深入分析MFC文档视图结构(项目实践)

简介: 文档视图结构(Document/View Architecture)是MFC的精髓,也是Observer模式的具体实现框架之一,Document/View Architecture通过将数据和其表示分开,提供了很好的数据层次和表现层次的解耦。

文档视图结构(Document/View Architecture)是MFC的精髓,也是Observer模式的具体实现框架之一,Document/View Architecture通过将数据和其表示分开,提供了很好的数据层次和表现层次的解耦。然而,虽然我们使用MFC AppWizard就可以很轻松地获得一个支持Document/View Architecture的MFC程序框架,Document/View Architecture本身的复杂性加上VC产生的一系列代码足够让我们眼花缭乱,一时陷入云里雾里不可自拔。加上我们更多的人都没有经过Windows SDK Programming 的学习和经历就直接进行MFC Programming的学习和开发,更是面对一堆的代码不知所措。 

之于Document/View Architecture,侯捷先生的《深入浅出MFC》一书确实进行了很深入的分析和研究,网络上也有很多在侯捷先生著述的基础上的进一步的文章出现,但是个人觉得这里面有一点瑕疵(仅代表k_eckel浅见):太过深入,这些分析和研究都最终会定位到Windows SDK中窗口的创建过程、MFC中对Document/View Architecture支持所提供的复杂无序的宏等对于没有Windows SDK Programming 经验和经历的学习者和对于MFC不是很熟悉的学习者无异于是徒增烦恼,一个本来就很复杂的问题更加地复杂化了。我的观点是这个过程是必要的,然而不是每个人所必需的,或者说不是每个人在初期学习和绝大多数项目开发中所必需的。我向来对众多的仅仅学会了拖拉点拽就以为会了MFC(侯捷先生在《深入浅出MFC》一书中对这个群体有一个照面,这里不罗嗦)不以为然,但是我依然认为轻量级学习成本是重要的,容易上手,易于接受是一门技术成功或者说有价值的一个很大的决定性因素。因此提供一个轻量级的学习过程对于学习来说是很有必要性的,本系列文章就遵循这样一个理念,对MFC中Document/View Architecture进行一个分析(姑且也可以称之为深入),尽量将对Document/View Architecture的理论研究(侯捷先生书中很多内容)和实际的项目开发结合起来,最后提供一个简单但是全面的Document/View Architecture项目开发(主要是界面框架设计和开发)的实际例子,供参考。 

1 必备基础知识概述 
1.1 MFC文档视图结构程序结构总揽 
当我们使用MFC AppWizard生成一个MFC程序,选用所有默认的设置(当然也是Multiple Documents,本文讨论主要基于Multiple Documents,对于Single Document情况仅以简单表述提及,皆因后者和前者很多相似相同之处,但前者更为复杂,并且更加常用。),假设你的程序名称为A ,则你会得到CMainFrame、CChildFrame、CAboutDlg、CADoc、CAView、CAApp 6个类(Single Document 仅少一个CChildFrame类,其余均同)。这些类的具体含义将在后面给出,这里先要给出一个MFC 支持文档视图结构程序(以下简称App)的主要组成: 

u       一个App(对应类CAApp)可以包含多个文档模版(CDocTemplate),但是MFC AppWizard(无论是SDI还是MDI)都只是默认生成一个。但是在实际开发中一个文档模版不够,需要自己手工添加(在后面实际项目例子提供示例)。这个结构是通过MFC中CWinApp的成员变量CDocManager* m_pDocManager实现的,我们的CAApp正是继承自MFC提供的CWinApp类。 

u       CDocManager类则拥有一个指针链表CPtrList m_templateList来维护这些文档模版。这些文档模版都是在CAApp::InitInstance()中通过AddDocTemplate(pDocTemplate)。 

u       CDocTemplate拥有3个成员变量,分别保存着Document、View、Frame的CRuntimeClass指针,另外持有成员变量m_nIDResource,用来指定这个Document显示时候采用的菜单资源。这4份数据都在CAApp::InitInstance()中CDocTemplate的构造函数中指定。在Document中拥有一个回指CDocTemplate的指针(m_pDocTemplate)。

u       一个文档可以有多个视图,由Document中成员变量CPtrList m_ViewList维护。 

u       CFrameWnd拥有一个成员变量CView* m_pActiveView指向当前活动的View。 

u       CView中拥有一个成员变量CDocument* m_pDocument指向该视图相关的Document。 

 [注解]:①MFC SDI/MDI程序默认都默认生成了一个文档模版,并将这个文档模版Add到其文档模版的链表中,由于这是MFC默认提供的,因此这个文档模版会被插入到文档模版的第一个位置,而MFC也是通过这个文档模版的特定位置可以确定的。默认情况下,当我们点击File(Open)/ File(New)的时候,这个文档模版会被启用。 

