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2008-10-14 14:57:46
COM 组件设计与应用（一）
起源及复合文件
作者：
一、前言
公元一九九五年某个夜黑风高的晚上，我的一位老师跟我说：“小杨呀，以后写程序就和搭积木一样啦。你赶快学习一些OLE的技术吧......”，当时我心里就寻思
：“开什么玩笑？搭积木方式写程序？再过100年吧......”，但作为一名听话的好学生，我开始在书店里“踅摸”（注1）有关OLE的书籍（注2）。功夫不负有心人，终于买到了我的第一本COM书《OLE2
高级编程技术》，这本800多页的大布头花费了我1/5的月工资呀......于是开始日夜耕读.....
功夫不负有心人，我坚持读完了全部著作，感想是：这本书，在说什么呐？
功夫不负有心人，我又读完了一遍大布头，感想是：咳~~~，没懂！
功夫不负有心人，我再，我再,我再读
... 感想是：哦~~~，读懂了一点点啦，哈哈哈。
...... ......
功夫不负有心人，我终于，我终于懂了。
800页的书对现在的我来说，其实也就10几页有用。到这时候才体会出什么叫“书越读越薄”的道理了。到后来，能买到的书也多了，上网也更方便更便宜了......
为了让VCKBASE上的朋友，不再经历我曾经的痛苦、不再重蹈我“无头苍蝇”般探索的艰辛、为了VCKBASE的蓬勃发展、为了中国软件事业的腾飞（糟糕，吹的太也高了）......我打算节约一些在
BBS 上赚分的时间，写个系列论文，就叫“COM组件设计与应用”吧。今天是第一部分——起源。
二、文件的存储
传说350年前，牛顿被苹果砸到了头，于是发现了万有引力。但到了二十一世纪的现在，任何一个技术的发明和发展，已经不再依靠圣人灵光的一闪。技术的进步转而是被社会的需求、商业的利益、竞争的压力、行业的渗透等推动的。微软在Windows平台上的组件技术也不例外，它的发明，有其必然因素。什么是这个因素那？答案是——文件的存储。
打开记事本程序，输入了一篇文章后，保存。——这样的文件叫“非结构化文件”；
打开电子表格程序，输入一个班的学生姓名和考试成绩，保存。——这样的文件叫“标准结构化文件”；
在我们写的程序中，需要把特定的数据按照一定的结构和顺序写到文件中保存。——这样的文件叫“自定义结构化文件”；（比如
*.bmp 文件）
以上三种类型的文件，大家都见的多了。那么文件存储就依靠上述的方式能满足所有的应用需求吗？恩~~~，至少从计算机发明后的50多年来，一直是够用的了。嘿嘿，下面看看商业利益的推动作用，对文件
的存储形式产生了什么变化吧。30岁以上的朋友，我估计以前都使用过以下几个著名的软件：WordStar（独霸DOS下的英文编辑软件），WPS（裘伯君写的中文编辑软件，据说当年的市场占有率高达90%，各种计算机培训班的必修课程），LOTUS-123（莲花公司出品的电子表格软件）......
