窗口过程封装的一些实现

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作者: colin<[e-mail]>

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如何封装窗口过程是所有UI库最核心的设计之一，像MFC/WTL/VCL都各有自己的实现代码，最终的目标却是一样的：将窗口过程转化为对象的方法，从而把面向过程的Windows转化为面向对象的方式。这里要介绍我自己想到两种实现方式，这些实现都很简单，但都可以达到同样的目的。

一、利用窗口的属性表

基本原理是将窗口句柄和窗口类实例绑定在一起，每个窗口都有自己的属性表，通过GetProp和SetProp等API操作之，属性表本质上就是哈希表，通过一个Key快速查找到Value，在这里Key就是窗口句柄，Value就是窗口类。

另外，我们需要一个自己的标准窗口过程，用来找到与句柄关联的窗口类，然后再调用窗口类的窗口过程。

先看看实现的代码：

#ifndef WndHandler_h__
#define WndHandler_h__
#include <crtdbg.h>
#define _WINDOW_CLSATOM  "wndatom"
class WndHandler
{
public:
    WndHandler(): mDefWndProc(NULL), mHwnd(NULL)
    {
    }
    virtual ~WndHandler()
    {
        Unsubclass();
    }
    bool Subclass(HWND hwnd)
    {
        Unsubclass();
        _ASSERT(::IsWindow(hwnd));
        _ASSERT(::GetPropA(hwnd, _WINDOW_CLSATOM) == NULL);
        mDefWndProc = (WNDPROC)::GetWindowLongW(hwnd, GWL_WNDPROC);
        if (mDefWndProc == WndHandler::StdWndProc)
            mDefWndProc = DefWindowProcW;
        ::SetWindowLongW(hwnd, GWL_WNDPROC, (long)StdWndProc);
        ::SetPropA(hwnd, _WINDOW_CLSATOM, (HANDLE)this);
        mHwnd = hwnd;
        return true;
    }
    void Unsubclass()
    {
        if (!::IsWindow(mHwnd) || !mDefWndProc)
            return;
        ::SetWindowLongW(mHwnd, (LONG)mDefWndProc, GWL_WNDPROC);
        ::RemovePropA(mHwnd, _WINDOW_CLSATOM);
        mDefWndProc = NULL;
        mHwnd = NULL;
    }
protected:
    static LRESULT CALLBACK StdWndProc(HWND hwnd, UINT msg, WPARAM wparam,  LPARAM lparam)
    {
        WndHandler* handler = (WndHandler*)GetPropA(hwnd, _WINDOW_CLSATOM);
        _ASSERT(handler);
        LRESULT ret = 0;
        BOOL done = handler->WndProc(hwnd, msg, wparam, lparam, ret);
        if (done)
            return ret;
        else
            return CallWindowProcW(handler->mDefWndProc, hwnd, msg, wparam, lparam);
    }
    virtual BOOL WndProc(HWND hwnd, UINT msg, WPARAM wparam, LPARAM lparam, LRESULT& ret)
    {
        switch (msg)
        {
        case WM_NCDESTROY:
            {
                mHwnd = NULL;
                break;
            }
        }
        return FALSE;
    }
protected:
    WNDPROC     mDefWndProc;
    HWND        mHwnd;
};
#endif // WndHandler_h__

WndHandler提代SubClass和UnsubClass两个方法对窗口进行子类化和反子类化。

SubClass大概做法是先取到原来的窗口过程，然后调用自己的窗口过程(StdWndProc)，最后通过SetProp将WndHandler的实例塞进窗口的属性表中。UnsubClass则是将原来的窗口过程恢复过去，同时通过RemoveProp将类实例从属性表中删除。

当子类化成功后，窗口过程变成了StdWndProc，在这里通过GetProp找到WndHandler实例，再调用它的WndProc方法，这样就完成了从窗口过程向对象方法的转换。

二、利用哈希表

上面的实现有一些缺点，一个是属性表的名字固定，如果这个窗口刚好有这个属性名，则会把这个属性给冲掉；另一个缺点是这字符串方式的，其中必然会有将字符串计算成哈希值的过程，这对效率有微小的影响。

其实我们完全可以用自己的哈希表来表现关联，下面是另一个实现的代码：

WndHandler.h:
#ifndef WndHandler_h__
#define WndHandler_h__
#include <crtdbg.h>
#include <algorithm>
#include <hash_map>
using namespace std;
using namespace stdext;
class WndHandler
{
public:
    WndHandler(): mDefWndProc(NULL), mHwnd(NULL){}
    virtual ~WndHandler() { Unsubclass();}
    bool Subclass(HWND hwnd);
    void Unsubclass();
protected:
    static LRESULT CALLBACK StdWndProc(HWND hwnd, UINT msg, WPARAM wparam,  LPARAM lparam);
    virtual BOOL WndProc(HWND hwnd, UINT msg, WPARAM wparam, LPARAM lparam, LRESULT& ret);
protected:
    WNDPROC                 mDefWndProc;
    HWND                    mHwnd;
};
#endif // WndHandler_h__

WndHandler.cpp:

#include "stdafx.h"
#include "WndHandler.h"
class wnd_hash   
{   
public:   
    enum   
    {
        bucket_size   =   4,
        min_buckets   =   8   
    }; 
    wnd_hash()   
    {
    } 
    size_t operator()(const HWND& hwnd) const
    {
        return size_t(hwnd);
    }
    bool operator()(const HWND& hwnd1, const HWND& hwnd2) const
    {
        return   hwnd1 != hwnd2;
    }
};
typedef hash_map<HWND, WndHandler*, wnd_hash> WndHandlerMap;
static WndHandlerMap sWndHandlerMap;

bool WndHandler::Subclass( HWND hwnd )
{
    Unsubclass();
    _ASSERT(::IsWindow(hwnd));
    mDefWndProc = (WNDPROC)::GetWindowLongW(hwnd, GWL_WNDPROC);
    if (mDefWndProc == WndHandler::StdWndProc)
        mDefWndProc = DefWindowProcW;
    ::SetWindowLongW(hwnd, GWL_WNDPROC, (long)StdWndProc);
    sWndHandlerMap.insert(make_pair(hwnd, this));
    mHwnd = hwnd;
    return true;
}
void WndHandler::Unsubclass()
{
    sWndHandlerMap.erase(mHwnd);
    if (!::IsWindow(mHwnd) || !mDefWndProc)
        return;
    ::SetWindowLongW(mHwnd, (LONG)mDefWndProc, GWL_WNDPROC);
    mDefWndProc = NULL;
    mHwnd = NULL;
}
LRESULT CALLBACK WndHandler::StdWndProc( HWND hwnd, UINT msg, WPARAM wparam, LPARAM lparam )
{
    WndHandlerMap::iterator itr = sWndHandlerMap.find(hwnd);
    if (itr == sWndHandlerMap.end())
        return 0;
    WndHandler* handler = itr->second;
    LRESULT ret = 0;
    BOOL done = handler->WndProc(hwnd, msg, wparam, lparam, ret);
    if (done)
        return ret;
    else
        return CallWindowProcW(handler->mDefWndProc, hwnd, msg, wparam, lparam);
}
BOOL WndHandler::WndProc( HWND hwnd, UINT msg, WPARAM wparam, LPARAM lparam, LRESULT& ret )
{
    switch (msg)
    {
    case WM_NCDESTROY:
        {
            mHwnd = NULL;
            break;
        }
    }
    return FALSE;
}

注意上面的hash_map会因VS的版本不同而不同，这里用的是VS2003；代码与第一个版本基本一致，只不过将属性表转换为哈希表了。