VS2010/MFC编程入门之三（MFC应用程序框架分析）
2014-04-23 13:22
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上一讲鸡啄米讲的是VS2010应用程序工程中文件的组成结构，可能大家对工程的运行原理还是很模糊，理不出头绪，毕竟跟C++编程入门系列中的例程差别太大。这一节鸡啄米就为大家分析下MFC应用程序框架的运行流程。
一.SDK应用程序与MFC应用程序运行过程的对比
程序运行都要有入口函数，在之前的C++教程中都是main函数，而Windows应用程序的入口函数是WinMain函数，MFC程序也是从WinMain函数开始的。下面鸡啄米就给出用Windows
SDK写的“HelloWorld”程序，与应用程序框架进行对比，这样能更好的了解框架是怎样运行的。Windows SDK开发程序就是不使用MFC类库，直接用WindowsAPI函数进行软件开发。鸡啄米不是要讲解SDK开发，只是为了对比而简单介绍，至于SDK开发可以在大家学完MFC以后选择是否要研究，一般来说有简单了解就可以了。
SDK应用程序
首先，给出WindowsSDK应用程序“HelloWorld”的源码：
C++代码
1. #include <windows.h>
2.
3. LRESULT CALLBACK myWndProc(HWND hWindow, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam);
4.
5. int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, PSTR szCmdLine, int iCmdShow)
6. {
7. const static TCHAR appName[] = TEXT("Hello world");
8. WNDCLASSEX myWin;
9. myWin.cbSize = sizeof(myWin);
10. myWin.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
11. myWin.lpfnWndProc = myWndProc;
12. myWin.cbClsExtra = 0;
13. myWin.cbWndExtra = 0;
14. myWin.hInstance = hInstance;
15. myWin.hIcon = 0;
16. myWin.hIconSm = 0;
17. myWin.hCursor = 0;
18. myWin.hbrBackground = (HBRUSH)(COLOR_WINDOW + 1);
19. myWin.lpszMenuName = 0;
20. myWin.lpszClassName = appName;
21. //Register
22. if (!RegisterClassEx(&myWin)) return 0;
23. const HWND hWindow = CreateWindow(
24. appName,
25. appName,
26. WS_OVERLAPPEDWINDOW,
27. CW_USEDEFAULT,
28. CW_USEDEFAULT,
29. CW_USEDEFAULT,
30. CW_USEDEFAULT,
31. 0,
32. 0,
33. hInstance,
34. 0);
35. ShowWindow(hWindow,iCmdShow);
36. UpdateWindow(hWindow);
37. {
38. MSG msg;
39. while(GetMessage(&msg,0,0,0))
40. {
41. TranslateMessage(&msg);
42. DispatchMessage(&msg);
43. }
44. return (int)msg.wParam;
45. }
46. }
47.
48. LRESULT CALLBACK myWndProc(HWND hWindow, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
49. {
50. if (msg==WM_PAINT)
51. {
52. PAINTSTRUCT ps;
53. const HDC hDC = BeginPaint(hWindow,&ps);
54. RECT rect;
55. GetClientRect(hWindow,&rect);
56. DrawText(hDC,TEXT("HELLO WORLD"),-1,&rect, DT_SINGLELINE | DT_CENTER | DT_VCENTER);
57. EndPaint(hWindow,&ps);
58. return 0;
59. }
60. else if (msg==WM_DESTROY)
61. {
62. PostQuitMessage(0);
63. return 0;
64. }
65. return DefWindowProc(hWindow,msg,wParam,lParam);
66. }
上面的程序运行的流程是：进入WinMain函数->初始化WNDCLASSEX，调用RegisterClassEx函数注册窗口类->调用ShowWindow和UpdateWindow函数显示并更新窗口->进入消息循环。关于消息循环再简单说下，Windows应用程序是消息驱动的，系统或用户让应用程序进行某项操作或完成某个任务时会发送消息，进入程序的消息队列，然后消息循环会将消息队列中的消息取出，交予相应的窗口过程处理，此程序的窗口过程函数就是myWndProc函数，窗口过程函数处理完消息就完成了某项操作或任务。本例是要显示“HELLOWORLD”字符串，UpdateWindow函数会发送WM_PAINT消息，但是此消息不经过消息队列而是直接送到窗口过程处理，在窗口过程函数中最终绘制了“HELLO