微软在成功地推出 Windows 3.1
后，开始垂涎桌面办公自动化软件领域。微软的 OFFICE 开发部门，各小组分别独立地开发了
WORD 和 EXCEL
等软件，并采用“自定义结构”方式，对文件进行存储。在激烈的市场竞争下，为了打败竞争对手，微软自然地产生了一个念头------如果我能在
WORD 程序中嵌入 EXCEL，那么用户在购买了我 WORD
软件的情况下，不就没有必要再买 LOTUS-123
了吗？！“恶毒”（中国微软的同志们看到了这个词，不要激动，我是加了引号的呀）的计划产生后，他们开始了实施工作，这就是 COM 的前身 OLE
的起源（注3）。但立刻就遇到了一个严重的技术问题：需要把
WORD 产生的 DOC 文件和 EXCEL 产生的
XLS 文件保存在一起。
|
方案 |
优点 |
缺点 |
| 建立一个子目录，把 DOC、XLS 存储在这同一个子目录中。 | 数据隔离性好，WORD 不用了解 EXCEL 的存储结构；容易扩展。 | 结构太松散，容易造成数据的损坏或丢失。 不易携带。 |
| 修改文件存储结构，在DOC结构基础上扩展出包容 XLS 的结构。 | 结构紧密，容易携带和统一管理。 | WORD 的开发人员需要通晓 EXCEL 的存储格式；缺少扩展性，总不能新加一个类型就扩展一下结构吧？！ |
以上两个方案，都有严重的缺陷，怎么解决那？如果能有一个新方案，能够合并前两个方案的优点，消灭缺点，该多好呀......微软是作磁盘操作系统起家的，于是很自然地他们提出了一个非常完美的设计方案，那就是把磁盘文件的管理方式移植到文件中了------复合文件，俗称“文件中的文件系统”。连微软当年都没有想到，就这么一个简单的想法，居然最后就演变出了
COM 组件程序设计的方法。可以说，复合文件是 COM 的基石。下图是磁盘文件组织方式与复合文件组织方式的类比图：
图一、左侧表示一个磁盘下的文件组织方式，右侧表示一个复合文件内部的数据组织方式。
三、复合文件的特点
四、浏览复合文件
VC6.0 附带了一个工具软件“复合文件浏览器”，文件名是“vc目录\Common\Tools\DFView.exe”。为了方便使用该程序，可以把它加到工具(tools)菜单中。方法是：Tools\Customize...\Tools卡片中增加新的项目。运行
DFView.exe，就可以打开一个复合文件进行观察了（注4）。但奇怪的是，在 Microsoft
Visual Studio .NET 2003 中，我反而找不到这个工具程序了,汗！不过这恰好提供给大家一个练习的机会，在你阅读完本篇文章并掌握了编程方法后，自己写一个“复合文件浏览编辑器”程序，又练手了，还有实用的价值。
五、复合文件函数
复合文件的函数和磁盘目录文件的操作非常类似。所有这些函数，被分为3种类型：WIN
API 全局函数，存储 IStorage 接口函数，流
IStream
接口函数。什么是接口？什么是接口函数？以后的文章中再陆续介绍，这里大家只要把“接口”看成是完成一组相关操作功能的函数集合就可以了。
|
WIN API 函数 |
功能说明 |
| StgCreateDocfile() | 建立一个复合文件，得到根存储对象 |
| StgOpenStorage() | 打开一个复合文件，得到根存储对象 |
| StgIsStorageFile() | 判断一个文件是否是复合文件 |
|
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IStorage 函数 |
功能说明 |
| CreateStorage() | 在当前存储中建立新存储，得到子存储对象 |
| CreateStream() | 在当前存储中建立新流，得到流对象 |
| OpenStorage() | 打开子存储，得到子存储对象 |
| OpenStream() | 打开流，得到流对象 |
| CopyTo() | 复制存储下的所有对象到目标存储中，该函数可以实现“整理文件，释放碎片空间”的功能 |
| MoveElementTo() | 移动对象到目标存储中 |
| DestoryElement() | 删除对象 |
| RenameElement() | 重命名对象 |
| EnumElements() | 枚举当前存储中所有的对象 |
| SetElementTimes() | 修改对象的时间 |
| SetClass() | 在当前存储中建立一个特殊的流对象，用来保存CLSID（注5） |
| Stat() | 取得当前存储中的系统信息 |
| Release() | 关闭存储对象 |
|
IStream 函数 |
功能说明 |
| Read() | 从流中读取数据 |
| Write() | 向流中写入数据 |
| Seek() | 定位读写位置 |
| SetSize() | 设置流尺寸。如果预先知道大小，那么先调用这个函数，可以提高性能 |
| CopyTo() | 复制流数据到另一个流对象中 |
| Stat() | 取得当前流中的系统信息 |
| Clone() | 克隆一个流对象，方便程序中的不同模块操作同一个流对象 |
| Release() | 关闭流对象 |
| WIN API 补充函数 | 功能说明 |
| WriteClassStg() | 写CLSID到存储中，同IStorage::SetClass() |
| ReadClassStg() | 读出WriteClassStg()写入的CLSID，相当于简化调用IStorage::Stat() |
