Win32应用程序开发:完整的开发流程
上一篇中我给各位说了一般人认为C++中较为难的东西——指针。其实对于C++,难点当然不局限在指针这玩意儿上,还有一些有趣的概念,如模板类、虚基类、纯虚函数等,这些都是概念性的东西,几乎每一本C++书上都会介绍,而平时我们除了会接触到纯虚函数外,其他的不多用。纯虚函数,你可以认为与C#中的抽象方法或接口中的方法类似,即只定义,不实现。好处就是多态,发何处理,由派生类来决定。
在开始吹牛之前,我先推荐一套视频教程,孙鑫老师的C++教程,共20课,我不是帮他老人家打广告,而是因为孙老师讲的课是我听过的最好的课,我都看过4次了,我完全可以用他的视频教程来复习C++的。
好了,F话说完了,下面我就扯一下编写一个Win32应用程序的大致流程,不管你的程序有多么复杂,多么变态,其基本思路和流程是不变的。这就好比你写书法的时候,特别是写楷书,我不管你用的是欧体、颜体,还是柳体,你都得遵守“永字八法”基本规则。
那么,我们要编写一个Win32应用程序,要经过哪几个步骤呢?
你不妨想一想,你有一家工厂是生产女性服装的,如果你要生产一批新式服装(例如某种冬装),你会有哪些流程?
首先,如果我们确定要做这么一款服式,我们要请设计师来把服装设计好,然后打版,打版就是生成基本样本,以后工人就按照这个样本做就行了。
其次,注册产品,向上级主管申报,登记后就转入车间或下游加工企业开工。
再次,为了展示你的新产品的特色,你要举办一场服装表演。
接着、持续更新,发现产品存在的问题,不断改进修正。
最后,推向市场。
我们开发Win32应用程序也是遵守这样的规范。不过,我想现在很少人用Win32在实际开发中,毕竟它的开发效率是相当地低下,所以,曾被某些人误认为只适用于开发木马程序。其实,也不一定的,不要太邪恶了。
MFC对Win API函数的封装,后来出现了托管C++,你可以用于写WinForm程序,这样可以提高开发效率。
如果你有足够的时间,如果你还在学习编程,如果你是刚进入大学的年轻有为者,你不用急,因为你会有更多的时间磨炼,你应当考虑多学一点C类语言,C++的学习你会发现你能学到很多其他语言中学不到的知识,特别是接触到不少原理性的东西,能加深你对编程哲学的认知。
一、WinMain入口点
我们在学习标准C++的时候,都知道每个应用程序运行时都会先进入入口点函数main,而当从main函数跳出时程序就结束了。在Windows编程里面,也是一样的,只是我们的入口点函数不叫main,叫WinMain,这个函数不同于main,我们不能乱来,它的定义必须与声明保持一致。
我建议各位安装VS的时候,都顺便更新帮助文档到本地硬盘,这样我们可以方便查找。有一点要注意,目前DestTop Develop的文档基本上是英文的,做好心理准备。
WinMain函数怎么写呢,不用记的,到MSDN文档一搜,直接复制就行了。
[cpp] view plaincopyprint?- int CALLBACK WinMain(
- _In_ HINSTANCE hInstance,
- _In_ HINSTANCE hPrevInstance,
- _In_ LPSTR lpCmdLine,
- _In_ int nCmdShow
- );
这个函数带了一个CALLBACK,说明它是一个回调函数,那么这个CALLBACK是啥呢。我们先不管,我们先动写一个Windows,让大家有一个更直观的认识。
1、启动你的开发工具,版本任意。
2、从菜单栏中依次【文件】【新建】【项目】,在新建项目窗口中,选择Win32-Win32应用程序。
2、点击确定后,会弹出一个向导,单击【下一步】。项目类型选择Windows应用程序,附加选项选择空项目,我们要自己编写实现代码。
3、单击完成,项目创建成功。打开【解决方案资源管理器】,在“源文件”文件夹上右击,从菜单中找到【添加】【新建项】,注意,是源文件,不要搞到头文件去了。
在新建项窗口中选C++代码文件,.cpp后缀的,不要选错了,选成头文件,不然无法编译,因为头文件是不参与编译的。文件名随便。
包含Windows.h头文件,这个是最基本的。
[cpp] view plaincopyprint?- #include <Windows.h>
然后是入口点,这个我们直接把MSDN的声明Ctrl + C,然后Ctrl + V上去就行了。
- int CALLBACK WinMain(
- _In_ HINSTANCE hInstance,
- _In_ HINSTANCE hPrevInstance,
- _In_ LPSTR lpCmdLine,
- _In_ int nCmdShow
- )
- {
- return 0;
- }
WinMain返回整型,返回0就行了,其实是进程的退出码,一定要0,不要写其他,因为0表示正常退出,其他值表示非正常退出。
刚才我们提到这个函数带了CALLBACK,那么,它是什么?很简单,你回到IDE,在CALLBACK上右击,选【转到定义】,看看吧。
我们看到它其实是一个宏,原型如下:
