MFC消息映射的原理:笔记
多态的实现机制有两种,一是通过查找绝对位置表,二是查找名称表;两者各有优缺点,那么为什么mfc的消息映射采用了第二种方法,而不是c++使用的第一种呢?因为在mfc的gui类库是一个庞大的继承体系,而里面的每个类有很多成员函数(只说消息反映相关的成员函数啊),而且在派生类中,需要改写的也比较少(我用来做练习的程序就是那么一两个,呵呵)。那么用c++的虚函数的实现机制会导致什么问题呢?就是大量虚表的建立使得空间浪费掉很多。
嗯…怎么办呢?于是各大c++名库(比如QT,MFC,VCL…)在消息映射的实现方面,抛开了虚函数的方式,而用了第二种方法:查找名称表,其原理五花八门,各显神通,让我想到了春秋时代,各国诸侯置周天子不顾,挟天子令诸侯,各自为政的阶段,呵呵~
现在先说MFC的做法:MFC消息映射机制的原理,也就是MFC是怎么做到一个消息来了,就调用相应的成员函数的?(在VC编程里面用的是消息循环机制,那比较好理解,就是在消息处理程序里面来个大大的swicth…)
好了,在c++ stl成熟的现在,很多人都会想到用map来匹配(据我所知,有些公司很喜欢这样用,抛开了mfc的做法),但是当时stl没有流行,所以mfc设计者们就来个链表查找。
先看用法:
首先,要用消息处理的类,必须要继承自CcmdTarget类;
然后,在类的声明中有如下的宏:DECLARE_MESSAGE_MAP()和需要实现的消息映射
然后,在类的实现文件中,有如下宏:BEGIN_MESSAGE_MAP(…), … END_MESSAGE_MAP()
具体例子如下所示:
//头文件中:
class CMainFrame : public CFrameWnd
{
……
// 生成的消息映射函数
protected:
afx_msg int OnCreate(LPCREATESTRUCT lpCreateStruct);
DECLARE_MESSAGE_MAP()
};
//实现文件中:
BEGIN_MESSAGE_MAP(CMainFrame, CFrameWnd)
ON_WM_CREATE()
END_MESSAGE_MAP()
那些宏展开之后如下所示:
class CMainFrame : public CFrameWnd
{
……
// 生成的消息映射函数
protected:
int OnCreate(LPCREATESTRUCT lpCreateStruct);
// 下三行为宏DECLARE_MESSAGE_MAP()的展开
protected:
static const AFX_MSGMAP* PASCAL GetThisMessageMap();
virtual const AFX_MSGMAP* GetMessageMap() const;
};
// 下10行为宏BEGIN_MESSAGE_MAP(CMainFrame, CFrameWnd)的展开
const AFX_MSGMAP* CmainFrame::GetMessageMap() const
{
return GetThisMessageMap();
}
const AFX_MSGMAP* CMainFrame::GetThisMessageMap()
{
typedef CmainFrame ThisClass;
typedef CframeWnd TheBaseClass;
static const AFX_MSGMAP_ENTRY _messageEntries[] =
{
// 下2行为宏ON_WM_CREATE()的展开
{ WM_CREATE, 0, 0, 0, AfxSig_is, (AFX_PMSG) (AFX_PMSGW)(static_cast
< int (AFX_MSG_CALL CWnd::*)(LPCREATESTRUCT) > ( &ThisClass :: OnCreate)) },
// 下5行为宏END_MESSAGE_MAP()的展开
{0, 0, 0, 0, AfxSig_end, (AFX_PMSG)0 }
};
static const AFX_MSGMAP messageMap = { &TheBaseClass::GetThisMessageMap, _messageEntries[0] };
return &messageMap;
}
上面这些几乎全是数据结构的初始化代码,先不管这里面的结构放的是什么内容,先看类声明那个宏展开的两个函数究竟在mfc框架的那个地方使用?(先看过程,在看数据结构,这是面向对象分析的不二法门~)
下面,说一下别人总结的mfc流程中的消息分派,(参考文章会放在附录里面的,这只是笔记嘛,呵呵)
注意:我安装的是VS2005,MFC源码在安装的目录下面的 VC/atlmfc/src/mfc目录里面
1、 先假定mfc的消息入口点是CWnd::WindowProc函数(至于是如何流入的,请参考其他文章),其代码就好像vc编程里面那个WinMain函数的消息循环部分差不多:
LRESULT CWnd::WindowProc(UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
LRESULT lResult = 0;
if (!OnWndMsg(message, wParam, lParam, &lResult))
lResult = DefWindowProc(message, wParam, lParam);
return lResult;
}
看,就是看一下该消息在OnWndWsg里是否找到对应的处理函数,如果没找到,用DefWindowProc处理;
2、 那么,这个OnWndWsg里面就是调用以上宏展开的那个函数来取得相关的消息映射滴~简化过后的代码如下:
BOOL CWnd::OnWndMsg(UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam, LRESULT* pResult)
{
LRESULT lResult = 0;
const AFX_MSGMAP* pMessageMap;
//取得消息映射结构,GetMessageMap为虚函数,所以实际取的是CmainFrame的消息映射
pMessageMap = GetMessageMap();
// 查找对应的消息处理函数
for (pMessageMap != NULL; pMessageMap = pMessageMap->pBaseMap)
if (message < 0xC000)
if ((lpEntry = AfxFindMessageEntry(pMessageMap->lpEntries, message, 0, 0)) != NULL)
goto LDispatch;
... ...
