Windows程序设计：GDI结构和设备内容
目录：
1.GDI的结构
2.设备内容
取得设备内容句柄
取得设备内容信息
关于色彩
设备内容属性
保存设备内容
1.GDI的结构
从程序写作者的观点来看，GDI由几百个函数呼叫和一些相关的数据型态、宏和结构组成。
GDI函数呼叫分类：
1.取得（或者建立）和释放（或者清除）设备内容的函数
2.取得有关设备内容信息的函数
3.绘图函数
4.设定和取得设备内容参数的函数
5.使用GDI对象的函数
GDI基本图形：
1.直线和曲线：线条是所有向量图形绘制系统的基础。GDI支持直线、矩形、椭圆（包括椭圆的子集，也就是我们所说的「圆」）、椭圆圆周上的部分曲线即所谓的「弧」以及贝塞尔曲线。所有更复杂的曲线可由折线（polyline）代替，折线通过一组非常短的直线来定义一条曲线。线条用设备内容中选中的目前画笔绘制。
2.填入区域：当一系列直线或者曲线封闭了一个区域时，该区域可以使用目前GDI画刷对象进行填图。这个画刷可以是实心色彩、图案（可以是一系列的水平、垂直或者对角标记）或者是在区域内垂直或者水平重复的位图图像。
3.位图：是位的矩形数组，这些位对应于显示设备上的图素，它们是位映像图形的基础工具。位图通常用于在视讯显示器或者打印机上显示复杂（一般都是真实的）图像。位图还可以用于显示必须快速绘制的小图像（诸如图标、鼠标光标以及在应用工具条中出现的按钮等）。GDI支持两种型态的位图－旧式的（虽然还非常有用）「设备相关」位图，是GDI对象；和新的（如Windows 3.0的）「设备无关」位图（或者DIB），可以储存在磁盘文件中。
4.文字
其他部分：
1.映象模式和变换：虽然内定以图素为单位进行绘图，但是您并非局限于此。GDI映像模式允许您以英寸（或者甚至以几分之一英寸）、毫米或者任何您想使用的单位来绘图（Windows NT还支持传统的以三乘三矩阵表示的「坐标变换」， 这允许倾斜和旋转图形对象。
2.Metafile：以二进制形式储存的GDI命令集合。Metafile主要用于通过剪贴板传输向量图形。
3.绘图区域：是形状任意的复杂区域，通常定义为较简单的绘图区域组合。在GDI内部，绘图区域除了储存为最初用来定义绘图区域的线条组合以外，还以一系列扫描线的形式储存。您可以将绘图区域用于绘制轮廓、填入图形和剪裁。
4.路径：GDI内部储存的直线和曲线的集合。路径可以用于绘图、填入图形和剪裁，还可以转换为绘图区域。
5.剪裁：绘图可以限制在显示区域的某一部分中，这就是所谓的剪裁。剪裁区域是不是矩形都可以，剪裁通常是通过区域或者路径来定义的。
6.调色盘：自订调色盘通常限于显示256色的显示器。Windows仅保留这些色彩之中的20种以供系统使用，您可以改变其它236种色彩，以准确显示按位图形式储存的真实图像
7.打印
2.设备内容
取得设备内容句柄
最常用的取得设备内容的方法是，在处理WM_PAINT消息时，使用BeginPaint和EndPaint呼叫：
//其他行程序
EndPaint(hwnd, &ps);
变量ps是型态为PAINTSTRUCT的结构，该结构的hdc字段是BeginPaint传回的设备内容句柄。 PAINTSTRUCT结构又包含一个名为rcPaint的RECT（矩形）结构，rcPaint定义一个包围窗口显示区域无效范围的矩形。使用从BeginPaint获得的设备内容句柄，只能在这个区域内绘图。BeginPaint呼叫使该区域有效。
在处理非WM_PAINT消息时，使用GetDC和ReleaseDC取得设备内容句柄：
//其他行内容
ReleaseDC(hwnd, hdc);
Windows程序还可以取得适用于整个窗口（而不仅限于窗口的显示区域）的设备内容句柄：
//其他行内容
ReleaseDC(hwnd, hdc);
这个设备内容除了显示区域之外，还包括窗口的标题列、菜单、滚动条和框架（frame）。GetWindowDC函数很少使用，如果想尝试用一用它，则必须拦截处理WM_NCPAINT消息，Windows使用该消息在窗口的非显示区域上绘图。
BeginPaint、GetDC和GetWindowDC获得的设备内容都与视讯显示器上的某个特定窗口相关。取得设备内容句柄的另一个更通用的函数是CreateDC：
//其他行内容
DeleteDC(hdc);
CreateDC声明如下：
HDC CreateDC(
LPCTSTR lpszDriver, //指向字符串的指针，该字符串是一个驱动程序名
__in LPCTSTR lpszDevice, //指向字符串的指针，该字符串指定了正在使用的特定输出设备的名字
LPCTSTR lpszOutput, //该参数在32位应用中被忽略，并置为Null，提供它是为了与16位应用程序兼容
