很多做软件开发的人都有一种对事情刨根问底的精神,例如我们一直在用的MFC,很方便,不用学太多原理性的知识就可以做出各种窗口程序,但喜欢钻研的朋友肯定想知道,到底微软帮我们做了些什么,让我们在它的框架下可以简单的写程序。本文开始就跟大家分享一位同行前辈写的MFC核心机制分析(稍作整理),语言朴实易懂,在读完此深入浅析的剖析系列后,相信留给大家的是对MFC运行机制的深入理解。

       MFC六大核心机制概述

       我们选择了C++,主要是因为它够艺术、够自由,使用它我们可以实现各种想法,而MFC将多种可灵活使用的功能封装起来,我们岂能忍受这种“黑盒”操作?于是研究分析MFC的核心机制成为必然。

       首先,列出要讲的MFC六大核心机制:

       1、MFC程序的初始化。
       2、运行时类型识别(RTTI)。
       3、动态创建。
       4、永久保存。
       5、消息映射。
       6、消息传递。

       本文讲第一部分,MFC程序的初始化过程。

       简单的MFC窗口程序

       设计一个简单完整MFC程序,产生一个窗口。当然这不能让AppWizard自动为我们生成。我们可以在Win32 Application工程下面那样写:

C++代码
  1. #include <afxwin.h>   
  2. class MyApp : public CWinApp   
  3. {   
  4. public:   
  5. BOOL InitInstance()  //②程序入点   
  6. {   
  7.   CFrameWnd *Frame=new CFrameWnd();//构造框架   
  8.   m_pMainWnd=Frame; //将m_pMainWnd设定为Frame;   
  9.   Frame->Create(NULL,"最简单的窗口");//建立框架   
  10.   Frame->ShowWindow(SW_SHOW);  //显示框架   
  11.   return true;         //返回   
  12.  }   
  13. };   
  14. MyApp theApp;  //①建立应用程序。  

       设定链接MFC库,运行,即可看见一个窗口。

       从上面,大家可以看到建立一个MFC窗口很容易,只用两步:一是从CWinApp派生一个应用程序类(这里是MyApp),然后建立应用程序对象(theApp),就可以产生一个自己需要的窗口(即需要什么样就在InitInstance()里创建就行了)。

       整个程序,就改写一个InitInstance()函数,创建那么一个对象(theApp),就是一个完整的窗口程序。这就是“黑盒”操作的魔力!

       在我们正想为微软鼓掌的时候,我们突然觉得心里空荡荡的,我们想知道微软帮我们做了什么事情,而我们想编自己的程序时又需要做什么事情,哪怕在上面几行的程序里面,我们还有不清楚的地方,比如,干嘛有一个m_pMainWnd指针变量,它从哪里来,又要到哪里去呢?想一想在DOS下编程是多么美妙的一件事呵,我们需要什么变量,就声明什么变量,需要什么样的函数,就编写什么样的函数,或者引用函数库……但是现在我们怎么办?

       我们可以逆向思维一下,MFC要达到这种效果,它是怎么做的呢?首先我们要弄明白,VC++不是一种语言,它就象我们学c语言的时候的一个类似记事本的编辑器(请原谅我的不贴切的比喻),所以,在VC里面我们用的是C++语言编程,C++才是根本(初学者总是以为VC是一门什么新的什么语言,一门比C++先进很多的复杂语言,汗)。说了那么多,我想用一句简单的话概括“MFC黑箱’,就是为我们的程序加入一些固化的‘C++代码’的东西”。

       既然MFC黑箱帮我们加入了代码,那么大家想想它会帮我们加入什么样的代码呢?他会帮我们加入求解一元二次方程的代码吗?当然不会,所以它加入的实际上是每次编写窗口程序必须的,通用的代码。

       再往下想,什么才是通用的呢?我们每次视窗编程都要写WinMain()函数,都要有注册窗口,产生窗口,消息循环,回调函数……即然每次都要的东西,就让它们从我们眼前消失,让MFC帮忙写入!

       手动模拟MFC程序的初始化      

       要知道MFC初始化过程,大家当然可以跟踪执行程序。但这种跟踪很麻烦,我相信大家都会跟踪的晕头转向。本人觉得哪怕你理解了MFC代码,也很容易让人找不着北,我们完全不懂的时候,在成千上万行程序的迷宫中如何能找到出口?