LDispatch:
//通过联合来匹配正确的函数指针类型
union MessageMapFunctions mmf;
mmf.pfn = lpEntry->pfn;
……
其中的pMessageMap = GetMessageMap();语句要留意,因为GetMessageMap是虚函数,在上面的CmainFrame类中已经重写了,所以,调用的实际上是CmainFrame的GetMessageMap;返回一个表格的指针pMessageMap,然后根据消息的类型在里面寻找,这个表格的数据结构如下:
struct AFX_MSGMAP
{
const AFX_MSGMAP* (* pfnGetBaseMap)();
const AFX_MSGMAP_ENTRY* lpEntries;
};
再看CmainFrame中的代码:
static const AFX_MSGMAP messageMap = { &TheBaseClass::GetThisMessageMap, _messageEntries[0] };
就知道:这个表格其实是一个链表,放的是基类的GetMassageMap函数指针,和当前类的真正表格_messageEntries的入口地址。再看_messageEntries里面放的又是什么:
nMessage
nCode
nID
nLastID
nSig
nPfn
WM_CREATE
0
0
0
AfxSig_is
&CmainClass::OnCreate
0
0
0
0
AfxSig_end
0
好了,现在看到了WM_CREATE 就连着 &CmainClass::OnCreate,再结合上面CWnd::OnWndMsg的代码:
for (; pMessageMap != NULL; pMessageMap = pMessageMap->pBaseMap)
if (message < 0xC000)
if ((lpEntry = AfxFindMessageEntry(pMessageMap->lpEntries, message, 0, 0)) != NULL)
goto LDispatch;
就可以推理得到,AfxFindMessageEntry就是在找message和_messageEntries.nMessage的相等,如果不等,就往基类里面找: pMessageMap = pMessageMap->pBaseMap
找到了就跳到Ldispatch,其中,有:mmf.pfn = lpEntry->nPfn;这个就是放着该消息处理函数的内容。
3、 总结:
其实那些宏的作用就是用来初始化那个链表messageMap 和当前类处理函数的表格_messageEntries,当框架代码运行到pMessageMap = GetMessageMap();时候,由于虚函数的作用,使得当面运行当前窗口CmainFrame的GetMassageMap,把CmainFrame的表格给pMessageMap,然后再从派生类往基类一层层找响应的处理函数。
这与c++虚函数机制相比,其好处是可以省空间,每个类里面只有自己重写的函数信息,其他信息在基类里面找;
不好的地方就是搜链表,从当前类往基类上搜,时间上可能久一点;
mfc消息分派的基本原理就是这样的,但是还有很多的细节没有深入,比如那些不同的成员函数有不同的参数,他们是怎么传递的,怎么在表格里面统一参数的信息...这些看下面的参考文献【1】,有较为详细的说明。
4、 补充:用的框架代码里面,最显著的是一种模式:模板方法模式(template method pattern)。具体
的说明请参考其他文章。
这里为了补充,举一个例子说明是怎么调用的:
class A
{
public:
void callPrint(){ print(); };
protected:
static void printThis(){ cout << "this is a A object!/n"; };
private:
virtual void print(){ printThis(); };
};
class B : public A
{
protected:
static void printThis(){ cout << "This is a B object!/n";}
private:
void print(){ printThis();}
};
如下语句输出什么:
B b;
A *pa = &b;
pa->callPrint();
也许你知道输出的是“this is a B object!/n”,但是,知道为什么嘛?参考文章【3】中有详细的讲解,会令你满意的。
(注意上面例子中的virtual和访问权限,试着利用虚函数的实现机制来解释他是怎么作用的。)
参考文章:
【1】、MFC消息分派:http://blog.csdn.net/linzhengqun/archive/2007/11/28/1905671.aspx
【2】、MFC教程之消息映射的实现:http://www.vczx.com/tutorial/mfc/mfc4.php
【3】、与大虾对话:领悟设计模式:http://www.myfaq.com.cn/A200508/2005-08-07/183608.html
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