追根究底，MFC 六大关键技术剖析(第五六部分)

MFC六大关键技术之(五)------消息映射与命令传递题外话：刚开始学视窗程序设计的时候，我就打印了一本Windows消息详解，里面列举了各种已定义消息的意义和作用，共10多页，在编程的时候翻翻，有时觉得很受用。我发觉很多编程的朋友，虽然每天都面对消息，却很少关注它。C++程序员有一个通病，很想写“自己”的程序，即每一行代码都想自己写出来。如果用了一些库，总希望能完全理解库里的类或函数是怎么一回事，否则就“不踏实”。对于消息，许多朋友只关心常用的几个，对其余的漠不关心。其实，Windows中有很多不常用的消息却很有用，程序员可能通过响应这些消息实现更简捷的编程。说到消息，在MFC中，“最熟悉的神秘”可算是消息映射，那是我们刚开始接触MFC时就要面对的东西。有过SDK编程经验的朋友转到MFC编程的时候，一下子觉得什么都变了样。特别是窗口消息及对消息的处理跟以前相比，更是风马牛不相及的。如文档不是窗口，是怎样响应命令消息的呢？初次用MFC编程，我们只会用MFC ClassWizard为我们做大量的东西，最主要的是添加消息响应。记忆中，如果是自已添加消息响应，我们应何等的小心翼翼，对BEGIN_MESSAGE_MAP（）……END_MESSAGE_MAP()更要奉若神灵。它就是一个魔盒子，把我们的咒语放入恰当的地方，就会发生神奇的力量，放错了，自己的程序就连“命”都没有。据说，知道得太多未必是好事。我也曾经打算不去理解这神秘的区域，觉得编程的时候知道自己想做什么就行了。MFC外表上给我们提供了东西，直观地说，不但给了我个一个程序的外壳，更给我们许多方便。微软的出发点可能是希望达到“傻瓜编程”的结果，试想，谁不会用ClassWizard？大家知道，Windows是基于消息的，有了ClassWizard，你又会添加类，又会添加消息，那么你所学的东西似乎学到头了。于是许多程序员认为“我们没有必要走SDK的老路，直接用MFC编程，新的东西通常是简单、直观、易学……”到你真正想用MFC编程的时候，你会发觉光会ClassWizard的你是多么的愚蠢。MFC不是一个普通的类库，普通的类库我们完全可以不理解里面的细节，只要知道这些类库能干什么，接口参数如何就万事大吉。如string类，操作顺序是定义一个string对象，然后修改属性，调用方法。但对于MFC，你并不是在你的程序中写上一句“#include MFC.h”，然后就在你的程序中用MFC类库。MFC是一块包着糖衣的牛骨头。你很轻松地写出一个单文档窗口，在窗口中间打印一句“I love MFC!”，然后，恶梦开始了……想逃避，打算永远不去理解MFC内幕？门都没有！在MFC这个黑暗神秘的洞中，即使你打算摸着石头前行，也注定找不到出口。对着MFC这块牛骨头，微软温和、民主地告诉你“你当然可以选择不啃掉它，咳咳……但你必然会因此而饿死！”消息映射与命令传递体现了MFC与SDK的不同。在SDK编程中，没有消息映射的概念，它有明确的回调函数中，通过一个switch语句去判断收到了何种消息，然后对这个消息进行处理。所以，在SDK编程中，会发送消息和在回调函数中处理消息就差不多可以写SDK程序了。在MFC中，看上去发送消息和处理消息比SDK更简单、直接，但可惜不直观。举个简单的例子，如果我们想自定义一个消息，SDK是非常简单直观的，用一条语句：SendMessage(hwnd,message,wparam,lparam)，之后就可以在回调函数中处理了。但MFC就不同了，因为你通常不直接去改写窗口的回调函数，所以只能亦步亦趋对照原来的MFC代码，把消息放到恰当的地方。这确实是一样很痛苦的劳动。要了解MFC消息映射原理并不是一件轻松的事情。我们可以逆向思维，想象一下消息映射为我们做了什么工作。MFC在自动化给我们提供了很大的方便，比如，所有的MFC窗口都使用同一窗口过程，即所有的MFC窗口都有一个默认的窗口过程。不象在SDK编程中，要为每个窗口类写一个窗口过程。对于消息映射，最直截了当地猜想是：消息映射就是用一个数据结构把“消息”与“响应消息函数名”串联起来。这样，当窗口感知消息发生时，就对结构查找，找到相应的消息响应函数执行。其实这个想法也不能简单地实现：我们每个不同的MFC窗口类，对同一种消息，有不同的响应方式。即是说，对同一种消息，不同的MFC窗口会有不同的消息响应函数。这时，大家又想了一个可行的方法。我们设计窗口基类（CWnd）时，我们让它对每种不同的消息都来一个消息响应，并把这个消息响应函数定义为空虚函数。这样，从CWnd派生的窗口类对所有消息都有了一个空响应，我们要响应一个特定的消息就重载这个消息响应函数就可以了。但这样做的结果，一个几乎什么也不做的CWnd类要有几百个“多余”的函数，那怕这些消息响应函数都为纯虚函数，每个CWnd对象也要背负着一个巨大的虚拟表，这也是得不偿失的。许多朋友在学习消息映射时苦无突破，其原因是一开始就认为MFC的消息映射的目的是为了替代SDK窗口过程的编写——这本来没有理解错。但他们还有多一层的理解，认为既然是替代“旧”的东西，那么MFC消息映身应该是更高层次的抽象、更简单、更容易认识。但结果是，如果我们不通过ClassWizard工具，手动添加消息是相当迷茫的一件事。所以，我们在学习MFC消息映射时，首先要弄清楚：消息映射的目的，不是为是更加快捷地向窗口过程添加代码，而是一种机制的改变。