1、- 1 -第一部分 Windows 消息循环机制及 API 程序设计1 概述1.1 操作系统及窗口环境操作系统（Operati ng System，简称 OS）传统上是负责对计算机硬件直接控制及管理的系统软件。操作系统的功能一般包括处理器管理、存储管理、文件管理、设备管理和作业管理等。当多个程序同时运行时，操作系统负责规划以优化每个程序的处理时间。一个操作系统可以在概念上分割成两部分：内核(Kernel)以及壳(shell)。一个壳程序包裹了与硬件直接交流的内核：应用程序壳硬件内核在有些操作系统上内核与壳完全分开（例如 Unix、Linux 等） ，这样用户就可以在一个内核上使用不同的壳；而另
2、一些的内核与壳关系紧密（例如Microsoft Windows） ，内核及壳只是操作层次上不同而已。Microsoft Windows 提供了一系列的 API 函数调用内核及壳的相关功能，这也是普通用户访问系统功能的唯一方式，其它复杂的框架开发环境，例如MFC，都是在此基础上实现的。- 2 -1.2 消息循环机制Windows 是一个多进程的图形窗口操作系统，Windows 应用程序与 DOS应用程序有很大的区别。DOS 应用程序采用顺序执行过程，而 Windows 是一个基于事件的消息（Message ）驱动系统。Windows 应用程序是按照“事件消息处理” 非顺序的机制运行。当有某个事件
3、（如单击鼠标、键盘输入和执行菜单命令等）发生时，Windows 会根据具体的事件产生对应的消息，并发送到指定应用程序的消息队列；应用程序从消息队列中取出消息，并根据不同的消息进行不同的处理。 1.3 内容及目的实践之前首先要充分理解 Windows 的消息循环机制，了解 Windows 的 API函数族的分类及大致功能，并在此基础上了解基本 Windows API 方式开发的窗口程序的基本过程。该实践的目的并不在于学会如何利用 Windows API 开发窗口程序，而是要求同学们了解并掌握如下事实：- 3 -任何框架开发环境归根结底都是对 Windows API 函数的封装与调用！在利用一个框
4、架环境开发 Windows 程序的过程中，应该明白所使用的框架模块调用了 Windows API 中的那些功能函数。作为练习，本次实践要求同学们完成如下任务：用 visual C+开发一个 Win32 窗口程序，并实现如下功能： 实现菜单功能; 点击某两个菜单可在主窗口中显示或清除文字（文字内容不做要求） ； 点击某个菜单可弹出一个自定义的对话框（对话框中的元素不做要求） ，单击对话框中的“确定”或“取消”按钮，可结束对话框。1.4 实践环境要求开发环境统一使用 Microsoft Visual Studio 2005。2 创建基本工程步骤1. 打开 Microsoft Visual Stud
5、io 2005 开发环境；2. 选择“新建”项目- 4 -3. 弹出新建项目对话框，在项目类型中依次选择：Visual C+ -Win32，在右面的模板中选：Win32 项目，在下面的名称中，键入项目名称，这里是：Task1 ，然后在位置一栏中选择项目保存的路径。如果未勾选“创建解决方案的目录”选项，项目路径中的文件内容如下：- 5 -如果勾选“创建解决方案的目录”选项，则会在项目路径中以“解决方案名称”创建子目录，并在该目录下放置工程文件和源代码文件。下图是解决方案目录的内容：下图是解决方案目录中 Task1 子目录的内容：4. 在确定新建对话框中的内容设置好后，选择确定按钮，弹出向导：5.
