关于WNDCLASSEX结构体中cbWndExtra成员的作用


概述


  有人问WNDCLASSEX结构体中cbWndExtra成员到底是做什么用的,在网上也查了一些资料,但说的都不太正确,MSDN上说的也较为含糊,但这个cbWndExtra成员的作用确实是较为重要,首先Windows默认的对话框类会用到它(即窗体类为#32770的对话框),几乎所有的Windows标准控件也会用到它,可以说cbWndExtra类给予了Windows窗体一个可扩展的途径,使得用户可以在HWND句柄中存储额外的数据。微软就是用这种方法在C语言上实施了面向对象“继承”的概念。


使用方法


  下面以创建一个自定义组件为例,介绍WNDCLASSEX结构体中cbWndExtra成员的用法。


 第一步,注册窗体类


  在注册窗体类时,设置cbWndExtra成员的值。
/// <summary>
/// 窗体句柄附加数据长度
/// </summary>
#define CTRLWINDOWEXTRA 32


/// <summary>
/// 声明回调函数的宏
/// </summary>
#define DECLARE_WNDPROC(ProcName)	\
	LRESULT CALLBACK ProcName(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);


/// <summary>
/// 声明钟表组件的消息回调函数
/// </summary>
DECLARE_WNDPROC(ClockCtrlProc)


/// <summary>
/// 注册窗体类
/// </summary>
static
ATOM _RegistCtrlClass(HINSTANCE hInst, LPCTSTR lpszClsName, WNDPROC pWndProc)
{
	WNDCLASSEX wcex = {
		sizeof(WNDCLASSEX),
		CS_VREDRAW | CS_HREDRAW | CS_DBLCLKS,
		pWndProc,
		0, CTRLWINDOWEXTRA, hInst, NULL, NULL,
		(HBRUSH)(COLOR_BTNFACE + 1),
		0, lpszClsName, NULL
	};
	return RegisterClassEx(&wcex);
}


/// <summary>
/// 初始化用户自定义控件
/// </summary>
BOOL InitializeUserControls()
{
	ATOM atom = _RegistCtrlClass(_INSTANCE, _T("ClockCtrl"), (WNDPROC)ClockCtrlProc);
	_ASSERT(atom);
	if (atom == 0)
		return FALSE;
	return TRUE;
}
  其中, CTRLWINDOWEXTRA宏就定义了要预留空间的大小,本例中为32字节,可以取值为0~40字节,而且数值应该为4的倍数(或者sizeof(long)的倍数)。


 第二步:定义要存储的数据类型


/// <summary>
/// 保存绘图对象的结构体
/// </summary>
typedef struct tagCLK_GDIOBJ
{
	HBRUSH brushBackground,		// 控件背景画刷
		brushDigitalDark,		// 数字表盘暗色画刷
		brushDigitalLight,		// 数字表盘亮色画刷
		brushClockBackground;	// 表盘背景
	LOGFONT fontDate,		// 控件全局字体
		fontClockNumber;	// 表盘数字字体
	HPEN penBorder,			// 控件边框画笔
		penDigitalBorder,	// 数字边框画笔
		penClockBorder,		// 表盘边框画笔
		penClockArrow;		// 表盘箭头画笔
} CLK_GDIOBJ, *LPCLK_GDIOBJ;


/// <summary>
/// 保存运行时信息的结构体
/// </summary>
typedef struct tagCLK_RUNTIME
{
	SYSTEMTIME stimNow;	// 当前时间
	BOOL isDigitalSecondDark;	// 数字表盘的秒针是否为灰色
	UINT_PTR timSecond;	// 按秒进行的定时器句柄
} CLK_RUNTIME, *LPCLK_RUNTIME;


