C语言版的Windows窗口程序-深入了解windows消息机制

头文件与函数声明

#include 

LRESULT CALLBACK WndProc (HWND, UINT, WPARAM, LPARAM) ;

主函数WinMain

int WINAPI WinMain (HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance,
                    PSTR szCmdLine, int iCmdShow)
{
     static TCHAR szAppName[] = TEXT ("HelloWin") ;
     HWND         hwnd ;
     MSG          msg ;
     WNDCLASS     wndclass ;

     wndclass.style         = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW ;
     wndclass.lpfnWndProc   = WndProc;//消息处理函数
     wndclass.cbClsExtra    = 0 ;
     wndclass.cbWndExtra    = 0 ;
     wndclass.hInstance     = hInstance ;
     wndclass.hIcon         = LoadIcon (NULL, IDI_APPLICATION) ;//加载窗口图标
     wndclass.hCursor       = LoadCursor (NULL, IDC_ARROW) ; //加载光标
     wndclass.hbrBackground = (HBRUSH) GetStockObject (WHITE_BRUSH);画刷
     wndclass.lpszMenuName  = NULL ;
     wndclass.lpszClassName = szAppName ;

     //注册窗口
     if (!RegisterClass (&wndclass))
     {
          MessageBox (NULL, TEXT ("This program requires Windows NT!"), 
                      szAppName, MB_ICONERROR) ;
          return 0 ;
     }
     
     //创建窗口
     hwnd = CreateWindow (szAppName,                  // window class name
                          TEXT ("The Hello Program"), // window caption
                          WS_OVERLAPPEDWINDOW,        // window style
                          CW_USEDEFAULT,              // initial x position
                          CW_USEDEFAULT,              // initial y position
                          CW_USEDEFAULT,              // initial x size
                          CW_USEDEFAULT,              // initial y size
                          NULL,                       // parent window handle
                          NULL,                       // window menu handle
                          hInstance,                  // program instance handle
                          NULL) ;                     // creation parameters
     
     //显示窗口
     ShowWindow (hwnd, iCmdShow) ;
    
     //刷新窗口
     UpdateWindow (hwnd) ;
     
     //消息循环处理
     while (GetMessage (&msg, NULL, 0, 0))
     {
          TranslateMessage (&msg) ;
          DispatchMessage (&msg) ;
     }

     return msg.wParam ;
}

消息处理函数WndProc

LRESULT CALLBACK WndProc (HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
     HDC         hdc ;
     PAINTSTRUCT ps ;
     RECT        rect ;
     
     switch (message)
     {
     case WM_CREATE:
          PlaySound (TEXT ("hellowin.wav"), NULL, SND_FILENAME | SND_ASYNC) ;
          return 0 ;
          
     case WM_PAINT:
          hdc = BeginPaint (hwnd, &ps) ;
          
          GetClientRect (hwnd, &rect) ;
          
          DrawText (hdc, TEXT ("Hello, Windows!"), -1, &rect,
                    DT_SINGLELINE | DT_CENTER | DT_VCENTER) ;
          
          EndPaint (hwnd, &ps) ;
          return 0 ;
          
     case WM_DESTROY:
          PostQuitMessage (0) ;
          return 0 ;
     }
     return DefWindowProc (hwnd, message, wParam, lParam) ;
}

上面程序至少呼叫了18个Windows函数。下面以它们在程序中出现的次序列出这些函数以及各自的简明描述：

• LoadIcon 加载图标供程序使用。
  　
• LoadCursor 加载鼠标光标供程序使用。
  　
• GetStockObject 取得一个图形对象（在这个例子中，是取得绘制窗口背景的画刷对象）。
  　
• RegisterClass 为程序窗口注册窗口类别。
  　
• MessageBox 显示消息框。
  　
• CreateWindow 根据窗口类别建立一个窗口。
  　
• ShowWindow 在屏幕上显示窗口。
  　
• UpdateWindow 指示窗口自我更新。
  　
• GetMessage 从消息队列中取得消息。
  　
• TranslateMessage 转译某些键盘消息。
  　
• DispatchMessage 将消息发送给窗口消息处理程序。
  　
• PlaySound 播放一个声音文件。
  　
• BeginPaint 开始绘制窗口。
  　
• GetClientRect 取得窗口显示区域的大小。
  　
• DrawText 显示字符串。
  　
• EndPaint 结束绘制窗口。
  　
• PostQuitMessage 在消息队列中插入一个「退出程序」消息。
  　
• DefWindowProc 执行内定的消息处理。
  　