__in const DEVMODE *lpInitData//指向包含设备驱动程序的设备指定初始化数据的DEVMODE结构的指针
);//返回值：成功，返回值是特定设备的设备上下文环境的句柄；失败，返回值为Null
例如，您可以通过下面的呼叫来取得整个屏幕的设备内容句柄：
您还可以使用CreateIC来取得一个「信息内容」的句柄，其参数与CreateDC函数相同，例如：
不过，您不能用这个信息内容句柄往设备上写东西。
使用位图时，取得一个「内存设备内容」有时是有用的：
//其它行程序，函数CreateCompatibleDC创建一个与指定设备兼容的内存设备上下文环境
DeleteDC(hdcMem);
您可以将位图选进内存设备内容，然后使用GDI函数在位图上绘画。
metafile是一些GDI呼叫的集合，以二进制形式编码。您可以通过取得metafile设备内容来建立metafile：
//其它行程序
hmf = CloseMetaFile(hdcMeta);
在metafile设备内容有效期间，任何用hdcMeta所做的GDI呼叫都变成metafile的一部分而不会显示。在呼叫CloseMetaFile之后，设备内容句柄变为无效，函数传回一个指向metafile（hmf）的句柄。
取得设备内容信息
一个设备内容通常是指一个实际显示设备，如视讯显示器和打印机。通常，您需要取得有关该设备的信息，包括显示器的大小（单位为图素或者实际长度单位）和色彩显示能力。您可以通过呼叫GetDeviceCaps（「取得设备功能」）函数来取得这些信息：
参数iIndex取值为WINGDI.H表头文件中定义的29个标识符之一。例如，iIndex为HORZRES时将使GetDeviceCaps传回设备的宽度（单位为图素）；iIndex为VERTRES时将让GetDeviceCaps传回设备的高度（单位为图素）。如果hdc是打印机设备内容的句柄，则GetDeviceCaps传回打印机显示区域的高度和宽度，它们也是以图素为单位的。
还可以使用GetDeviceCaps来确定设备处理不同型态图形的能力，这对于视讯显示器并不很重要，但是对于打印设备却是非常重要。例如，大多数绘图机不能画位图图像，GetDeviceCaps就可以将这一情况告诉您。
下面的例子以一个视讯显示器的设备内容为参数，用GetDeviceCaps函数中获得部分信息：
#include <windows.h>
#define NUMLINES ((int) (sizeof devcaps / sizeof devcaps [0]))
struct
{
int iIndex ;
TCHAR * szLabel ;
TCHAR * szDesc ;
}
devcaps [] =
{
HORZSIZE, TEXT ("HORZSIZE"), TEXT ("Width in millimeters:"),
VERTSIZE, TEXT ("VERTSIZE"), TEXT ("Height in millimeters:"),
HORZRES, TEXT ("HORZRES"), TEXT ("Width in pixels:"),
VERTRES, TEXT ("VERTRES"), TEXT ("Height in raster lines:"),
BITSPIXEL, TEXT ("BITSPIXEL"), TEXT ("Color bits per pixel:"),
PLANES, TEXT ("PLANES"), TEXT ("Number of color planes:"),
NUMBRUSHES, TEXT ("NUMBRUSHES"), TEXT ("Number of device brushes:"),
NUMPENS, TEXT ("NUMPENS"), TEXT ("Number of device pens:"),
NUMMARKERS, TEXT ("NUMMARKERS"), TEXT ("Number of device markers:"),
NUMFONTS, TEXT ("NUMFONTS"), TEXT ("Number of device fonts:"),
NUMCOLORS, TEXT ("NUMCOLORS"), TEXT ("Number of device colors:"),
PDEVICESIZE, TEXT ("PDEVICESIZE"), TEXT ("Size of device structure:"),
ASPECTX, TEXT ("ASPECTX"), TEXT ("Relative width of pixel:"),
ASPECTY, TEXT ("ASPECTY"), TEXT ("Relative height of pixel:"),
ASPECTXY, TEXT ("ASPECTXY"), TEXT ("Relative diagonal of pixel:"),
