MFC六大核心機制之五、六：訊息對映和命令傳遞

       作為C++程式設計師，我們總是希望自己程式的所有程式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式的原理，否則就會感覺不踏實。所以，我們對於在進行MFC視窗程式設計時經常要用到的訊息機制也不滿足於會使用，而是希望能理解箇中道理。本文就為大家剖析MFC訊息對映和命令傳遞的原理。

       理解MFC訊息機制的必要性

       說到訊息，在MFC中，“最熟悉的神祕”可以說是訊息對映了，那是我們剛開始接觸MFC時就要面對的東西。有過SDK程式設計經驗的朋友轉到MFC程式設計的時候，一下子覺得什麼都變了樣。特別是視窗訊息及對訊息的處理跟以前相比，更是風馬牛不相及的。如文件不是視窗，是怎樣響應命令訊息的呢？

       初次用MFC程式設計，我們只會用MFC ClassWizard為我們做大量的東西，最主要的是新增訊息響應。記憶中，如果是自已新增訊息響應，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的地方，就會發生神奇的力量，放錯了，自己的程式就連“命”都沒有。

       據說，知道得太多未必是好事。我也曾經打算不去理解這神祕的區域，覺得程式設計的時候知道自己想做什麼就行了。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式的外殼，更給我們許多方便。微軟的出發點可能是希望達到“傻瓜程式設計”的結果，試想，誰不會用ClassWizard？大家知道，Windows是基於訊息的，有了ClassWizard，你又會新增類，又會新增訊息，那麼你所學的東西似乎學到頭了。於是許多程式設計師認為“我們沒有必要走SDK的老路，直接用MFC程式設計，新的東西通常是簡單、直觀、易學……”。

       到你真正想用MFC程式設計的時候，你會發覺光會ClassWizard的你是多麼的愚蠢。MFC不是一個普通的類庫，普通的類庫我們完全可以不理解裡面的細節，只要知道這些類庫能幹什麼，介面引數如何就萬事大吉。如string類，操作順序是定義一個string物件，然後修改屬性，呼叫方法。但對於MFC，並不是在你的程式中寫上一句“#include MFC.h”，然後就使用MFC類庫的。

       MFC是一塊包著糖衣的牛骨頭。你很輕鬆地寫出一個單文件視窗，在視窗中間列印一句“I love MFC!”，然後，惡夢開始了……想逃避，打算永遠不去理解MFC內幕？門都沒有！在MFC這個黑暗神祕的洞中，即使你打算摸著石頭前行，也註定找不到出口。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訊息機制與SDK的不同

       訊息對映與命令傳遞體現了MFC與SDK的不同。在SDK程式設計中，沒有訊息對映的概念，它有明確的回撥函式，通過一個switch語句去判斷收到了何種訊息，然後對這個訊息進行處理。所以，在SDK程式設計中，會傳送訊息和在回撥函式中處理訊息就差不多可以寫SDK程式了。

       在MFC中，看上去傳送訊息和處理訊息比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訊息，SDK是非常簡單直觀的，用一條語句：SendMessage(hwnd,message/*一個大於或等於WM_USER的數字*/,wparam,lparam)，之後就可以在回撥函式中處理了。但MFC就不同了，因為你通常不直接去改寫視窗的回撥函式，所以只能亦步亦趨對照原來的MFC程式碼，把訊息放到恰當的地方。這確實是一樣很痛苦的勞動。

       要了解MFC訊息對映原理並不是一件輕鬆的事情。我們可以逆向思維，想象一下訊息對映為我們做了什麼工作。MFC在自動化給我們提供了很大的方便，比如，所有的MFC視窗都使用同一視窗過程，即所有的MFC視窗都有一個預設的視窗過程。不像在SDK程式設計中，要為每個視窗類寫一個視窗過程。

       MFC訊息對映原理

       對於訊息對映，最直截了當地猜想是：訊息對映就是用一個資料結構把“訊息”與“響應訊息函式名”串聯起來。這樣，當視窗感知訊息發生時，就對結構查詢，找到相應的訊息響應函式執行。其實這個想法也不能簡單地實現：我們每個不同的MFC視窗類，對同一種訊息，有不同的響應方式。即是說，對同一種訊息，不同的MFC視窗會有不同的訊息響應函式。

       這時，大家又想了一個可行的方法。我們設計視窗基類（CWnd）時，我們讓它對每種不同的訊息都來一個訊息響應，並把這個訊息響應函式定義為虛擬函式。這樣，從CWnd派生的視窗類對所有訊息都有了一個空響應，我們要響應一個特定的訊息就過載這個訊息響應函式就可以了。但這樣做的結果，一個幾乎什麼也不做的CWnd類要有幾百個“多餘”的函式，哪怕這些訊息響應函式都為純虛擬函式，每個CWnd物件也要揹負著一個巨大的虛擬表，這也是得不償失的。