这些函数均在Platform SDK文件中说明，并在不同的表头文件中声明，其中绝大多数声明在WINUSER.H中。

句柄简介

最后，还有三个大写标识符（见表3-3），用于不同型态的「句柄」：

表3-3

 

标识符	含义
HINSTANCE	执行实体（程序自身）句柄
HWND	窗口句柄
HDC	设备内容句柄

句柄在Windows中使用非常频繁。在本章结束之前，我们将遇到HICON（图标句柄）、HCURSOR（鼠标光标句柄）和HBRUSH（画刷句柄）。

句柄是一个（通常为32位的）整数，它代表一个对象。程序几乎总是通过呼叫Windows函数取得句柄。程序在其它Windows函数中使用这个句柄，以使用它代表的对象。代号的实际值对程序来说是无关紧要的。但是，向您的程序提供代号的Windows模块知道如何利用它来使用相对应的对象。

注册窗口类别

在为程序建立窗口之前，必须首先呼叫RegisterClass注册一个窗口类别。该函数只需要一个参数，即一个指向型态为WNDCLASS的结构指针。此结构包括两个指向字符串的字段，因此结构在WINUSER.H表头文件中定义了两种不同的方式，第一个是ASCII版的WNDCLASSA，还有Unicode版的WNDCLASSW

建立窗口

窗口类别定义了窗口的一般特征，因此可以使用同一窗口类别建立许多不同的窗口。实际呼叫CreateWindow建立窗口时，可能指定有关窗口的更详细的信息。

Windows程序设计新手有时会混淆窗口类别和窗口之间的区别，以及为什么一个窗口的所有特征不能被一次设定好。实际上，以这种方式分开这些样式信息是非常方便的。例如，所有的按钮窗口都可以依据同样的窗口类别来建立，与这个窗口类别相关的窗口消息处理程序位于Windows内部。由窗口类别来负责处理按钮的键盘和鼠标输入，并定义按钮在屏幕上的外观形象。从这一点看来，所有的按钮都是以同样的方式工作的。但是并非所有的按钮都是一样的。它们可以有不同的大小，不同的屏幕位置，以及不同的字符串。后面的这样一些特征是窗口定义的一部分，而不是窗口类别定义的。

CreateWindow传回被建立的窗口的句柄，该句柄存放在变量hwnd中，后者被定义为HWND型态（「窗口句柄型态」）。Windows中的每个窗口都有一个句柄，程序用句柄来使用窗口。许多Windows函数需要使用hwnd作为参数，这样，Windows才能知道函数是针对哪个窗口的。如果一个程序建立了许多窗口，则每个窗口均有一个句柄。窗口句柄是Windows程序所处理最重要的句柄之一。

 

显示窗口

在CreateWindow呼叫传回之后，Windows内部已经建立了这个窗口。这就是说，Windows已经配置了一块内存，用来保存在CreateWindow呼叫中指定窗口的全部信息跟一些其它信息，而Windows稍后就是依据窗口句柄找到这些信息的。

然而，光是这样子，窗口并不会出现在视讯显示器上。您还需要两个函数呼叫，一个是：

ShowWindow (hwnd, iCmdShow) ;
        

第一个参数是刚刚用CreateWindow建立的窗口句柄。第二个参数是作为参数传给WinMain的iCmdShow。它确定最初如何在屏幕上显示窗口，是一般大小、最小化还是最大化。在开始菜单中安装程序时，使用者可能做出最佳选择。如果窗口按一般大小显示，那么WinMain接收到后传递给ShowWindow的就是SW_SHOWNORMAL﹔如果窗口是最大化显示的，则为SW_SHOWMAXIMIZED。而如果窗口只显示在工作列上，则是SW_SHOWMINNOACTIVE。

ShowWindow函数在显示器上显示窗口。如果ShowWindow的第二个参数是SW_SHOWNORMAL，则窗口的显示区域就会被窗口类别中定义的背景画刷所覆盖。函数呼叫

