ATL布幔之下的秘密(5)

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ATL布幔之下的秘密(5)

作者：Zeeshan Amjad
译者：李马 (home.nuc.edu.cn/~titilima )
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介绍

　　 很多人认为ATL只是用来编写COM组件的，其实你也可以使用ATL中的窗口类来创建基于窗口的应用程序。虽然你可以将基于MFC的程序转换为ATL，但是ATL中对于UI（译注：用户界面）组件的支持太少了。所以，这就要求你需要自己编写很多代码。例如，在ATL中没有文档/视图，所以在你想使用它的时候就需要自己实现了。在本篇中，我们将要探究一些关于窗口类的秘密，以及ATL技术实现的秘密。WTL（Window Template Library，窗口模板库），虽然到现在（译注：本文于2002年10月27日发表在CodeProject）还不为Microsoft所支持，但是它在制作图形应用程序方面跨出了一大步。WTL就是基于ATL的窗口类的。
　　 在开始讨论基于ATL的程序之前，让我们从一个经典的Hello world程序开始吧。这个程序完全用SDK编写，并且我们中几乎所有人都已经熟悉它了。

程序66.

#include 



LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam);



int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, 

                   LPSTR lpCmdLine,  int nCmdShow)

{

    char szAppName[] = "Hello world";

    HWND hWnd;

    MSG msg;

    WNDCLASS wnd;

    

    wnd.cbClsExtra    = NULL;

    wnd.cbWndExtra    = NULL;

    wnd.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject(WHITE_BRUSH);

    wnd.hCursor       = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);

    wnd.hIcon         = LoadIcon(NULL, IDI_APPLICATION);

    wnd.hInstance     = hInstance;

    wnd.lpfnWndProc   = WndProc;

    wnd.lpszClassName = szAppName;

    wnd.lpszMenuName  = NULL;

    wnd.style         = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;

    

    if (!RegisterClass(&wnd))

    {

        MessageBox(NULL, "Can not register window class", "Error", 

                   MB_OK | MB_ICONINFORMATION);

        return -1;

    }

    

    hWnd = CreateWindow(szAppName, "Hello world", WS_OVERLAPPEDWINDOW, CW_USEDEFAULT, 

        CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, NULL, NULL, hInstance, NULL);

    

    ShowWindow(hWnd, nCmdShow);

    UpdateWindow(hWnd);

    

    while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0))

    {

        DispatchMessage(&msg);

    }

    

    return msg.wParam;

}



LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)

{

    HDC hDC;

    PAINTSTRUCT ps;

    RECT rect;



    switch (uMsg)

    {

    case WM_PAINT:

        hDC = BeginPaint(hWnd, &ps);

        GetClientRect(hWnd, &rect);

        DrawText(hDC, "Hello world", -1, &rect, DT_SINGLELINE | DT_CENTER | DT_VCENTER);

        EndPaint(hWnd, &ps);

        break;



    case WM_DESTROY:

        PostQuitMessage(0);

        break;

    }

    

    return DefWindowProc(hWnd, uMsg, wParam, lParam);

}

这个程序没有什么新鲜的东西，它就是显示了一个窗口，并在窗口中央显示Hello world。
　　 ATL是一个面向对象的开发库，也就是说你可以用类来完成工作。让我们尝试着自己来做一些相同的工作，编写一些微小的类来使我们的工作更加简单吧。好了，那我们来编写一些类来简化工作——但是编写这些类应该遵循一个什么样的标准呢？换句话说就是， 需要编写多少类，它们的关系是什么，以及拥有什么样的方法和属性。在这里我并不打算讨论整个的面向对象理论，我们这里只是编写一个高质量的库。为了使我的任务相类似，我将相关的API进行了分组，并将这些相关的API放在了一个类里边。 我将所有处理窗口的API放在了一个类里，并且它可以和其它的API相关联，例如字体、文件、菜单等等。所以我编写了一个很小的类，并将所有第一个参数为HWND的API放在了这个类中。也就是说，这个类只是简单地对窗口API进行了一层包装。我的类名称为ZWindow，当然你可以自由地选择你喜欢的名称。这个类是类似这个样子：

class ZWindow

{

public:

    HWND m_hWnd;



    ZWindow(HWND hWnd = 0) : m_hWnd(hWnd) { }



    inline void Attach(HWND hWnd)

    { m_hWnd = hWnd; }



    inline BOOL ShowWindow(int nCmdShow)

    { return ::ShowWindow(m_hWnd, nCmdShow); }



    inline BOOL UpdateWindow()

    {  return ::UpdateWindow(m_hWnd); }



};