         除了侯捷先生在《深入浅出MFC中列出的以上的深入分析,我们还应该(很大程度上更加重要)掌握以下的关于MFC SDI/MDI的知识: 

u       文档的本质:文档是用来保存数据以及关于数据的处理的,每当MFC SDI/MDI响应File(Open)/ File(New)的时候都会打开一份文档。文档可以拥有多个视图。文档和视图的关系可以这样理解:文档是被视图观察的对象。 

u       视图本质:视图在Windows中就是一个窗口,也就是一个可视化的矩形区域。视图是用来表示文档的数据的。但是每个视图必需依附于一个框架(SDI中是MainFrame,MDI是ChildFrame)。当然你可以自己去Create一个视图,并且去显示它。 

u       框架的本质:框架实际是也是一个Windows窗口。但是在框架上可以放置菜单、工具栏、状态栏等。而视图则放在框架的客户区。因此MFC中我们看到的窗口实际上Frame和View共同作用的结果。 

u       在某一时刻,程序中只有一个活动的文档、框架和视图,即当前的文档、框架、视图。 

1.2 MFC SDI/MDI各个类之间的互访 
       在实际项目开发中用的最多就是各个类之间的互访问,这里将网络上和书籍中提到的做了一个总结,也是笔者在实际开发中都用到过的。 

       访问对象 
 访问位置 
 访问实现 
  
应用程序App 
 任何位置 
 ①     AfxGetApp(); 

②     在要使用应用程序App的文件中加入: 

extern CAApp theApp,然后直接使用全局的theApp变量。 
  
主框架窗口 
 任何位置 
 ①AfxGetMainWnd(); 

②AfxGetApp()->m_pMainWnd; 
  
视图 
 框架类中 
 GetActiveView();  //当前的活动视图 
  
文档类中 
 GetFirstViewPosition();//可以获取全部视图 

GetNextView(); 
  
文档 
 文档类中 
 GetDocument(); 
  
文当模版类中 
 GetFirstDocPosition(); //该文档模版对应全部文档 

GetNextDoc(); 
  
框架类中 
 GetActiveDocument(); //当前活动文当 
  
子框架类(MDI中) 
 主框架类中 
 ①MDIGetActive(); 

②GetActiveFrame(); 
  
视图类中 
 GetParentFrame(); 
  
文档模版 
 文档类中 
 GetDocTemplate(); 
  
应用程序App中 
 GetFirstDocTemplatePosition(); 

GetNextDocTemplate(); 
  

       说明:1)以上给出的都是方法,实际访问中可能还要进行以下简单的处理,如类型转换,循环遍历等; 

                2)可能没有列举完所有可能位置的互访问,但可以通过他们的组合得到。 

2 文档、视图、框架之间的关联 
       MFC SDI/MDI中的核心就在于文档、视图、框架之间的关联,形成了一个有机的可运作的整体。MFC提供了默认的关联关系,但是在实际的项目开发中很多时候需要动态进行他们的之间的关联。 

2.1 文档和视图间的关联 
       使用MFC AppWizard声称MFC SDI/MDI程序,在App类的InitInstance()方法中有如下代码(假设Project名称均为Test): 

u       SDI中 

CSingleDocTemplate* pDocTemplate; 

pDocTemplate = new CSingleDocTemplate( 

              IDR_MAINFRAME, 

              RUNTIME_CLASS(CTestDoc), 

              RUNTIME_CLASS(CMainFrame),       // main SDI frame window

              RUNTIME_CLASS(CTestView)); 

       AddDocTemplate(pDocTemplate); 
  

u       MDI中 

CMultiDocTemplate* pDocTemplate; 

pDocTemplate = new CMultiDocTemplate( 

              IDR_TESTTYPE, 

              RUNTIME_CLASS(CTestDoc), 

              RUNTIME_CLASS(CChildFrame), // custom MDI child frame 

              RUNTIME_CLASS(CTestView)); 

