MFC六大核心机制之一MFC程序的初始化

旧城等待， 2022-08-05 07:44 203阅读 0赞

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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++][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++][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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