CObject.docx

1、CObject3. CObject类 CObject是大多数MFC类的根类或基类。CObject类有很多有用的特性：对运行时类信息的支持，对动态创建的支持，对串行化的支持，对象诊断输出，等等。MFC从CObject派生出许多类，具备其中的一个或者多个特性。程序员也可以从CObject类派生出自己的类，利用CObject类的这些特性。本章将讨论MFC如何设计CObject类的这些特性。首先，考察CObject类的定义，分析其结构和方法（成员变量和成员函数）对CObject特性的支持。然后，讨论CObject特性及其实现机制。1. CObject的结构 以下是CObject类的定义：class C

2、Objectpublic:/与动态创建相关的函数virtual CRuntimeClass* GetRuntimeClass() const;析构函数virtual CObject(); / virtual destructors are necessary/与构造函数相关的内存分配函数，可以用于DEBUG下输出诊断信息void* PASCAL operator new(size_t nSize);void* PASCAL operator new(size_t, void* p);void PASCAL operator delete(void* p);#if defined(_DEBUG)

3、 & !defined(_AFX_NO_DEBUG_CRT)void* PASCAL operator new(size_t nSize, LPCSTR lpszFileName, int nLine);#endif/缺省情况下，复制构造函数和赋值构造函数是不可用的/如果程序员通过传值或者赋值来传递对象，将得到一个编译错误protected:/缺省构造函数CObject();private:/复制构造函数，私有CObject(const CObject& objectSrc); / no implementation/赋值构造函数，私有void operator=(const CObject&

4、 objectSrc); / no implementation/ Attributespublic:/与运行时类信息、串行化相关的函数BOOL IsSerializable() const;BOOL IsKindOf(const CRuntimeClass* pClass) const;/ Overridablesvirtual void Serialize(CArchive& ar);/ 诊断函数virtual void AssertValid() const;virtual void Dump(CDumpContext& dc) const;/ Implementationpublic:

5、/与动态创建对象相关的函数static const AFX_DATA CRuntimeClass classCObject;#ifdef _AFXDLLstatic CRuntimeClass* PASCAL _GetBaseClass();#endif;由上可以看出，CObject定义了一个CRuntimeClass类型的静态成员变量：CRuntimeClass classCObject还定义了几组函数：构造函数析构函数类，诊断函数，与运行时类信息相关的函数，与串行化相关的函数。其中，一个静态函数：_GetBaseClass；五个虚拟函数：析构函数、GetRuntimeClass、Seria

6、lize、AssertValid、Dump。这些虚拟函数，在CObject的派生类中应该有更具体的实现。必要的话，派生类实现它们时可能要求先调用基类的实现，例如Serialize和Dump就要求这样。静态成员变量classCObject和相关函数实现了对CObjet特性的支持。2. CObject类的特性 下面，对三种特性分别描述，并说明程序员在派生类中支持这些特性的方法。1. 对运行时类信息的支持 该特性用于在运行时确定一个对象是否属于一特定类（是该类的实例），或者从一个特定类派生来的。CObject提供IsKindOf函数来实现这个功能。从CObject派生的类要具有这样的特性，需要： 定

7、义该类时，在类说明中使用DECLARE_DYNAMIC（CLASSNMAE）宏； 在类的实现文件中使用IMPLEMENT_DYNAMIC(CLASSNAME，BASECLASS)宏。 1. 对动态创建的支持 前面提到了动态创建的概念，就是运行时创建指定类的实例。在MFC中大量使用，如前所述框架窗口对象、视对象，还有文档对象都需要由文档模板类(CDocTemplate)对象来动态的创建。从CObject派生的类要具有动态创建的功能，需要： 定义该类时，在类说明中使用DECLARE_DYNCREATE（CLASSNMAE）宏； 定义一个不带参数的构造函数（默认构造函数）； 在类的实现文件中使用IM

