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深入分析MFC文檔視圖結構(項目實踐)

編輯:關於VC++

文檔視圖結構(Document/View Architecture)是MFC的精髓,也是Observer模式的具體實現框架之一,Document/View Architecture通過將數據和其表示分開,提供了很好的數據層次和表現層次的解耦。然而,雖然我們使用MFC AppWizard就可以很輕松地獲得一個支持Document/View Architecture的MFC程序框架,Document/View Architecture本身的復雜性加上VC產生的一系列代碼足夠讓我們眼花缭亂,一時陷入雲裡霧裡不可自拔。加上我們更多的人都沒有經過Windows SDK Programming 的學習和經歷就直接進行MFC Programming的學習和開發,更是面對一堆的代碼不知所措。

之於Document/View Architecture,侯捷先生的《深入淺出MFC》一書確實進行了很深入的分析和研究,網絡上也有很多在侯捷先生著述的基礎上的進一步的文章出現,但是個人覺得這裡面有一點瑕疵(僅代表k_eckel淺見):太過深入,這些分析和研究都最終會定位到Windows SDK中窗口的創建過程、MFC中對Document/View Architecture支持所提供的復雜無序的宏等對於沒有Windows SDK Programming 經驗和經歷的學習者和對於MFC不是很熟悉的學習者無異於是徒增煩惱,一個本來就很復雜的問題更加地復雜化了。我的觀點是這個過程是必要的,然而不是每個人所必需的,或者說不是每個人在初期學習和絕大多數項目開發中所必需的。我向來對眾多的僅僅學會了拖拉點拽就以為會了MFC(侯捷先生在《深入淺出MFC》一書中對這個群體有一個照面,這裡不羅嗦)不以為然,但是我依然認為輕量級學習成本是重要的,容易上手,易於接受是一門技術成功或者說有價值的一個很大的決定性因素。因此提供一個輕量級的學習過程對於學習來說是很有必要性的,本系列文章就遵循這樣一個理念,對MFC中Document/View Architecture進行一個分析(姑且也可以稱之為深入),盡量將對Document/View Architecture的理論研究(侯捷先生書中很多內容)和實際的項目開發結合起來,最後提供一個簡單但是全面的Document/View Architecture項目開發(主要是界面框架設計和開發)的實際例子,供參考。

1 必備基礎知識概述1.1 MFC文檔視圖結構程序結構總攬

當我們使用MFC AppWizard生成一個MFC程序,選用所有默認的設置(當然也是Multiple Documents,本文討論主要基於Multiple Documents,對於Single Document情況僅以簡單表述提及,皆因後者和前者很多相似相同之處,但前者更為復雜,並且更加常用。),假設你的程序名稱為A ,則你會得到CMainFrame、CChildFrame、CAboutDlg、CADoc、CAView、CAApp 6個類(Single Document 僅少一個CChildFrame類,其余均同)。這些類的具體含義將在後面給出,這裡先要給出一個MFC 支持文檔視圖結構程序(以下簡稱App)的主要組成:

u    一個App(對應類CAApp)可以包含多個文檔模版(CDocTemplate),但是MFC AppWizard(無論是SDI還是MDI)都只是默認生成一個。但是在實際開發中一個文檔模版不夠,需要自己手工添加(在後面實際項目例子提供示例)。這個結構是通過MFC中CWinApp的成員變量CDocManager* m_pDocManager實現的,我們的CAApp正是繼承自MFC提供的CWinApp類。

u    CDocManager類則擁有一個指針鏈表CPtrList m_templateList來維護這些文檔模版。這些文檔模版都是在CAApp::InitInstance()中通過AddDocTemplate(pDocTemplate)。

u    CDocTemplate擁有3個成員變量,分別保存著Document、View、Frame的CRuntimeClass指針,另外持有成員變量m_nIDResource,用來指定這個Document顯示時候采用的菜單資源。這4份數據都在CAApp::InitInstance()中CDocTemplate的構造函數中指定。在Document中擁有一個回指CDocTemplate的指針(m_pDocTemplate)。

u    一個文檔可以有多個視圖,由Document中成員變量CPtrList m_ViewList維護。

u    CFrameWnd擁有一個成員變量CView* m_pActiveView指向當前活動的View。

u    CView中擁有一個成員變量CDocument* m_pDocument指向該視圖相關的Document。

[注解]:①MFC SDI/MDI程序默認都默認生成了一個文檔模版,並將這個文檔模版Add到其文檔模版的鏈表中,由於這是MFC默認提供的,因此這個文檔模版會被插入到文檔模版的第一個位置,而MFC也是通過這個文檔模版的特定位置可以確定的。默認情況下,當我們點擊File(Open)/ File(New)的時候,這個文檔模版會被啟用。

