剖析MFC六大关键技术(五六)--消息映射与命令传递-阿里云开发者社区

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剖析MFC六大关键技术(五六)--消息映射与命令传递

简介: 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。
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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“#i nclude 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ID

UINT 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

};

之后,在每个打算响应消息的类中这样声明一个变量:AFX_MSGMAP messageMap,让其中的pBaseMap指向基类或另一个类的messageMap,那么将得到一个AFX_MSGMAP元素的单向链表。这样,所有的消息映射信息形成了一张消息网。

当然,仅有消息映射表还不够,它只能把各个MFC对象的消息、参数与相应的消息响应函数连成一张网。为了方便查找,MFC在上面的类中插入了两个函数(其中theClass代表当前类):

一个是_GetBaseMessageMap(),用来得到基类消息映射的函数。函数原型如下:

const AFX_MSGMAP* PASCAL theClass::_GetBaseMessageMap() /

{ return &baseClass::messageMap; } /

别一个是GetMessageMap() ,用来得到自身消息映射的函数。函数原型如下:

const AFX_MSGMAP* theClass::GetMessageMap() const /

{ return &theClass::messageMap; } /



有了消息映射表之后,我们得讨论到问题的关键,那就是消息发生以后,其对应的响应函数如何被调用。大家知道,所有的MFC窗口,都有一个同样的窗口过程——AfxWndProc(…)。在这里顺便要提一下的是,看过MFC源代码的朋友都得,从AfxWndProc函数进去,会遇到一大堆曲折与迷团,因为对于这个庞大的消息映射机制,MFC要做的事情很多,如优化消息,增强兼容性等,这一大量的工作,有些甚至用汇编语言来完成,对此,我们很难深究它。所以我们要省略大量代码,理性地分析它。

对已定型的AfxWndProc来说,对所有消息,最多只能提供一种默认的处理方式。这当然不是我们想要的。我们想通过AfxWndProc最终执行消息映射网中对应的函数。那么,这个执行路线是怎么样的呢?

从AfxWndProc下去,最终会调用到一个函数OnWndMsg。请看代码:

LRESULT CALLBACK AfxWndProc(HWND hWnd,UINT nMsg,WPARAM wParam, LPARAM lParam)

{

……

CWnd* pWnd = CWnd::FromHandlePermanent(hWnd); //把对句柄的操作转换成对CWnd对象。

Return AfxCallWndProc(pWnd,hWnd,nMsg,wParam,lParam);

}

把对句柄的操作转换成对CWnd对象是很重要的一件事,因为AfxWndProc只是一个全局函数,当然不知怎么样去处理各种windows窗口消息,所以它聪明地把处理权交给windows窗口所关联的MFC窗口对象。

现大,大家几乎可以想象得到AfxCallWndProc要做的事情,不错,它当中有一句:

pWnd->WindowProc(nMsg,wParam,lParam);

到此,MFC窗口过程函数变成了自己的一个成员函数。WindowProc是一个虚函数,我们甚至可以通过改写这个函数去响应不同的消息,当然,这是题外话。

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。根据以上所学的东西,我们知道了当ID为ID_TEST的命令消息发生,最终会执行到我们写的OnTest函数。

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