       AddDocTemplate(pDocTemplate); 
  

这里通过CDocTemplate(无论是SDI中的CSingleDocTemplate还是MDI中的CMultiDocTemplate)的构造函数,将文当、视图和框架(SDI中与主框架,MDI中与自框架)关联在一起了,形成了一个整体。 

  

手工实现文当和视图的关联 

在实际的项目开发时候仅仅依靠MFC AppWizard生成的文当和视图、框架是不够的,因此我们需要掌握手工进行这种关联。手工进行文当和视图的关联可以有以下两种实现方式: 

l         模仿MFC AppWizard实现,使用CDocTemplate的构造函数:在上面的分 

析中我们可以看到通过CDocTemplate(无论是SDI中的CSingleDocTemplate还是MDI中的CMultiDocTemplate)的构造函数我们可以获得文档、视图和框架的关联。因此可以通过模拟这种方式进行关联。具体实现方法如下: 

1)  创建新的文档、视图和框架类,方法是使用VC中的Insert MFC Class 

实现。注意到框架类选择CMDIChildWnd作为基类,文档类选择CDocument作为基类,而视图类则可以根据需要选择CView或其子类(CEditView)等作为基类。 

2)  为该框架添加菜单资源,方法是在VC资源窗口Menu菜单下添加新的菜 

单,当然可以通过复制VC提供默认菜单进行修改。 

3)  在App类的InitInstance()中添加如下类似代码: 

CMultiDocTemplate* m_pDocTemplate; 

m_pDocTemplate = new CMultiDocTemplate( 

              IDR_TESTTYPE,               //改为你新建的菜单资源ID 

              RUNTIME_CLASS(CTestDoc),   //改为你新建的文档类 

              RUNTIME_CLASS(CChildFrame), //改为你新建的框架类 

              RUNTIME_CLASS(CTestView));  //改为你新建的视图类 

       AddDocTemplate(m_pDocTemplate); 
  

4)  为了记录这个文档模版,你可以在App类中添加一个CMultiDocTemplate* 

类型变量来维持这个文档模版。 

l         上面给出了通过CDocTemplate的构造函数将文档、视图、和框架关联起来,但 

是有时候我们并不想创建一个新的文档模版,我们只是想给同一个数据提供不同的结果显示,或者说是为同一个文档添加一个新的视图,并提供他们之间的一个切换。我在《VC项目开发之单文档多视图实现》一文给出了这样的一个实现。还有一种可能就是我们本来不是一个文档视图结构支持的程序,想为视图添加一个文档,更好进行业务逻辑和表示层的一个分离。因此我们给出了第二种视图和文档关联的方法:我们使用CCreateContext类进行他们之间的关联,具体实现为: 

       m_pAnotherView = new CAnotherView(); //new 一个新的视图,可以改为你新建的视图 

     

    //获取一个已有的文档,可以是你新建的文档 

       CDocument* m_pDoc = ((CFrameWnd*)m_pMainWnd)->GetActiveDocument(); 

        

//文档和视图关联 

CCreateContext context; 

       context.m_pCurrentDoc = m_pDoc; 

  

       //创建视图 

       UINT m_IDFORANOTHERVIEW = AFX_IDW_PANE_FIRST + 1; //创建视图的ID号,你可以自己设置 

       CRect rect; 

       m_pAnotherView->Create(NULL,NULL,WS_CHILD,rect,m_pMainWnd,m_IDFORANOTHERVIEW,&context);
  

l         在框架和视图关联的时候进行设置,具体见一下框架和视图关联部分。 
2.2 框架和视图的关联 
       在第一部分分析我们知道,框架和视图其实都是windows窗口,不过框架提供了菜单、标题栏、状态栏等资源,而视图则只是一个矩形区域。MFC程序中视图决定大多数时候要依附于一个框架(SDI中的MainFrame和MDI中的子框架窗口),可以这样理解,框架相当于一个窗口容器(当然它本身也是一个windows窗口),而视图则正好是放置在框架内客户区域的内容。 