       許多朋友在學習訊息對映時苦無突破，其原因是一開始就認為MFC的訊息對映的目的是為了替代SDK視窗過程的編寫——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，那麼MFC訊息映身應該是更高層次的抽象、更簡單、更容易認識。但結果是，如果我們不通過ClassWizard工具，手動新增訊息是相當迷茫的一件事。

       所以，我們在學習MFC訊息對映時，首先要弄清楚：訊息對映的目的，不是為是更加快捷地向視窗過程新增程式碼，而是一種機制的改變。如果不想改變視窗過程函式，那麼應該在哪裡進行訊息響應呢？許多朋友一知半解地認為：我們可以用HOOK技術，搶在訊息佇列前把訊息抓取，把訊息響應提到視窗過程的外面。再者，不同的視窗，會有不同的感興趣的訊息，所以每個MFC視窗都應該有一個表把感興趣的訊息和相應訊息響應函式連繫起來。然後得出——訊息對映機制執行步驟是：當訊息發生，我們用HOOK技術把本來要傳送到視窗過程的訊息抓獲，然後對照一下MFC視窗的訊息對映表，如果是表裡面有的訊息，就執行其對應的函式。

       當然，用HOOK技術，我們理論上可以在不改變視窗過程函式的情況下，可以完成訊息響應。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。

       現在我們來編寫訊息對映表，我們先定義一個結構，這個結構至少有兩個項：一是訊息ID，二是響應該訊息的函式。如下：

       當然，只有兩個成員的結構連線起來的訊息對映表是不成熟的。Windows訊息分為標準訊息、控制元件訊息和命令訊息，每型別的訊息都是包含數百不同ID、不同意義、不同引數的訊息。我們要準確地判別發生了何種訊息，必須再增加幾個成員。還有，對於AFX_PMSG pfn，實際上等於作以下宣告：

       void (CCmdTarget::*pfn)();    // 提示：AFX_PMSG為型別標識，具體宣告是：typedef void (AFX_MSG_CALL CCmdTarget::*AFX_PMSG)(void);

       pfn是一個不帶引數和返回值的CCmdTarget型別函式指標，只能指向CCmdTarget類中不帶引數和返回值的成員函式，這樣pfn更為通用，但我們響應訊息的函式許多需要傳入引數的。為了解決這個矛盾，我們還要增加一個表示引數型別的成員。當然，還有其它……

       最後，MFC我們訊息對映表成員結構如下定義：

       有了以上訊息對映表成員結構，我們就可以定義一個AFX_MSGMAP_ENTRY型別的陣列，用來容納訊息對映項。定義如下：

       AFX_MSGMAP_ENTRY _messageEntries[];

       但這樣還不夠，每個AFX_MSGMAP_ENTRY陣列，只能儲存著當前類感興趣的訊息，而這僅僅是我們想處理的訊息中的一部分。對於一個MFC程式，一般有多個視窗類，裡面都應該有一個AFX_MSGMAP_ENTRY陣列。

       我們知道，MFC還有一個訊息傳遞機制，可以把自己不處理的訊息傳送給別的類進行處理。為了能查詢各下MFC物件的訊息對映表，我們還要增加一個結構，把所有的AFX_MSGMAP_ENTRY陣列串聯起來。於是，我們定義了一個新結構體：

       之後，在每個打算響應訊息的類中宣告這樣一個變數：AFX_MSGMAP messageMap，讓其中的pBaseMap指向基類或另一個類的messageMap，那麼將得到一個AFX_MSGMAP元素的單向連結串列。這樣，所有的訊息對映資訊形成了一張訊息網。

       當然，僅有訊息對映表還不夠，它只能把各個MFC物件的訊息、引數與相應的訊息響應函式連成一張網。為了方便查詢，MFC在上面的類中插入了兩個函式（其中theClass代表當前類）：

       一個是_GetBaseMessageMap()，用來得到基類訊息對映的函式。函式原型如下：

      另一個是GetMessageMap() ，用來得到自身訊息對映的函式。函式原型如下：

       有了訊息對映表之後，我們得討論到問題的關鍵，那就是訊息發生以後，其對應的響應函式如何被呼叫。大家知道，所有的MFC視窗，都有一個同樣的視窗過程——AfxWndProc(…)。在這裡順便要提一下的是，看過MFC原始碼的朋友都得，從AfxWndProc函式進去，會遇到一大堆曲折與迷團，因為對於這個龐大的訊息對映機制，MFC要做的事情很多，如優化訊息，增強相容性等，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程式碼，理性地分析它。