8、PLEMENT_DYNCREATE（CLASSNAME，BASECLASS）宏； 使用时先通过宏RUNTIME_CLASS得到类的RunTime信息，然后使用CRuntimeClass的成员函数CreateObject创建一个该类的实例。 例如：CRuntimeClass* pRuntimeClass = RUNTIME_CLASS(CNname)/CName必须有一个缺省构造函数CObject* pObject = pRuntimeClass-CreateObject();/用IsKindOf检测是否是CName类的实例Assert( pObject-IsKindOf(RUNTIME_CLA

9、SS(CName);1. 对序列化的支持 “序列化”就是把对象内容存入一个文件或从一个文件中读取对象内容的过程。从CObject派生的类要具有序列化的功能，需要： 定义该类时，在类说明中使用DECLARE_SERIAL（CLASSNMAE）宏； 定义一个不带参数的构造函数（默认构造函数）； 在类的实现文件中使用IMPLEMENT_SERIAL（CLASSNAME，BASECLASS）宏； 覆盖Serialize成员函数。（如果直接调用Serialize函数进行序列化读写，可以省略前面三步。） 对运行时类信息的支持、动态创建的支持、串行化的支持层（不包括直接调用Serailize实现序列化），这

10、三种功能的层次依次升高。如果对后面的功能支持，必定对前面的功能支持。支持动态创建的话，必定支持运行时类信息；支持序列化，必定支持前面的两个功能，因为它们的声明和实现都是后者包含前者。1. 综合示例： 定义一个支持串行化的类CPerson：class CPerson : public CObjectpublic:DECLARE_SERIAL( CPerson )/ 缺省构造函数CPerson();CString m_name;WORD m_number;void Serialize( CArchive& archive );/ rest of class declaration;实现该类的成员函

11、数Serialize，覆盖CObject的该函数：void CPerson:Serialize( CArchive& archive )/ 先调用基类函数的实现CObject:Serialize( archive );/ now do the stuff for our specific classif( archive.IsStoring() )archive m_name m_name m_number;使用运行时类信息：CPerson a; ASSERT( a.IsKindOf( RUNTIME_CLASS( CPerson ) ) );ASSERT( a.IsKindOf( RUNTI

12、ME_CLASS( CObject ) ) );动态创建：CRuntimeClass* pRuntimeClass = RUNTIME_CLASS(CPerson)/Cperson有一个缺省构造函数CObject* pObject = pRuntimeClass-CreateObject();Assert( pObject-IsKindOf(RUNTIME_CLASS(CPerson); 1. 实现CObject特性的机制 由上，清楚了CObject的结构，也清楚了从CObject派生新类时程序员使用CObject特性的方法。现在来考察这些方法如何利用CObjet的结构，CObject结构如何

13、支持这些方法。首先，要揭示DECLARE_DYNAMIC等宏的内容，然后，分析这些宏的作用。1. DECLARE_DYNAMIC等宏的定义 MFC提供了DECLARE_DYNAMIC、DECLARE_DYNCREATE、DECLARE_SERIAL声明宏的两种定义，分别用于静态链接到MFC DLL和动态链接到MFC DLL。对应的实现宏IMPLEMNET_XXXX也有两种定义，但是，这里实现宏就不列举了。MFC对这些宏的定义如下：#ifdef _AFXDLL /动态链接到MFC DLL#define DECLARE_DYNAMIC(class_name) protected: static C

14、RuntimeClass* PASCAL _GetBaseClass(); public: static const AFX_DATA CRuntimeClass class#class_name; virtual CRuntimeClass* GetRuntimeClass() const; #define _DECLARE_DYNAMIC(class_name) protected: static CRuntimeClass* PASCAL _GetBaseClass(); public: static AFX_DATA CRuntimeClass class#class_name; vi

15、rtual CRuntimeClass* GetRuntimeClass() const; #else#define DECLARE_DYNAMIC(class_name) public: static const AFX_DATA CRuntimeClass class#class_name; virtual CRuntimeClass* GetRuntimeClass() const; #define _DECLARE_DYNAMIC(class_name) public: static AFX_DATA CRuntimeClass class#class_name; virtual CR