LOGPIXELSX, TEXT ("LOGPIXELSX"), TEXT ("Horizontal dots per inch:"),
LOGPIXELSY, TEXT ("LOGPIXELSY"), TEXT ("Vertical dots per inch:"),
SIZEPALETTE, TEXT ("SIZEPALETTE"), TEXT ("Number of palette entries:"),
NUMRESERVED, TEXT ("NUMRESERVED"), TEXT ("Reserved palette entries:"),
COLORRES, TEXT ("COLORRES"), TEXT ("Actual color resolution:")
} ;
LRESULT CALLBACK WndProc (HWND, UINT, WPARAM, LPARAM) ;
int WINAPI WinMain (HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance,
PSTR szCmdLine, int iCmdShow)
{
static TCHAR szAppName[] = TEXT ("DevCaps1") ;
HWND hwnd ;
MSG msg ;
WNDCLASS wndclass ;
wndclass.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW ;
wndclass.lpfnWndProc = WndProc ;
wndclass.cbClsExtra = 0 ;
wndclass.cbWndExtra = 0 ;
wndclass.hInstance = hInstance ;
wndclass.hIcon = LoadIcon (NULL, IDI_APPLICATION) ;
wndclass.hCursor = LoadCursor (NULL, IDC_ARROW) ;
wndclass.hbrBackground = (HBRUSH) GetStockObject (WHITE_BRUSH) ;
wndclass.lpszMenuName = NULL ;
wndclass.lpszClassName = szAppName ;
if (!RegisterClass (&wndclass))
{
MessageBox (NULL, TEXT ("This program requires Windows NT!"),
szAppName, MB_ICONERROR) ;
return 0 ;
}
hwnd = CreateWindow (szAppName, TEXT ("Device Capabilities"),
WS_OVERLAPPEDWINDOW,
CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT,
CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT,
NULL, NULL, hInstance, NULL) ;
ShowWindow (hwnd, iCmdShow) ;
UpdateWindow (hwnd) ;
while (GetMessage (&msg, NULL, 0, 0))
{
TranslateMessage (&msg) ;
DispatchMessage (&msg) ;
}
return msg.wParam ;
}
LRESULT CALLBACK WndProc (HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
static int cxChar, cxCaps, cyChar ;
TCHAR szBuffer[10] ;
HDC hdc ;
int i ;
PAINTSTRUCT ps ;
TEXTMETRIC tm ;
switch (message)
{
case WM_CREATE:
hdc = GetDC (hwnd) ;
GetTextMetrics (hdc, &tm) ;
cxChar = tm.tmAveCharWidth ;
cxCaps = (tm.tmPitchAndFamily & 1 ? 3 : 2) * cxChar / 2 ;
cyChar = tm.tmHeight + tm.tmExternalLeading ;
ReleaseDC (hwnd, hdc) ;
return 0 ;
case WM_PAINT:
hdc = BeginPaint (hwnd, &ps) ;