/// <summary>
/// 表示数据位置的常量
/// </summary>
#define CLKP_GDIOBJ	0	// 0~3字节存放CLK_GDIOBJ结构体变量地址
#define CLKP_RUNTIME	(CLKP_GDIOBJ + sizeof(LPCLK_GDIOBJ))	// 4~7字节存放CLK_RUNTIME结构体变量地址
  这里定义了两个结构体,一个用于存储GDI对象,一个用于存储运行时状态,这两个结构体的变量都应该和对应的窗口(HWND)句柄进行绑定,这样才能做到令窗体类为“ClockCtrl”的不同窗体都能取到正确的,属于自己的数据。
  这里定义的两个宏 CLKP_GDIOBJCLKP_RUNTIME分别用于存储上述两个结构体变量,由于存储的只能是指针类型(这两个结构体的大小必然超出了cbWndExtra成员的规定大小),所以两个宏表示的值相差4个字节。


 第三步:存储数据


  存储数据主要使用 SetWindowLongPtr(或者SetWindowLong,已不再推荐使用)函数,使用起来非常简单。
/// <summary>
/// 窗口创建消息
/// </summary>
static
int _OnCreate(HWND hCtrl, LPCREATESTRUCT lpcs)
{
	LPCLK_GDIOBJ pGdi;
	LPCLK_RUNTIME pRunTm;
	HFONT fontDef;

	if (!_LOCHEAP)
		_LOCHEAP = HeapCreate(0, 0, 0);		// 创建本地堆句柄

	fontDef = (HFONT)GetStockObject(DEFAULT_GUI_FONT);

	/// 设置默认的GDI对象
	pGdi = HeapAlloc(_LOCHEAP, HEAP_ZERO_MEMORY, sizeof(CLK_GDIOBJ));
	GetObject(fontDef, sizeof(LOGFONT), &pGdi->fontDate);
	GetObject(fontDef, sizeof(LOGFONT), &pGdi->fontClockNumber);
	pGdi->brushBackground = (HBRUSH)GetStockObject(WHITE_BRUSH);
	pGdi->brushClockBackground = (HBRUSH)GetStockObject(WHITE_BRUSH);
	pGdi->brushDigitalDark = CreateSolidBrush(RGB(0xEE, 0xEE, 0xEE));
	pGdi->brushDigitalLight = CreateSolidBrush(RGB(0xFF, 0, 0));
	pGdi->penBorder = CreatePen(PS_SOLID, 1, RGB(0x90, 0xC4, 0xE8));
	pGdi->penClockArrow = (HPEN)GetStockObject(BLACK_PEN);
	pGdi->penClockBorder = (HPEN)GetStockObject(BLACK_PEN);
	pGdi->penDigitalBorder = (HPEN)GetStockObject(WHITE_PEN);
	SetWindowLongPtr(hCtrl, CLKP_GDIOBJ, (LONG_PTR)pGdi);	// 存储GDI对象结构体指针

	/// 设置默认的运行时状态
	pRunTm = HeapAlloc(_LOCHEAP, HEAP_ZERO_MEMORY, sizeof(CLK_RUNTIME));
	pRunTm->isDigitalSecondDark = FALSE;
	GetLocalTime(&pRunTm->stimNow);
	SetWindowLongPtr(hCtrl, CLKP_RUNTIME, (LONG_PTR)pRunTm);	// 存储运行时状态结构体指针

	SendMessage(hCtrl, WM_START, 0, 0);	// 发送启动消息
	return 0;
}
  可以看到,上述代码使用 SetWindowLongPtr函数,在0(CLKP_GDIOBJ)位置存储了CLK_GDIOBJ结构体的指针,在4(CLKP_RUNTIME)位置存储了CLK_RUNTIME结构体的指针,这样就相当于我们扩展了HWND句柄,在其中存储了我们所需的数据。