       對已定型的AfxWndProc來說，對所有訊息，最多隻能提供一種預設的處理方式。這當然不是我們想要的。我們想通過AfxWndProc最終執行訊息對映網中對應的函式。那麼，這個執行路線是怎麼樣的呢？

       從AfxWndProc下去，最終會呼叫到一個函式OnWndMsg。請看程式碼：

       把對控制程式碼的操作轉換成對CWnd物件是很重要的一件事，因為AfxWndProc只是一個全域性函式，當然不知怎麼樣去處理各種windows視窗訊息，所以它聰明地把處理權交給windows視窗所關聯的MFC視窗物件。

       現在，大家幾乎可以想象得到AfxCallWndProc要做的事情，不錯，它當中有一句：

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

       到此，MFC視窗過程函式變成了自己的一個成員函式。WindowProc是一個虛擬函式，我們甚至可以通過改寫這個函式去響應不同的訊息，當然，這是題外話。

       WindowProc會呼叫到CWnd物件的另一個成員函式OnWndMsg，下面看看大概的函式原型是怎麼樣的：

       MFC命令傳遞

       在上面的程式碼中，大家看到了OnWndMsg能根據傳進來的訊息引數，查詢到匹配的訊息和執行相應的訊息響應。但這還不夠，我們平常響應選單命令訊息的時候，原本屬於框架視窗（CFrameWnd）的WM_COMMAND訊息，卻可以放到視物件或文件物件中去響應。其原理如下：

       我們看上面函式OnWndMsg原型中看到以下程式碼：

       if(message==WM_COMMAND)
       {
                 OnCommand(wParam,lParam);
                 ……
       }

       即對於命令訊息，實際上是交給OnCommand函式處理。而OnCommand是一個虛擬函式，即WM_COMMAND訊息發生時，最終是發生該訊息所對應的MFC物件去執行OnCommand。比如點框架視窗選單，即向CFrameWnd傳送一個WM_COMMAND，將會導致CFrameWnd::OnCommand(wParam,lParam)的執行。且看該函式原型：

       可以看出，它最後把該訊息交給CWnd:: OnCommand處理。再看：

       這裡包含了一個C++多型性很經典的問題。在這裡，雖然是執行CWnd類的函式，但由於這個函式在CFrameWnd:: OnCmdMsg裡執行，即當前指標是CFrameWnd類指標，再有OnCmdMsg是一個虛擬函式，所以如果CFrameWnd改寫了OnCommand，程式會執行CFrameWnd::OnCmdMsg(…)。

       對CFrameWnd::OnCmdMsg(…)函式的原理扼要分析如下：

       到此，CFrameWnd:: OnCmdMsg完成了把WM_COMMAND訊息傳遞到視物件、文件物件及應用程式物件實現訊息響應。

       寫了這麼多，我們已經清楚了MFC訊息對映與命令傳遞的大致過程。

       MFC訊息對映巨集

       現在，我們來看MFC“神祕程式碼”，會發覺好看多了。

       先看DECLARE_MESSAGE_MAP()巨集，它在MFC中定義如下：

       可以看出DECLARE_MESSAGE_MAP()定義了我們熟悉的兩個結構和一個函式，顯而易見，這個巨集為每個需要實現訊息對映的類提供了相關變數和函式。

       現在集中精力來看一下BEGIN_MESSAGE_MAP，END_MESSAGE_MAP和ON_COMMAND三個巨集，它們在MFC中定義如下（其中ON_COMMAND與另外兩個巨集並沒有定義在同一個檔案中，把它放到一起是為了好看）：

      一下子看三個巨集覺得有點複雜，但這僅僅是複雜，公式性的文字代換並不是很難。且看下面例子，假設我們框架中有一選單項為“Test”，即定義瞭如下巨集：

       那麼巨集展開之後得到如下程式碼：

       大家知道，要完成ID_TEST訊息對映，還要定義和實現OnTest函式。即在標頭檔案中寫afx_msg void OnTest()並在原始檔中實現它。根據以上所學的東西，我們知道了當ID為ID_TEST的命令訊息發生，最終會執行到我們寫的OnTest函式。

       至此，MFC六大關鍵技術寫完了。其中寫得最難的是訊息對映與命令傳遞，除了技術複雜之外，最難的是有許多避不開的程式碼。為了大家看得輕鬆一點，我把那繁雜的巨集放在文章最後，希望能給你閱讀帶來方便。

來自：http://blog.csdn.net/liyi268/article/details/623391