應用程式框架設計<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

許式偉

一、摘要

隨著面向物件技術的發展成熟，已經出現了許多著名的應用程式框架，如在Windows平臺下有MFC、VCL、OWL等；在舊的DOS系統下有Turbo Vision。在這裡我希望通過我設計的“SW系統”來闡述我對設計應用程式框架一些想法。其中涉及的內容主要有：

1、應用程式框架設計的基本內容

這一部分主要是討論應用程式框架的必要性、可行性，以及設計應用程式框架的基本思路。

2、SW系統的總體內容與實現

這一部分主要討論作為一個應用程式框架，

3、SW系統的新方向：基於COM（元件）思想的應用程式框架

這一部分主要介紹元件思想的基本內容。SW系統的對元件思想的實現。

二、應用程式框架設計的基本內容

一個應用程式到底有多少“骨頭”，多少“肉”？這裡所說的“肉”是指程式中用於解決問題的那一部分，而“骨頭”是指“肉”所依附的程式框架部分，它們是為了實現與使用者互動、使介面友好必需做的事情。

對於解決問題的邏輯，我們很難能夠找到一個一般做法來簡化這件事。只有在具體定位到某一具體的方向時，才有可能做到這一點。例如你要進行數值計算，可能會需要一個功能完善的數學包；你要進行圖象處理，可能需要一個圖象處理庫；等等。嚴格的說，這些東西說不上是一個框架，只是一個個工具包（

對於應用程式與使用者的互動，在DOS時代程式設計的人一定對此感觸很深。DOS時期基本上程式與使用者互動的動作都是自己完成的。這樣做的結果往往不是覺得在介面設計上浪費了太多時間，就是覺得介面設計得不盡人意。各個程式的框架程式碼有大量的反覆，但由於程式設計方法的侷限，程式程式碼的重用效率往往比較低。

面向物件思想的成熟促使了種種應用程式框架的誕生。面嚮物件語言中，類的繼存可以完成對大量現成程式碼重用的重用；動態束定（即虛擬函式機制）技術有效地將具體的實現程式碼延遲到設計階段。而一種稱為“事件驅動模式”的應用程式結構使程式的框架程式碼與實現細節徹底發生了分離。儘管現在的應用程式框架種類挺多，但它們在實現思想上相當一致：所有的這些應用程式框架都是“事件驅動模式”的一個應用。這也包括本文要介紹的

“事件驅動”的核心自然是事件。從事件角度說，事件驅動程式的基本結構是由一個事件收集器、一個事件傳送器和一個事件處理器組成。事件收集器專門負責收集所有事件，包括來自使用者的（如滑鼠、鍵盤事件等）、來自硬體的（如時鐘事件等）和來自軟體的（如作業系統、應用程式本身等）。事件傳送器負責將收集器收集到的事件分發到目標物件中。事件處理器做具體的事件響應工作，它往往要到實現階段才完全確定，因而需要運用虛擬函式機制（函式名往往取為類似於HandleMsg的一個名字）。對於框架的使用者來說，他們唯一能夠看到的是事件處理器。這也是他們所關心的內容。

檢視（即我們通常所說的“視窗”）是“事件驅動”應用程式的另一個要元。它是我們所說的事件傳送器的目標物件。檢視接受事件並能夠對其進行處理。當我們將事件傳送到具體的檢視時，實際上我們完成了一個根本性的變化：從傳統的流線型程式結構到事件觸發方式的轉變。這樣應用程式具備相當的柔性，可以應付種種離散的、隨機的事件。

由於Windows本身是基於“事件驅動”模型的。因而在Windows作業系統下實現應用程式框架有相當的便利。在事件驅動程式的基本單元中，事件收集器已經由Windows系統完成；事件傳送器也已經由Windows完成了部分內容。之所以是部分而非完全是因為Windows是用C語言實現的，而不是C++。由於沒有物件，Windows將事件傳送到所謂的“視窗函式”中（儘管不是傳送到具體的物件，但應該說這是面向物件方式實現的一個變體）。要感謝Windows做了這件事。確定事件的目標所要做的工作的複雜可能要超出我們的想象。我們要對此進行定性的討論。

根據事件的傳送路線，事件可以分為以下幾種：

1）位置事件（滑鼠事件）

它的目標比較明確，即包含滑鼠所在點的檢視。不過這也有不適用的時候。在拖動時，往往希望滑鼠訊息的接收者是滑鼠剛開始拖動時的檢視，而非真正包含滑鼠點位置的那個檢視。正是考慮到這一點，Windows提出了“捕獲滑鼠訊息”的概念。

2）焦點事件（鍵盤事件、命令事件等）

對於焦點事件訊息，情形就比較複雜。為了說明白這一點，需要引入模態檢視、焦點檢視等概念。

一個應用程式的檢視結構通常由一個樹型結構維護。在某個時刻，總存在一個檢視，它的所有祖先檢視不再接受事件，而它及其所有子檢視仍然處理事件。這個檢視被稱為模態檢視。它稱得上是“活動著的根檢視”。模態檢視的一個典型例子是對話方塊。在它執行時是應用程式的其他部分都失去了響應。

什麼是焦點檢視？模態檢視首先是一個焦點檢視。模態檢視的子檢視中，有一個檢視是被啟用的（或者稱，它獲得了“焦點”），它也是一個焦點檢視。如果它也是複合檢視（存在子檢視的檢視），它也可以有一個子焦點檢視。這個邏輯一直到一個被啟用的簡單檢視（對於它，還有一個名稱，叫“熱點檢視”）。“熱點檢視”的所有父檢視、父檢視的父檢視等等，直到模態檢視，構成一個“焦點檢視”鏈。

總的說來，焦點事件首先發送給獲當前的模態檢視。在它不知道如何處理時，可能將事件順著焦點檢視鏈往下傳。很多人在程式設計時往往發現某個事件處理函式總是不能夠被執行。這種情況總是發生在焦點事件。其原因是由於祖先檢視已經截獲了該事件。如果能夠對事件傳遞的過程理解了，應該怎樣改寫程式碼也就明確了。

然而在焦點事件上有太多例外。有些檢視沒有獲得焦點是也希望能夠處理鍵盤訊息。典型例子是選單，對話方塊中的一些按鈕等。針對這些Windows中已經有一些操作慣例，同時Windows也是不可能完全確定目標檢視的。

3）廣播事件

廣播事件並不知道自己的目標，它的處理方式很簡單，它將事件傳送給所有檢視。Windows並不支援廣播訊息。SW系統實現廣播訊息主要是為了邏輯的簡化，例如關閉所有視窗、儲存所有檔案等，應用廣播的概念是方便的。