除了侯捷先生在《深入淺出MFC中列出的以上的深入分析,我們還應該(很大程度上更加重要)掌握以下的關於MFC SDI/MDI的知識:

u    文檔的本質:文檔是用來保存數據以及關於數據的處理的,每當MFC SDI/MDI響應File(Open)/ File(New)的時候都會打開一份文檔。文檔可以擁有多個視圖。文檔和視圖的關系可以這樣理解:文檔是被視圖觀察的對象。

u    視圖本質:視圖在Windows中就是一個窗口,也就是一個可視化的矩形區域。視圖是用來表示文檔的數據的。但是每個視圖必需依附於一個框架(SDI中是MainFrame,MDI是ChildFrame)。當然你可以自己去Create一個視圖,並且去顯示它。

u    框架的本質:框架實際是也是一個Windows窗口。但是在框架上可以放置菜單、工具欄、狀態欄等。而視圖則放在框架的客戶區。因此MFC中我們看到的窗口實際上Frame和View共同作用的結果。

u    在某一時刻,程序中只有一個活動的文檔、框架和視圖,即當前的文檔、框架、視圖。

1.2 MFC SDI/MDI各個類之間的互訪

在實際項目開發中用的最多就是各個類之間的互訪問,這裡將網絡上和書籍中提到的做了一個總結,也是筆者在實際開發中都用到過的。

訪問對象

訪問位置

訪問實現

應用程序App

任何位置

①   AfxGetApp();

②   在要使用應用程序App的文件中加入:

extern CAApp theApp,然後直接使用全局的theApp變量。

主框架窗口

任何位置

①AfxGetMainWnd();

②AfxGetApp()->m_pMainWnd;

視圖

框架類中

GetActiveView(); //當前的活動視圖

文檔類中

GetFirstViewPosition();//可以獲取全部視圖

GetNextView();

文檔

文檔類中

GetDocument();

文當模版類中

GetFirstDocPosition(); //該文檔模版對應全部文檔

GetNextDoc();

框架類中

GetActiveDocument(); //當前活動文當

子框架類(MDI中)

主框架類中

①MDIGetActive();

②GetActiveFrame();

視圖類中

GetParentFrame();

文檔模版

文檔類中

GetDocTemplate();

應用程序App中

GetFirstDocTemplatePosition();

GetNextDocTemplate();

說明:1)以上給出的都是方法,實際訪問中可能還要進行以下簡單的處理,如類型轉換,循環遍歷等;

2)可能沒有列舉完所有可能位置的互訪問,但可以通過他們的組合得到。

2 文檔、視圖、框架之間的關聯

MFC SDI/MDI中的核心就在於文檔、視圖、框架之間的關聯,形成了一個有機的可運作的整體。MFC提供了默認的關聯關系,但是在實際的項目開發中很多時候需要動態進行他們的之間的關聯。

2.1 文檔和視圖間的關聯

使用MFC AppWizard聲稱MFC SDI/MDI程序,在App類的InitInstance()方法中有如下代碼(假設Project名稱均為Test):

u    SDI中

CSingleDocTemplate* pDocTemplate;

pDocTemplate = new CSingleDocTemplate(

IDR_MAINFRAME,

RUNTIME_CLASS(CTestDoc),

RUNTIME_CLASS(CMainFrame),    // main SDI frame window

RUNTIME_CLASS(CTestView));