WORLD”字符串。
MFC应用程序
下面是MFC应用程序的运行流程，通过MFC库中代码进行分析：
首先在HelloWorld.cpp中定义全局对象theApp：CHelloWorldApp
theApp;。调用CWinApp和CHelloWorldApp的构造函数后，进入WinMain函数（位于appmodul.cpp中）。
C++代码
1. extern "C" int WINAPI
2. _tWinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance,
3. _In_ LPTSTR lpCmdLine, int nCmdShow)
4. #pragma warning(suppress: 4985)
5. {
6. // call shared/exported WinMain
7. return AfxWinMain(hInstance, hPrevInstance, lpCmdLine, nCmdShow);
8. }
在TCHAR.h中，有此定义：#define_tWinMain WinMain，所以这里的_tWinMain就是WinMain函数。它调用了AfxWinMain函数（位于WinMain.cpp中）。
C++代码
1. int AFXAPI AfxWinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance,LPTSTR lpCmdLine, int nCmdShow)
2. {
3. .............略
4. // App global initializations (rare)
5. if (pApp != NULL && !pApp->InitApplication())
6. goto InitFailure;
7.
8. if (!pThread->InitInstance())
9. {
10. .........略
11. }
12.
13. // Run函数位于THRDCORE.cpp中，由此函数进入消息循环
14. nReturnCode = pThread->Run();
15.
16. ..............略
17.
18. return nReturnCode;
19. }
上面InitInstance函数的代码如下：
C++代码
1. BOOL CTestApp::InitInstance()
2. {
3. .............略
4. CSingleDocTemplate* pDocTemplate;
5. pDocTemplate = new CSingleDocTemplate(
6. IDR_MAINFRAME,
7. RUNTIME_CLASS(CTestDoc),
8. RUNTIME_CLASS(CMainFrame), // main SDI frame window
9. RUNTIME_CLASS(CTestView));
10. if (!pDocTemplate)
11. return FALSE;
12. AddDocTemplate(pDocTemplate);
13. // Parse command line for standard shell commands, DDE, file open
14.
15. CCommandLineInfo cmdInfo;
16. ParseCommandLine(cmdInfo);
17.
18. //ProcessShellCommand位于AppUI2.cpp中，注册并创建窗口
19. if (!ProcessShellCommand(cmdInfo))
20. return FALSE;
21.
22. m_pMainWnd->ShowWindow(SW_SHOW);
23. m_pMainWnd->UpdateWindow();
24.
25. return TRUE;
26. }
InitInstance中的ProcessShellCommand函数又调用了CMainFrame的LoadFrame函数注册并创建了窗口，执行完ProcessShellCommand函数以后，调用了m_pMainWnd的ShowWindow和UpdateWindow函数显示并更新框架窗口。这些是不是与上面的SDK程序十分类似？
接下来该是消息循环了，上面的AfxWinMain函数中调用了pThread的Run函数（位于THRDCORE.cpp中），在Run中包含了消息循环。Run函数的代码如下：
C++代码
1. int CWinThread::Run()
2. {
3. .............略
4. // phase2: pump messages while available
5. do
6. {
7. // pump message, but quit on WM_QUIT
8. if (!PumpMessage())
9. return ExitInstance();
10.
11. // reset "no idle" state after pumping "normal" message
12. if (IsIdleMessage(&m_msgCur))
13. {
14. bIdle = TRUE;
15.
16. lIdleCount = 0;
17.
18. }
19. } while (::PeekMessage(&m_msgCur, NULL, NULL, NULL, PM_NOREMOVE));
20. ..............略
21. }
22.
23. BOOL CWinThread::PumpMessage()
24. {
25. return AfxInternalPumpMessage();
26. }
27.
28. BOOL AFXAPI AfxInternalPumpMessage()
29. {
30. _AFX_THREAD_STATE *pState = AfxGetThreadState();
31.