6、 单击“下一步”按钮，选择 Windows 应用程序选项，其它都不选，按“完成”创建项目。- 6 -6. 在项目解决方案资源管理器中应包含下图中的文件：7. 单击菜单中的“项目-属性” ，弹出属性页对话框：在对话框中的左侧列表中选择“配置属性-常规” ，在右侧的“项目默认值- 7 字符集”中选择“使用多字节字符集” ，按确认更改项目属性。 （为什么要这样？请大家课后自行学习关于 UNICODE 的相关知识以及在 Win32 环境下操作 UNICODE 字符串的相关函数）8. 单击“启动调试”按钮，在弹出的对话框中选择“是” ，运行程序：运行结果如下：至此，基本框架代码已经由环境建立，下一步可以
7、编写自己的代码到框架- 8 -中并实现预期的功能，具体参见下一节的主要函数及关键代码解析。3 主要函数及关键代码解析由框架代码生成的函数主要有如下几个（有些不熟悉的类型一般都是宏定义，在开发环境中将鼠标光标停留在上面可即时显示其实际的定义）：1. 程序入口函数，相当于 c/c+中的 main 函数，在 win32 环境下为 WinMain函数：int APIENTRY _tWinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPTSTR lpCmdLine,int nCmdShow)UNREFERENCED_PARAMETER(hPrevIn
8、stance);UNREFERENCED_PARAMETER(lpCmdLine);/ TODO: 在此放置代码。MSG msg;HACCEL hAccelTable;/ 初始化全局字符串，从程序资源中将相应的字符串写入全局字符串变量中查看资源的方式：在解决方案资源管理器中双击“Task1.rc”项目，资源视图会自动打开并添加到资源管理器中，查看其中的“String Table”项目可看到下面代码中的相应字符串内容。其它的相关资源也可在这个视图中看到，以后不再介绍。LoadString(hInstance, IDS_APP_TITLE, szTitle, MAX_LOADSTRING);Loa
9、dString(hInstance, IDC_TASK1, szWindowClass, MAX_LOADSTRING);MyRegisterClass(hInstance);/ 执行应用程序初始化 :if (!InitInstance (hInstance, nCmdShow)return FALSE;- 9 -hAccelTable = LoadAccelerators(hInstance, MAKEINTRESOURCE(IDC_TASK1);/ 主消息循环 :while (GetMessage(DispatchMessage(return (int) msg.wParam;_tWinM
10、ain 是一个宏，在多字节字符环境下就是 WinMain，在 UNICODE环境下是 wWinMain。主消息循环部分不断从消息队列中获取消息，并翻译转换后派发出去，调用相应的消息例程。2. 注册窗口类函数，用于确定主窗口显示过程中的一些图形内容、风格，处理函数等：ATOM MyRegisterClass(HINSTANCE hInstance)WNDCLASSEX wcex;wcex.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);wcex.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;wcex.lpfnWndProc= WndProc; /主窗口消息处理函数wce
11、x.cbClsExtra = 0;wcex.cbWndExtra = 0;wcex.hInstance = hInstance;wcex.hIcon = LoadIcon(hInstance, MAKEINTRESOURCE(IDI_TASK1);wcex.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);wcex.hbrBackground = (HBRUSH)(COLOR_WINDOW+1);wcex.lpszMenuName = MAKEINTRESOURCE(IDC_TASK1);wcex.lpszClassName = szWindowClass;wcex.