[cpp] view plaincopyprint?- #define CALLBACK __stdcall
这时候我们发现了,它其实就是__stdcall,那么这个__stdcall是什么呢?它是和__cdecl关键字对应的,这些资料,你网上搜一下就有了,如果你觉得不好理解,你不妨这样认为,__stdcall是专门用来调用Win API 的,反正MSDN上也是这样说的,它其实是遵循Pascal的语法调用标准,相对应地,__cdecl是C语言的调用风格,这个也是编译器选项。
打开项目属性,找到节点C/C++高级,然后查看一下调用约定,我们看到默认是选择C风格调用的,所以,WIN API 函数才用上关键字__stdcall,如果你实在不懂,也没关系,这个东西一般不影响我们写代码,但属性窗口中的编译器选项不要乱改,改掉了可能会导致一些问题。
那么CALLBACK有什么特别呢?一句话:函数不是我们调用的,但函数只定义了模型没有具体处理,而代码处理权在被调用者手里。怎么说呢,我们完全把它理解为.NET中的委托,我想这样就好理解了,委托只声明了方法的参数和返回值,并没有具体处理代码。
WinMain是由系统调用的,而WinMain中的代码如何写,那操作系统就不管了。就好像我告诉你明天有聚会,一起去爬山,反正我是通知你了,至于去不去那是你决定了。
接下来看看入口点函数的参数。
注意,我们平时看到很多如HANDLE,HINSTANCE,HBRUSH,WPARAM。LPARAM,HICON,HWND等一大串数据类型,也许我们会说,怎么Windows开发有那么多数据类型。其实你错了,人总是被眼睛所看到的东西欺骗,Win API 中根本没有什么新的数据类型,全都是标准C++中的类型,说白了,这些东西全是数字来的。如果你不信,自己可以研究一下。
它定义这些名字,只是方便使用罢了,比如下面这样:
[cpp] view plaincopyprint?- int hWindow;
- int hIcon;
- int theAppInstance;
第一个变量指的是窗口的句柄,第二个指的是一个图标的句柄,第三个是当前应用程序的实例句柄,你看看,如果我们所有的句柄都是int,我们就无法判断那些类型是专门用来表示光标资源,不知道哪些类型是专用来表示位图的句柄了,但是,如果我们这样:
[cpp] view plaincopyprint?- #defin HBRUSH int64
这样就很直观,我一看这名就知道是Brush Handlers,哦,我就明白它是专门用来管理内存中的画刷资源的,看,这就很明了,所以,通常这些新定义的类型或者宏,都是取有意义的名字。比如消息,它也是一个数字,如果我说115代表叫你去滚,但光是一个115谁知道你什么意思,但是,如果我们为它定义一个宏:
[cpp] view plaincopyprint?- #define WM_GET_OUT 115
这样,只要我SendMessage(hwnd, WM_GET_OUT, NULL, NULL),你就会收到一条消息,滚到一边去。
WinMain的第一个参数是当前应用程序的实例句柄,第二个参数是前一个实例,比如我把kill.exe运行了两个实例,进程列表中会有两个kill.exe,这时候第一次运行的实例号假设为0001,就传递第一个参数hInstance,第二次运行的假设实例号为0002,就传给了hPrevInstance参数。
lpCmdLine参数从名字上就猜到了,就是命令行参数,那LPSTR是啥呢,它其实就是一个字符串,你可以跟入定义就知道了,它其实就是char*,指向char的指针,记得我上一篇文章中说的指针有创建数组的功能吗?对,其实这里传入的命令行参数应该是char[ ],这就是我在第一篇文章中要说指针的原因。
这里告诉大家一个技巧,我们怎么知道哪些参数是指针类型呢,因为不是所有参数都有 * 标识。技巧还是在命名上,以后,只要我们看到P开头的,或者LP开头的,都是指针类型。
比如LPWSTR,LPCTSTR,LPRECT等等。
最后一个参数nCmdShow是主窗口的显示方式。它定义了以下宏。
Value | Meaning |
---|---|
|
Hides the window and activates another window. |
|
Maximizes the specified window. |
|
Minimizes the specified window and activates the next top-level window in the Z order. |
|
Activates and displays the window. If the window is minimized or maximized, the system restores it to its original size and position. An application should specify this flag when restoring a minimized window. |
|