32. if (!::GetMessage(&(pState->m_msgCur), NULL, NULL, NULL))
33. {
34. .............略
35. }
36. ...............略
37. if (pState->m_msgCur.message != WM_KICKIDLE && !AfxPreTranslateMessage(&(pState->m_msgCur)))
38. {
39. ::TranslateMessage(&(pState->m_msgCur));
40. ::DispatchMessage(&(pState->m_msgCur));
41. }
42.
43. return TRUE;
44. }
我们看到PumpMessage中通过调用GetMessage、TranslateMessage、DispatchMessage等建立了消息循环并投递消息。
窗口过程函数AfxWinProc形式如下：
C++代码
1. LRESULT CALLBACK AfxWndProc(HWND hWnd,UINT nMsg,WPARAM wParam, LPARAM lParam)
2. {
3. ……
4. CWnd*pWnd=CWnd::FromHandlePermanent(hWnd);
5. ReturnAfxCallWndProc(pWnd,hWnd,nMsg,wParam,lParam);
6. }
两者运行过程对比
到此，通过对比可以发现，MFC应用程序的运行流程与SDK程序是类似的，都是先进行一些初始化过程，再注册并创建窗口，然后显示、更新窗口，最后进入消息循环，消息都由窗口过程函数处理。现在大家是不是觉得有些头绪了？在运行流程上有基本的掌握即可。
二.MFC应用程序框架主要类之间的关系
在第二讲中，给大家演示了如何利用应用程序向导生成单文档应用程序框架，可以看到程序的基本框架和必要的代码都自动生成了，上一讲又讲解了文件组成结构，实际上在前面自动生成的框架中比较重要的类包括以下几个：CHelloWorldApp、CMainFrame、CHelloWorldDoc和CHelloWorldView，至于其他的类比如CClassView、CFileView等都是在框架窗口（CMainFrame）上创建的面板等，不是必要的。
鸡啄米就四个主要类的关系简单讲下，CHelloWorldApp类处理消息，将收到的消息分发给相应的对象。CMainFrame是视图CHelloWorldView的父窗口，视图CHelloWorldView就显示在CMainFrame的客户区中。视图类CHelloWorldView用来显示文档类CHelloWorldDoc中的数据，并根据对视图类的操作修改文档类的数据。一个视图类只能跟一个文档类相联系，而一个文档类可以跟多个视图类相联系。关于视图类和文档类的关系后面会详细讲解。
一.SDK应用程序与MFC应用程序运行过程的对比
程序运行都要有入口函数，在之前的C++教程中都是main函数，而Windows应用程序的入口函数是WinMain函数，MFC程序也是从WinMain函数开始的。下面鸡啄米就给出用Windows
SDK写的“HelloWorld”程序，与应用程序框架进行对比，这样能更好的了解框架是怎样运行的。Windows SDK开发程序就是不使用MFC类库，直接用WindowsAPI函数进行软件开发。鸡啄米不是要讲解SDK开发，只是为了对比而简单介绍，至于SDK开发可以在大家学完MFC以后选择是否要研究，一般来说有简单了解就可以了。
SDK应用程序
首先，给出WindowsSDK应用程序“HelloWorld”的源码：
C++代码
1. #include <windows.h>
2.
3. LRESULT CALLBACK myWndProc(HWND hWindow, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam);
4.
5. int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, PSTR szCmdLine, int iCmdShow)
6. {
7. const static TCHAR appName[] = TEXT("Hello world");
8. WNDCLASSEX myWin;
9. myWin.cbSize = sizeof(myWin);
10. myWin.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
11. myWin.lpfnWndProc = myWndProc;
12. myWin.cbClsExtra = 0;
13. myWin.cbWndExtra = 0;
14. myWin.hInstance = hInstance;
15. myWin.hIcon = 0;
16. myWin.hIconSm = 0;
17. myWin.hCursor = 0;
18. myWin.hbrBackground = (HBRUSH)(COLOR_WINDOW + 1);
19. myWin.lpszMenuName = 0;
20. myWin.lpszClassName = appName;
21. //Register
22. if (!RegisterClassEx(&myWin)) return 0;
23. const HWND hWindow = CreateWindow(
24. appName,
25. appName,
26. WS_OVERLAPPEDWINDOW,
27. CW_USEDEFAULT,
28. CW_USEDEFAULT,
29. CW_USEDEFAULT,
30. CW_USEDEFAULT,
31. 0,
32. 0,
33. hInstance,
34. 0);
35. ShowWindow(hWindow,iCmdShow);
36. UpdateWindow(hWindow);
37. {
38. MSG msg;
39. while(GetMessage(&msg,0,0,0))
40. {
41. TranslateMessage(&msg);
42. DispatchMessage(&msg);
43. }
44. return (int)msg.wParam;
45. }
46. }
47.