       框架和视图的关联也可以通过模仿MFC AppWizard实现,使用CDocTemplate的构造函数实现,即和2.1中文档和视图间的关联方式相同,这里就不再给出,参看上面的详细实现即可。 

       同上面的分析,在很多的时候我们并不是需要提供一个新的文档模版,我们只是需要显示一个新的窗口(MDI程序),例如我们在作MIS系统界面管理的时候,经常出现的情况就是用户点击一个菜单选项,即弹出一个处理窗口。而要显示一个新的窗口,我们可以通过我在《VC 多文档用户界面设计》一文中给出的方法(通过CDocTemplate的OpenDocumentFile()方法打开一个文档实现),这样就建立一套的文档、视图和框架的体系。上面已经分析到,我们看到MFC的窗口实际上框架和视图的一个结合体,我们并不一定要提供文档、视图、框架的整个体系,我们只需要框架和视图的结合即可实现窗口的显示,这就要经过两个步骤实现:第一步将视图和框架关联,第二步显示框架(也就是一个windows窗口的显示)。以下给出框架和视图关联的具体实现: 

       CChildFrame* pFrm = new CChildFrame();   //框架可以是你新建或者定制的框架类 

  

       CCreateContext context; 

       context.m_pNewViewClass = RUNTIME_CLASS(CDemoView);  //视图可以是你想显示的视图 

  

       pFrm->LoadFrame(IDR_TEST2TYPE,WS_CHILD |  

WS_OVERLAPPEDWINDOW,this,&context);  //菜单资源你可以修改 

  

       pFrm->ShowWindow(SW_SHOW);           //显示窗口 

  

       pFrm->InitialUpdateFrame(NULL,true);        //调用视图的OnInitialUpdate()和框架的ActiveFrame(),你可以在这里设置窗口的标题 
  

       当然你可以在这里添加视图和文档的关联,具体实现是添加以下代码: 

context.m_pCurrentDoc = m_pDoc;   // m_pDoc就是你要关联到的文档对象 
  

        

3 代码实例 
本部分将以一个通用的MDI项目界面设计开发为例,将上面的分析附诸实践。 

3.1 情景描述 
       一个常见界面逻辑为:用户打开一个系统,显示基本的菜单,用于用户的登录、注销和用户管理(当然这也可以通过一个用户登录的对话框实现)。用户正确登录后,显示系统的功能操作界面,当用户点击一个菜单项后(对应一个或者多个业务逻辑),弹出一个处理操作界面(并非对话框)。各个功能操作界面可共存于一个框架内,可以最大化、最小化或者关闭。 

3.2 代码实现 
       下面就将上面的提到的情景用前面提到的技术,给出详细的实现方案。 

       Step 1:新建一个MFC 项目,名称为Demo,选择不用Document/View Architecture支持(第二步去掉默认的复选框即可)。这样系统为你默认生成5个类:CDemoApp、CMainFrame、CChildFrame、CAboutDlg、CDemoView。各个类的含义上面已经分析了,不罗嗦。另外系统还提供了两个默认的菜单:IDR_DEMOTYPE和IDR_MAINFRAME,将IDR_MAINFRAME的菜单的“文件”改名为“开始”(好像更加专业,不该也没有什么,本来就是Demo),然后将这个菜单项的子菜单中改为“登录”、“注销”,并使用默认的子项,并将前两者的ID号改为:“ID_LOGIN”和“ID_LOGOUT”。拷贝(Ctrl + C)粘贴(Ctrl + V),则得到一个名称为IDR_MAINFRAME1的菜单资源,删除原有的IDR_DEMOTYPE菜单(注一先保存名称),再将IDR_MAINFRAME1的名称改为IDR_DEMOTYPE。再为IDR_DEMOTYPE添加一个菜单项“功能”,添加两个子菜单项“业务逻辑一”和“业务逻辑二”,ID号分别为:ID_FUNC_ONE和ID_FUNC_TWO。 

       Step 2:给CDemoApp添加两个变量,保存菜单资源: 

HMENU m_hOPMenu; 

       HMENU m_hInitMenu; 
  

        

并在BOOL CDemoApp::InitInstance()中添加代码: 

  

m_hInitMenu = ::LoadMenu(hInst, MAKEINTRESOURCE(IDR_MAINFRAME)); 

m_hOPMenu = ::LoadMenu(hInst, MAKEINTRESOURCE(IDR_DEMOTYPE)); 
  