for (i = 0 ; i < NUMLINES ; i++)
{
TextOut (hdc, 0, cyChar * i,
devcaps[i].szLabel,
lstrlen (devcaps[i].szLabel)) ;
TextOut (hdc, 14 * cxCaps, cyChar * i,
devcaps[i].szDesc,
lstrlen (devcaps[i].szDesc)) ;
SetTextAlign (hdc, TA_RIGHT | TA_TOP) ;
TextOut (hdc, 14 * cxCaps + 35 * cxChar, cyChar * i, szBuffer,
wsprintf (szBuffer, TEXT ("%5d"),
GetDeviceCaps (hdc, devcaps[i].iIndex))) ;
SetTextAlign (hdc, TA_LEFT | TA_TOP) ;
}
EndPaint (hwnd, &ps) ;
return 0 ;
case WM_DESTROY:
PostQuitMessage (0) ;
return 0 ;
}
return DefWindowProc (hwnd, message, wParam, lParam) ;
}
前两个设备参数，HORZSIZE和VERTSIZE，文件中称为「以毫米计的实际屏幕的宽度」及「以毫米计的实际屏幕的高度」）。
关于色彩
在大多数GDI函数呼叫中，使用COLORREF值（只是一个32位的无正负号长整数）来表示一种色彩。COLORREF值按照红、绿和蓝色的亮度指定了一种颜色，通常叫做「RGB色彩」。32位的COLORREF值的设定如下图所示：注意最前面是标为0的8个位，并且每种原色都指定为一个8位的值。理论上，COLORREF可以指定二的二十四次方种或一千六百万种色彩。
这个无正负号长整数常常称为一个「RGB色彩」。Windows表头文件WINGDI.H提供了几种使用RGB色彩值的宏。RGB宏要求三个参数分别代表红、绿和蓝值，然后将它们组合为一个无正负号长整数：
((WORD)((BYTE)(g)) << 8)) | /
(((DWORD)(BYTE)(b)) << 16)))
注意三个参数的顺序是红、绿和蓝。因此，RGB (255, 255, 0)是0x0000FFFF，或黄色（红色和绿色的合成）。
设备内容属性
Windows使用设备内容来保存控制GDI函数在显示器上如何操作的「属性」。例如，在用TextOut函数显示文字时，程序写作者不必指定文字的色彩和字体，Windows从设备内容取得这个信息。
程序取得一个设备内容的句柄时，Windows用默认值设定所有的属性。下面列出了部分设备内容属性，程序可以改变或者取得任何一种属性。 
保存设备内容
通常，在您呼叫GetDC或BeginPaint时，Windows用默认值建立一个新的设备内容，您对属性所做的一切改变在设备内容用ReleaseDC或EndPaint呼叫释放时，都会丢失。如果您的程序需要使用非内定的设备内容属性，则您必须在每次取得设备内容句柄时初始化设备内容：
hdc = BeginPaint (hwnd, &ps) ;
//初始化设备内容属性，绘制窗口显示区域
EndPaint (hwnd, &ps) ;
return 0;
如果你想保存程序中对设备内容属性所做的改变，以便在下一次呼叫GetDC和BeginPaint时它们仍然能够起作用。为此，可在登录窗口类别时，将CS_OWNDC旗标纳入窗口类别的一部分：
现在，依据这个窗口类别所建立的每个窗口都将拥有自己的设备内容，它一直存在，直到窗口被删除。如果使用了CS_OWNDC风格，就只需初始化设备内容一次，可以在处理WM_CREATE消息处理期间完成这一操作：
hdc = GetDC(hwnd);
//初始化设备内容属性
ReleaseDC(hwnd, hdc);
CS_OWNDC风格只影响GetDC和BeginPaint获得的设备内容，不影响其它函数（如GetWindowDC）获得的设备内容。以前不提倡使用CS_OWNDC风格，因为它需要内存；现在，在处理大量图形的Windows NT应用程序中，它可以提高性能。即使用了CS_OWNDC，您仍然应该在退出窗口消息处理程序之前释放设备内容。
某些情况下，您可能想改变某些设备内容属性，用改变后的属性进行绘图，然后恢复原来的设备内容。要简化这一过程，可以通过如下呼叫来保存与恢复设备内容的状态：
RestoreDC(hdc, idSaved); //回到呼叫SaveDC前存在的设备内容时
您可以在呼叫RestoreDC之前呼叫SaveDC数次。
当您呼叫SaveDC时，不需要保存传回值，这样只能将设备内容恢复到最近由SaveDC函数保存的状态中：
RestoreDC(hdc, -1);