48. LRESULT CALLBACK myWndProc(HWND hWindow, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
49. {
50. if (msg==WM_PAINT)
51. {
52. PAINTSTRUCT ps;
53. const HDC hDC = BeginPaint(hWindow,&ps);
54. RECT rect;
55. GetClientRect(hWindow,&rect);
56. DrawText(hDC,TEXT("HELLO WORLD"),-1,&rect, DT_SINGLELINE | DT_CENTER | DT_VCENTER);
57. EndPaint(hWindow,&ps);
58. return 0;
59. }
60. else if (msg==WM_DESTROY)
61. {
62. PostQuitMessage(0);
63. return 0;
64. }
65. return DefWindowProc(hWindow,msg,wParam,lParam);
66. }
上面的程序运行的流程是：进入WinMain函数->初始化WNDCLASSEX，调用RegisterClassEx函数注册窗口类->调用ShowWindow和UpdateWindow函数显示并更新窗口->进入消息循环。关于消息循环再简单说下，Windows应用程序是消息驱动的，系统或用户让应用程序进行某项操作或完成某个任务时会发送消息，进入程序的消息队列，然后消息循环会将消息队列中的消息取出，交予相应的窗口过程处理，此程序的窗口过程函数就是myWndProc函数，窗口过程函数处理完消息就完成了某项操作或任务。本例是要显示“HELLOWORLD”字符串，UpdateWindow函数会发送WM_PAINT消息，但是此消息不经过消息队列而是直接送到窗口过程处理，在窗口过程函数中最终绘制了“HELLO
WORLD”字符串。
MFC应用程序
下面是MFC应用程序的运行流程，通过MFC库中代码进行分析：
首先在HelloWorld.cpp中定义全局对象theApp：CHelloWorldApp
theApp;。调用CWinApp和CHelloWorldApp的构造函数后，进入WinMain函数（位于appmodul.cpp中）。
C++代码
1. extern "C" int WINAPI
2. _tWinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance,
3. _In_ LPTSTR lpCmdLine, int nCmdShow)
4. #pragma warning(suppress: 4985)
5. {
6. // call shared/exported WinMain
7. return AfxWinMain(hInstance, hPrevInstance, lpCmdLine, nCmdShow);
8. }
在TCHAR.h中，有此定义：#define_tWinMain WinMain，所以这里的_tWinMain就是WinMain函数。它调用了AfxWinMain函数（位于WinMain.cpp中）。
C++代码
1. int AFXAPI AfxWinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance,LPTSTR lpCmdLine, int nCmdShow)
2. {
3. .............略
4. // App global initializations (rare)
5. if (pApp != NULL && !pApp->InitApplication())
6. goto InitFailure;
7.
8. if (!pThread->InitInstance())
9. {
10. .........略
11. }
12.
13. // Run函数位于THRDCORE.cpp中，由此函数进入消息循环
14. nReturnCode = pThread->Run();
15.
16. ..............略
17.
18. return nReturnCode;
19. }
上面InitInstance函数的代码如下：
C++代码
1. BOOL CTestApp::InitInstance()
2. {
3. .............略
4. CSingleDocTemplate* pDocTemplate;
5. pDocTemplate = new CSingleDocTemplate(
6. IDR_MAINFRAME,
7. RUNTIME_CLASS(CTestDoc),
8. RUNTIME_CLASS(CMainFrame), // main SDI frame window
9. RUNTIME_CLASS(CTestView));
10. if (!pDocTemplate)
11. return FALSE;
12. AddDocTemplate(pDocTemplate);
13. // Parse command line for standard shell commands, DDE, file open
14.
15. CCommandLineInfo cmdInfo;
16. ParseCommandLine(cmdInfo);
17.