为了显示效果,在BOOL CDemoApp::InitInstance()中添加代码: 

  

pFrame->SetWindowText("武汉大学计算机学院-未登录"); 

m_nCmdShow = SW_SHOWMAXIMIZED; 

        

pFrame->ShowWindow(m_nCmdShow);  //系统提供 

pFrame->UpdateWindow(); 
  

为菜单项“登录”添加响应函数(使用Class Wizard,Class Name选择CDemoApp) 

  

void CDemoApp::OnLogin()  

{ 

       // TODO: Add your command handler code here 

       SetMenu(AfxGetApp()->m_pMainWnd->m_hWnd,m_hOPMenu); 

       AfxGetApp()->m_pMainWnd->SetWindowText("武汉大学计算机学院-已登录"); 

} 
  

同上,为菜单项“注销”添加响应函数: 

  

void CDemoApp::OnLogout()  

{ 

       // TODO: Add your command handler code here 

       if(((CMainFrame *)AfxGetMainWnd())->m_pFuncOneFrame != NULL) 

              ((CMainFrame *)AfxGetMainWnd())->m_pFuncOneFrame->SendMessage(WM_CLOSE); 

  

       if(((CMainFrame *)AfxGetMainWnd())->m_pFuncTwoFrame != NULL) 

              ((CMainFrame *)AfxGetMainWnd())->m_pFuncTwoFrame->SendMessage(WM_CLOSE); 

  

       SetMenu(AfxGetApp()->m_pMainWnd->m_hWnd,m_hInitMenu); 

  

       AfxGetApp()->m_pMainWnd->SetWindowText("武汉大学计算机学院-未登录"); 

} 
  

这就实现了登录和注销的功能(当然实际中可能还会有一个验证用户权限和合法性的对话框,这里从略),并实现了登录注销时刻用户操作菜单的转变。注意:这里OnLogout中前两行代码是在注销的时候要把已经打开的窗口关闭而添加的,m_pFuncOneFrame和m_pFuncTwoFrame的定义和作用请参见后面定义。 

Step 3:添加一个新的子框架类CDemoFrame,其基类为CMDIChildWnd。添加一个两个新的视图类CFuncOneView和CFuncTwoView类,前者的基类为CView,后者为CFormView。当然为了添加CFuncTwoView类,需要先Insert一个对话框资源,并将ID改为IDD_FUNC_TWO_DLG,属性Style修改为“child”(默认为Popup)。这样在新建CFuncTwoView的时候选择该DialogID为IDD_FUNC_TWO_DLG。注意将CDemoFrame的构造函数改为public(默认是protected)。 

Step 4:为CMainFrame添加两个成员变量记录各个业务逻辑对应的窗口,在MainFrm.h中添加: 

CDemoFrame* m_pFuncOneFrame; 

CDemoFrame * m_pFuncTwoFrame; 
  

       并在CMainFrame::CMainFrame()中初始化: 

CMainFrame::CMainFrame() 

{ 

       // TODO: add member initialization code here 

       m_pFuncOneFrame = NULL; 

       m_pFuncTwoFrame = NULL; 

} 
  

       Step 5:为“业务逻辑一”添加响应函数(CMianFrame中): 

  

void CMainFrame::OnFuncOne()  

{ 

       // TODO: Add your command handler code here 

       if (m_pFuncOneFrame != NULL) 

       { 

              m_pFuncOneFrame->MDIActivate(); 

  

              return ; 

       } 

  

m_pFuncOneFrame = new CDemoFrame(); 

  

       CCreateContext context; 

       context.m_pNewViewClass = RUNTIME_CLASS(CFuncOneView); 

  

       m_pFuncOneFrame->LoadFrame(IDR_MAINFRAME,WS_MAXIMIZE|WS_OVERLAPPEDWINDOW,this,&context); 
        

       m_pFuncOneFrame->SetWindowText("业务逻辑一"); 

       m_pFuncOneFrame->ShowWindow(SW_SHOWMAXIMIZED); 

       m_pFuncOneFrame->InitialUpdateFrame(NULL,true); 

} 
  

       同上,为“业务逻辑二”添加响应函数: 

  

void CMainFrame::OnFuncTwo()  