AddDocTemplate(pDocTemplate);

u    MDI中

CMultiDocTemplate* pDocTemplate;

pDocTemplate = new CMultiDocTemplate(

IDR_TESTTYPE,

RUNTIME_CLASS(CTestDoc),

RUNTIME_CLASS(CChildFrame), // custom MDI child frame

RUNTIME_CLASS(CTestView));

AddDocTemplate(pDocTemplate);

這裡通過CDocTemplate(無論是SDI中的CSingleDocTemplate還是MDI中的CMultiDocTemplate)的構造函數,將文當、視圖和框架(SDI中與主框架,MDI中與自框架)關聯在一起了,形成了一個整體。

手工實現文當和視圖的關聯

在實際的項目開發時候僅僅依靠MFC AppWizard生成的文當和視圖、框架是不夠的,因此我們需要掌握手工進行這種關聯。手工進行文當和視圖的關聯可以有以下兩種實現方式:

l     模仿MFC AppWizard實現,使用CDocTemplate的構造函數:在上面的分

析中我們可以看到通過CDocTemplate(無論是SDI中的CSingleDocTemplate還是MDI中的CMultiDocTemplate)的構造函數我們可以獲得文檔、視圖和框架的關聯。因此可以通過模擬這種方式進行關聯。具體實現方法如下:

1)創建新的文檔、視圖和框架類,方法是使用VC中的Insert MFC Class

實現。注意到框架類選擇CMDIChildWnd作為基類,文檔類選擇CDocument作為基類,而視圖類則可以根據需要選擇CView或其子類(CEditView)等作為基類。

2)為該框架添加菜單資源,方法是在VC資源窗口Menu菜單下添加新的菜

單,當然可以通過復制VC提供默認菜單進行修改。

3)在App類的InitInstance()中添加如下類似代碼:

CMultiDocTemplate* m_pDocTemplate;

m_pDocTemplate = new CMultiDocTemplate(

IDR_TESTTYPE,        //改為你新建的菜單資源ID

RUNTIME_CLASS(CTestDoc),  //改為你新建的文檔類

RUNTIME_CLASS(CChildFrame), //改為你新建的框架類

RUNTIME_CLASS(CTestView)); //改為你新建的視圖類

AddDocTemplate(m_pDocTemplate);

4)為了記錄這個文檔模版,你可以在App類中添加一個CMultiDocTemplate*

類型變量來維持這個文檔模版。

l     上面給出了通過CDocTemplate的構造函數將文檔、視圖、和框架關聯起來,但

是有時候我們並不想創建一個新的文檔模版,我們只是想給同一個數據提供不同的結果顯示,或者說是為同一個文檔添加一個新的視圖,並提供他們之間的一個切換。我在《VC項目開發之單文檔多視圖實現》一文給出了這樣的一個實現。還有一種可能就是我們本來不是一個文檔視圖結構支持的程序,想為視圖添加一個文檔,更好進行業務邏輯和表示層的一個分離。因此我們給出了第二種視圖和文檔關聯的方法:我們使用CCreateContext類進行他們之間的關聯,具體實現為:

m_pAnotherView = new CAnotherView(); //new 一個新的視圖,可以改為你新建的視圖

//獲取一個已有的文檔,可以是你新建的文檔

CDocument* m_pDoc = ((CFrameWnd*)m_pMainWnd)->GetActiveDocument();

//文檔和視圖關聯

CCreateContext context;

context.m_pCurrentDoc = m_pDoc;

//創建視圖

UINT m_IDFORANOTHERVIEW = AFX_IDW_PANE_FIRST + 1; //創建視圖的ID號,你可以自己設置

CRect rect;

m_pAnotherView->Create(NULL,NULL,WS_CHILD,rect,m_pMainWnd,m_IDFORANOTHERVIEW,&context);

l     在框架和視圖關聯的時候進行設置,具體見一下框架和視圖關聯部分。

2.2 框架和視圖的關聯

在第一部分分析我們知道,框架和視圖其實都是windows窗口,不過框架提供了菜單、標題欄、狀態欄等資源,而視圖則只是一個矩形區域。MFC程序中視圖決定大多數時候要依附於一個框架(SDI中的MainFrame和MDI中的子框架窗口),可以這樣理解,框架相當於一個窗口容器(當然它本身也是一個windows窗口),而視圖則正好是放置在框架內客戶區域的內容。

