windows编程基础

 

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windows编程基础

（1）：API与SDK

我们在编写标准C程序的时候，经常会调用各种库函数来辅助完成某些功能：初学者使用得最多的库函数就是printf了，这些库函数是由你所使用的编译器厂商所提供的。在Windows平台下，也有类似的函数可供调用。不同的是，这些函数是由Windows操作系统本身提供的。Windows操作系统提供了各种各样的函数，以方便我们开发Windows应用程序。这些函数是Windows操作系统提供给应用程序编程的接口（ApplicationProgrammingInterface），简称为API函数。我们在编写Windows程序时所说的API函数，就是指系统提供的函数，所有主要的Windows函数都在Windows.h头文件中进行了说明。

我们经常听到Win32SDK开发、QtSDK开发等等说法。那么什么是SDK呢？SDK的全称是Software Development Kit，中文译为软件开发包。比如我们现在要开发与短信猫相关的通信程序，在购买短信猫的同时，厂商会提供短信猫的SDK开发包，以方便我们对短信猫的编程操作。这个开发包通常都会包括短信猫的API函数库、帮助文档、使用手册、辅助工具等资源。也就是说，SDK实际上就是开发所需资源的一个集合。

需要明确的是，API和SDK是一种广泛使用的专业术语，并没有专指某一种特定的API和SDK。Windows操作系统提供了1000多种API函数，作为开发人员，要全部记住这些函数调用的语法几乎是不可能的。那么我们如何才能更好的去使用和掌握这些函数呢？答案是熟练使用MSDN。

 

（2）：窗口

窗口是Windows应用程序中一个非常重要的元素，一个Windows应用程序至少要有一个窗口，称为主窗口。窗口是指屏幕上的一块矩形区域，是Windows应用程序与用户进行

交互的接口。利用窗口，可以接收用户的输入以及显示输出。

一个应用程序窗口通常都包含标题栏、菜单栏、系统菜单、最小化框、最大化框、可调边框，有的还有滚动条。

窗口可以分为客户区和非客户区，客户区是窗口的一部分，应用程序通常在客户区中显示文字或者绘制图形。标题栏、菜单栏、系统菜单、最小化框和最大化框、可调边框统称

为窗口的非客户区，它们由Windows系统来管理，而应用程序则主要管理客户区的外观及操作。

窗口可以有一个父窗口，有父窗口的窗口称为子窗口。

对话框和消息框也是一种窗口。在对话框上通常还包含许多子窗口，这些子窗口的形式有按钮、单选按钮、复选框、组框、文本编辑框等。此外，我们在启动Windows系统后，看到的桌面也是一个窗口，称为桌面窗口，是位于最上层的窗口，由Windows系统创建和管理。

 

（3）：句柄

Windows具有很强的面向对象特性。Windows对象有很多，譬如桌面、读取所使用的程序等等。那么，如何区分这些东西呢？答案是使用句柄。句柄是引用不同Windows对象的方式。可以使用Windows的句柄、文件的句柄、分配内存的

句柄、图像的句柄等等。系统在创建这些资源时会为它们分配内存，并返回标识这些资源的标识号，这就是句柄。实际上我们也可以将这些句柄看作指针。在使用句柄之前，必须先创建它们，当不再使用时，应当及时销毁它们。如果不销毁它们，最终将导致资源泄露（resourceleak），资源泄露有可能导致系统崩溃，所以，务必确保在适当的时候销毁不再使用的句柄。在windows应用程序中，窗口是通过窗口句柄（HWND）来标识的。我们要对某个窗口进行操作，首先就要得到这个窗口的句柄，这就是窗口和句柄的联系。

 

（4）：消息与消息队列

Windows程序设计是一种基于消息的事件驱动方式的设计模式，完全不同于传统的DOS方式的程序设计方法。在Windows中，编程的骨架都是响应和发送消息。例如，当用户在窗口中画图的时候，按下鼠标左键，此时操作系统会感知这一事件，于是将这个事件包装成一个消息，投递到应用程序的消息队列中，然后应用程序从消息队列中取出消息并响应。在这个处理过程中，操作系统也会给应用程序“发送消息”。所谓“发送消息”，实际上是操作系统调用程序中一个专门处理消息的函数，称为“窗口过程”。

 

在windows程序中，消息是由MSG结构体来表示的。MSG结构体的定义如下：

typedef struct tagMSG

{

HWND  hwnd;

UINT   message;

WPARAM  wParam;

LPARAM   lParam;

DWORD   time;

POINT   pt;

}MSG;