       我们要换一种方法,不如就来重新编写个MFC库吧,哗!大家不要笑,小心你的大牙,我不是疯子(虽然疯子也说自己不疯)。我们要写的就是最简单的MFC类库,就是把MFC宏观上的,理论上的东西写出来。我们要用最简化的代码,简化到刚好能运行。

       1、需要“重写”的MFC库

       既然,我们这一节写的是MFC程序的初始化过程,上面我们还有了一个可执行的MFC程序。程序中只是用了两个MFC类,一个是CWinApp,另一个是CFrameWnd。当然,还有很多同样重要MFC类如视图类,文档类等等。但在上面的程序可以不用到,所以暂时省去了它(总之是为了简单)。

       好,现在开始写MFC类库吧……唉,面前又有一个大难题,就是让大家背一下MFC层次结构图。天,那张鱼网怎么记得住,但既然我们要理解他,总得知道它是从那里派生出来的吧。

       考虑到大家都很辛苦,那我们看一下上面两个类的父子关系(箭头代表派生):

       CObject->CCmdTarget->CWinThread->CWinApp->自己的重写了InitInstance()的应用程序类。
       CObject(同上)->CCmdTarget(同上)->CWnd->CFrameWnd

       看到层次关系图之后,终于可以开始写MFC类库了。按照上面层次结构,我们可以写以下六个类(为了直观,省去了构造函数和析构函数)。

C++代码
  1. /////////////////////////////////////////////////////////   
  2. class CObiect{};//MFC类的基类。   
  3. class CCmdTarget : public CObject{};   
  4. ------------------------------------------------   
  5. class CWinThread : public CCmdTarget{};   
  6. class CWinApp : public CWinThread{};   
  7. ------------------------------------------------   
  8. class CWnd : public CCmdTarget{};   
  9. class CFrameWnd : public CWnd{};   
  10. /////////////////////////////////////////////////////////  

       大家再想一下,在上面的类里面,应该有什么?大家马上会想到,CWinApp类或者它的基类CCmdTarget里面应该有一个虚函数virtual BOOL InitInstance(),是的,因为那里是程序的入口点,初始化程序的地方,那自然少不了的。可能有些朋友会说,反正InitInstance()在派生类中一定要重载,我不在CCmdTarget或CWinApp类里定义,留待CWinApp的派生类去增加这个函数可不可以。扯到这个问题可能有点越说越远,但我想信C++的朋友对虚函数应该是没有太多的问题的。总的来说,作为程序员如果清楚知道基类的某个函数要被派生类用到,那定义为虚函数要方便很多。

       也有很多朋友问,C++为什么不自动把基类的所有函数定义为虚函数呢,这样可以省了很多麻烦,这样所有函数都遵照派生类有定义的函数就调用派生类的,没定义的就调用基类的,不用写virtual的麻烦多好!其实,很多面向对象的语言都这样做了。但定义一个虚函数要生成一个虚函数表,要占用系统空间,虚函数越多,表就越大,有时得不偿失!这里哆嗦几句,是因为往后要说明的消息映射中大家更加会体验到这一点,好了,就此打往。

       上面我们自己解决了一个问题,就是在CCmdTarge写一个virtual BOOL InitInstance()。

       2、WinMain()函数和CWinApp类

       大家再往下想,我们还要我们MFC“隐藏”更多的东西:WinMain()函数,设计窗口类,窗口注册,消息循环,回调函数……我们马上想到封装想封装他们。大家似乎隐约地感觉到封装WinMain()不容易,觉得WinMain()是一个特殊的函数,许多时候它代表了一个程序的起始和终结。所以在以前写程序的时候,我们写程序习惯从WinMain()的左大括写起,到右大括弧返回、结束程序。

       我们换一个角度去想,有什么东西可以拿到WinMain()外面去做,许多初学者们,总觉得WinMain()函数是天大的函数,什么函数都好象要在它里面才能真正运行。其实这样了解很片面,甚至错误。我们可以写一个这样的C++程序:

C++代码
  1. ////////////////////////////////////////////////////   
  2. #include <iostream.h>   
  3. class test{   
  4. public:   
  5.  test(){cout<<"请改变你对main()函数的看法!"<<endl;}   
  6. };   
  7. test test1;   
  8. /**************************/  
  9. void main(){}   
  10. ////////////////////////////////////////////////////  

       在上面的程序里,入口的main()函数表面上什么也不做,但程序执行了(注:实际入口函数做了一些我们可以不了解的事情),并输出了一句话(注:全局对象比main()首先运行)。现在大家可以知道我们的WinMain()函数可以什么都不做,程序依然可以运行,但没有这个入口函数程序会报错。

       那么WinMain()函数会放哪个类上面呢,请看下面程序:

C++代码
  1. #include <afxwin.h>   
  2. class MyApp : public CWinApp   
  3. {   
  4. public:   
  5.  BOOL InitInstance()  //②程序入点   
  6.  {   
  7.   AfxMessageBox("程序依然可以运行!");   
  8.   return true;   
  9.  }   
  10. };   
  11.   
  12. MyApp theApp;  //①建立应用程序。  

       大家可以看到,我并没有构造框架,而程序却可以运行了——弹出一个对话框(如果没有WinMain()函数程序会报错)。上面我这样写还是为了直观起见,其实我们只要写两行程序:

       #include <afxwin.h>
       CWinApp theApp;     //整个程序只构造一个CWinApp类对象,程序就可以运行!