框架和視圖的關聯也可以通過模仿MFC AppWizard實現,使用CDocTemplate的構造函數實現,即和2.1中文檔和視圖間的關聯方式相同,這裡就不再給出,參看上面的詳細實現即可。

同上面的分析,在很多的時候我們並不是需要提供一個新的文檔模版,我們只是需要顯示一個新的窗口(MDI程序),例如我們在作MIS系統界面管理的時候,經常出現的情況就是用戶點擊一個菜單選項,即彈出一個處理窗口。而要顯示一個新的窗口,我們可以通過我在《VC 多文檔用戶界面設計》一文中給出的方法(通過CDocTemplate的OpenDocumentFile()方法打開一個文檔實現),這樣就建立一套的文檔、視圖和框架的體系。上面已經分析到,我們看到MFC的窗口實際上框架和視圖的一個結合體,我們並不一定要提供文檔、視圖、框架的整個體系,我們只需要框架和視圖的結合即可實現窗口的顯示,這就要經過兩個步驟實現:第一步將視圖和框架關聯,第二步顯示框架(也就是一個windows窗口的顯示)。以下給出框架和視圖關聯的具體實現:

CChildFrame* pFrm = new CChildFrame(); //框架可以是你新建或者定制的框架類

CCreateContext context;

context.m_pNewViewClass = RUNTIME_CLASS(CDemoView); //視圖可以是你想顯示的視圖

pFrm->LoadFrame(IDR_TEST2TYPE,WS_CHILD |

WS_OVERLAPPEDWINDOW,this,&context); //菜單資源你可以修改

pFrm->ShowWindow(SW_SHOW); //顯示窗口

pFrm->InitialUpdateFrame(NULL,true); //調用視圖的OnInitialUpdate()和框架的ActiveFrame(),你可以在這裡設置窗口的標題

當然你可以在這裡添加視圖和文檔的關聯,具體實現是添加以下代碼:

context.m_pCurrentDoc = m_pDoc; // m_pDoc就是你要關聯到的文檔對象

3 代碼實例

本部分將以一個通用的MDI項目界面設計開發為例,將上面的分析附諸實踐。

3.1 情景描述

一個常見界面邏輯為:用戶打開一個系統,顯示基本的菜單,用於用戶的登錄、注銷和用戶管理(當然這也可以通過一個用戶登錄的對話框實現)。用戶正確登錄後,顯示系統的功能操作界面,當用戶點擊一個菜單項後(對應一個或者多個業務邏輯),彈出一個處理操作界面(並非對話框)。各個功能操作界面可共存於一個框架內,可以最大化、最小化或者關閉。

3.2 代碼實現

下面就將上面的提到的情景用前面提到的技術,給出詳細的實現方案。

Step 1:新建一個MFC 項目,名稱為Demo,選擇不用Document/View Architecture支持(第二步去掉默認的復選框即可)。這樣系統為你默認生成5個類:CDemoApp、CMainFrame、CChildFrame、CAboutDlg、CDemoView。各個類的含義上面已經分析了,不羅嗦。另外系統還提供了兩個默認的菜單:IDR_DEMOTYPE和IDR_MAINFRAME,將IDR_MAINFRAME的菜單的“文件”改名為“開始”(好像更加專業,不該也沒有什麼,本來就是Demo),然後將這個菜單項的子菜單中改為“登錄”、“注銷”,並使用默認的子項,並將前兩者的ID號改為:“ID_LOGIN”和“ID_LOGOUT”。拷貝(Ctrl + C)粘貼(Ctrl + V),則得到一個名稱為IDR_MAINFRAME1的菜單資源,刪除原有的IDR_DEMOTYPE菜單(注一先保存名稱),再將IDR_MAINFRAME1的名稱改為IDR_DEMOTYPE。再為IDR_DEMOTYPE添加一個菜單項“功能”,添加兩個子菜單項“業務邏輯一”和“業務邏輯二”,ID號分別為:ID_FUNC_ONE和ID_FUNC_TWO。

Step 2:給CDemoApp添加兩個變量,保存菜單資源:

HMENU m_hOPMenu;

HMENU m_hInitMenu;

並在BOOL CDemoApp::InitInstance()中添加代碼:

m_hInitMenu = ::LoadMenu(hInst, MAKEINTRESOURCE(IDR_MAINFRAME));

m_hOPMenu = ::LoadMenu(hInst, MAKEINTRESOURCE(IDR_DEMOTYPE));

為了顯示效果,在BOOL CDemoApp::InitInstance()中添加代碼:

pFrame->SetWindowText("武漢大學計算機學院-未登錄");

m_nCmdShow = SW_SHOWMAXIMIZED;

pFrame->ShowWindow(m_nCmdShow); //系統提供

pFrame->UpdateWindow();

為菜單項“登錄”添加響應函數(使用Class Wizard,Class Name選擇CDemoApp)

void CDemoApp::OnLogin()

{

// TODO: Add your command handler code here

SetMenu(AfxGetApp()->m_pMainWnd->m_hWnd,m_hOPMenu);

AfxGetApp()->m_pMainWnd->SetWindowText("武漢大學計算機學院-已登錄");

}

同上,為菜單項“注銷”添加響應函數:

void CDemoApp::OnLogout()

{

// TODO: Add your command handler code here

if(((CMainFrame *)AfxGetMainWnd())->m_pFuncOneFrame != NULL)

((CMainFrame *)AfxGetMainWnd())->m_pFuncOneFrame->SendMessage(WM_CLOSE);

if(((CMainFrame *)AfxGetMainWnd())->m_pFuncTwoFrame != NULL)

((CMainFrame *)AfxGetMainWnd())->m_pFuncTwoFrame->SendMessage(WM_CLOSE);

SetMenu(AfxGetApp()->m_pMainWnd->m_hWnd,m_hInitMenu);

AfxGetApp()->m_pMainWnd->SetWindowText("武漢大學計算機學院-未登錄");

}

這就實現了登錄和注銷的功能(當然實際中可能還會有一個驗證用戶權限和合法性的對話框,這裡從略),並實現了登錄注銷時刻用戶操作菜單的轉變。注意:這裡OnLogout中前兩行代碼是在注銷的時候要把已經打開的窗口關閉而添加的,m_pFuncOneFrame和m_pFuncTwoFrame的定義和作用請參見後面定義。

Step 3:添加一個新的子框架類CDemoFrame,其基類為CMDIChildWnd。添加一個兩個新的視圖類CFuncOneView和CFuncTwoView類,前者的基類為CView,後者為CFormView。當然為了添加CFuncTwoView類,需要先Insert一個對話框資源,並將ID改為IDD_FUNC_TWO_DLG,屬性Style修改為“child”(默認為Popup)。這樣在新建CFuncTwoView的時候選擇該DialogID為IDD_FUNC_TWO_DLG。注意將CDemoFrame的構造函數改為public(默認是protected)。

Step 4:為CMainFrame添加兩個成員變量記錄各個業務邏輯對應的窗口,在MainFrm.h中添加:

CDemoFrame* m_pFuncOneFrame;

CDemoFrame * m_pFuncTwoFrame;

並在CMainFrame::CMainFrame()中初始化:

CMainFrame::CMainFrame()

{

// TODO: add member initialization code here

m_pFuncOneFrame = NULL;

m_pFuncTwoFrame = NULL;

}

Step 5:為“業務邏輯一”添加響應函數(CMianFrame中):

void CMainFrame::OnFuncOne()

{

// TODO: Add your command handler code here

if (m_pFuncOneFrame != NULL)

{

m_pFuncOneFrame->MDIActivate();

return ;

}

m_pFuncOneFrame = new CDemoFrame();

CCreateContext context;

context.m_pNewViewClass = RUNTIME_CLASS(CFuncOneView);

m_pFuncOneFrame->LoadFrame(IDR_MAINFRAME,WS_MAXIMIZE|WS_OVERLAPPEDWINDOW,this,&context);

m_pFuncOneFrame->SetWindowText("業務邏輯一");

m_pFuncOneFrame->ShowWindow(SW_SHOWMAXIMIZED);

m_pFuncOneFrame->InitialUpdateFrame(NULL,true);