{ 

       // TODO: Add your command handler code here 

       if (m_pFuncTwoFrame != NULL) 

       { 

              m_pFuncTwoFrame->MDIActivate(); 

  

              return ; 

       } 

  

       m_pFuncTwoFrame = new CDemoFrame(); 

  

       CCreateContext context; 

       context.m_pNewViewClass = RUNTIME_CLASS(CFuncTwoView); 

  

       m_pFuncTwoFrame->LoadFrame(IDR_MAINFRAME,WS_MAXIMIZE|WS_OVERLAPPEDWINDOW,this,&context); 

        

       m_pFuncTwoFrame->SetWindowText("业务逻辑二"); 

       m_pFuncTwoFrame->ShowWindow(SW_SHOWMAXIMIZED); 

       m_pFuncTwoFrame->InitialUpdateFrame(NULL,true); 

} 
  

       这样,上述的需求情景基本是做到了,但是需要说明的是: 

1)  需要在适当的地方加入适当的头文件,就是说在使用类的时候要include其实现的头文件。 

2)  上面其实是很多的MIS管理系统的通用界面操作模版,大家可以在实际的项目开发中作相应的修改(主要是实现相应的业务逻辑等); 

3)  这里提供的默认的主框架窗口比较简单(默认),要添加一个背景,请参看笔者的《VC—主框架窗口绘制背景》一文添加合适的背景; 

4)  上面的例子中,是让其生成不支持MFC Document/View Architecture,如果已经有了默认的支持MFC Document/View Architecture的程序,请将App中模仿上面的实现即可。 

5)  上面可以使用MFC AppWizard生成的CChildFrame类代替CDemoFrame类,但是建议新建框架类,业务逻辑一和业务逻辑二可以使用不同的框架类,模仿实现即可。 

当然,你肯能需要为视图添加文档以实现业务逻辑和表现层的松耦合,下面就为CFuncOneView添加文档视图结构支持。 

Step 6:添加一个文档类CDemoDoc,基类为CDocument并将CDemoDoc的构造函数改为public(默认为protected),为了演示,为CDemoDoc添加函数GetData(): 

CString CDemoDoc::GetData() 

{ 

       return "Hello world"; 

} 
  

Step 7:为CFuncOneView添加函数GetDocument: 

CDemoDoc* CFuncOneView::GetDocument() 

{ 

       return (CDemoDoc*)m_pDocument; 

} 
  

并修改OnDraw函数: 

void CFuncOneView::OnDraw(CDC* pDC) 

{ 

       //CDocument* pDoc = GetDocument(); 

       // TODO: add draw code here 

       CDemoDoc* pDoc = GetDocument(); 

  

       pDC->TextOut(50,50,pDoc->GetData()); 

} 
  

Step 8:将CDemoDoc和CFuncTwoView关联:修改void CMainFrame::OnFuncOne()函数为: 

  

void CMainFrame::OnFuncOne()  

{ 

       // TODO: Add your command handler code here 

       if (m_pFuncOneFrame != NULL) 

       { 

              m_pFuncOneFrame->MDIActivate(); 

  

              return ; 

       } 

  

       m_pFuncOneFrame = new CDemoFrame(); 

               

       CDemoDoc* m_pDoc = new CDemoDoc(); 

  

       CCreateContext context; 

       context.m_pNewViewClass = RUNTIME_CLASS(CFuncOneView); 

  

       context.m_pCurrentDoc = m_pDoc; 

  

       m_pFuncOneFrame->LoadFrame(IDR_MAINFRAME,WS_MAXIMIZE|WS_OVERLAPPEDWINDOW,this,&context); 

        

       m_pFuncOneFrame->SetWindowText("业务逻辑一"); 

       m_pFuncOneFrame->ShowWindow(SW_SHOWMAXIMIZED); 

       m_pFuncOneFrame->InitialUpdateFrame(NULL,true); 

} 
  

至此,就完成了整个过程。需要说明的是: 

1)  需要在适当的地方加入适当的头文件,就是说在使用类的时候要include其实现的头文件。 

2)  如果是已经有了文档视图支持的程序,上面的文档可以使用系统中提供的文档; 

上面提供了一个简单通用的界面操作的实现,大家可以参照实现,例如添加更多的视图、实现自己的业务逻辑等。 

3)本文提供了实现的整个代码,请参考。

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