UpdateWindow (hwnd) ;
        

会重画显示区域。它经由发送给窗口消息处理程序（即HELLOWIN.C中的WndProc函数）一个WM_PAINT消息做到这一点。后面，我们将说明WndProc如何处理这个消息。

处理消息

窗口消息处理程序所接受的每个消息均是用一个数值来标识的，也就是传给窗口消息处理程序的message参数。Windows表头文件WINUSER.H为每个消息参数定义以「WM」（窗口消息）为前缀开头的标识符。

一般来说，Windows程序写作者使用switch和case结构来确定窗口消息处理程序接收的是什么消息，以及如何适当地处理它。窗口消息处理程序在处理消息时，必须传回0。窗口消息处理程序不予处理的所有消息应该被传给名为DefWindowProc的Windows函数。从DefWindowProc传回的值必须由窗口消息处理程序传回。

呼叫DefWindowProc来为窗口消息处理程序不予处理的所有消息提供内定处理，这是很重要的。不然一般动作，如终止程序，将不会正常执行。

WM_PAINT消息

WndProc处理的第二个消息为WM_PAINT。这个消息在Windows程序设计中是很重要的。当窗口显示区域的一部分显示内容或者全部变为「无效」，以致于必须「更新画面」时，将由这个消息通知程序。

显示区域的显示内容怎么会变得无效呢？在最初建立窗口的时候，整个显示区域都是无效的，因为程序还没有在窗口上画什么东西。第一条WM_PAINT消息（通常发生在WinMain中呼叫UpdateWindow时）指示窗口消息处理程序在显示区域上画一些东西。

在使用者改变HELLOWIN窗口的大小后，显示区域的显示内容重新变得无效。读者应该还记得，HELLOWIN中wndclass结构的style字段设定为标志CS_HREDRAW和CS_VREDRAW，这样的格式设定指示Windows，在窗口大小改变后，就把整个窗口显示内容当成无效。然后，窗口消息处理程序将收到一条WM_PAINT消息。

当使用者将HELLOWIN最小化，然后再次将窗口恢复为以前的大小时，Windows将不会保存显示区域的内容。在图形环境下，窗口显示区域涉及的数据量很大。因此，Windows令窗口无效，窗口消息处理程序接收一条WM_PAINT消息，并自动恢复其窗口的内容。

在移动窗口以致其相互重迭时，Windows不保存一个窗口中被另一个窗口所遮盖的内容。在这一部分不再被遮盖之后，它就被标志为无效。窗口消息处理程序接收到一条WM_PAINT消息，以更新窗口的内容。

对WM_PAINT的处理几乎总是从一个BeginPaint呼叫开始：

EndPaint (hwnd, &ps) ;

而以一个EndPaint呼叫结束：

hdc = BeginPaint (hwnd, &ps) ;

在BeginPaint呼叫中，如果显示区域的背景还未被删除，则由Windows来删除。它使用注册窗口类别的WNDCLASS结构的hbrBackground字段中指定的画刷来删除背景。在HELLOWIN中， 这是一个白色备用画刷。这意味着，Windows将通过把窗口背景设定为白色来删除窗口背景。BeginPaint呼叫令整个显示区域有效，并传回一个「设备内容句柄」。设备内容是指实体输出设备（如视讯显示器）及其设备驱动程序。在窗口的显示区域显示文字和图形需要设备内容句柄。但是从BeginPaint传回的设备内容句柄不能在显示区域之外绘图，读者可以试一试。EndPaint释放设备内容句柄，使之不再有效。

如果窗口消息处理程序不处理WM_PAINT消息（这是很罕见的），它们必须被

传送给DefWindowProc。DefWindowProc只是依次呼叫BeginPaint和EndPaint，以使显示区域有效。

WM_DESTROY消息

WM_DESTROY消息是另一个重要消息。这一个消息指示，Windows正在根据使用者的指示关闭窗口。该消息是使用者单击Close按钮或者在程序的系统菜单上选择 Close时发生的（在本章的后面，我们将详细讨论WM_DESTROY消息是如何生效的）。程序通过呼叫PostQuitMessage以标准方式响应WM_DESTROY消息：

PostQuitMessage (0) ;

