MFC六大核心机制之五、六：消息映射和命令传递
作為C++程序員，我們總是希望自己程序的所有代碼都是自己寫出來的，如果使用了其他的一些庫，也總是千方百計想弄清楚其中的類和函數(shù)的原理，否則就會感覺不踏實。所以，我們對于在進行MFC視窗程序設計時經(jīng)常要用到的消息機制也不滿足于會使用，而是希望能理解個中道理。本文就為大家剖析MFC消息映射和命令傳遞的原理。
???????理解MFC消息機制的必要性
?????? 說到消息，在MFC中，“最熟悉的神秘”可以說是消息映射了，那是我們剛開始接觸MFC時就要面對的東西。有過SDK編程經(jīng)驗的朋友轉(zhuǎn)到MFC編程的時候，一下子覺得什么都變了樣。特別是窗口消息及對消息的處理跟以前相比，更是風馬牛不相及的。如文檔不是窗口，是怎樣響應命令消息的呢？
?????? 初次用MFC編程，我們只會用MFC ClassWizard為我們做大量的東西，最主要的是添加消息響應。記憶中，如果是自已添加消息響應，我們應何等的小心翼翼，對BEGIN_MESSAGE_MAP()……END_MESSAGE_MAP()更要奉若神靈。它就是一個魔盒子，把我們的咒語放入恰當?shù)牡胤?#xff0c;就會發(fā)生神奇的力量，放錯了，自己的程序就連“命”都沒有。
?????? 據(jù)說，知道得太多未必是好事。我也曾經(jīng)打算不去理解這神秘的區(qū)域，覺得編程的時候知道自己想做什么就行了。MFC外表上給我們提供了東西，直觀地說，不但給了我個一個程序的外殼，更給我們許多方便。微軟的出發(fā)點可能是希望達到“傻瓜編程”的結(jié)果，試想，誰不會用ClassWizard？大家知道，Windows是基于消息的，有了ClassWizard，你又會添加類，又會添加消息，那么你所學的東西似乎學到頭了。于是許多程序員認為“我們沒有必要走SDK的老路，直接用MFC編程，新的東西通常是簡單、直觀、易學……”。
?????? 到你真正想用MFC編程的時候，你會發(fā)覺光會ClassWizard的你是多么的愚蠢。MFC不是一個普通的類庫，普通的類庫我們完全可以不理解里面的細節(jié)，只要知道這些類庫能干什么，接口參數(shù)如何就萬事大吉。如string類，操作順序是定義一個string對象，然后修改屬性，調(diào)用方法。但對于MFC，并不是在你的程序中寫上一句“#include MFC.h”，然后就使用MFC類庫的。
?????? MFC是一塊包著糖衣的牛骨頭。你很輕松地寫出一個單文檔窗口，在窗口中間打印一句“I love MFC!”，然后，惡夢開始了……想逃避，打算永遠不去理解MFC內(nèi)幕？門都沒有！在MFC這個黑暗神秘的洞中，即使你打算摸著石頭前行，也注定找不到出口。對著MFC這塊牛骨頭，微軟溫和、民主地告訴你“你當然可以選擇不啃掉它，咳咳……但你必然會因此而餓死！”
???????MFC消息機制與SDK的不同
?????? 消息映射與命令傳遞體現(xiàn)了MFC與SDK的不同。在SDK編程中，沒有消息映射的概念，它有明確的回調(diào)函數(shù)，通過一個switch語句去判斷收到了何種消息，然后對這個消息進行處理。所以，在SDK編程中，會發(fā)送消息和在回調(diào)函數(shù)中處理消息就差不多可以寫SDK程序了。
?????? 在MFC中，看上去發(fā)送消息和處理消息比SDK更簡單、直接，但可惜不直觀。舉個簡單的例子，如果我們想自定義一個消息，SDK是非常簡單直觀的，用一條語句：SendMessage(hwnd,message/*一個大于或等于WM_USER的數(shù)字*/,wparam,lparam)，之后就可以在回調(diào)函數(shù)中處理了。但MFC就不同了，因為你通常不直接去改寫窗口的回調(diào)函數(shù)，所以只能亦步亦趨對照原來的MFC代碼，把消息放到恰當?shù)牡胤健＿@確實是一樣很痛苦的勞動。
???????要了解MFC消息映射原理并不是一件輕松的事情。我們可以逆向思維，想象一下消息映射為我們做了什么工作。MFC在自動化給我們提供了很大的方便，比如，所有的MFC窗口都使用同一窗口過程，即所有的MFC窗口都有一個默認的窗口過程。不像在SDK編程中，要為每個窗口類寫一個窗口過程。
