圖 2 混合模式

那么嚴格來講到底什么是事件呢?本質上來說它是一個回調.模塊用調用你在運行時提供的函數這條途徑取代了了調用一個函數名稱在編譯時究已知的函數.在Windows中,它就叫窗口過程.在.NET框架中它就叫委托.不論術語怎么講,事件為軟件模塊提供了一條調用直到運行時才知道的函數的途徑.回調就是事件處理程序.激發一個事件就意味著會調用事件處理程序.第一個接收者交給發送者一個注冊事件處理程序的指針.

下面是些我們通常會用到事件的一些情形.

向客戶端通報實時事件:用戶按下一個按鍵;時間到了午夜;風扇停止,CPU著火了.

報告一個時間很長的操作的進展情況:當拷貝文件或者搜索一個海量數據庫時,組件可能會定期的喚起一個事件來報告已經拷貝了多少文件或者已經搜索了多少條記錄.

報告一些重要的或者感興趣的事情的發生:如果你在你的程序中用IWebBrowser2訪問Microsoft Internet Explorer,在導航到一個新頁面之前和之后或者當它創建了一個新窗口等等它都會通報你.

調用庫函數:C運行時庫函數 qsort可以對對象數組排序,但是你必須將要比較的對象提供給這個函數.很多STL容器都有這些技巧.大多數程序員不會說qsort回調了一個事件,但是沒理由你不能這么想.它是”time to compare”事件.

一些讀者偶爾會問:異常和事件的區別是什么?最主要的區別是異常描述的是假定不會發生卻發生了的意想不到的情形.比如你的程序用光了內存或用零做了除數.哦,這就是你不希望發生的異常的情形,一旦它們發生了,你的程序必須對它進行處理.然而事件是正常的日常操作的一部分并且完全是意料之中的.用戶移動了鼠標或按下一個按鍵.瀏覽器導航到新頁面.從控制流的角度來看,事件就是一個函數調用,而異常是跨越調用棧的長跳轉.

對于事件最普遍的誤解是:它們是異步的.盡管事件經常被用來處理用戶輸入及其他異步操作,事件本身是同步發生的.激活一個事件和調用事件處理是一回事.它看起來像下面這段偽碼:

// raise Foo event

for (/* each registered object */) {

  obj->FooHandler(/* args */);

}

控制權立即被交給事件處理程序,直到它處理完成才會返回.有些系統提供了異步方式激活事件的途徑;如Windows讓你用PostMessage替代SendMessage.控制權立即從PostMessage回收,而消息稍后才會被處理.

但是.NET框架事件和我在此討論的事件都是一旦被激活就立刻被處理.當然,你總是能夠從運行在單獨的線程的代碼里激活事件,或者用異步委托調用來執行導致事件異步(相對于主線程)發生的線程池里的每一個事件處理程序.

Windows處理事件的方式(擁有大量窗口過程和類型一致的WPARAM/LPARAM參數),以現代程序設計的標準來看也是相當簡單的.因此所有的Windows程序都在用這一套機制,即使是今天.有些程序員甚至創建不可視窗口來傳遞事件.窗口過程并不是真實的事件機制,原因在于Windows只允許每個窗口只能有一個窗口過程,因而如果每個窗口過程都調用它之前的,則多個窗口過程就能鏈接起來.這種流程就是子過程.在真實的事件系統中,可以不分層次的為同樣的事件注冊不只一個的接收者.

在.NET框架中,事件機制很健全.任何對象都能定義事件,并且多個對象可以監聽它們.在.NET中,事件通過委托(.NET中回調的替代詞)來工作.更重要的是委托是類型安全的,不再有void*或WPARAM/LPARAM之類的東西.

在托管擴展中,要定義一個事件可以用__event關鍵字.例如Windows::Forms中的Button類有一個Click事件:

// in Button class

public:

  __event EventHandler* Click;

事件處理程序是一個接受一個Object和EventArgs參數的函數委托:

public __delegate void EventHandler(

   Object* sender,

   EventArgs* e

);

要接收事件你要實現一個有正確的參數的處理者成員函數并創建一個委托封裝它,然后調用事件操作符”+=”來注冊你的處理函數/委托.對于Click事件,它看起來像這樣:

// event handler

void CMyForm::OnAbort(Object* sender, EventArgs *e)

{

  ...