 第四步:获取数据


  获取数据主要使用GetWindowLongPtr(同理,也可以为GetWindowLong,但不推荐)函数,执行之前代码的反向操作即可。
/// <summary>
/// 窗口销毁消息
/// </summary>
static
void _OnDestory(HWND hCtrl)
{
	LPCLK_GDIOBJ pGdi;
	LPCLK_RUNTIME pRunTm;

	pGdi = (LPCLK_GDIOBJ)GetWindowLongPtr(hCtrl, CLKP_GDIOBJ);	// 获取GDI对象结构体
	if (pGdi)
	{
		/// 删除所有的GDI对象
		DeleteObject(pGdi->brushBackground);
		DeleteObject(pGdi->brushClockBackground);
		DeleteObject(pGdi->brushDigitalDark);
		DeleteObject(pGdi->brushDigitalLight);
		DeleteObject(pGdi->penBorder);
		DeleteObject(pGdi->penClockArrow);
		DeleteObject(pGdi->penClockBorder);

		HeapFree(_LOCHEAP, 0, pGdi);	// 从内存中删除结构体
	}

	pRunTm = (LPCLK_RUNTIME)GetWindowLongPtr(hCtrl, CLKP_RUNTIME);	// 获取运行时状态结构体
	if (pRunTm)
	{
		KillTimer(hCtrl, pRunTm->timSecond);	// 停止定时器
		HeapFree(_LOCHEAP, 0, pRunTm);	// 从内存中删除结构体
	}
}
  可以看到,上述代码使用 GetWindowLongPtr函数,在0(CLKP_GDIOBJ)位置获取了CLK_GDIOBJ结构体的指针,在4(CLKP_RUNTIME)位置获取了CLK_RUNTIME结构体的指针,这样就取到了我们之前存储的数据。


一些说明


  首先,WNDCLASSEX结构体中cbWndExtra成员表示 “为每个窗体预留的空间大小”,即使用指定窗体类创建的每个窗体都有这么个空间,但存储的值各不相关。cbWndExtra的值可以在0~40之间,单位是字节,并非固定大小,可由程序员自行掌握。(例如Windows在创建标准对话框类#32770时,cbWndExtra成员值为DLGWINDOWEXTRA,DLGWINDOWEXTRA宏的值为30,表示每个对话框窗口有额外30个字节的空间可以使用)。
  其次,设置和获取额外空间内容时,是按照字节数来获取而非数据存放的顺序索引。例如:SetWindowLongPtr(hWnd, 0, 1234L)表示在额外空间从0字节开始的位置设置内容1234,用掉4个字节;而SetWindowLongPtr(hWnd, 8, _T("Hello"))表示在额外空间的第9个字节开始设置内容"Hello"指针,也用掉4个字节。由于SetWindowLongPtr设置的值(以及GetWindowLongPtr获取的值)类型为sizeof(LONG_PTR)类型,所以对于额外空间的存取颗粒度应该总是4字节的。
  最后,cbWndExtra成员和使用GWLP_USERDATA(或者GWL_USERDATA)设置和获取的值无关,每个HWND句柄都关联了4(或者sizeof(void*))字节的空间,可以随时通过SetWindowLongPtr(hWnd, GWLP_USERDATA, 一个LONG值)设置以及通过GetWindowLongPtr(hWnd, GWLP_USERDATA)获取,但要使用cbWndExtra成员指定的空间,则必须在注册窗体类时,预先预留好指定的大小,否则无法使用。

  
完整代码下载

  代码中定义了一个时钟控件,由于代码只完成了数字时钟(还有一个指针时钟,但暂时没需求就先放下了),所以创建控件时一定要加上CLKS_DIGITAL扩展样式(即SetWindowLongPtr(hWnd, GWL_EXSTYLE, CLKS_DIGITAL | (LONG)GetWindowLongPtr(hCtrl, GWL_EXSTYLE))),也可以设置WS_BORDER普通样式(即SetWindowLongPtr(hCtrl, GWL_STYLE, WS_BORDER | (LONG)GetWindowLongPtr(hCtrl, GWL_STYLE));),这样会有边框,好看一些。
  例子中的控件是放在对话框上的,直接使用了资源编辑器的 Custom Control项,在属性里设置Class为“ClockCtrl”即可,当然也可以通过CreateWindowEx函数通过“ClockCtrl”类名直接创建该控件,执行后的样子大概如下:
关于WNDCLASSEX结构体中cbWndExtra成员的作用_第1张图片

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