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C++消息映射在事件处理中的应用

2023-07-317.7k 阅读

C++消息映射基础

消息映射机制概述

在C++应用程序开发中，尤其是在基于窗口的编程环境（如MFC，Microsoft Foundation Classes）里，消息映射是一种关键的机制。它提供了一种将特定的消息（如用户的鼠标点击、键盘输入等事件所产生的消息）与对应的处理函数关联起来的方式。这种机制使得程序能够有条不紊地响应各种用户操作以及系统事件。

从本质上讲，消息映射就是一个表格，表格中的每一项都包含了一个消息标识符以及与之对应的处理函数的指针。当应用程序接收到一个消息时，它会在这个消息映射表中查找与该消息标识符匹配的项，然后调用对应的处理函数来处理这个消息。

消息映射在MFC中的实现结构

在MFC中，消息映射相关的宏和结构构成了这一机制的核心。主要涉及到以下几个关键部分：

  1. BEGIN_MESSAGE_MAP和END_MESSAGE_MAP宏：这两个宏用于界定消息映射表的开始和结束。例如：
BEGIN_MESSAGE_MAP(CMainFrame, CFrameWnd)
    // 消息映射项在此处添加
END_MESSAGE_MAP()

这里CMainFrame是当前类，CFrameWnd是它的基类。消息映射表定义在类的实现文件（.cpp）中。 2. 消息映射宏：不同类型的消息有不同的消息映射宏。例如，对于WM_COMMAND消息（通常用于处理菜单、按钮等用户界面元素的命令消息），使用ON_COMMAND宏。其一般形式为ON_COMMAND(id, memberFxn)，其中id是命令标识符，memberFxn是处理该命令的成员函数。

ON_COMMAND(ID_FILE_NEW, OnFileNew)

这里ID_FILE_NEW是新建文件命令的标识符，OnFileNew是处理该命令的成员函数。

对于WM_LBUTTONDOWN（鼠标左键按下）这样的窗口消息，使用ON_WM_LBUTTONDOWN宏。在类的声明中，需要声明对应的消息处理函数，在类的实现中使用该宏进行消息映射。

// 类声明中
afx_msg void OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point);

// 类实现中
BEGIN_MESSAGE_MAP(CMainFrame, CFrameWnd)
    ON_WM_LBUTTONDOWN()
END_MESSAGE_MAP()

void CMainFrame::OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point)
{
    // 处理鼠标左键按下的逻辑
    CFrameWnd::OnLButtonDown(nFlags, point);
}
  1. 消息处理函数的声明与定义：消息处理函数必须遵循特定的命名和参数规范。一般来说，它们是类的成员函数，返回类型通常为void，参数根据不同的消息类型而定。例如，鼠标消息处理函数通常会接收表示鼠标按键状态的UINT参数和表示鼠标位置的CPoint参数。

消息映射在事件处理中的具体应用场景

基于窗口的应用程序事件处理

  1. 鼠标事件处理 在图形用户界面（GUI）应用程序中，鼠标事件是最常见的用户交互方式之一。比如在一个绘图程序中，用户通过鼠标点击、拖动等操作来绘制图形。
class CDrawingView : public CView
{
public:
    afx_msg void OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point);
    afx_msg void OnLButtonUp(UINT nFlags, CPoint point);
    afx_msg void OnMouseMove(UINT nFlags, CPoint point);
};