18. //ProcessShellCommand位于AppUI2.cpp中，注册并创建窗口
19. if (!ProcessShellCommand(cmdInfo))
20. return FALSE;
21.
22. m_pMainWnd->ShowWindow(SW_SHOW);
23. m_pMainWnd->UpdateWindow();
24.
25. return TRUE;
26. }
InitInstance中的ProcessShellCommand函数又调用了CMainFrame的LoadFrame函数注册并创建了窗口，执行完ProcessShellCommand函数以后，调用了m_pMainWnd的ShowWindow和UpdateWindow函数显示并更新框架窗口。这些是不是与上面的SDK程序十分类似？
接下来该是消息循环了，上面的AfxWinMain函数中调用了pThread的Run函数（位于THRDCORE.cpp中），在Run中包含了消息循环。Run函数的代码如下：
C++代码
1. int CWinThread::Run()
2. {
3. .............略
4. // phase2: pump messages while available
5. do
6. {
7. // pump message, but quit on WM_QUIT
8. if (!PumpMessage())
9. return ExitInstance();
10.
11. // reset "no idle" state after pumping "normal" message
12. if (IsIdleMessage(&m_msgCur))
13. {
14. bIdle = TRUE;
15.
16. lIdleCount = 0;
17.
18. }
19. } while (::PeekMessage(&m_msgCur, NULL, NULL, NULL, PM_NOREMOVE));
20. ..............略
21. }
22.
23. BOOL CWinThread::PumpMessage()
24. {
25. return AfxInternalPumpMessage();
26. }
27.
28. BOOL AFXAPI AfxInternalPumpMessage()
29. {
30. _AFX_THREAD_STATE *pState = AfxGetThreadState();
31.
32. if (!::GetMessage(&(pState->m_msgCur), NULL, NULL, NULL))
33. {
34. .............略
35. }
36. ...............略
37. if (pState->m_msgCur.message != WM_KICKIDLE && !AfxPreTranslateMessage(&(pState->m_msgCur)))
38. {
39. ::TranslateMessage(&(pState->m_msgCur));
40. ::DispatchMessage(&(pState->m_msgCur));
41. }
42.
43. return TRUE;
44. }
我们看到PumpMessage中通过调用GetMessage、TranslateMessage、DispatchMessage等建立了消息循环并投递消息。
窗口过程函数AfxWinProc形式如下：
C++代码
1. LRESULT CALLBACK AfxWndProc(HWND hWnd,UINT nMsg,WPARAM wParam, LPARAM lParam)
2. {
3. ……
4. CWnd*pWnd=CWnd::FromHandlePermanent(hWnd);
5. ReturnAfxCallWndProc(pWnd,hWnd,nMsg,wParam,lParam);
6. }
两者运行过程对比
到此，通过对比可以发现，MFC应用程序的运行流程与SDK程序是类似的，都是先进行一些初始化过程，再注册并创建窗口，然后显示、更新窗口，最后进入消息循环，消息都由窗口过程函数处理。现在大家是不是觉得有些头绪了？在运行流程上有基本的掌握即可。
二.MFC应用程序框架主要类之间的关系
在第二讲中，给大家演示了如何利用应用程序向导生成单文档应用程序框架，可以看到程序的基本框架和必要的代码都自动生成了，上一讲又讲解了文件组成结构，实际上在前面自动生成的框架中比较重要的类包括以下几个：CHelloWorldApp、CMainFrame、CHelloWorldDoc和CHelloWorldView，至于其他的类比如CClassView、CFileView等都是在框架窗口（CMainFrame）上创建的面板等，不是必要的。
鸡啄米就四个主要类的关系简单讲下，CHelloWorldApp类处理消息，将收到的消息分发给相应的对象。CMainFrame是视图CHelloWorldView的父窗口，视图CHelloWorldView就显示在CMainFrame的客户区中。视图类CHelloWorldView用来显示文档类CHelloWorldDoc中的数据，并根据对视图类的操作修改文档类的数据。一个视图类只能跟一个文档类相联系，而一个文档类可以跟多个视图类相联系。关于视图类和文档类的关系后面会详细讲解。
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