???????MFC消息映射原理
?????? 對于消息映射，最直截了當?shù)夭孪胧?#xff1a;消息映射就是用一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)把“消息”與“響應消息函數(shù)名”串聯(lián)起來。這樣，當窗口感知消息發(fā)生時，就對結(jié)構(gòu)查找，找到相應的消息響應函數(shù)執(zhí)行。其實這個想法也不能簡單地實現(xiàn)：我們每個不同的MFC窗口類，對同一種消息，有不同的響應方式。即是說，對同一種消息，不同的MFC窗口會有不同的消息響應函數(shù)。
???????這時，大家又想了一個可行的方法。我們設計窗口基類（CWnd）時，我們讓它對每種不同的消息都來一個消息響應，并把這個消息響應函數(shù)定義為虛函數(shù)。這樣，從CWnd派生的窗口類對所有消息都有了一個空響應，我們要響應一個特定的消息就重載這個消息響應函數(shù)就可以了。但這樣做的結(jié)果，一個幾乎什么也不做的CWnd類要有幾百個“多余”的函數(shù)，哪怕這些消息響應函數(shù)都為純虛函數(shù)，每個CWnd對象也要背負著一個巨大的虛擬表，這也是得不償失的。
?????? 許多朋友在學習消息映射時苦無突破，其原因是一開始就認為MFC的消息映射的目的是為了替代SDK窗口過程的編寫——這本來沒有理解錯。但他們還有多一層的理解，認為既然是替代“舊”的東西，那么MFC消息映身應該是更高層次的抽象、更簡單、更容易認識。但結(jié)果是，如果我們不通過ClassWizard工具，手動添加消息是相當迷茫的一件事。
?????? 所以，我們在學習MFC消息映射時，首先要弄清楚：消息映射的目的，不是為是更加快捷地向窗口過程添加代碼，而是一種機制的改變。如果不想改變窗口過程函數(shù)，那么應該在哪里進行消息響應呢？許多朋友一知半解地認為：我們可以用HOOK技術(shù)，搶在消息隊列前把消息抓取，把消息響應提到窗口過程的外面。再者，不同的窗口，會有不同的感興趣的消息，所以每個MFC窗口都應該有一個表把感興趣的消息和相應消息響應函數(shù)連系起來。然后得出——消息映射機制執(zhí)行步驟是：當消息發(fā)生，我們用HOOK技術(shù)把本來要發(fā)送到窗口過程的消息抓獲，然后對照一下MFC窗口的消息映射表，如果是表里面有的消息，就執(zhí)行其對應的函數(shù)。
?????? 當然，用HOOK技術(shù)，我們理論上可以在不改變窗口過程函數(shù)的情況下，可以完成消息響應。MFC確實是這樣做的，但實際操作起來可能跟你的想象差別很大。
?????? 現(xiàn)在我們來編寫消息映射表，我們先定義一個結(jié)構(gòu)，這個結(jié)構(gòu)至少有兩個項：一是消息ID，二是響應該消息的函數(shù)。如下：
C++代碼?????? 當然，只有兩個成員的結(jié)構(gòu)連接起來的消息映射表是不成熟的。Windows消息分為標準消息、控件消息和命令消息，每類型的消息都是包含數(shù)百不同ID、不同意義、不同參數(shù)的消息。我們要準確地判別發(fā)生了何種消息，必須再增加幾個成員。還有，對于AFX_PMSG pfn，實際上等于作以下聲明：
?????? void (CCmdTarget::*pfn)();??? // 提示：AFX_PMSG為類型標識，具體聲明是：typedef void (AFX_MSG_CALL CCmdTarget::*AFX_PMSG)(void);
?????? pfn是一個不帶參數(shù)和返回值的CCmdTarget類型函數(shù)指針，只能指向CCmdTarget類中不帶參數(shù)和返回值的成員函數(shù)，這樣pfn更為通用，但我們響應消息的函數(shù)許多需要傳入?yún)?shù)的。為了解決這個矛盾，我們還要增加一個表示參數(shù)類型的成員。當然，還有其它……
?????? 最后，MFC我們消息映射表成員結(jié)構(gòu)如下定義：