Activates the window and displays it in its current size and position. |
|
Activates the window and displays it as a maximized window. |
|
Activates the window and displays it as a minimized window. |
|
Displays the window as a minimized window. This value is similar toSW_SHOWMINIMIZED, except the window is not activated. |
|
Displays the window in its current size and position. This value is similar toSW_SHOW, except the window is not activated. |
|
Displays a window in its most recent size and position. This value is similar toSW_SHOWNORMAL, except the window is not activated. |
|
Activates and displays a window. If the window is minimized or maximized, the system restores it to its original size and position. An application should specify this flag when displaying the window for the first time. |
这个参数是操作系统传入的,我们无法修改它。那么,应用程序在运行时,是如何决定这个参数的呢?看看这个,不用我介绍了吧,你一定很熟悉。
我们写了WinMain,但我们还要在WinMain前面预先定义一个WindowProc函数。C++与C#,Java这些语言不同,你只需记住,C++编译器的解析是从左到右,从上到下的,如果某函数要放到代码后面来实现,但在此之前要使用,那么你必须先声明一下,不然编译时会找不到。这里因为我们通常会把WindowProc实现放在WinMain之后,但是在WinMain中设计窗口类时要用到它的指针,这时候,我们必须在WinMain之前声明WindowProc。
同样地,WindowProc的定义我们不用记,到MSDN直接抄就行了。
[cpp] view plaincopyprint?- #include <Windows.h>
- // 必须要进行前导声明
- LRESULT CALLBACK WindowProc(
- _In_ HWND hwnd,
- _In_ UINT uMsg,
- _In_ WPARAM wParam,
- _In_ LPARAM lParam
- );
- int CALLBACK WinMain(
- _In_ HINSTANCE hInstance,
- _In_ HINSTANCE hPrevInstance,
- _In_ LPSTR lpCmdLine,
- _In_ int nCmdShow
- )
- {
- return 0;
- }
- // 在WinMain后实现
- LRESULT CALLBACK WindowProc(
- _In_ HWND hwnd,
- _In_ UINT uMsg,
- _In_ WPARAM wParam,
- _In_ LPARAM lParam
- )
- {
- return DefWindowProc(hwnd, uMsg, wParam, lParam);
- }
前导声明与后面实现的函数的签名必须一致,编译才会认为它们是同一个函数。在WindowProc中返回DefWindowProc是把我们不感兴趣或者没有处理的消息交回给操作系统来处理。也许你会问,函数的名字一定要叫WindowProc吗?当然不是了,你可以改为其他名字,如MyProc,但前提是返回值和参数的类型以及个数必须一致。
- LRESULT CALLBACK MyProc(
- _In_ HWND hwnd,
- _In_ UINT uMsg,
- _In_ WPARAM wParam,
- _In_ LPARAM lParam
- )
这个函数带了CALLBACK,说明不是我们调用的,也是由操作系统调用的,我们在这个函数里面对需要处理的消息进行响应。至于,为什么可以改函数的名字而系统为什么能找到这个函数呢,后面你就知道了。
二、设计与注册窗口类
设计窗口类,其实就是设计我们程序的主窗口,如有没有标题栏,背景什么颜色,有没有边框,可不可以调整大小等。要设计窗口类,我们用到一个结构——
[cpp] view plaincopyprint?- typedef struct tagWNDCLASS {
- UINT style;