12、hIconSm = LoadIcon(wcex.hInstance, MAKEINTRESOURCE(IDI_SMALL);return RegisterClassEx(- 10 -3. 创建主窗口BOOL InitInstance(HINSTANCE hInstance, int nCmdShow)HWND hWnd;hInst = hInstance; / 将实例句柄存储在全局变量中CreateWindow 函数需要注册的窗口类参数，用于指定窗口相关的图形元素，处理函数等。此外，它还需要指定窗口创建后的风格，例如 3D 的还是平面的，边框如何绘制，是否总是在最上面等等。hWnd = Cre
13、ateWindow(szWindowClass, szTitle, WS_OVERLAPPEDWINDOW,CW_USEDEFAULT, 0, CW_USEDEFAULT, 0, NULL, NULL, hInstance, NULL);if (!hWnd)return FALSE;/显示主窗口并绘制ShowWindow(hWnd, nCmdShow); UpdateWindow(hWnd);return TRUE;4. 主窗口消息函数，API 风格的开发这个函数就是一个大的嵌套的 switch-case结构，用于调用不同消息所对应的处理函数。例如，WM_COMMAND 用于处理用户发出的命令
14、，如果其子 ID 为 IDM_ABOUT，就表明用户单击了about 菜单项，则调用 about 对话框函数。LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)int wmId, wmEvent;PAINTSTRUCT ps;HDC hdc;switch (message)case WM_COMMAND:wmId = LOWORD(wParam);- 11 -wmEvent = HIWORD(wParam);/ 分析菜单选择 :switch (wmId)case IDM_ABOUT:Di
15、alogBox(hInst, MAKEINTRESOURCE(IDD_ABOUTBOX), hWnd, About);break;case IDM_EXIT:DestroyWindow(hWnd);break;default:return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);break;case WM_PAINT:hdc = BeginPaint(hWnd, / TODO: 在此添加任意绘图代码.EndPaint(hWnd, break;case WM_DESTROY:PostQuitMessage(0);break;default:ret
16、urn DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);return 0;5. About 对话框消息函数。任何一个独立的窗口都有自己的消息循环处理函数，对话框也是一个窗口，也需要独立的处理函数，用于处理用户与对话框中个元素的交互动作等。例如，下述代码中，用户如果点击了“确定” “取消”按钮，则激发 WM_COMMAND 消息，该消息数据中的 wParam 参数中包含了对应“确定”按钮的 IDOK 和对应“取消”按钮的 IDCANCEL 值，用户经过判断，可调用 EndDialog 函数结束对话框。INT_PTR CALLBACK About(HWND
17、 hDlg, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)UNREFERENCED_PARAMETER(lParam);switch (message)case WM_INITDIALOG:return (INT_PTR)TRUE;- 12 -case WM_COMMAND:if (LOWORD(wParam) = IDOK | LOWORD(wParam) = IDCANCEL)EndDialog(hDlg, LOWORD(wParam);return (INT_PTR)TRUE;break;return (INT_PTR)FALSE;在资源视图中，
18、可通过双击 Dialog 文件夹中的 IDD_ABOUTBOX 对话框打开设计视图，编辑对话框中的元素：在设计视图中，右键单击相应对话框元素并在弹出菜单中选择“属性” ，可修改对应元素的属性值，例如， “确定”按钮的 ID 属性默认为“IDOK” ，用户可自行修改该值（当然，一些系统默认的值不推荐修改，而对于用户自定义的一些元素，例如新加入的自定义按钮等，其属性值一般为开发环境根据规则自动生成的，开发- 13 -人员应根据用途适当修改属性值，以便于开发过程中的阅读和记忆） 。4 开发新功能1. 新建菜单项目在资源视图中打开 Menu 文件夹，双击 IDC_Task1 项目，打开菜单编辑窗口：可
19、通过鼠标拖动来重新定位菜单的位置，菜单快捷键通过如下方法实现：例如，下图中的 File 菜单中的 F 下面有一下划线，表明ALT+F 键是打开这个菜单的快捷键，则可在编辑菜单标题字符串时在 F 前面加一个 “ / current instanceTCHAR szTitleMAX_LOADSTRING; / The title bar textTCHAR szWindowClassMAX_LOADSTRING; / The title bar textszHello：用于存储主窗口中显示文字的字符串变量bShow：主窗口的文字是否显示的开关参数TCHAR szHelloMAX_LOADSTRIN
20、G;BOOL bShow = true;/ Foward declarations of functions included in this code module:ATOM MyRegisterClass(HINSTANCE hInstance);BOOL InitInstance(HINSTANCE, int);LRESULT CALLBACK WndProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);LRESULT CALLBACK About(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);自定义对话框消息处理函数声明LRESULT CALLBACK MyDia
