中定义了两个指针，pBaseMap指向另一个AFX_MSGMAP，lpEntries指向一个消息入口表。可以推想，在响应消息时，一定是在lpEntries指向的消息入口表中寻找响应函数，也可能会在pBaseMap指向的结构体中做同样的响应函数寻找操作。
至于DECLARE_MESSAGE_MAP()宏重载的虚函数GetMessageMap，可以猜测只是用来返回成员messageMap的地址而已。因为GetMessageMap是虚函数，所以系统只要通过调用消息响应类的基类CCmdTarget类的GetMessageMap函数，便可以找到最后一级子类的消息映射信息。我们将在接下来对其它几个宏的分析中得到相同的结论。
第二个重要的宏：BEGIN_MESSAGE_MAP
作用：定义DECLARE_MESSAGE_MAP宏声明的静态变量。
BEGIN_MESSAGE_MAP定义的源代码如下：
#define BEGIN_MESSAGE_MAP(theClass, baseClass)
     const AFX_MSGMAP* theClass::GetMessageMap() const
         { return &theClass::messageMap; }
     AFX_COMDAT const AFX_MSGMAP theClass::messageMap =
     { &baseClass::messageMap, &theClass::_messageEntries[0] };
     AFX_COMDAT const AFX_MSGMAP_ENTRY theClass::_messageEntries[] =
     {
BEGIN_MESSAGE_MAP宏有两个参数，theClass表示为当前类，bassClass为当前类的父类。
BEGIN_MESSAGE_MAP宏首先定义了函数GetMessageMap的函数体，如前文所述，直接返回当前类的成员变量messageMap的地址。
const AFX_MSGMAP* theClass::GetMessageMap() const
         { return &theClass::messageMap; } 然后初始化了当前类的成员变量messageMap。messageMap的pBaseMap指针指向其父类的messageMap成员，lpEntries指针指向当前类的_messageEntries数组的首地址。
AFX_COMDAT const AFX_MSGMAP theClass::messageMap =
     { &baseClass::messageMap, &theClass::_messageEntries[0] };
最后，定义了_messageEntries数组初始化代码的开始部分。
AFX_COMDAT const AFX_MSGMAP_ENTRY theClass::_messageEntries[] =
     {

第三个宏END_MESSAGE_MAP()
作用：定义_messageEntries数组初始化代码的结束部分。
#define END_MESSAGE_MAP()
         {0, 0, 0, 0, AfxSig_end, (AFX_PMSG)0 }
     };
在DECLARE_MESSAGE_MAP和END_MESSAGE_MAP之间还有一些宏，如ON_COMMAND、ON_WM_CREATE等，这些宏最终都会被生成一条AFX_MSGMAP_ENTRY结构体数据，并成为_messageEntries消息映射表数据的一个元素。我们以常见的ON_COMMAND宏为例。ON_COMMAND宏的源代码为：
#define ON_COMMAND(id, memberFxn)
     { WM_COMMAND, CN_COMMAND, (WORD)id, (WORD)id, AfxSigCmd_v,
         static_cast<AFX_PMSG> (memberFxn) },

通过以上分析，我们可以得到一个链表式的数据结构，子类的messageMap成员为链表的头节点。链表的每个节点都包含一个消息入口表。MFC的消息系统的标准备消息处理函数CCmdTarget::OnCmdMsg正是通过这样一个链表查找到消息的响应函数，并调用该函数来响应消息。