ATL & WTL 实现分析（一）

典型的Win32程序可以分为这几部分：

注册窗口类（WNDCLASSEX的一个实例，可认为是一个类对象)；
创建窗口对象（HWND hwnd来保持）；
创建窗口过程（WndProc，在注册窗口类时完成WndProc的注册，本质是回调函数）；
创建并开始消息循环（MSG对象）。

整个过程有很多繁琐和例行的步骤，而窗口部分Win32 API设计意图还是以对象模型实现的（尽管不那么完美，扁平而繁杂）。程序员天性懒惰，又喜欢新奇的tricks；c++语言的面向对象实现，模板，这一切便造就了ATL/WTL的实现。

一、 CWindow

主要作用：

创建及保持窗口对象（HWND hwnd）。实现了构造、赋值、创建、释放（Detach）。
CWindow是和窗口相关的所有Win32 API的一个wrapper，实现了几乎所有以hwnd作为第一参数的API函数薄封装。
CWindow的成员函数都是内联实现，所以无运行时代价；此外还完成了繁琐“卫述“功能。

在使用ATL窗口类之前，需要将以下代码添加到stdafx.h中。所有的ATL窗口应用都由CComModule对象_Module来保存，类似MFC的CWinApp类。

#include <atlbase.h>
extern CComModule _Module;
#include <atlwin.h>

则使用CWindow的一个改进Win32程序可以如下：

int APIENTRY _tWinMain(HINSTANCE hinst,
                       HINSTANCE /*hinstPrev*/
                       LPTSTR    pszCmdLine,
                       int       nCmdShow)
{
  //初始化ATL module
  _Module.Init(0, hinst);

  //注册窗口类
  ...

  //创建窗口对象
  CWindow wnd;
  wnd.Create (pszMainWndClass, 0, CWindow::rcDefault, _T("Hello Windows App"),
              WS_OVERLAPPEDWINDOW, WS_EX_CLIENTEDGE);
  if (!wnd) return -1;
 
  //show the main window
  ...
 
  //Shut down the ATL module
  _Module.Term();

  return msg.wParam;
}

对应的窗口过程，类似下面：

LRESULT CALLBACK WndProc (HWND hwnd, UINT nMsg, 
                          wPARAM wparam, LPARAM lparam)
{
  switch (nMsg) {
    //WM_PAINT handler
    case WM_PAINT: {
      PAINTSTRUCT ps;
      CWindow     wnd(hwnd);
      HDC         hdc = wnd.BeginPaint( &ps);
      Rect        rect;
      wnd.GetClientRect( &rect);
      DrawText(...);
      wnd.EndPaint( &ps);
      break;
      ...
  }
  return 0;
}

显然，仅仅是对窗口对象创建和保持的简单封装，远远不够。但this is a step in the right direction.

2. CWindowImpl

CWindowImpl继承自CWindow，主要功能：

窗口类注册（WNDCLASSEX）；
消息处理。

其实现类似下面：

template <class T, class TBase /* = CWindow */, class TWinTraits /* = CControlWinTraits */>
class ATL_NO_VTABLE CWindowImpl : public CWindowImplBaseT< TBase, TWinTraits >
{
public:
    DECLARE_WND_CLASS(NULL) 

    static LPCTSTR GetWndCaption()
    {
        return NULL;
    }

    HWND Create(HWND hWndParent, _U_RECT rect = NULL, LPCTSTR szWindowName = NULL,/*注意窗口类无名*/
            DWORD dwStyle = 0, DWORD dwExStyle = 0,
            _U_MENUorID MenuOrID = 0U, LPVOID lpCreateParam = NULL);

    {
        if (T::GetWndClassInfo().m_lpszOrigName == NULL)
            T::GetWndClassInfo().m_lpszOrigName = GetWndClassName();//DECLARE_WND_CLASS定义了这个成员函数。
        ATOM atom = T::GetWndClassInfo().Register(&m_pfnSuperWindowProc);

        dwStyle = T::GetWndStyle(dwStyle);
        dwExStyle = T::GetWndExStyle(dwExStyle);

        // set caption
        if (szWindowName == NULL)
            szWindowName = T::GetWndCaption();

        return CWindowImplBaseT< TBase, TWinTraits >::Create(hWndParent, rect, szWindowName,
            dwStyle, dwExStyle, MenuOrID, atom, lpCreateParam);
    }