BEGIN_MESSAGE_MAP(CDrawingView, CView)
    ON_WM_LBUTTONDOWN()
    ON_WM_LBUTTONUP()
    ON_WM_MOUSEMOVE()
END_MESSAGE_MAP()

void CDrawingView::OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point)
{
    // 记录鼠标按下的起始点
    m_startPoint = point;
    CView::OnLButtonDown(nFlags, point);
}

void CDrawingView::OnLButtonUp(UINT nFlags, CPoint point)
{
    // 根据起始点和结束点绘制图形
    CDC* pDC = GetDC();
    pDC->MoveTo(m_startPoint);
    pDC->LineTo(point);
    ReleaseDC(pDC);
    CView::OnLButtonUp(nFlags, point);
}

void CDrawingView::OnMouseMove(UINT nFlags, CPoint point)
{
    if (nFlags & MK_LBUTTON)
    {
        // 实时显示绘制效果（类似橡皮筋效果）
        CDC* pDC = GetDC();
        pDC->SetROP2(R2_NOT);
        pDC->MoveTo(m_startPoint);
        pDC->LineTo(m_lastPoint);
        pDC->MoveTo(m_startPoint);
        pDC->LineTo(point);
        m_lastPoint = point;
        ReleaseDC(pDC);
    }
    CView::OnMouseMove(nFlags, point);
}

在上述代码中，通过消息映射将鼠标左键按下、松开和移动的消息分别与对应的处理函数关联起来，实现了简单的绘图功能。 2. 键盘事件处理 在文本编辑器等应用程序中，键盘事件处理至关重要。用户通过键盘输入字符、进行删除、复制粘贴等操作。

class CTextEditView : public CView
{
public:
    afx_msg void OnChar(UINT nChar, UINT nRepCnt, UINT nFlags);
};

BEGIN_MESSAGE_MAP(CTextEditView, CView)
    ON_WM_CHAR()
END_MESSAGE_MAP()

void CTextEditView::OnChar(UINT nChar, UINT nRepCnt, UINT nFlags)
{
    if (nChar == VK_BACK)
    {
        // 处理退格键，删除前一个字符
        // 假设存在一个文本缓冲区和光标位置变量
        if (m_cursorPosition > 0)
        {
            m_textBuffer.erase(m_cursorPosition - 1, 1);
            m_cursorPosition--;
        }
    }
    else if (nChar >= 32 && nChar <= 126)
    {
        // 处理可显示字符，插入到文本缓冲区
        m_textBuffer.insert(m_cursorPosition, 1, static_cast<char>(nChar));
        m_cursorPosition++;
    }
    CView::OnChar(nChar, nRepCnt, nFlags);
}

这里通过ON_WM_CHAR宏将字符输入消息映射到OnChar函数，在函数中根据输入的字符进行相应的文本编辑操作。

菜单与工具栏命令处理

  1. 菜单命令处理 菜单是应用程序提供功能入口的重要方式。在一个文件管理应用程序中，菜单可能包含打开、保存、另存为等命令。
class CFileManagerFrame : public CFrameWnd
{
public:
    afx_msg void OnFileOpen();
    afx_msg void OnFileSave();
};

BEGIN_MESSAGE_MAP(CFileManagerFrame, CFrameWnd)
    ON_COMMAND(ID_FILE_OPEN, OnFileOpen)
    ON_COMMAND(ID_FILE_SAVE, OnFileSave)
END_MESSAGE_MAP()

void CFileManagerFrame::OnFileOpen()
{
    CFileDialog dlg(TRUE, nullptr, nullptr, OFN_HIDEREADONLY | OFN_OVERWRITEPROMPT,
                    _T("All Files (*.*)|*.*||"));
    if (dlg.DoModal() == IDOK)
    {
        CString filePath = dlg.GetPathName();
        // 执行打开文件的操作，如读取文件内容等
    }
}

void CFileManagerFrame::OnFileSave()
{
    // 执行保存文件的操作，假设存在一个缓冲区存储文件内容
    CFileDialog dlg(FALSE, nullptr, nullptr, OFN_HIDEREADONLY | OFN_OVERWRITEPROMPT,
                    _T("All Files (*.*)|*.*||"));
    if (dlg.DoModal() == IDOK)
    {
        CString filePath = dlg.GetPathName();
        CFile file;
        if (file.Open(filePath, CFile::modeCreate | CFile::modeWrite))
        {
            file.Write(m_fileBuffer, m_fileBuffer.GetLength());
            file.Close();
        }
    }
}