该结构体中各成员变量的含义如下：

hwnd表示消息所属的窗口。我们开发的程序都是窗口应用程序，消息一般都是与某个窗口相关联的。在Windows程序中，用HWND类型的变量来标识窗口。

message变量指定了消息的标识符。在Windows中，消息是由一个数值来表示的，不同的消息对应不同的数值。但是由于数值不便于记忆，所以Windows将消息对应的数值定义

为WM_XXX宏（WM是Window Message的缩写）的形式，XXX对应某种消息的英文拼写的大写形式。例如，鼠标左键按下的消息是WM_LBUTTONDOWN，键盘按下消息是WM_KEYDOWN，字符消息是WM_CHAR等等。在程序中，我们通常都是用WM_XXX宏的形式来使用消息的。此外，我们可以定义自己的消息，并给窗口发送这些消息，您完全不用担心如何使这些消息与代码联系起来，因为这是应用程序框架的事情。但是另一方面，这也在一定程度上固定了程序设计上的一些结构。

 

wParam和lParam用于指定消息的其他附加信息。比如，当我们收到一个字符消息的时候，message成员变量的值就是WM_CHAR，但用户输入的是那些字符，就由wParam和

lParam来说明。wParam、lParam表示的信息随消息的不同而有变化。

 

time和pt分别表示消息投递到消息队列的时间和鼠标的当前位置。

 

消息队列：

每一个Windows应用程序开始执行后，系统都会为该程序创建一个消息队列，这个消息队列用来存放该程序创建的窗口的消息。Windows将产生的消息依次放入消息队列中，而

应用程序则通过消息循环不断从队列中取出消息，进行响应。这种消息机制，就是Windows程序运行的基本机制。

 

（5）：窗口句柄和消息

现在我们将消息与句柄联系起来。假如有一个窗口，且拥有该窗口的一个句柄（称作一个HWND），我们命名该句柄为your_HWND。假设因为其他的窗口刚刚从该窗口上移走，那

么操作系统希望重绘这个窗口。Windows将传递如下所示消息：

PostMessage(your_HWND,WM_PAINT,0,0);

这个函数通过句柄your_HWND给窗口发送了一条绘制消息。最后两个参数用作消息的额外信息，暂时可以不必深究它们的具体细节。

 

现在，应用程序中有一个函数用一个庞大的case语句来处理所有信息。例如：

Void HandleTheMessage()

{

switch(Message)

{

Case WM_PAINT:

DrawWindow();

break;

case WM_KEYDOWN:

break;

......

}

}

以上就是Windows中的消息和句柄的大致工作过程。了解这些后原理后，下面就可以学习一下有关主程序以及窗口创建的知识。

 

（6）：主程序－WinMain函数

在windows操作系统下，用C或者C++来编写MS-DOS应用程序时，最起码要有一个main函数。当用户运行该应用程序时，操作系统会自动调用main。但当编写Windows应用程序时，就一定要有WinMain函数，因为当用户运行该程序时，操作系统首先调用程序中的WinMain函数。该函数一般用来完成某些特殊的任务，其中最重要的任务就是要创建该应用程序的“主窗口”。许多Windows集成开发环境，包括使用Microsoft MFC类库的VisualC++，都通过隐藏WinMain函数及构造消息－控制机制来简化编程。虽然使用MFC编程不再需要过多关注WinMain函数，但是弄清楚操作系统与程序之间的这种关系是最基本的要求。

 

（7）：创建窗口

Windows窗口在创建之前，其属性必须设定好，所谓属性包括类的名字、图标、光标及窗口过程处理函数等属性。为了设定这些属性，Windows要求注册窗口类，一经注册，就可

以创建更多的同类窗口，无需再次注册。窗口类仅仅定义了窗口的特征，所有创建窗口的对象都用窗口类来创建窗口。程序必须在产生窗口前先利用API函数RegisterClass设定属

性，这一个过程就是注册窗口类。

窗口注册完之后，就可以创建相应的窗口。注册窗口时，必须给函数传递一个指针，这个指针指向一个包含窗口属性的结构。该结构有2个版本，WNDCLASS和WNDCLASSEX，前者本来用于Windows早期版本，但现在仍可沿用；后者用于32位Windows，该结构包含1个cbSize成员和1个指向小图标的句柄，其它两者相同。

WNDCLASSEX定义如下：

typedef struct_WNDCLASSEX

{

UINT cbSize;

UINT style;

WNDPROC lpfnWndProc;

int  cbClsExtra;

int  cbWndExtra;

HANDLE  hInstance;

HICON  hIcon;

HCURSOR  hCursor;