       所以说,只要我们构造了CWinApp对象,就可以执行WinMain()函数。我们马上相信WinMain()函数是在CWinApp类或它的基类中,而不是在其他类中。其实这种看法是错误的,我们知道编写C++程序的时候,不可能让你在一个类中包含入口函数,WinMain()是由系统调用,跟我们的平时程序自身调用的函数有着本质的区别。我们可以暂时简单想象成,当CWinApp对象构造完的时候,WinMain()跟着执行。

       现在大家明白了,大部分的“通用代码(我们想封装隐藏的东西)”都可以放到CWinApp类中,那么它又是怎样运行起来的呢?为什么构造了CWinApp类对象就“自动”执行那么多东西。

       大家再仔细想一下,CWinApp类对象构造之后,它会“自动”执行自己的构造函数。那么我们可以把想要“自动”执行的代码放到CWinApp类的构造函数中。

       那么CWinApp类可能打算这样设计(先不计较正确与否):

C++代码
  1. class CWinApp : public CWinThead{   
  2. public:   
  3. virtual BOOL InitInstance(); //解释过的程序的入点   
  4.   CWinApp ::CWinApp(){   //构造函数   
  5.    ////////////////////////   
  6.    WinMain();   //这个是大家一眼看出的错误   
  7.    Create();    //设计、创建、更新显示窗口   
  8.    Run();     //消息循环   
  9.    //////////////////////   
  10. }   
  11. };  

       写完后,大家又马上感觉到似乎不对,WinMain()函数在这里好象真的一点用处都没有,并且能这样被调用吗(请允许我把手按在圣经上声明一下:WinMain()不是普通的函数,它要肩负着初始化应用程序,包括全局变量的初始化,是由系统而不是程序本身调用的,WinMain()返回之后,程序就结束了,进程撤消)。再看Create()函数,它能确定设计什么样的窗口,创建什么样的窗口吗?如果能在CWinApp的构造函数里确定的话,我们以后设计MFC程序时窗口就一个样,这样似乎不太合理。

       回过头来,我们可以让WinMain()函数一条语句都不包含吗?不可以,我们看一下WinMain() 函数的四个参数:

       WinMain(HINSTANCE, HINSTANCE, LPSTR, int)

       其中第一个参数指向一个实例句柄,我们在设计WNDCLASS的时候一定要指定实例句柄。我们窗口编程,肯定要设计窗口类。所以,WinMain()再简单也要这样写:

       int WinMain(HINSTANCE hinst, HINSTANCE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow)
       {  hInstance=hinst }

       既然实例句柄要等到程序开始执行才能知道,那么我们用于创建窗口的Create()函数也要在WinMain()内部才能执行(因为如果等到WinMain()执行完毕后,程序结束,进程撤消,当然Create()也不可能创建窗口)。

       再看Run()(消息循环)函数,它能在WinMain()函数外面运行吗?众所周知,消息循环就是相同的那么几句代码,但我们也不要企图把它放在WinMain()函数之外执行。

       所以我们的WinMain()函数可以像下面这样写:

       WinMain(……)
       {
              ……窗口类对象执行创建窗口函数……
              ……程序类对象执行消息循环函数……
       }

       对于WinMain()的问题,得总结一下,我们封装的时候是不可以把它封装到CWinApp类里面,但由于WinMain()的不变性(或者说有规律可循),MFC完全有能力在我们构造CWinApp类对象的时候,帮我们完成那几行代码。

       转了一个大圈,我们仿佛又回到了SDK编程的开始。但现在我们现在能清楚地知道,表面上MFC与SDK编程截然不同,但实质上MFC只是用类的形式封装了SDK函数,封装之后,我们在WinMain()函数中只需要几行代码,就可以完成一个窗口程序。我们也由此知道了应如何去封装应用程序类(CWinApp)和主框架窗口类(CFrameWnd)。下面把上开始设计这两个类。

       3、MFC库的“重写”

       为了简单起见,我们忽略这两个类的基类和派生类的编写,可能大家会认为这是一种很不负责任的做法,但本人觉得这既可减轻负担,又免了大家在各类之间穿来穿去,更好理解一些(我们在关键的地方作注明)。还有,我把全部代码写在同一个文件中,让大家看起来不用那么吃力,但这是最不提倡的写代码方法,大家不要学哦!