在这里，我只封装了目前需要的API。你可以向这个类中添加全部的API。对于这个类来说的唯一优点，就是你不用像API那样传递HWND参数了，这个类本身会传递这个参数。
　　 呃，到现在为止还没有什么特别的。但是，我们的窗口回调函数怎么办呢？请记住，这个回调函数的第一个参数也是HWND，所以对于我们的标准而言，它也应该是这个类中的成员。所以，我也添加了我们的回调函数。现在，这个类就应该是类似这个样子了：

class ZWindow

{

public:

    HWND m_hWnd;



    ZWindow(HWND hWnd = 0) : m_hWnd(hWnd) { }



    inline void Attach(HWND hWnd)

    { m_hWnd = hWnd; }



    inline BOOL ShowWindow(int nCmdShow)

    { return ::ShowWindow(m_hWnd, nCmdShow); }



    inline BOOL UpdateWindow()

    {  return ::UpdateWindow(m_hWnd); }



    LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)

    {

        switch (uMsg)

        {

        case WM_DESTROY:

            PostQuitMessage(0);

            break;

        }



        return ::DefWindowProc(hWnd, uMsg, wParam, lParam);

    }

};

你需要为WNDCLASS或WNDCLASSEX的一个域提供这个回调函数的地址。并且，你需要在创建ZWindow类对象之后像这样赋值：

ZWindow zwnd;

WNDCLASS wnd;



wnd.lpfnWndProc = wnd.WndProc;

但是当你编译程序的时候，编译器会给出类似这样的错误：

cannot convert from ''long (__stdcall ZWindow::*)(struct HWND__ *,

   unsigned int,unsigned int,long)'' to ''long (__stdcall *)(struct HWND__ *,

   unsigned int, unsigned int,long)

原因是你不能将成员函数作为回调函数来传递。为什么呢？因为在成员函数的情况下，编译器会自动传给成员函数一个参数，这个参数是指向这个类的指针，或者换句话说是this指针。所以这就意味着当你在成员函数中传递了n个参数的话，那么编译器会传递n 1个参数，并且那个附加的参数就是this指针。这条错误消息就表明编译器不能将成员函数转换为全局函数。
　　 那么，如果我们想将成员函数作为回调函数的话，应该怎么办呢？如果我们告诉编译器，不传递第一个this指针参数的话，那么我们就可以将成员函数作为回调函数了。在C 中，如果我们将成员函数声明为static的话，那么编译器就不会传递this指针了。这就是static和非static成员函数实质上的不同。
　　 所以，我们可以把ZWindow类中的WndProc声明为static成员函数。这一技术也可以用在多线程的情况下，比如当你想要使用成员函数作为一个线程函数的时候，你就可以将一个static成员函数作为线程函数。
　　 下面就是使用了ZWindow类的更新程序。

程序67.

#include 



class ZWindow

{

public:

    HWND m_hWnd;



    ZWindow(HWND hWnd = 0) : m_hWnd(hWnd) { }



    inline void Attach(HWND hWnd)

    { m_hWnd = hWnd; }



    inline BOOL ShowWindow(int nCmdShow)

    { return ::ShowWindow(m_hWnd, nCmdShow); }



    inline BOOL UpdateWindow()

    {  return ::UpdateWindow(m_hWnd); }



    LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)

    {

        switch (uMsg)

        {

        case WM_DESTROY:

            PostQuitMessage(0);

            break;

        }



        return ::DefWindowProc(hWnd, uMsg, wParam, lParam);

    }

};



int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine,  

                   int nCmdShow)

{

    char szAppName[] = "Hello world";

    HWND hWnd;

    MSG msg;

    WNDCLASS wnd;

    ZWindow zwnd;

    

    wnd.cbClsExtra    = NULL;

    wnd.cbWndExtra    = NULL;

    wnd.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject(WHITE_BRUSH);

    wnd.hCursor       = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);

    wnd.hIcon         = LoadIcon(NULL, IDI_APPLICATION);

    wnd.hInstance     = hInstance;

    wnd.lpfnWndProc   = ZWindow::WndProc;

    wnd.lpszClassName = szAppName;

    wnd.lpszMenuName  = NULL;

    wnd.style         = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;

    

    if (!RegisterClass(&wnd))

    {

        MessageBox(NULL, "Can not register window class", "Error", 

                   MB_OK | MB_ICONINFORMATION);

        return -1;

    }

    

    hWnd = CreateWindow(szAppName, "Hello world", WS_OVERLAPPEDWINDOW, CW_USEDEFAULT, 

        CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, NULL, NULL, hInstance, NULL);



    zwnd.Attach(hWnd);

    

    zwnd.ShowWindow(nCmdShow);

    zwnd.UpdateWindow();



    while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0))

    {

        DispatchMessage(&msg);

    }

    

    return msg.wParam;