}

同上,為“業務邏輯二”添加響應函數:

void CMainFrame::OnFuncTwo()

{

// TODO: Add your command handler code here

if (m_pFuncTwoFrame != NULL)

{

m_pFuncTwoFrame->MDIActivate();

return ;

}

m_pFuncTwoFrame = new CDemoFrame();

CCreateContext context;

context.m_pNewViewClass = RUNTIME_CLASS(CFuncTwoView);

m_pFuncTwoFrame->LoadFrame(IDR_MAINFRAME,WS_MAXIMIZE|WS_OVERLAPPEDWINDOW,this,&context);

m_pFuncTwoFrame->SetWindowText("業務邏輯二");

m_pFuncTwoFrame->ShowWindow(SW_SHOWMAXIMIZED);

m_pFuncTwoFrame->InitialUpdateFrame(NULL,true);

}

這樣,上述的需求情景基本是做到了,但是需要說明的是:

1)需要在適當的地方加入適當的頭文件,就是說在使用類的時候要include其實現的頭文件。

2)上面其實是很多的MIS管理系統的通用界面操作模版,大家可以在實際的項目開發中作相應的修改(主要是實現相應的業務邏輯等);

3)這裡提供的默認的主框架窗口比較簡單(默認),要添加一個背景,請參看筆者的《VC—主框架窗口繪制背景》一文添加合適的背景;

4)上面的例子中,是讓其生成不支持MFC Document/View Architecture,如果已經有了默認的支持MFC Document/View Architecture的程序,請將App中模仿上面的實現即可。

5)上面可以使用MFC AppWizard生成的CChildFrame類代替CDemoFrame類,但是建議新建框架類,業務邏輯一和業務邏輯二可以使用不同的框架類,模仿實現即可。

當然,你肯能需要為視圖添加文檔以實現業務邏輯和表現層的松耦合,下面就為CFuncOneView添加文檔視圖結構支持。

Step 6:添加一個文檔類CDemoDoc,基類為CDocument並將CDemoDoc的構造函數改為public(默認為protected),為了演示,為CDemoDoc添加函數GetData():

CString CDemoDoc::GetData()

{

return "Hello world";

}

Step 7:為CFuncOneView添加函數GetDocument:

CDemoDoc* CFuncOneView::GetDocument()

{

return (CDemoDoc*)m_pDocument;

}

並修改OnDraw函數:

void CFuncOneView::OnDraw(CDC* pDC)

{

//CDocument* pDoc = GetDocument();

// TODO: add draw code here

CDemoDoc* pDoc = GetDocument();

pDC->TextOut(50,50,pDoc->GetData());

}

Step 8:將CDemoDoc和CFuncTwoView關聯:修改void CMainFrame::OnFuncOne()函數為:

void CMainFrame::OnFuncOne()

{

// TODO: Add your command handler code here

if (m_pFuncOneFrame != NULL)

{

m_pFuncOneFrame->MDIActivate();

return ;

}

m_pFuncOneFrame = new CDemoFrame();

CDemoDoc* m_pDoc = new CDemoDoc();

CCreateContext context;

context.m_pNewViewClass = RUNTIME_CLASS(CFuncOneView);

context.m_pCurrentDoc = m_pDoc;

m_pFuncOneFrame->LoadFrame(IDR_MAINFRAME,WS_MAXIMIZE|WS_OVERLAPPEDWINDOW,this,&context);

m_pFuncOneFrame->SetWindowText("業務邏輯一");

m_pFuncOneFrame->ShowWindow(SW_SHOWMAXIMIZED);

m_pFuncOneFrame->InitialUpdateFrame(NULL,true);

}

至此,就完成了整個過程。需要說明的是:

1)需要在適當的地方加入適當的頭文件,就是說在使用類的時候要include其實現的頭文件。

2)如果是已經有了文檔視圖支持的程序,上面的文檔可以使用系統中提供的文檔;

上面提供了一個簡單通用的界面操作的實現,大家可以參照實現,例如添加更多的視圖、實現自己的業務邏輯等。

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