通过ON_COMMAND宏将菜单命令标识符ID_FILE_OPEN和ID_FILE_SAVE分别与OnFileOpen和OnFileSave处理函数关联，实现了文件打开和保存的功能。 2. 工具栏按钮命令处理 工具栏提供了一种更快捷的访问常用功能的方式。工具栏按钮通常与菜单命令具有相同的功能。例如，在文件管理应用程序中，工具栏上可能有一个打开文件的按钮，其功能与菜单中的打开命令相同。

class CFileManagerFrame : public CFrameWnd
{
public:
    afx_msg void OnFileOpen();
};

BEGIN_MESSAGE_MAP(CFileManagerFrame, CFrameWnd)
    ON_COMMAND(ID_FILE_OPEN, OnFileOpen)
    ON_COMMAND(ID_TOOLBAR_OPEN, OnFileOpen)
END_MESSAGE_MAP()

void CFileManagerFrame::OnFileOpen()
{
    CFileDialog dlg(TRUE, nullptr, nullptr, OFN_HIDEREADONLY | OFN_OVERWRITEPROMPT,
                    _T("All Files (*.*)|*.*||"));
    if (dlg.DoModal() == IDOK)
    {
        CString filePath = dlg.GetPathName();
        // 执行打开文件的操作，如读取文件内容等
    }
}

这里ID_TOOLBAR_OPEN是工具栏打开按钮的标识符，同样关联到OnFileOpen函数，实现了与菜单命令相同的功能。

消息映射的高级应用与扩展

自定义消息与消息映射

  1. 自定义消息的定义与发送 在某些情况下，应用程序内部需要定义自己的消息来实现特定的功能。例如，在一个多视图的应用程序中，一个视图可能需要通知另一个视图某些数据的更新。
// 定义自定义消息
#define WM_MY_CUSTOM_MESSAGE (WM_USER + 100)

// 发送自定义消息
void CFirstView::SendCustomMessage()
{
    CWnd* pSecondView = GetDocument()->GetFirstViewPosition();
    while (pSecondView)
    {
        CSecondView* pView = DYNAMIC_DOWNCAST(CSecondView, pSecondView);
        if (pView)
        {
            pView->SendMessage(WM_MY_CUSTOM_MESSAGE, 0, 0);
        }
        pSecondView = GetDocument()->GetNextView(pSecondView);
    }
}
  1. 自定义消息的映射与处理 在接收自定义消息的类中，需要进行消息映射和处理函数的定义。
class CSecondView : public CView
{
public:
    afx_msg LRESULT OnMyCustomMessage(WPARAM wParam, LPARAM lParam);
};

BEGIN_MESSAGE_MAP(CSecondView, CView)
    ON_MESSAGE(WM_MY_CUSTOM_MESSAGE, OnMyCustomMessage)
END_MESSAGE_MAP()

LRESULT CSecondView::OnMyCustomMessage(WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
    // 处理自定义消息，例如更新视图显示
    Invalidate();
    return 0;
}

通过ON_MESSAGE宏将自定义消息WM_MY_CUSTOM_MESSAGE映射到OnMyCustomMessage处理函数，实现了应用程序内部特定的消息传递和处理机制。

消息映射与多态性

  1. 基于消息映射的多态事件处理 在面向对象编程中，多态性是一个重要的特性。在消息映射的场景下，也可以利用多态性来实现更灵活的事件处理。例如，有一个基类视图CBaseView和多个派生类视图CDerivedView1、CDerivedView2。
class CBaseView : public CView
{
public:
    afx_msg void OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point);
};

BEGIN_MESSAGE_MAP(CBaseView, CView)
    ON_WM_LBUTTONDOWN()
END_MESSAGE_MAP()

void CBaseView::OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point)
{
    // 基类的默认处理逻辑
    CView::OnLButtonDown(nFlags, point);
}

class CDerivedView1 : public CBaseView
{
public:
    afx_msg void OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point);
};