| WriteClassStm() | 写CLSID到流的开始位置 |
| ReadClassStm() | 读出WriteClassStm()写入的CLSID |
| WriteFmtUserTypeStg() | 写入用户指定的剪贴板格式和名称到存储中 |
| ReadFmtUserTypeStg() | 读出WriteFmtUserTypeStg()写入的信息。方便应用程序快速判断是否是它需要的格式数据。 |
| CreateStreamOnHGlobal() | 内存句柄 HGLOBAL 转换为流对象 |
| GetHGlobalFromStream() | 取得CreateStreamOnHGlobal()调用中使用的内存句柄 |
为了让大家快速地浏览和掌握基本方法，上面所列表的函数并不是全部，我省略了“事务”函数和未实现函数部分。更全面的介绍，请阅读 MSDN。
下面程序片段，演示了一些基本函数功能和调用方法。
示例一：建立一个复合文件，并在其下建立一个子存储，在该子存储中再建立一个流，写入数据。
void SampleCreateDoc()
{
::CoInitialize(NULL); // COM 初始化
// 如果是MFC程序，可以使用AfxOleInit()替代
HRESULT hr; // 函数执行返回值
IStorage *pStg = NULL; // 根存储接口指针
IStorage *pSub = NULL; // 子存储接口指针
IStream *pStm = NULL; // 流接口指针
hr = ::StgCreateDocfile( // 建立复合文件
L"c:\\a.stg", // 文件名称
STGM_CREATE | STGM_WRITE | STGM_SHARE_EXCLUSIVE, // 打开方式
0, // 保留参数
&pStg); // 取得根存储接口指针
ASSERT( SUCCEEDED(hr) ); // 为了突出重点，简化程序结构，所以使用了断言。
// 在实际的程序中则要使用条件判断和异常处理
hr = pStg->CreateStorage( // 建立子存储
L"SubStg", // 子存储名称
STGM_CREATE | STGM_WRITE | STGM_SHARE_EXCLUSIVE,
0,0,
&pSub); // 取得子存储接口指针
ASSERT( SUCCEEDED(hr) );
hr = pSub->CreateStream( // 建立流
L"Stm", // 流名称
STGM_CREATE | STGM_WRITE | STGM_SHARE_EXCLUSIVE,
0,0,
&pStm); // 取得流接口指针
ASSERT( SUCCEEDED(hr) );
hr = pStm->Write( // 向流中写入数据
"Hello", // 数据地址
5, // 字节长度(注意，没有写入字符串结尾的\0)
NULL); // 不需要得到实际写入的字节长度
ASSERT( SUCCEEDED(hr) );
if( pStm ) pStm->Release();// 释放流指针
if( pSub ) pSub->Release();// 释放子存储指针
if( pStg ) pStg->Release();// 释放根存储指针
::CoUninitialize() // COM 释放
// 如果使用 AfxOleInit(),则不调用该函数
}
#include六、小结// ANSI、MBCS、UNICODE 转换 void SampleEnum() { // 假设你已经做过 COM 初始化了 LPCTSTR lpFileName = _T( "c:\\a.stg" ); HRESULT hr; IStorage *pStg = NULL; USES_CONVERSION; // （注6） LPCOLESTR lpwFileName = T2COLE( lpFileName ); // 转换T类型为宽字符 hr = ::StgIsStorageFile( lpwFileName ); // 是复合文件吗？ if( FAILED(hr) ) return; hr = ::StgOpenStorage( // 打开复合文件 lpwFileName, // 文件名称 NULL, STGM_READ | STGM_SHARE_DENY_WRITE, 0, 0, &pStg); // 得到根存储接口指针 IEnumSTATSTG *pEnum=NULL; // 枚举器 hr = pStg->EnumElements( 0, NULL, 0, &pEnum ); ASSERT( SUCCEEDED(hr) ); STATSTG statstg; while( NOERROR == pEnum->Next( 1, &statstg, NULL) ) { // statstg.type 保存着对象类型 STGTY_STREAM 或 STGTY_STORAGE // statstg.pwcsName 保存着对象名称 // ...... 还有时间，长度等很多信息。请查看 MSDN ::CoTaskMemFree( statstg.pwcsName ); // 释放名称所使用的内存（注6） } if( pEnum ) pEnum->Release(); if( pStg ) pStg->Release(); }