C++代码
  1. #include <windows.h>   
  2. HINSTANCE hInstance;   
  3.   
  4. class CFrameWnd     
  5. {   
  6.  HWND hwnd;   
  7. public:   
  8.  CFrameWnd();   //也可以在这里调用Create()   
  9.  virtual ~CFrameWnd();   
  10.  int Create();    //类就留意这一个函数就行了!   
  11.  BOOL ShowWnd();   
  12. };   
  13. class CWinApp1     
  14. {   
  15. public:   
  16.  CFrameWnd* m_pMainWnd;//在真正的MFC里面   
  17. //它是CWnd指针,但这里由于不写CWnd类   
  18. //只要把它写成CFrameWnd指针   
  19.  CWinApp1* m_pCurrentWinApp;//指向应用程序对象本身   
  20.  CWinApp1();   
  21.  virtual ~CWinApp1();   
  22.  virtual BOOL InitInstance();//MFC原本是必须重载的函数,最重要的函数!!!!   
  23.  virtual BOOL Run();//消息循环   
  24. };   
  25. CFrameWnd::CFrameWnd(){}   
  26. CFrameWnd::~CFrameWnd(){}   
  27.   
  28. int CFrameWnd::Create()   //封装创建窗口代码   
  29. {   
  30.  WNDCLASS wndcls;   
  31.  wndcls.style=0;   
  32.  wndcls.cbClsExtra=0;   
  33.  wndcls.cbWndExtra=0;   
  34.  wndcls.hbrBackground=(HBRUSH)GetStockObject(WHITE_BRUSH);   
  35.  wndcls.hCursor=LoadCursor(NULL,IDC_CROSS);   
  36.  wndcls.hIcon=LoadIcon(NULL,IDC_ARROW);   
  37.  wndcls.hInstance=hInstance;   
  38.  wndcls.lpfnWndProc=DefWindowProc;//默认窗口过程函数。   
  39. //大家可以想象成MFC通用的窗口过程。   
  40.  wndcls.lpszClassName="窗口类名";   
  41.  wndcls.lpszMenuName=NULL;   
  42.  RegisterClass(&wndcls);   
  43.   
  44.  hwnd=CreateWindow("窗口类名","窗口实例标题名",WS_OVERLAPPEDWINDOW,0,0,600,400,NULL,NULL,hInstance,NULL);   
  45.   return 0;   
  46. }   
  47.   
  48. BOOL CFrameWnd::ShowWnd()//显示更新窗口   
  49. {   
  50.  ShowWindow(hwnd,SW_SHOWNORMAL);   
  51.  UpdateWindow(hwnd);   
  52.  return 0;   
  53. }   
  54.   
  55. /////////////   
  56. CWinApp1::CWinApp1()   
  57. {   
  58.  m_pCurrentWinApp=this;   
  59. }   
  60. CWinApp1::~CWinApp1(){}   
  61. //以下为InitInstance()函数,MFC中要为CWinApp的派生类改写,   
  62. //这里为了方便理解,把它放在CWinApp类里面完成!   
  63. //你只要记住真正的MFC在派生类改写此函数就行了。   
  64. BOOL CWinApp1::InitInstance()   
  65. {   
  66.  m_pMainWnd=new CFrameWnd;   
  67.  m_pMainWnd->Create();   
  68.  m_pMainWnd->ShowWnd();   
  69.  return 0;   
  70. }   
  71.   
  72. BOOL CWinApp1::Run()//////////////////////封装消息循环   
  73. {   
  74.  MSG msg;   
  75.  while(GetMessage(&msg,NULL,0,0))   
  76.  {   
  77.   TranslateMessage(&msg);   
  78.   DispatchMessage(&msg);   
  79.  }   
  80.  return 0;   
  81. //////////////////////////////////////////////////////封装消息循环   
  82.   
  83. CWinApp1 theApp;   //应用程序对象(全局)   
  84.   
  85. int WINAPI WinMain( HINSTANCE hinst, HINSTANCE hPrevInstance,   LPSTR lpCmdLine,  int nCmdShow)   
  86. {   
  87.  hInstance=hinst;   
  88.  CWinApp1* pApp=theApp.m_pCurrentWinApp;   
  89. //真正的MFC要写一个全局函数AfxGetApp,以获取CWinApp指针。   
  90.  pApp->InitInstance();   
  91.  pApp->Run();   
  92.  return 0;   
  93. }  

       代码那么长,实际上只是写了三个函数,一是CFrameWnd类的Create(),第二个是CWinApp类的InitInstance()和Run()。在此特别要说明的是InitInstance(),真正的MFC中,那是我们跟据自己构造窗口的需要,自己改写这个函数。

       大家可以看到,封装了上面两个类以后,在入口函数WinMain中就写几行代码,就可以产生一个窗口程序。在MFC中,因为WinMain函数就是固定的那么几行代码,所以MFC绝对可以帮我们自动完成(MFC的特长就是帮我们完成有规律的代码),也因此我们创建MFC应用程序的时候,看不到WinMain函数。

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2012年11月22日
作者:鸡啄米 分类:软件开发 浏览: 注册送白菜网:12