该函数在程序的消息队列中插入一个WM_QUIT消息。前面提到过，GetMessage对于除了WM_QUIT之外的从消息队列中取出的所有消息都传回非0值。而当GetMessage得到一个WM_QUIT消息时，它传回0。这将导致WinMain退出消息循环，并终止程序。然后程序执行下面的叙述：

return msg.wParam ;

结构的wParam字段是传递给PostQuitMessage函数的值（通常是0）。然后return叙述将退出WinMain并终止程序。

总结

 

面我们提到过，程序写作者已经熟悉了使用操作系统呼叫的做法。例如，C程序写作者使用fopen函数打开文件。fopen函数最终通过呼叫操作系统来打开文件，这一点问题也没有。

但是Windows不同，尽管Windows有1000个以上的函数可供程序呼叫，但Windows也呼叫使用者程序，比如前面定义的窗口消息处理程序WndProc。窗口消息处理程序与窗口类别相关，窗口类别是程序呼叫RegisterClass注册的。依据该类别建立的窗口使用这个窗口消息处理程序来处理窗口的所有消息。Windows通过呼叫窗口消息处理程序对窗口发送消息。

在第一次建立窗口时，Windows呼叫WndProc。在窗口关闭时，Windows也呼叫WndProc。窗口改变大小、移动或者变成图示时，从菜单中选择某一项目、挪动滚动条、按下鼠标按钮或者从键盘输入字符时，以及窗口显示区域必须被更新时，Windows都要呼叫WndProc。

所有这些WndProc呼叫都以消息的形式进行。在大多数Windows程序中，程序的主要部分都用来处理消息。Windows可以发送给窗口消息处理程序的消息通常都以WM开头的名字标识，并且都在WINUSER.H表头文件中定义。

实际上，从程序外呼叫程序内的例程这一种做法，在传统的程序设计中并非前所未闻。C中的signal函数可以拦截Ctrl-C中断或操作系统的其它中断。为MS-DOS编写的老程序中经常有拦截硬件中断的程序代码。

但在Windows中，这种概念扩展为包括一切事件。窗口中发生的一切都以消息的形式传给窗口消息处理程序。然后，窗口消息处理程序以某种方式响应这个消息，或者将消息传给DefWindowProc，进行内定处理。

在HELLOWIN中，窗口消息处理程序的wParam和lParam参数除了作为传递给DefWindowProc的参数外，不再有其它用处。这些参数给出了关于消息的其它信息，参数的含义与具体消息相关。

让我们来看一个例子。一旦窗口的显示区域大小发生了改变，Windows就呼叫窗口的窗口消息处理程序。窗口消息处理程序的hwnd参数是改变大小的窗口的句柄（请记住，一个窗口消息处理程序能处理依据同一个窗口类别建立的多个窗口的消息。参数hwnd让窗口消息处理程序知道是哪个窗口在接收消息）。参数message是WM_SIZE。消息WM_SIZE的参数wParam的值是SIZE_RESTORED、SIZE_MINIMIZED、SIZE_MAXIMIZED、SIZE_MAXSHOW或SIZE_MAXHIDE （在WINUSER.H表头文件中分别定义为数字0到4）。也就是说，参数wParam表明窗口是非最小化还是非最大化，是最小化、最大化，还是隐藏。

lParam参数包含了新窗口的大小，新宽度和新高度均为16位值，合在一起成为32位的lParam。

有时候，DefWindowProc处理完消息后会产生其它的消息。例如，假设使用者执行HELLOWIN，并且使用者最终单击了 Close按钮，或者假设用键盘或鼠标从系统菜单中选择了 Close， DefWindowProc处理这一键盘或者鼠标输入，在检测到使用者选择了Close选项之后，它给窗口消息处理程序发送一条WM_SYSCOMMAND消息。WndProc将这个消息传给DefWindowProc。DefWindowProc给窗口消息处理程序发送一条WM_CLOSE消息来响应之。WndProc再次将它传给DefWindowProc。DestroyWindow呼叫DestroyWindow来响应这条WM_CLOSE消息。DestroyWindow导致Windows给窗口消息处理程序发送一条WM_DESTROY消息。WndProc再呼叫PostQuitMessage，将一条WM_QUIT消息放入消息队列中，以此来响应此消息。这个消息导致WinMain中的消息循环终止，然后程序结束。