BEGIN_MESSAGE_MAP(CDerivedView1, CBaseView)
    ON_WM_LBUTTONDOWN()
END_MESSAGE_MAP()

void CDerivedView1::OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point)
{
    // 派生类1的特殊处理逻辑，例如绘制特定图形
    CDC* pDC = GetDC();
    pDC->Ellipse(point.x - 50, point.y - 50, point.x + 50, point.y + 50);
    ReleaseDC(pDC);
    CBaseView::OnLButtonDown(nFlags, point);
}

class CDerivedView2 : public CBaseView
{
public:
    afx_msg void OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point);
};

BEGIN_MESSAGE_MAP(CDerivedView2, CBaseView)
    ON_WM_LBUTTONDOWN()
END_MESSAGE_MAP()

void CDerivedView2::OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point)
{
    // 派生类2的特殊处理逻辑，例如绘制不同图形
    CDC* pDC = GetDC();
    pDC->Rectangle(point.x - 50, point.y - 50, point.x + 50, point.y + 50);
    ReleaseDC(pDC);
    CBaseView::OnLButtonDown(nFlags, point);
}

在这个例子中，不同的派生类对鼠标左键按下消息有不同的处理方式，通过消息映射和函数重写实现了多态的事件处理。

消息映射的优化与注意事项

  1. 消息映射表的性能优化 随着应用程序规模的增大，消息映射表可能会变得庞大。为了提高查找消息处理函数的效率，可以考虑以下几点：
    • 合理组织消息映射表：将常用的消息处理函数放在表的前面，这样在查找时可以更快地找到对应的处理函数。
    • 减少不必要的消息映射项：避免映射一些永远不会处理的消息，以减少查找时间。
  2. 消息处理函数的资源管理 在消息处理函数中，可能会涉及到资源的分配和释放，如设备上下文（DC）、文件句柄等。必须确保资源的正确管理，避免内存泄漏和资源冲突。
void CMyView::OnPaint()
{
    CPaintDC dc(this);
    // 使用dc进行绘图操作
    // 这里不需要手动释放dc，CPaintDC的析构函数会自动释放
}

在上述OnPaint函数中，使用CPaintDC类来管理设备上下文，它会在函数结束时自动释放资源，确保了资源的正确管理。

  1. 消息传递的顺序与优先级 在复杂的应用程序中，消息可能会在不同的对象之间传递。了解消息传递的顺序和优先级是很重要的。例如，在MFC中，父窗口和子窗口之间的消息传递有特定的规则。子窗口会先接收到消息，如果子窗口没有处理该消息，消息会传递给父窗口。通过合理设置消息处理的优先级，可以确保关键的消息得到及时处理。
class CParentWnd : public CWnd
{
public:
    afx_msg void OnChildNotify(UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam, LRESULT* pLResult);
};

BEGIN_MESSAGE_MAP(CParentWnd, CWnd)
    ON_WM_CHILDNOTIFY()
END_MESSAGE_MAP()

LRESULT CParentWnd::OnChildNotify(UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam, LRESULT* pLResult)
{
    if (message == WM_LBUTTONDOWN)
    {
        // 父窗口对来自子窗口的鼠标左键按下消息进行处理
        // 可以根据需要决定是否继续传递给其他父窗口或忽略
        return 0;
    }
    return CWnd::OnChildNotify(message, wParam, lParam, pLResult);
}

在这个例子中，OnChildNotify函数处理来自子窗口的消息，通过判断消息类型来决定如何处理，体现了对消息传递顺序和优先级的控制。

通过深入理解和灵活运用C++消息映射机制，开发者可以构建出高效、灵活且易于维护的事件驱动应用程序，满足各种复杂的用户交互和系统事件处理需求。无论是小型的工具软件还是大型的企业级应用，消息映射在事件处理中都发挥着不可或缺的作用。