C++代碼?????? 有了以上消息映射表成員結(jié)構(gòu)，我們就可以定義一個AFX_MSGMAP_ENTRY類型的數(shù)組，用來容納消息映射項。定義如下：
?????? AFX_MSGMAP_ENTRY _messageEntries[];
?????? 但這樣還不夠，每個AFX_MSGMAP_ENTRY數(shù)組，只能保存著當前類感興趣的消息，而這僅僅是我們想處理的消息中的一部分。對于一個MFC程序，一般有多個窗口類，里面都應該有一個AFX_MSGMAP_ENTRY數(shù)組。
?????? 我們知道，MFC還有一個消息傳遞機制，可以把自己不處理的消息傳送給別的類進行處理。為了能查找各下MFC對象的消息映射表，我們還要增加一個結(jié)構(gòu)，把所有的AFX_MSGMAP_ENTRY數(shù)組串聯(lián)起來。于是，我們定義了一個新結(jié)構(gòu)體：
C++代碼?????? 之后，在每個打算響應消息的類中聲明這樣一個變量：AFX_MSGMAP messageMap，讓其中的pBaseMap指向基類或另一個類的messageMap，那么將得到一個AFX_MSGMAP元素的單向鏈表。這樣，所有的消息映射信息形成了一張消息網(wǎng)。
?????? 當然，僅有消息映射表還不夠，它只能把各個MFC對象的消息、參數(shù)與相應的消息響應函數(shù)連成一張網(wǎng)。為了方便查找，MFC在上面的類中插入了兩個函數(shù)（其中theClass代表當前類）：
???????一個是_GetBaseMessageMap()，用來得到基類消息映射的函數(shù)。函數(shù)原型如下：
C++代碼????? 另一個是GetMessageMap() ，用來得到自身消息映射的函數(shù)。函數(shù)原型如下：
C++代碼?????? 有了消息映射表之后，我們得討論到問題的關(guān)鍵，那就是消息發(fā)生以后，其對應的響應函數(shù)如何被調(diào)用。大家知道，所有的MFC窗口，都有一個同樣的窗口過程——AfxWndProc(…)。在這里順便要提一下的是，看過MFC源代碼的朋友都得，從AfxWndProc函數(shù)進去，會遇到一大堆曲折與迷團，因為對于這個龐大的消息映射機制，MFC要做的事情很多，如優(yōu)化消息，增強兼容性等，這一大量的工作，有些甚至用匯編語言來完成，對此，我們很難深究它。所以我們要省略大量代碼，理性地分析它。
?????? 對已定型的AfxWndProc來說，對所有消息，最多只能提供一種默認的處理方式。這當然不是我們想要的。我們想通過AfxWndProc最終執(zhí)行消息映射網(wǎng)中對應的函數(shù)。那么，這個執(zhí)行路線是怎么樣的呢？
?????? 從AfxWndProc下去，最終會調(diào)用到一個函數(shù)OnWndMsg。請看代碼：
C++代碼?????? 把對句柄的操作轉(zhuǎn)換成對CWnd對象是很重要的一件事，因為AfxWndProc只是一個全局函數(shù)，當然不知怎么樣去處理各種windows窗口消息，所以它聰明地把處理權(quán)交給windows窗口所關(guān)聯(lián)的MFC窗口對象。
?????? 現(xiàn)在，大家?guī)缀蹩梢韵胂蟮玫紸fxCallWndProc要做的事情，不錯，它當中有一句：
?????? pWnd->WindowProc(nMsg,wParam,lParam);
?????? 到此，MFC窗口過程函數(shù)變成了自己的一個成員函數(shù)。WindowProc是一個虛函數(shù)，我們甚至可以通過改寫這個函數(shù)去響應不同的消息，當然，這是題外話。
?????? WindowProc會調(diào)用到CWnd對象的另一個成員函數(shù)OnWndMsg，下面看看大概的函數(shù)原型是怎么樣的：
C++代碼???????MFC命令傳遞
?????? 在上面的代碼中，大家看到了OnWndMsg能根據(jù)傳進來的消息參數(shù)，查找到匹配的消息和執(zhí)行相應的消息響應。但這還不夠，我們平常響應菜單命令消息的時候，原本屬于框架窗口（CFrameWnd）的WM_COMMAND消息，卻可以放到視對象或文檔對象中去響應。其原理如下：