}

这个程序只是简单示范了一下ZWindow的用法，说实话，这个类就不会做什么特别的了。它只是对Windows API的一层包装，唯一的优点就是你不需要传递HWND参数了，但是你必须得在调用成员函数的时候输入对象的名称。
　　 对于以前，你这样调用函数：

ShowWindow(hWnd, nCmdShow);

现在，你可以这么做：

zwnd.ShowWindow(nCmdShow);

到现在为止，这并不是一个明显的优点。
　　 我们来看看在WndProc中如何处理窗口消息。在前一个程序中，我们只处理了一个函数，也就是WM_DESTROY。如果你想要处理更多的消息，那么可以在switch语句中加入更多的case。让我们来修改一下WndProc，处理一下WM_PAINT。就像这个样子：

switch (uMsg)

{

case WM_PAINT:

    hDC = ::BeginPaint(hWnd, &ps);

    ::GetClientRect(hWnd, &rect);

    ::DrawText(hDC, "Hello world", -1, &rect, DT_CENTER | DT_VCENTER  DT_SINGLELINE);

    ::EndPaint(hWnd, &ps);

    break;



case WM_DESTROY:

    ::PostQuitMessage(0);

    break;

}

这个代码很正确，它会在窗口的正中显示Hello world。但是，为什么要用BeginPaint、GetClientRect和EndPaint这些API呢？根据我们的标准，这些API都应该作为ZWindow的成员函数来使用的——它们的第一个参数都是HWND。
　　 因为所有这些函数都是非static函数。并且，你不能在static成员函数中调用非static成员函数。为什么呢？因为它们的区别就是this指针，非static成员函数拥有this指针，而static函数没有。如果我们通过某种手段将this指针传递给了static成员函数，那么我们就可以在static成员函数中调用非static成员函数了。让我们看看下面的程序。

程序68.

#include 

using namespace std;



class C 

{

public:

    void NonStaticFunc() 

    {    

        cout << "NonStaticFun" << endl;

    }



    static void StaticFun(C* pC) 

    {

        cout << "StaticFun" << endl;

        pC->NonStaticFunc();

    }

};



int main()

{

    C objC;

    C::StaticFun(&objC);

    return 0;

}

程序的输出为：

StaticFun

NonStaticFun

所以，我们就可以使用和这里相同的技术，也就是将ZWindow对象的地址存入一个全局变量，然后利用这个指针调用非static成员函数。下面是前一个程序的更新版本，在其中我们没有直接调用窗口的API。

程序69.

#include 



class ZWindow;



ZWindow* g_pWnd = NULL;



class ZWindow

{

public:

    HWND m_hWnd;



    ZWindow(HWND hWnd = 0) : m_hWnd(hWnd) { }



    inline void Attach(HWND hWnd)

    { m_hWnd = hWnd; }



    inline BOOL ShowWindow(int nCmdShow)

    { return ::ShowWindow(m_hWnd, nCmdShow); }



    inline BOOL UpdateWindow()

    {  return ::UpdateWindow(m_hWnd); }



    inline HDC BeginPaint(LPPAINTSTRUCT ps)

    {  return ::BeginPaint(m_hWnd, ps); }



    inline BOOL EndPaint(LPPAINTSTRUCT ps)

    {  return ::EndPaint(m_hWnd, ps); }



    inline BOOL GetClientRect(LPRECT rect)

    {  return ::GetClientRect(m_hWnd, rect); }



    BOOL Create(LPCTSTR szClassName, LPCTSTR szTitle, HINSTANCE hInstance, 

                HWND hWndParent = 0,    DWORD dwStyle = WS_OVERLAPPEDWINDOW, 

                DWORD dwExStyle = 0, HMENU hMenu = 0)

    {

        m_hWnd = ::CreateWindowEx(dwExStyle, szClassName, szTitle, dwStyle, 

                                  CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, 

                                  CW_USEDEFAULT, hWndParent, hMenu, hInstance, NULL);



        return m_hWnd != NULL;

    }



    static LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)

    {

        ZWindow* pThis = g_pWnd;

        HDC hDC;

        PAINTSTRUCT ps;

        RECT rect;



        switch (uMsg)

        {

        case WM_PAINT:

            hDC = pThis->BeginPaint(&ps);

            pThis->GetClientRect(&rect);

            ::DrawText(hDC, "Hello world", -1, &rect, 

                       DT_CENTER | DT_VCENTER | DT_SINGLELINE);

            pThis->EndPaint(&ps);

            break;



        case WM_DESTROY:

            ::PostQuitMessage(0);

            break;

        }



        return ::DefWindowProc(hWnd, uMsg, wParam, lParam);

    }

};



int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, 

                   LPSTR lpCmdLine,   int nCmdShow)

{

    char szAppName[] = "Hello world";