如果不想改变窗口过程函数，那么应该在哪里进行消息响应呢？许多朋友一知半解地认为：我们可以用HOOK技术，抢在消息队列前把消息抓取，把消息响应提到窗口过程的外面。再者，不同的窗口，会有不同的感兴趣的消息，所以每个MFC窗口都应该有一个表把感兴趣的消息和相应消息响应函数连系起来。然后得出——消息映射机制执行步骤是：当消息发生，我们用HOOK技术把本发送到窗口过程的消息抓获，然后对照一下MFC窗口的消息映射表，如果是表里面有的消息，就执行其对应的函数。当然，用HOOK技术，我们理论上可以在不改变窗口过程函数的情况下，可以完成消息响应。MFC确实是这样做，但实际操作起来可能跟你的想象差别很大。现在我们来编写消息映射表，我们先定义一个结构，这个结构至少有两个项：一是消息ID，二是响应该消息的函数。如下：struct AFX_MSGMAP_ENTRY{UINT nMessage;//感兴趣的消息AFX_PMSG pfn;//响应以上消息的函数指针}当然，只有两个成员的结构连接起来的消息映射表是不成熟的。Windows消息分为标准消息、控件消息和命令消息，每类型的消息包含数百不同ID、不同意义、不同参数的消息。我们要准确地判别发生了何种消息，必须再增加几个成员。还有，对于AFX_PMSG pfn，实际上等于作以下声明：void (CCmdTarget::*pfn)();(提示：AFX_PMSG为类型标识，具体声明是：typedef void (AFX_MSG_CALL CCmdTarget::*AFX_PMSG)(void);)pfn是不一不带参数和返回值的CCmdTarget类型函数指针，只能指向CCmdTarget类中不带参数和返回值的成员函数，这样pfn更为通用，但我们响应消息的函数许多需要传入参数的。为了解决这个矛盾，我们还要增加一个表示参数类型的成员。当然，还有其它……最后，MFC我们消息映射表成员结构如下定义：struct AFX_MSGMAP_ENTRY{UINT nMessage;//Windows 消息IDUINT nCode;// 控制消息的通知码UINT nID;//命令消息ID范围的起始值UINT nLastID;//命令消息ID范围的终点UINT nSig;// 消息的动作标识AFX_PMSG pfn;};有了以上消息映射表成员结构，我们就可以定义一个AFX_MSGMAP_ENTRY类型的数组，用来容纳消息映射项。定义如下：AFX_MSGMAP_ENTRY _messageEntries[];但这样还不够，每个AFX_MSGMAP_ENTRY数组，只能保存着当前类感兴趣的消息，而这仅仅是我们想处理的消息中的一部分。对于一个MFC程序，一般有多个窗口类，里面都应该有一个AFX_MSGMAP_ENTRY数组。我们知道，MFC还有一个消息传递机制，可以把自己不处理的消息传送给别的类进行处理。为了能查找各下MFC对象的消息映射表，我们还要增加一个结构，把所有的AFX_MSGMAP_ENTRY数组串联起来。于是，我们定义了一个新结构体：struct AFX_MSGMAP{const AFX_MSGMAP* pBaseMap;//指向别的类的AFX_MSGMAP对象const AFX_MSGMAP_ENTRY* lpEntries;//指向自身的消息表};WindowProc会调用到CWnd对象的另一个成员函数OnWndMsg，下面看看大概的函数原形是怎么样的：BOOL CWnd::OnWndMsg(UINT message,WPARAM wParam,LPARAM lParam,LRESULT* pResult){if(message==WM_COMMAND){OnCommand(wParam,lParam);……}if(message==WM_NOTIFY){OnCommand(wParam,lParam,&lResult);……}const AFX_MSGMAP* pMessageMap; pMessageMap=GetMessageMap();const AFX_MSGMAP_ENTRY* lpEntry;if((lpEntry=AfxFindMessageEntry(pMessageMap->lpEntries,message,0,0)!=NULL){lpEntry->pfn();}}以上，大家看到了OnWndMsg能根据传进来的消息参数，查找到匹配的消息和执行相应的消息响应。但这还不够，我们平常响应菜单命令消息的时候，原本属于框架窗口（CFrameWnd）的WM_COMMAND消息，却可以放到视对象或文档对象中去响应。其原理如下：我们看上面函数OnWndMsg原型中看到以下代码：if(message==WM_COMMAND){OnCommand(wParam,lParam);……}即对于命令消息，实际上是交给OnCommand函数处理。而OnCommand是一个虚函数，即WM_COMMAND消息发生时，最终是发生该消息所对应的MFC对象去执行OnCommand。比如点框架窗口菜单，即向CFrameWnd发送一个WM_COMMAND，将会导致CFrameWnd::OnCommand(wParam,lParam)的执行。且看该函数原型BOOL CFrameWnd::OnCommand(WPARAM wParam,LPARAM lParam){ ……return CWnd:: OnCommand(wParam,lParam);}可以看出，它最后把该消息交给CWnd:: OnCommand处理。