?????? 我們看上面函數(shù)OnWndMsg原型中看到以下代碼：
?????? if(message==WM_COMMAND)
???????{
?????????????????OnCommand(wParam,lParam);
?????????????????……
?????? }
?????? 即對于命令消息，實際上是交給OnCommand函數(shù)處理。而OnCommand是一個虛函數(shù)，即WM_COMMAND消息發(fā)生時，最終是發(fā)生該消息所對應的MFC對象去執(zhí)行OnCommand。比如點框架窗口菜單，即向CFrameWnd發(fā)送一個WM_COMMAND，將會導致CFrameWnd::OnCommand(wParam,lParam)的執(zhí)行。且看該函數(shù)原型：
C++代碼?????? 可以看出，它最后把該消息交給CWnd:: OnCommand處理。再看：
C++代碼?????? 這里包含了一個C++多態(tài)性很經(jīng)典的問題。在這里，雖然是執(zhí)行CWnd類的函數(shù)，但由于這個函數(shù)在CFrameWnd:: OnCmdMsg里執(zhí)行，即當前指針是CFrameWnd類指針，再有OnCmdMsg是一個虛函數(shù)，所以如果CFrameWnd改寫了OnCommand，程序會執(zhí)行CFrameWnd::OnCmdMsg(…)。
?????? 對CFrameWnd::OnCmdMsg(…)函數(shù)的原理扼要分析如下：
C++代碼?????? 到此，CFrameWnd:: OnCmdMsg完成了把WM_COMMAND消息傳遞到視對象、文檔對象及應用程序?qū)ο髮崿F(xiàn)消息響應。
?????? 寫了這么多，我們已經(jīng)清楚了MFC消息映射與命令傳遞的大致過程。
???????MFC消息映射宏
?????? 現(xiàn)在，我們來看MFC“神秘代碼”，會發(fā)覺好看多了。
?????? 先看DECLARE_MESSAGE_MAP()宏，它在MFC中定義如下：
C++代碼?????? 可以看出DECLARE_MESSAGE_MAP()定義了我們熟悉的兩個結(jié)構(gòu)和一個函數(shù)，顯而易見，這個宏為每個需要實現(xiàn)消息映射的類提供了相關(guān)變量和函數(shù)。
?????? 現(xiàn)在集中精力來看一下BEGIN_MESSAGE_MAP，END_MESSAGE_MAP和ON_COMMAND三個宏，它們在MFC中定義如下（其中ON_COMMAND與另外兩個宏并沒有定義在同一個文件中，把它放到一起是為了好看）：
C++代碼????? 一下子看三個宏覺得有點復雜，但這僅僅是復雜，公式性的文字代換并不是很難。且看下面例子，假設我們框架中有一菜單項為“Test”，即定義了如下宏：
C++代碼?????? 那么宏展開之后得到如下代碼：
C++代碼?????? 大家知道，要完成ID_TEST消息映射，還要定義和實現(xiàn)OnTest函數(shù)。即在頭文件中寫afx_msg void OnTest()并在源文件中實現(xiàn)它。根據(jù)以上所學的東西，我們知道了當ID為ID_TEST的命令消息發(fā)生，最終會執(zhí)行到我們寫的OnTest函數(shù)。
?????? 至此，MFC六大關(guān)鍵技術(shù)寫完了。其中寫得最難的是消息映射與命令傳遞，除了技術(shù)復雜之外，最難的是有許多避不開的代碼。為了大家看得輕松一點，我把那繁雜的宏放在文章最后，希望能給你閱讀帶來方便。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的MFC六大核心机制之五、六：消息映射和命令传递的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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