}

// register my handler

m_abortButton->Click += new EventHandler(this, OnAbort);

注意處理函數必須和委托定義的參數一樣.所有這些都能在MSDN的Managed Extensions 101找到.但是你問的并不是托管事件而是本地事件-怎樣在本地C++中實現事件?C++沒有內建的事件機制,你能做什么呢?你能用typedef來定義一個回調函數然后讓客戶接受它,有點像qsort那頂舊帽子.更不畢說當你要處理幾個事件時會有多麻煩.當你想用成員函數取代靜態外部函數來作為事件處理函數,它會尤其丑陋!

定義事件更好的方法是創建一個接口.COM就是這么做的.但是你不畢用C++實現所有的COM代碼,你可以用一個簡單的類.我以自己寫的一個類名為CPrimerCalculator的類為例,它用來找出的質數.當它運行時,它會激活兩種類型的事件:一個”進度”事件和一個”完成”事件.這些事件由IPrimeEvents接口定義.從.NET或COM的角度來看IPrimeEvents就是一個接口;它就是一個普通而古老的定義了簽名(參數和返回類型)的C++抽象類.所有處理CPrimerCalculator事件的客戶都必須實現IPrimeEvents,然后調用CPrimeCalculator::Register注冊它們的接口.CPrimeCalculator將這些對象/接口添加到自身的鏈表中去.當CPrimeCalculator測試每個整數的質數性時,它會周期性的報告截止到目前一共找到了多少質數:

// in CPrimeCalculator::FindPrimes

for (UINT p=2; p<max; p++) {

   // figure out if p is prime

   if (/* every now and then */)

      NotifyProgress(GetNumberOfPrimes());

   ...

}

NotifyDone();

CPrimeCalculator調用自己的助手函數NotifyProgress和NotifyDone來激活事件.這些函數遍歷事件鏈表,調用每個客戶的合適的事件處理函數.代碼如下:

void CPrimeCalculator::NotifyProgress(UINT nFound)

{

  list<IPrimeEvents*>::iterator it;

  for (it=m_clients.begin(); it!=m_clients.end(); it++) {

    (*it)->OnProgress(nFound);

  }

}

如果你還沒忘記STL,你會明白迭代器的解除引用操作符會返回當前對象,上面代碼中的for循環里的那一行等同于下面:

IPrimeEvents* obj = *it;

obj->OnProgress(nFound);

有一個類似的不帶參數的NotifyDone函數能激發完成事件.你應該明白在客戶知道當FindPrimes返回控制權時CPrimeCalculator已經完成之前沒有必要用”完成”事件.除了一種情況以外你可能是對的.那就是可能不止有一個客戶為接收事件注冊了,并且很可能不是同一個客戶調用了CPrimeCalculator::FindPrimes.圖3就是我的PrimeCalc測試程序.PrimeCalc為質數事件實現了兩種不同的事件處理過程.第一個就是主對話框本身CMyDlg,它利用多重繼承實現了IPrimeEvents接口.這個對話框處理了OnProgress和OnDone事件,它在窗口中顯示進度并且當完成是有提示音.另一個是CTracePrimeEvents,它同樣實現了IPrimeEvents接口.它的實現是顯示診斷信息.寫CTracePrimeEvents的目的是為了展示怎樣為同樣的事件注冊一個以上的客戶.

                                    圖 3 PrimeCalc in Action

   在用CPrimeCalculator寫應用程序的程序員看來處理事件是很簡單而清晰的.從IPrimeEvents派生,實現處理函數,然后注冊自己.在通過寫各種類來激發事件的程序員看來,這個過程是有點單調乏味的.首先你得定義事件接口,這還湊活.但緊接著你的寫注冊和解除注冊函數,更不畢說為每一個Foo事件寫下NotifyFoo函數.如果你有15個事件,特別是每一個NotifyFoo函數都像一個娘胎里出來似的,這就相當討厭了.

void CMyClass::NotifyFoo(/* args */)

{

  list<IPrimeEvents*>::iterator it;

  for (it=m_clients.begin(); it!=m_clients.end(); it++) {

    (*it)->OnFoo(/* args */);

  }

}

                        
                                 圖 4 PrimeCalc在TraceWin中的輸出

   迭代客戶鏈表中的NotifyFoo,為每一個已注冊客戶調用適當的OnFoo處理函數,傳給它需要的任何參數.有沒有什么方法能用宏或模板或其它什么東西把它通用化來減輕這份苦差事把你從寫一些令人厭煩的樣板代碼中解放出來呢?事實上,確實有!在下個月我會向你們展示.同樣的時間,同樣的頻道.在此之前-Happy Programming!