    MSG msg;

    WNDCLASS wnd;

    ZWindow zwnd;

    

    wnd.cbClsExtra    = NULL;

    wnd.cbWndExtra    = NULL;

    wnd.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject(WHITE_BRUSH);

    wnd.hCursor       = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);

    wnd.hIcon         = LoadIcon(NULL, IDI_APPLICATION);

    wnd.hInstance     = hInstance;

    wnd.lpfnWndProc   = zwnd.WndProc;

    wnd.lpszClassName = szAppName;

    wnd.lpszMenuName  = NULL;

    wnd.style         = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;

    

    if (!RegisterClass(&wnd))

    {

        MessageBox(NULL, "Can not register window class", "Error", 

                   MB_OK | MB_ICONINFORMATION);

        return -1;

    }



    g_pWnd = &zwnd;

    zwnd.Create(szAppName, "Hell world", hInstance);

    zwnd.ShowWindow(nCmdShow);

    zwnd.UpdateWindow();



    while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0))

    {

        DispatchMessage(&msg);

    }

    

    return msg.wParam;

}

那么，我们终于有了这个可以工作的程序。现在，让我们来利用面向对象程序设计。如果我们对于每个消息都调用函数，并且使这些函数都成为虚函数的话，那么我们就可以在继承ZWindow类之后调用这些函数了。所以，我们可以自定义ZWindow的默认行为。现在，WndProc是类似这个样子：

static LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, 

                                LPARAM lParam)

{

    ZWindow* pThis = g_pWnd;



    switch (uMsg)

    {

    case WM_CREATE:

        pThis->OnCreate(wParam, lParam);

        break;



    case WM_PAINT:

        pThis->OnPaint(wParam, lParam);

        break;



    case WM_DESTROY:

        ::PostQuitMessage(0);

        break;

    }



    return ::DefWindowProc(hWnd, uMsg, wParam, lParam);

}

在这里，OnCreate和OnPaint是虚函数。并且，当我们从ZWindow继承一个类的时候，我们就可以重写所有我们想自定义的这些函数。下面是一个完整的程序，它示范了在派生类中WM_PAINT消息的使用。

程序70.

#include 



class ZWindow;



ZWindow* g_pWnd = NULL;



class ZWindow

{

public:

    HWND m_hWnd;



    ZWindow(HWND hWnd = 0) : m_hWnd(hWnd) { }



    inline void Attach(HWND hWnd)

    { m_hWnd = hWnd; }



    inline BOOL ShowWindow(int nCmdShow)

    { return ::ShowWindow(m_hWnd, nCmdShow); }



    inline BOOL UpdateWindow()

    {  return ::UpdateWindow(m_hWnd); }



    inline HDC BeginPaint(LPPAINTSTRUCT ps)

    {  return ::BeginPaint(m_hWnd, ps); }



    inline BOOL EndPaint(LPPAINTSTRUCT ps)

    {  return ::EndPaint(m_hWnd, ps); }



    inline BOOL GetClientRect(LPRECT rect)

    {  return ::GetClientRect(m_hWnd, rect); }



    BOOL Create(LPCTSTR szClassName, LPCTSTR szTitle, HINSTANCE hInstance, 

                HWND hWndParent = 0, DWORD dwStyle = WS_OVERLAPPEDWINDOW, 

                DWORD dwExStyle = 0, HMENU hMenu = 0)

    {

        m_hWnd = ::CreateWindowEx(dwExStyle, szClassName, szTitle, dwStyle, 

                                  CW_USEDEFAULT,CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, 

                                  CW_USEDEFAULT, hWndParent, hMenu, hInstance, NULL);

        return m_hWnd != NULL;

    }



    virtual LRESULT OnPaint(WPARAM wParam, LPARAM lParam)

    {

        HDC hDC;

        PAINTSTRUCT ps;

        RECT rect;



        hDC = BeginPaint(&ps);

        GetClientRect(&rect);

        ::DrawText(hDC, "Hello world", -1, &rect, 

                   DT_CENTER | DT_VCENTER | DT_SINGLELINE);

        EndPaint(&ps);

        return 0;

    }



    virtual LRESULT OnCreate(WPARAM wParam, LPARAM lParam)

    {

        return 0;

    }



    static LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, 

                                    LPARAM lParam)

    {

        ZWindow* pThis = g_pWnd;



        switch (uMsg)

        {

        case WM_CREATE:

            pThis->OnCreate(wParam, lParam);

            break;



        case WM_PAINT:

            pThis->OnPaint(wParam, lParam);

            break;



        case WM_DESTROY:

            ::PostQuitMessage(0);

            break;

        }



        return ::DefWindowProc(hWnd, uMsg, wParam, lParam);

    }

};



class ZDriveWindow : public ZWindow

{

public:

    LRESULT OnPaint(WPARAM wParam, LPARAM lParam)

    {

        HDC hDC;

        PAINTSTRUCT ps;

        RECT rect;



        hDC = BeginPaint(&ps);

        GetClientRect(&rect);

        SetBkMode(hDC, TRANSPARENT);

        DrawText(hDC, "Hello world From Drive", -1, &rect, 

                 DT_CENTER | DT_VCENTER | DT_SINGLELINE);

        EndPaint(&ps);



        return 0;

    }

};

　　

程序的输出是一个窗口中的一条“Hello world from Drive”消息。在我们使用派生类之前，可以说一切都是顺利的。当我们从ZWindow派生出多于一个类的时候，问题就会发生。这样，所有的消息就都会流向ZWindow最后继承的那个派生类。让我们看看以下的程序。

程序71.

#include 



class ZWindow;



ZWindow* g_pWnd = NULL;



class ZWindow

{

public:

    HWND m_hWnd;



    ZWindow(HWND hWnd = 0) : m_hWnd(hWnd) { }



    inline void Attach(HWND hWnd)

    { m_hWnd = hWnd; }



    inline BOOL ShowWindow(int nCmdShow)

    { return ::ShowWindow(m_hWnd, nCmdShow); }



    inline BOOL UpdateWindow()

    {  return ::UpdateWindow(m_hWnd); }



    inline HDC BeginPaint(LPPAINTSTRUCT ps)

    {  return ::BeginPaint(m_hWnd, ps); }



    inline BOOL EndPaint(LPPAINTSTRUCT ps)

    {  return ::EndPaint(m_hWnd, ps); }



    inline BOOL GetClientRect(LPRECT rect)

    {  return ::GetClientRect(m_hWnd, rect); }



    BOOL Create(LPCTSTR szClassName, LPCTSTR szTitle, HINSTANCE hInstance, 

                HWND hWndParent = 0, DWORD dwStyle = WS_OVERLAPPEDWINDOW, 

                DWORD dwExStyle = 0, HMENU hMenu = 0, int x = CW_USEDEFAULT, 

                int y = CW_USEDEFAULT, int nWidth = CW_USEDEFAULT, 

                int nHeight = CW_USEDEFAULT)

    {

        m_hWnd = ::CreateWindowEx(dwExStyle, szClassName, szTitle, dwStyle, 

                                   x, y, nWidth, nHeight, hWndParent, hMenu, 

                                   hInstance, NULL);

        return m_hWnd != NULL;

    }



    virtual LRESULT OnPaint(WPARAM wParam, LPARAM lParam)

    {

        HDC hDC;

        PAINTSTRUCT ps;

        RECT rect;



        hDC = BeginPaint(&ps);

        GetClientRect(&rect);

        ::DrawText(hDC, "Hello world", -1, &rect, 

                   DT_CENTER | DT_VCENTER | DT_SINGLELINE);

        EndPaint(&ps);

        return 0;

    }



    virtual LRESULT OnLButtonDown(WPARAM wParam, LPARAM lParam)

    {

        return 0;

    }



    virtual LRESULT OnCreate(WPARAM wParam, LPARAM lParam)

    {

        return 0;

    }



    virtual LRESULT OnKeyDown(WPARAM wParam, LPARAM lParam)

    {

        return 0;

    }



    static LRESULT CALLBACK StartWndProc(HWND hWnd, UINT uMsg, 

                                          WPARAM wParam, LPARAM lParam)

    {

        ZWindow* pThis = g_pWnd;



        if (uMsg == WM_NCDESTROY)

            ::PostQuitMessage(0);



        switch (uMsg)

        {

        case WM_CREATE:

            pThis->OnCreate(wParam, lParam);

            break;



        case WM_PAINT:

            pThis->OnPaint(wParam, lParam);

            break;



        case WM_LBUTTONDOWN:

            pThis->OnLButtonDown(wParam, lParam);

            break;



        case WM_KEYDOWN:

            pThis->OnKeyDown(wParam, lParam);

            break;



        case WM_DESTROY:

            ::PostQuitMessage(0);

            break;

        }



        return ::DefWindowProc(hWnd, uMsg, wParam, lParam);

    }

};



class ZDriveWindow1 : public ZWindow

{

public:

    LRESULT OnPaint(WPARAM wParam, LPARAM lParam)

    {

        HDC hDC;

        PAINTSTRUCT ps;

        RECT rect;



        hDC = BeginPaint(&ps);

        GetClientRect(&rect);

        ::SetBkMode(hDC, TRANSPARENT);

        ::DrawText(hDC, "ZDriveWindow1", -1, &rect, 

                   DT_CENTER | DT_VCENTER | DT_SINGLELINE);