HBRUSH  hbrBackground;

LPCTSTR  lpszMenuName;

LPCTSTR  lpszClassName;

HICON hIconSm;

}WNDCLASSEX;

 

ATOM RegisterClassEx

(

CONST WNDCLASSEX  *lpwcx

);

 

调用过程如下：

WNDCLASSEX wcex;

wcex.cbSize =  sizeof(WNDCLASSEX);

wcex.style = CS_HREDRAW| CS_VREDRAW; //窗口风格

wcex.lpfnWndproc = (WNDPROC)WndProc; //窗口过程，处理消息响应

wcex.cbClsExtra = 0;

wcex.cbWndExtra = 0;

wcex.hInstance = hInstance; //程序实例

wcex.hIcon = 0; //图标

wcex.hCursor = LoadCursor(NULL,IDC_ARROW);//光标

wcex.hbrBackground =(HBRUSH)(COLOR_WINDOW+1); //背景色

wcex.lpszMenuName = NULL; //菜单资源

wcex.lpszClassName =“YourClassName”; //窗口类名

wcex.hIconSm = NULL; //小图标

RegisterClassEx(&wcex); //注册窗口类

 

在此之后，就可以使用函数CreateWindow创建窗口了。不过，这个函数还有11个参数，第1个参数就是：

wcex.lpszClassName = “YourClassName”;

只有用注册过的窗口类名才可以创建窗体。不过，用户一般情况下不用担心这些事情，因为，MFC已经做了其中的大部分事情。如：

⑴在3个应用程序框架里，主要的窗口都已经被创建了，可以直接使用C++对象；

⑵在资源编辑器里，控件窗口也被设计好了，您可以用ClassWizard为控件窗口连接C++对象。

⑶如果是动态创建控件，您只需要用Create等函数来创建窗口，这一过程中，MFC提供了方法来判断窗口类是否注册。若未注册，则先注册，再创建窗口（您完全可以不了解这

些内容）。

 

（8）：环境变量

和类Unix系统一样，Windows系统也有环境变量，分为系统环境变量和用户环境变量两种。

一般来说，系统环境变量影响所有的用户和程序，但更改系统环境变量后，对已经启动的服务程序并不起作用，因为此服务程序并不知道环境变量已发生改变，需要重新启动操

作系统。

在命令提示符下，运行set可以看到当前所有的环境变量。同时，set也可以更改环境变量的值，但仅对当前的命令提示符下启动的程序起作用。

Windows也提供GUI工具来修改环境变量，做法是单击【开始】菜单，或者在【我的电脑】图标上单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择【属性】命令，弹出【系统属性】对话框。

切换到【高级】选项页，单击下方的【环境变量】按钮，弹出【环境变量】对话框，可以查看或修改增加环境变量。

 

环境变量PATH的功能和Unix下的PATH加上LD_LIBRARY_PATH是一样的，同时影响可执行文件和动态链接库。执行命令时，Windows会根据是否含路径，是否是cmd内部命令，当前路径下是否有可执行扩展名的文件，然后再在PATH环境变量（先系统的再到用户的）路径里查找有无可执行扩展名的文件。如果匹配，则执行。对于动态链接库，则是查找是否包含路径，系统的system32（32位OS情况下）路径，然后是PATH环境变量（先系统的再到用户的）路径里查找动态链接库的文件。

其他需要传递的信息对C/C++程序员影响比较小，因为传递信息的方式已经被存取注册表这种方式取代。

 

（9）：注册表

注册表可以看作是一个系统的数据库，大量系统及用户的数据在此存放，尤其是配置数据及运行状态数据。这些数据有字符、数字及二进制数组等类型。通过以Reg开头的一系列函数，可以存取注册表数据。

需要注意的是，注册表中的数据是透明的，其他程序及regedit、regedt32等系统工具，也可以存取这些数据，这些数据并不是被某个用户所独占的。

 

（10）使用MSDN

SDN是MicrosoftSoftwareDeveloperNetwork的简称，是微软针对开发者的帮助网络，可以在http://msdn.microsoft.com看到有关的详细介绍。MSDN可以单独购买订阅，也可以在购买VisualStudio套件时得到。

MSDN的安装比较简单，只需要按照向导提示安装即可完成。安装完毕后，可以在Windows的开始菜单里找到【MicrosoftDeveloperNetwork】→【MSDN

LibraryforVisualStudio2005】这一项（因为笔者安装的是这个版本，你的可能会有所不同），通过这个菜单就可以打开MSDN了，也可以在VisualStudio中按下F1键打开MSDN。