16、untimeClass* GetRuntimeClass() const; #endif/ not serializable, but dynamically constructable#define DECLARE_DYNCREATE(class_name) DECLARE_DYNAMIC(class_name) static CObject* PASCAL CreateObject();#define DECLARE_SERIAL(class_name) _DECLARE_DYNCREATE(class_name) friend CArchive& AFXAPI operator(CArc

17、hive& ar, class_name* &pOb);由于这些声明宏都是在CObect派生类的定义中被使用的，所以从这些宏的上述定义中可以看出，DECLARE_DYNAMIC宏给所在类添加了一个CRuntimeClass类型的静态数据成员class#class_name(类名加前缀class，例如，若类名是CPerson，则该变量名称是classCPerson)，且指定为const；两个（使用MFC DLL时，否则，一个）成员函数：虚拟函数GetRuntimeClass和静态函数_GetBaseClass（使用MFC DLL时）。DECLARE_DYNCREATE宏包含了DECLARE_DY

18、NAMIC，在此基础上，还定义了一个静态成员函数CreateObject。DECLARE_SERIAL宏则包含了_DECLARE_DYNCREATE，并重载了操作符“”（友员函数）。它和前两个宏有所不同的是CRuntimeClass数据成员class#class_name没有被指定为const。对应地，MFC使用三个宏初始化DECLARE宏所定义的静态变量并实现DECLARE宏所声明的函数：IMPLEMNET_DYNAMIC，IMPLEMNET_DYNCREATE，IMPLEMENT_SERIAL。首先，这三个宏初始化CRuntimeClass类型的静态成员变量class#class_name

19、。IMPLEMENT_SERIAL不同于其他两个宏，没有指定该变量为const。初始化内容在下节讨论CRuntimeClass时给出。其次，它实现了DECLARE宏声明的成员函数： _GetBaseClass() 返回基类的运行时类信息，即基类的CRuntimeClass类型的静态成员变量。这是静态成员函数。 GetRuntimeClass() 返回类自己的运行类信息，即其CRuntimeClass类型的静态成员变量。这是虚拟成员函数。对于动态创建宏，还有一个静态成员函数CreateObject，它使用C+操作符和类的缺省构造函数创建本类的一个动态对象。 操作符的重载 对于序列化的实现宏IMP

20、LEMENT_SERIAL，还重载了操作符(CArchive& ar, class_name* &pOb) pOb = (class_name*) ar.ReadObject(RUNTIME_CLASS(class_name);return ar;回顾CObject的定义，它也有一个CRuntimeClass类型的静态成员变量classCObject，因为它本身也支持三个特性。以CObject及其派生类的静态成员变量classCObject为基础，IsKindOf和动态创建等函数才可以起到作用。这个变量为什么能有这样的用处，这就要分析CRuntimeClass类型变量的结构和内容了。下面，在讨

21、论了CRuntimeClass的结构之后，考察该类型的静态变量被不同的宏初始化之后的内容。1. CruntimeClass类的结构与功能 从上面的讨论可以看出，在对CObject特性的支持上，CRuntimeClass类起到了关键作用。下面，考查它的结构和功能。1. CRuntimeClass的结构 CruntimeClass的结构如下：Struct CRuntimeClassLPCSTR m_lpszClassName;/类的名字int m_nObjectSize;/类的大小UINT m_wSchema;CObject* (PASCAL* m_pfnCreateObject)();/poin

22、ter to function, equal to newclass.CreateObject() /after IMPLEMENTCRuntimeClass* (PASCAL* m_pfnGetBaseClass)();CRumtieClass* m_pBaseClass;/operator:CObject *CreateObject();BOOL IsDerivedFrom(const CRuntimeClass* pBaseClass) const;.CRuntimeClass成员变量中有两个是函数指针，还有几个用来保存所在CruntimeClass对象所在类的名字、类的大小（字节数）等