        EndPaint(&ps);



        return 0;

    }



    LRESULT OnLButtonDown(WPARAM wParam, LPARAM lParam)

    {

        ::MessageBox(NULL, "ZDriveWindow1::OnLButtonDown", "Msg", MB_OK);

        return 0;

    }



};



class ZDriveWindow2 : public ZWindow

{

public:

    LRESULT OnPaint(WPARAM wParam, LPARAM lParam)

    {

        HDC hDC;

        PAINTSTRUCT ps;

        RECT rect;



        hDC = BeginPaint(&ps);

        GetClientRect(&rect);

        ::SetBkMode(hDC, TRANSPARENT);

        ::Rectangle(hDC, rect.left, rect.top, rect.right, rect.bottom);

        ::DrawText(hDC, "ZDriveWindow2", -1, &rect,

                   DT_CENTER | DT_VCENTER | DT_SINGLELINE);

        EndPaint(&ps);



        return 0;

    }



    LRESULT OnLButtonDown(WPARAM wParam, LPARAM lParam)

    {

        ::MessageBox(NULL, "ZDriveWindow2::OnLButtonDown", "Msg", MB_OK);

        return 0;

    }



};



int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, 

                    LPSTR lpCmdLine,   int nCmdShow)

{

    char szAppName[] = "Hello world";

    MSG msg;

    WNDCLASS wnd;

    ZDriveWindow1 zwnd1;

    ZDriveWindow2 zwnd2;

    

    wnd.cbClsExtra    = NULL;

    wnd.cbWndExtra    = NULL;

    wnd.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject(GRAY_BRUSH);

    wnd.hCursor       = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);

    wnd.hIcon         = LoadIcon(NULL, IDI_APPLICATION);

    wnd.hInstance     = hInstance;

    wnd.lpfnWndProc   = ZWindow::StartWndProc;

    wnd.lpszClassName = szAppName;

    wnd.lpszMenuName  = NULL;

    wnd.style         = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;

    

    if (!RegisterClass(&wnd))

    {

        MessageBox(NULL, "Can not register window class", "Error", 

                     MB_OK | MB_ICONINFORMATION);

        return -1;

    }



    g_pWnd = &zwnd1;

    zwnd1.Create(szAppName, "Hell world", hInstance);



    zwnd1.ShowWindow(nCmdShow);

    zwnd1.UpdateWindow();



    g_pWnd = &zwnd2;



    zwnd2.Create(szAppName, "Hello world", hInstance, zwnd1.m_hWnd, 

        WS_VISIBLE | WS_CHILD | ES_MULTILINE, NULL, NULL, 0, 0, 150, 150);



    while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0))

    {

        DispatchMessage(&msg);

    }

    

    return msg.wParam;

}

　　

程序的输出表明，不管你单击了哪个窗口，都会弹出相同的MessageBox。



不管你单击了哪个窗口，你都会获得相同的消息框。这就意味着消息并没有传递给适当的窗口。事实上每个窗口都拥有自己的窗口过程，这些窗口过程处理窗口的所有消息。但是在这里，我们对第一个窗口使用了第二个窗口的回调函数，所以我们就不能对第一个窗口的消息进行处理了。
　　 现在，我们最主要的问题是将窗口的回调函数和相应的窗口关联起来。这就意味着HWND应该和相应的派生类关联起来，所以消息应该发送给正确的窗口。解决这个问题可以有若干种方法，让我们来一个一个看一看。
　　 首先我想出了一个最明显的解决方法，我们可以很容易地实现。方法是创建一个全局的结构，这个结构存储HWND和相应的派生类。但是，这个方法有两个主要的问题。第一，这个结构会在窗口逐渐加入程序的过程中越变越大；第二，在结构变得很大之后，在这个结构中进行搜索肯定也会花费大笔时间。
　　 而ATL的最主要目的就是使程序尽可能地小和快。并且，上述技术对于这两个标准都达不到。这个方法不单单是慢，还会在程序中包含大量窗口的情况下占用大量内存。
　　 另一个可能的解决方案是使用WNDCLASS或WNDCLASSEX结构的cbWndExtra域。还有一个问题是，为什么不用cbClsExtra，而要用cbWndExtra呢？答案很简单，cbClsExtra为每个窗口类存储额外的字节，而cbWndExtra为每个窗口存储额外的字节。并且，你可能会从一个窗口类创建多个窗口，这样，如果你使用了cbClsExtra的话，那么你就不能通过cbClsExtra区别不同的回调函数了，因为对于这些相同窗口类产生的窗口来说这个值是一样的。然后，将相应的派生类地址存储到cbWndExtra中。
　　 这个和方法看起来比第一个要好，但是它仍然有两个问题。第一，如果用户希望使用cbWndExtra，那么他/她就可能会覆盖着一技术所使用的数据，这样客户就需要在使用cbWndExtra的时候十分注意了，以防丢失信息。那么好了，你可以在文档中写明在使用你的库时不要使用cbWndExtra，但是仍然会有一个问题：这个方法并不是很快，又一次违背了ATL的规则——ATL应该尽可能地小和快。
　　 ATL没有使用这两个方法中的任何一个，它使用的方法被称作Thunk。Thunk是一个小系列的代码，并且这一术语被用在不同的地方。你可能曾经听过两种Thunking：