21、log(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM); 在 task1.cpp 文件的末尾添加 MyDialog 函数：/ Mesage handler for My Dialog.LRESULT CALLBACK MyDialog(HWND hDlg, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)switch (message)- 16 -case WM_INITDIALOG:return TRUE;case WM_COMMAND:if (LOWORD(wParam) = IDOK | LOWORD(wParam) = IDCANCEL)
22、不论用户使按了取消还是确定，都将自定义对话框中的文本内容取出并保存到 szHello 中。:GetDlgItemText(hDlg,IDC_MESSAGE,szHello,MAX_LOADSTRING);EndDialog(hDlg, LOWORD(wParam);将更新内容后的字符串 szHello 显示到主窗口中。这条语句实际上是向主窗口发送了 WM_PAINT 消息，告诉它重新绘制，绘制部分详见主消息映射处理函数部分。:InvalidateRect(:GetParent(hDlg),NULL,1);return TRUE;想一想：如何修改此处的代码，使得只有按“确定”按钮时才取出编辑框中
23、的字符串并更新到主窗口中。break;return FALSE;MyDialog 函数可拷贝 About 函数，并修改函数名和相应内容即可。 修改主窗口消息映射函数中的 switch-case 部分如下所示：switch (message) case WM_COMMAND:wmId = LOWORD(wParam); wmEvent = HIWORD(wParam); / Parse the menu selections:switch (wmId)case IDM_ABOUT:- 17 -DialogBox(hInst, (LPCTSTR)IDD_ABOUTBOX, hWnd, (DLGPR
24、OC)About);break;case IDM_EXIT:DestroyWindow(hWnd);break;添加对话框菜单映射函数，并调用 DialogBox 函数打开对话框，注意参数的使用。case IDM_MYDLG:DialogBox(hInst, (LPCTSTR)IDD_MYDIALOG, hWnd, (DLGPROC)MyDialog);break;处理是否在主窗口显示字符串的菜单命令。如果点了显示菜单项，则首先将 bShow 标识变量设为 true，并重绘窗口，重绘例程（WM_PAINT 事件处理部分）中会自动根据 bShow 的属性决定是否绘制字符串，CheckMenuIt
25、em 函数设置了是否在菜单项前面打一个对号。case IDM_SHOW:bShow = true;:InvalidateRect(hWnd,NULL,1);CheckMenuItem(:GetMenu(hWnd),IDM_SHOW,MF_CHECKED);CheckMenuItem(:GetMenu(hWnd),IDM_ERASE,MF_UNCHECKED);break;case IDM_ERASE:bShow = false;:InvalidateRect(hWnd,NULL,1);CheckMenuItem(:GetMenu(hWnd),IDM_SHOW,MF_UNCHECKED);Che
26、ckMenuItem(:GetMenu(hWnd),IDM_ERASE,MF_CHECKED);break;default:return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);break;- 18 -相应主窗口重绘消息。某些内容会在课程的 GDI 函数介绍中讲到，这里主要需要注意的是是否在窗口中显示文字的逻辑处理部分。case WM_PAINT:hdc = BeginPaint(hWnd, / TODO: Add any drawing code here.if(bShow)RECT rt;GetClientRect(hWnd, DrawTe
27、xt(hdc, szHello, strlen(szHello), EndPaint(hWnd, break;case WM_DESTROY:PostQuitMessage(0);break;default:return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam); 编译并运行5 总结及要求除了了解操作系统相关的知识以及消息循环以外，学生在课余时间应该通览 Win32 API 函数相关资料，这一过程不在于是否记住 API 函数的详细信息，- 19 -而是要了解 API 函数的分类、大致作用、命名规则、参数规律等，便于在开发过程中更好的利用帮助文档
28、MSDN。通过本实践环节，学生应该能够熟练应用开发环境，了解基本操作，并能对 IDE（Integrated Development Environment 的简称）能够做出简单调整，符合自己的开发习惯。学生应该能够熟练使用这些 API 函数： CheckMenuItem DrawText DialogBox InvalidateRect GetDlgItemText 另外，学生应该通过在 MSDN 中学习上述函数，了解并学习与其相近的一些函数。例如，学习了 GetDlgItemText，应该知道 SetDlgItemText怎么用，并进一步知道 Get/SetDlgItemInt 如何使用，这些相关的内容在MSDN 中都有相关联的链接存在。6 参考资料Win32 API 大全Windows 操作系统7 实践内容提交关键代码打包并 Email 至：