23、。这些成员变量被三个实现宏初始化，例如：m_pfnCreateObject，将被初始化指向所在类的静态成员函数CreateObject。CreateObject函数在初始化时由实现宏定义，见上文的说明。m_pfnGetBaseClass，如果定义了_AFXDLL，则该变量将被初始化指向所在类的成员函数_GetBaseClass。_GetBaseClass在声明宏中声明，在初始化时由实现宏定义，见上文的说明。下面，分析三个宏对CObject及其派生类的CRuntimeClass类型的成员变量class#class_name初始化的情况，然后讨论CRuntimeClass成员函数的实现。2. 成员

24、变量class#class_name的内容 IMPLEMENT_DYNCREATE等宏将初始化类的CRuntimeClass类型静态成员变量的各个域，表3-1列出了在动态类信息、动态创建、序列化这三个不同层次下对该静态成员变量的初始化情况：表3-1 静态成员变量class#class_name的初始化CRuntimeClass成员变量 动态类信息 动态创建 序列化 m_lpszClassName 类名字符串 类名字符串 类名字符串 m_nObjectSize 类的大小（字节数） 类的大小（字节数） 类的大小（字节数） m_wShema 0xFFFF 0xFFFF 1、2等，非0 m_pfnCr

25、eateObject NULL 类的成员函数CreateObject 类的成员函数CreateObject m_pBaseClass 基类的CRuntimeClass变量 基类的CRuntimeClass变量 基类的CRuntimeClass变量 m_pfnGetBaseClass 类的成员函数_GetBaseClass 类的成员函数_GetBaseClass 类的成员函数_GetBaseClass m_pNextClass NULL NULL NULL m_wSchema类型是UINT，定义了序列化中保存对象到文档的程序的版本。如果不要求支持序列化特性，该域为0XFFFF，否则，不能为0。C

26、object类本身的静态成员变量classCObject被初始化为： CObject, sizeof(CObject), 0xffff, NULL, &CObject:_GetBaseClass, NULL ;对初始化内容解释如下：类名字符串是“CObject”，类的大小是sizeof(CObject)，不要求支持序列化，不支持动态创建。3. 成员函数CreateObject 回顾3.2节，动态创建对象是通过语句pRuntimeClass-CreateObject完成的，即调用了CRuntimeClass自己的成员函数，CreateObject函数又调用m_pfnCreateObject指向的

27、函数来完成动态创建任务，如下所示：CObject* CRuntimeClass:CreateObject()if (m_pfnCreateObject = NULL) /判断函数指针是否空TRACE(_T(Error: Trying to create object which is not )_T(DECLARE_DYNCREATE nor DECLARE_SERIAL: %hs.n),m_lpszClassName);return NULL;/函数指针非空，继续处理CObject* pObject = NULL;TRYpObject = (*m_pfnCreateObject)(); /动

28、态创建对象END_TRYreturn pObject;4. 成员函数IsDerivedFrom 该函数用来帮助运行时判定一个类是否派生于另一个类，被CObject的成员函数IsKindOf函数所调用。其实现描述如下：如果定义了_AFXDLL则，成员函数IsDerivedFrom调用成员函数m_pfnGetBaseClass指向的函数来向上逐层得到基类的CRuntimeClass类型的静态成员变量，直到某个基类的CRuntimeClass类型的静态成员变量和参数指定的CRuntimeClass变量一致或者追寻到最上层为止。如果没有定义_AFXDLL，则使用成员变量m_pBaseClass基类的C

29、RuntimeClass类型的静态成员变量。程序如下所示：BOOL CRuntimeClass:IsDerivedFrom(const CRuntimeClass* pBaseClass) constASSERT(this != NULL);ASSERT(AfxIsValidAddress(this, sizeof(CRuntimeClass), FALSE);ASSERT(pBaseClass != NULL);ASSERT(AfxIsValidAddress(pBaseClass, sizeof(CRuntimeClass), FALSE);/ simple SI caseconst CRuntimeClass* pClassThis = this;while (pClassThis != NULL)/从本类开始向上逐个基类搜索if (pClassThis = pBaseClass)/若是参数指定的类信息return TRUE;/类信息不符合，继续向基类搜索#ifdef _AFXDLLpClassThis = (*pClassThis-m_pfnGetBaseClass)();#elsepC