Universal Thunking
　　 Universal Thunking允许在16位代码中调用32位的函数，在Win 9x和Win NT/2000/XP下都可以使用，也被称作Generic Thunking。

General Thunking
　　 General Thunking允许在32位代码中调用16位的函数，它只能用在Win 9x中，因为Win NT/2000/XP是纯32位操作系统，所以在32位代码中调用16位的函数不合乎逻辑。General Thunking也被称作Flat Thunking。

　　 ATL没有使用这两种方法，因为你不会在ATL中将16位和32位的代码混合。事实上，ATL插入了一小段代码来调用正确的窗口过程。
　　 在研究ATL的Thunking之前，让我们先从一些基础概念开始。请看下面的简单程序。

程序72.

#include 

using namespace std;



struct S

{

    char ch;

    int i;

};



int main()

{

    cout << "Size of character = " << sizeof(char) << endl;

    cout << "Size of integer = " << sizeof(int) << endl;

    cout << "Size of structure = " << sizeof(S) << endl;

    return 0;

}

程序的输出为：

Size of character = 1

Size of integer = 4

Size of structure = 8

一个整型和一个字符的尺寸之和应该是5而不是8。那么让我们略微修改一下程序，再添加一个成员变量，看看会发生什么。

程序73.

#include 

using namespace std;



struct S

{

    char ch1;

    char ch2;

    int i;

};



int main()

{

    cout << "Size of character = " << sizeof(char) << endl;

    cout << "Size of integer = " << sizeof(int) << endl;

    cout << "Size of structure = " << sizeof(S) << endl;

    return 0;

}

程序的输出和前一个一样。那么这里发生了什么？再修改一下程序，看看布幔之下发生了什么吧。

程序74.

#include 

using namespace std;



struct S

{

    char ch1;

    char ch2;

    int i;

}s;



int main()

{

    cout << "Address of ch1 = " << (int)&s.ch1 << endl;

    cout << "Address of ch2 = " << (int)&s.ch2 << endl;

    cout << "Address of int = " << (int)&s.i << endl;

    return 0;

}

程序的输出为：

Address of ch1 = 4683576

Address of ch2 = 4683577

Address of int = 4683580

这是由于结构和联合成员的字对齐的缘故。如果你注意观察的话，你就能推断出来这个结构外的每个变量都存储在能被4整除的地址上，这是为了提高处理器的性能。所以，这里的结构分配了4的整数倍的内存空间，也就是4683576，ch1和它有相同的地址。ch2成员存储在这个位置之后，而int i存储在4683580的位置上。这个位置不是4683578的原因是它不能被4整除。现在的问题是，4683578和4683579的位置上是什么呢？答案是如果变量是本地变量，那么这里是垃圾值；如果是static或全局变量，那么是0。让我们看看下面这个程序来更好地理解这一点。

程序75.

#include 

using namespace std;



struct S

{

    char ch1;

    char ch2;

    int i;

};



int main()

{

    S s = { ''A'', ''B'', 10};



    void* pVoid = (void*)&s;

    char* pChar = (char*)pVoid;



    cout << (char)*(pChar   0) << endl;

    cout << (char)*(pChar   1) << endl;

    cout << (char)*(pChar   2) << endl;

    cout << (char)*(pChar   3) << endl;

    cout << (int)*(pChar   4) << endl;

    return 0;

}

　　

程序的输出为：

A

B

…

…

10

程序的输出清楚地表明，那些空间中是垃圾值，就像下表一样。



现在，如果我们不想浪费那些空间的话应该怎么做呢？有两个选择：或者使用编译器开关/Zp，或者在声明结构之前使用#pragma语句。

程序76.

#include 

using namespace std;



#pragma pack(push, 1)

struct S

{

    char ch;

    int i;

};

#pragma pack(pop)



int main()

{

    cout << "Size of structure = " << sizeof(S) << endl;

    return 0;

}

程序的输出为：

Size of structure = 5

这就意味着现在已经没有字对齐了。事实上，ATL使用这一技术来制作thunk。ATL使用了一个结构，这个结构没有使用字对齐，并且这个结构中直接储存了微处理器的机器代码。

#pragma pack(push,1)

// 存储机器代码的结构

struct Thunk

{

    BYTE    m_jmp;          // jmp指令的操作码

    DWORD   m_relproc;      // 相对jmp

};

#pragma pack(pop)

这种类型的结构保存了thunk代码，它可以在不工作的时候执行。让我们来看看下面这种简单的情况，我们将要使用thunk来执行我们想要执行的函数。

程序77.