队列化消息与非队列化消息

我们已经谈到过，Windows给窗口发送消息，这意味着Windows呼叫窗口消息处理程序。但是，Windows程序也有一个消息循环，它呼叫GetMessage从消息队列中取出消息，并且呼叫DispatchMessage将消息发送给窗口消息处理程序。

那么，Windows程序是依次等待消息（类似于普通程序中相同的键盘输入），然后将消息送到某地方去的吗？或者，它是直接从程序外面接收消息的吗？实际上，两种情况都存在。

消息能够被分为「队列化的」和「非队列化的」。队列化的消息是由Windows放入程序消息队列中的。在程序的消息循环中，重新传回并分配给窗口消息处理程序。非队列化的消息在Windows呼叫窗口时直接送给窗口消息处理程序。也就是说，队列化的消息被「发送」给消息队列，而非队列化的消息则「发送」给窗口消息处理程序。任何情况下，窗口消息处理程序都将获得窗口所有的消息--包括队列化的和非队列化的。窗口消息处理程序是窗口的「消息中心」。

队列化消息基本上是使用者输入的结果，以击键（如WM_KEYDOWN和WM_KEYUP消息）、击键产生的字符（WM_CHAR）、鼠标移动（WM_MOUSEMOVE）和鼠标按钮（WM_LBUTTONDOWN）的形式给出。队列化消息还包含时钟消息（WM_TIMER）、更新消息（WM_PAINT）和退出消息（WM_QUIT）。

非队列化消息则是其它消息。在许多情况下，非队列化消息来自呼叫特定的Windows函数。例如，当WinMain呼叫CreateWindow时，Windows将建立窗口并在处理中给窗口消息处理程序发送一个WM_CREATE消息。当WinMain呼叫ShowWindow时，Windows将给窗口消息处理程序发送WM_SIZE和WM_SHOWWINDOW消息。当WinMain呼叫UpdateWindow时，Windows将给窗口消息处理程序发送WM_PAINT消息。键盘或鼠标输入时发出的队列化消息信号，也能在非队列化消息中出现。例如，用键盘或鼠标选择了一个菜单项时，键盘或鼠标消息就是队列化的，而说明菜单项已选中的WM_COMMAND消息则可能就是非队列化的。

当我说消息是以一种有序的同步的方式进出时，我是说首先消息与硬件的中断不同。在一个窗口消息处理程序中处理消息时，程序不会被其它消息突然中断。

虽然Windows程序可以多线程执行，但每个执行的消息队列只为窗口消息处理程序在该执行绪中执行的窗口处理消息。换句话说，消息循环和窗口消息处理程序不是并发执行的。当一个消息循环从其消息队列中接收一个消息，然后呼叫DispatchMessage将消息发送给窗口消息处理程序时，直到窗口消息处理程序将控制传回给Windows，DispatchMessage才能结束执行。

当然，窗口消息处理程序能呼叫给窗口消息处理程序发送另一个消息的函数。这时，窗口消息处理程序必须在函数呼叫传回之前完成对第二个消息的处理。那时窗口消息处理程序将处理最初的消息。例如，当窗口过程调用UpdateWindow时，Windows将呼叫窗口消息处理程序来处理WM_PAINT消息。窗口消息处理程序处理WM_PAINT消息结束以后，UpdateWindow呼叫将把控制传回给窗口消息处理程序。

这也就是说窗口消息处理程序必须是可重入。在大多数情况下，这不会带来问题，但是程序写作者应该意识到这一点。例如，假设您在窗口消息处理程序中处理一个消息时设置了一个静态变量，然后呼叫了一个Windows函数。在这个函数传回时，您还能保证那个变数的值还是原来那个吗？难说--很可能您呼叫的Windows函数产生了另外一个消息，并且窗口消息处理程序在处理这个消息时改变了该变量的值。这也是在编译Windows程序时，有些编译最佳化选项必须关闭的原因之一。

在许多情况下，窗口消息处理程序必须保存它从消息中取得的信息，并在处理另一个消息时使用这些信息。这些信息可以储存在窗口的静态（static）变量或整体变量中。