窗口类的名称由宏DECLARE_WND_CLASS实现（待分析）。CWindowImpl维持了了一个static数据结构CwndClassInfo，其定义如下（Unicode模式）：

struct _ATL_WNDCLASSINFOW
{
    WNDCLASSEXW m_wc;
    LPCWSTR m_lpszOrigName;
    WNDPROC pWndProc;
    LPCWSTR m_lpszCursorID; //注意：本来应该是hCursor属性，现在通过这两项来维持。
    BOOL m_bSystemCursor;   // 谁知道ATL team怎么想的……
    ATOM m_atom;
    WCHAR m_szAutoName[5+sizeof(void*)*CHAR_BIT];
    ATOM Register(WNDPROC* p)
    {
        return AtlWinModuleRegisterWndClassInfoW(&_AtlWinModule, &_AtlBaseModule, this, p);
    }
};

m_wc代表了窗口类结构（同Win32程序中的wc）。而m_atom表示该窗口类是否已注册过。（很奇怪的是，这个结构体中竟然有一个函数?结构体是class，那么这个函数应该是一个成员函数咯。）接着看DECLARE_WND_CLASS的实现：

#define DECLARE_WND_CLASS(WndClassName) \
static ATL::CWndClassInfo& GetWndClassInfo() \
{ \
    static ATL::CWndClassInfo wc = \
    { \
        { sizeof(WNDCLASSEX), CS_HREDRAW | CS_VREDRAW | CS_DBLCLKS, StartWindowProc, \
          0, 0, NULL, NULL, NULL, (HBRUSH)(COLOR_WINDOW + 1), NULL, WndClassName, NULL }, \
        NULL, NULL, IDC_ARROW, TRUE, 0, _T("") \
    }; \
    return wc; \
}

这个宏很是具有迷惑性，展开后是一个成员函数。它其实是定义了一个类内“单件”，在这个函数内部保存，仅仅可通过这个函数访问。这时，若要修改窗口类的属性，就可以通过它来修改了：

class CMainWindow: public CWindowImpl <CMainWindow> {
    CMainWindow(){};
    ...
};
//.cpp
CMainWindow() {
    CwndClassInfo & wci = GetWndClassInfo();
    if (!wci.m_atom) {
        wci.m_wc.hIcon = LoadIcon (_Module. ...);
        wci.m_wc. ...;
    }
}

2.1 Window Trait

从上面的ATL窗口类图可以看到，有一个辅助类WindowTrait，它提供了对风格的一个封装。从而可以将常用的组合直接作为模板参数传入窗口类。此类定义如下：

// CWinTraits - Defines various default values for a window
template <DWORD t_dwStyle = 0, DWORD t_dwExStyle = 0>
class CWinTraits
{
public:
    static DWORD GetWndStyle(DWORD dwStyle)
    {
        return dwStyle == 0 ? t_dwStyle : dwStyle;
    }
    static DWORD GetWndExStyle(DWORD dwExStyle)
    {
        return dwExStyle == 0 ? t_dwExStyle : dwExStyle;
    }
};

使用方法：

typedef CWinTraits<WS_OVERLAPPEDWINDOW, WS_EX_CLIENTEDEG> CMainWinTraits;

class CMainWindow: public CWindowImpl <CMainWindow, CWindow, CMainWinTraits>{...};

此时，窗口创建就可以如下：

wnd.Create(0, Cwindow::rcDefault, _T("Hello Atl"));//省却了风格参数。

实际上，ATL为frame windows、child windows，以及MDI child window分别预定义了一下风格：

typedef CWinTraits<WS_CHILD | WS_VISIBLE | WS_CLIPCHILDREN | WS_CLIPSIBLINGS, 0>  CControlWinTraits;
typedef CWinTraits<WS_OVERLAPPEDWINDOW | WS_CLIPCHILDREN | WS_CLIPSIBLINGS, WS_EX_APPWINDOW | WS_EX_WINDOWEDGE>  CFrameWinTraits;
typedef CWinTraits<WS_OVERLAPPEDWINDOW | WS_CHILD | WS_VISIBLE | WS_CLIPCHILDREN | WS_CLIPSIBLINGS, WS_EX_MDICHILD>  CMDIChildWinTraits;

如果仅仅是想为现有窗口增加一些风格，可以用CWinTraitsOR类，使用方法如下：

typedef CWinTraitsOR<0, WS_EX_CLIENTEDGE, CFrameWinTraits> CMainWinTraits;

小结：

给出了ATL的类图；
分析了最基础、最直观的CWindow实现；
分析了CWindowImpl的窗口类注册实现，详细分析了DECLARE_WND_CLASS*成员函数*的作用；
分析了辅助类WindowTrait。

posted @ 2013-03-18 22:14 MacroLee 阅读(1502) 评论(0) 编辑收藏举报

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一、 CWindow

2. CWindowImpl

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