#include 

#include 

using namespace std;



class C;



C* g_pC = NULL;



typedef void(*pFUN)();



#pragma pack(push,1)

// 存储机器代码的结构

struct Thunk

{

    BYTE    m_jmp;          // jmp指令的操作码

    DWORD   m_relproc;      // 相对jmp

};

#pragma pack(pop)



class C

{

public:

    Thunk    m_thunk;



    void Init(pFUN pFun, void* pThis)

    {

        // 跳转指令的操作码

        m_thunk.m_jmp = 0xe9;

        // 相应函数的地址

        m_thunk.m_relproc = (int)pFun - ((int)this sizeof(Thunk));



        FlushInstructionCache(GetCurrentProcess(), 

                                &m_thunk, sizeof(m_thunk));

    }



    // 这是回调函数

    static void CallBackFun()

    {

        C* pC = g_pC;



        // 初始化thunk

        pC->Init(StaticFun, pC);



        // 获得thunk代码地址

        pFUN pFun = (pFUN)&(pC->m_thunk);



        // 开始执行thunk代码，调用StaticFun

        pFun();



        cout << "C::CallBackFun" << endl;

    }



    static void StaticFun()

    {

        cout << "C::StaticFun" << endl;

    }

};



int main()

{

    C objC;

    g_pC = &objC;

    C::CallBackFun();

    return 0;

}

程序的输出为：

C::StaticFun

C::CallBackFun

　　

在这里，StaticFun是通过thunk调用的，而thunk是在Init成员函数中初始化的。程序的执行是类似这个样子
·CallBackFun
·Init（初始化thunk）
·获得thunk地址
·执行thunk
·Thunk代码调用StaticFun


ATL也使用了相同的技术来调用正确的回调函数，但是它在调用函数之前还做了一件事情。现在ZWindow又有了一个虚函数ProcessWindowMessage，它在这个类中什么也不做。但是，ZWindow的每个派生类都需要重写它来处理自己的消息。整个的处理过程和我们将ZWindow的派生类地址存入一个指针并调用派生类的虚函数是相同的，但是现在WindowProc的名字是StartWndProc。在这里，ATL使用了这一技术来将HWND参数替换为了this指针。但是，HWND怎么样了，我们就这么失去它了吗？事实上，我们已经将HWND存入了ZWindow类的成员变量中了。
　　 要达到这一点，ATL使用了一个较前一个程序大一点的结构。

#pragma pack(push,1)

struct _WndProcThunk

{

    DWORD   m_mov;    // mov dword ptr [esp 0x4], pThis (esp 0x4 is hWnd)

    DWORD   m_this;

    BYTE    m_jmp;    // jmp WndProc

    DWORD   m_relproc;    // 相对jmp

};

#pragma pack(pop)

并且，在初始化的时刻，写入操作码“mov dword ptr [esp 4], pThis”。是类似这个样子：

void Init(WNDPROC proc, void* pThis)

{

    thunk.m_mov = 0x042444C7;  //C7 44 24 04

    thunk.m_this = (DWORD)pThis;

    thunk.m_jmp = 0xe9;

    thunk.m_relproc = (int)proc - ((int)this sizeof(_WndProcThunk));



    FlushInstructionCache(GetCurrentProcess(), &thunk, sizeof(thunk));

}

并且，在初始化thunk代码之后，获得thunk的地址并向thunk代码设置新的回调函数。然后，thunk代码会调用WindowProc，但是现在第一个参数就不是HWND了，事实上它是this指针。所以我们可以将它安全的转换为ZWindow*，并调用ProcessWindowMessage函数。

static LRESULT CALLBACK WindowProc(HWND hWnd, UINT uMsg, 

                                   WPARAM wParam, LPARAM lParam)

{

    ZWindow* pThis = (ZWindow*)hWnd;



    if (uMsg == WM_NCDESTROY)

        PostQuitMessage(0);



    if (!pThis->ProcessWindowMessage(pThis->m_hWnd, uMsg, wParam, lParam))

        return ::DefWindowProc(pThis->m_hWnd, uMsg, wParam, lParam);

    else

        return 0;

}

　　

现在，每个窗口正确的窗口过程就可以被调用了。整个的过程如下图所示：


由于代码长度所限，程序的完整代码将随本文配套提供。我希望能在本系列中之后的文章中继续探究ATL的其它秘密。
下载本文示例代码


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