再看：BOOL CWnd::OnCommand(WPARAM wParam,LPARAM lParam){ ……return OnCmdMsg(nID,nCode,NULL,NULL);}这里包含了一个C++多态性很经典的问题。在这里，虽然是执行CWnd类的函数，但由于这个函数在CFrameWnd:: OnCmdMsg里执行，即当前指针是CFrameWnd类指针，再有OnCmdMsg是一个虚函数，所以如果CFrameWnd改写了OnCommand，程序会执行CFrameWnd::OnCmdMsg(…)。对CFrameWnd::OnCmdMsg(…)函数原理扼要分析如下：BOOL CFrameWnd:: OnCmdMsg(…){CView pView = GetActiveView();//得到活动视指针。if(pView-> OnCmdMsg(…))return TRUE; //如果CView类对象或其派生类对象已经处理该消息，则返回。 ……//否则，同理向下执行，交给文档、框架、及应用程序执行自身的OnCmdMsg。}到此，CFrameWnd:: OnCmdMsg完成了把WM_COMMAND消息传递到视对象、文档对象及应用程序对象实现消息响应。写了这么多，我们清楚MFC消息映射与命令传递的大致过程。现在，我们来看MFC“神秘代码”，会发觉好看多了。先看DECLARE_MESSAGE_MAP()宏，它在MFC中定义如下：#define DECLARE_MESSAGE_MAP() /private: /static const AFX_MSGMAP_ENTRY _messageEntries[]; /protected: /static AFX_DATA const AFX_MSGMAP messageMap; /virtual const AFX_MSGMAP* GetMessageMap() const; /可以看出DECLARE_MESSAGE_MAP()定义了我们熟悉的两个结构和一个函数，显而易见，这个宏为每个需要实现消息映射的类提供了相关变量和函数。现在集中精力来看一下BEGIN_MESSAGE_MAP，END_MESSAGE_MAP和ON_COMMAND三个宏，它们在MFC中定义如下（其中ON_COMMAND与另外两个宏并没有定义在同一个文件中，把它放到一起是为了好看）：#define BEGIN_MESSAGE_MAP(theClass, baseClass) /const AFX_MSGMAP* theClass::GetMessageMap() const /{ return &theClass::messageMap; } /AFX_COMDAT AFX_DATADEF const AFX_MSGMAP theClass::messageMap = /{ &baseClass::messageMap, &theClass::_messageEntries[0] }; /AFX_COMDAT const AFX_MSGMAP_ENTRY theClass::_messageEntries[] = /{ /#define ON_COMMAND(id, memberFxn) /{ WM_COMMAND, CN_COMMAND, (WORD)id, (WORD)id, AfxSig_vv, (AFX_PMSG)&memberFxn },#define END_MESSAGE_MAP() /{0, 0, 0, 0, AfxSig_end, (AFX_PMSG)0 } /}; /一下子看三个宏觉得有点复杂，但这仅仅是复杂，公式性的文字代换并不是很难。且看下面例子，假设我们框架中有一菜单项为“Test”，即定义了如下宏：BEGIN_MESSAGE_MAP(CMainFrame, CFrameWnd)ON_COMMAND(ID_TEST, OnTest)END_MESSAGE_MAP()那么宏展开之后得到如下代码：const AFX_MSGMAP* CMainFrame::GetMessageMap() const{ return &CMainFrame::messageMap; }///以下填入消息表映射信息const AFX_MSGMAP CMainFrame::messageMap ={ &CFrameWnd::messageMap, &CMainFrame::_messageEntries[0] };//下面填入保存着当前类感兴趣的消息，可填入多个AFX_MSGMAP_ENTRY对象const AFX_MSGMAP_ENTRY CMainFrame::_messageEntries[] ={{ WM_COMMAND, CN_COMMAND, (WORD)ID_TEST, (WORD)ID_TEST, AfxSig_vv, (AFX_PMSG)&OnTest },//加入的ID_TEST消息参数{0, 0, 0, 0, AfxSig_end, (AFX_PMSG)0 } //本类的消息映射的结束项};大家知道，要完成ID_TEST消息映射，还要定义和实现OnTest函数。在此即要在头文件写afx_msg void OnTest()并在源文件中实现它。