- WNDPROC lpfnWndProc;
- int cbClsExtra;
- int cbWndExtra;
- HINSTANCE hInstance;
- HICON hIcon;
- HCURSOR hCursor;
- HBRUSH hbrBackground;
- LPCTSTR lpszMenuName;
- LPCTSTR lpszClassName;
- } WNDCLASS, *PWNDCLASS;
通常情况下,我们用WNDCLASS就可以了,当然还有一个WNDCLASSEX的扩展结构,在API里面,凡是看到EX结尾的都是扩展的意思,比如CreateWindowEx就是CreateWindow的扩展函数。
第一个成员是窗口的类样式,注意,不要和窗口样式(WS_xxxxx)混淆了,这里指的是这个窗口类的特征,不是窗口的外观特征,这两个style是不一样的。
它的值可以参考MSDN,通常我们只需要两个就可以了——CS_HREDRAW | CS_VREDRAW,从名字就看出来了,就是同时具备水平重画和垂直重画。因为当我们的窗口显示的时候,被其他窗口挡住后重新显示,或者大小调整后,窗口都要发生绘制,就像我们在纸上涂鸦一样,每次窗口的变化都会“粉刷”一遍,并发送WM_PAINT消息。
lpfnWndProc参数就是用来设置你用哪个WindowProc来处理消息,前面我说过,我们只要不更改回调函数的返回值和参数的类型和顺序,就可以随意设置函数的名字,那为什么系统可以找到我们用的回调函数呢,对的,就是通过lpfnWndProc传进去的,它是一个函数指针,也就是它里面保存的是我们定义的WindowProc的入口地址,使用很简单,我们只需要把函数的名字传给它就可以了。
cbClsExtra和cbWndExtra通常不需要,设为0就OK。hInstance是当前应用程序的实例句柄,从WinMain的hInstance参数中可以得到。hIcon和hCursor就不用我说了,看名字就知道了。
hbrBackground是窗口的背景色,你也可以不设置,但在处理WM_PAINT消息时必须绘制窗口背景。也可以直接用系统定义的颜色,MSDN为我们列出这些值,大家不用记,直接到MSDN拿来用就行了,这些都比较好理解,看名字就知道了。
- COLOR_ACTIVEBORDER
- COLOR_ACTIVECAPTION
- COLOR_APPWORKSPACE
- COLOR_BACKGROUND
- COLOR_BTNFACE
- COLOR_BTNSHADOW
- COLOR_BTNTEXT
- COLOR_CAPTIONTEXT
- COLOR_GRAYTEXT
- COLOR_HIGHLIGHT
- COLOR_HIGHLIGHTTEXT
- COLOR_INACTIVEBORDER
- COLOR_INACTIVECAPTION
- COLOR_MENU
- COLOR_MENUTEXT
- COLOR_SCROLLBAR
- COLOR_WINDOW /* 这个就是窗口的默认背景色 */
- COLOR_WINDOWFRAME
- COLOR_WINDOWTEXT
lpszMenuName指的是菜单的ID,没有菜单就NULL,lpszClassName就是我们要向系统注册的类名,字符,不能与系统已存在的类名冲突,如“BUTTON”类。
所以,在WinMain中设计窗口类。
[cpp] view plaincopyprint?- // 类名
- WCHAR* cls_Name = L"My Class";
- // 设计窗口类
- WNDCLASS wc;
- wc.hbrBackground = (HBRUSH)COLOR_WINDOW;
- wc.lpfnWndProc = WindowProc;
- wc.lpszClassName = cls_Name;
- wc.hInstance = hInstance;
窗口类设计完成后,不要忘了向系统注册,这样系统才能知道有这个窗口类的存在。向操作系统注册窗口类,使用RegisterClass函数,它的参数就是一个指向WNDCLASS结构体的指针,所以我们传递的时候,要加上&符号。
[cpp] view plaincopyprint?- // 注册窗口类
- RegisterClass(&wc);
三、创建和显示窗口
窗口类注册完成后,就应该创建窗口,然后显示窗口,调用CreateWindow创建窗口,如果成功,会返回一个窗口的句柄,我们对这个窗口的操作都要用到这个句柄。什么是句柄呢?其实它就是一串数字,只是一个标识而已,内存中会存在各种资源,如图标、文本等,为了可以有效标识这些资源,每一个资源都有其唯一的标识符,这样,通过查找标识符,就可以知道某个资源存在于内存中哪一块地址中,就好比你出身的时候,长辈都要为你取个名字,你说名字用来干吗?名字就是用来标识你的,不然,你见到A叫小明,遇到B又叫小明,那谁知道哪个才是小明啊?就好像你上大学去报到号,会为你分配一个可以在本校学生中唯一标识你的学号,所有学生的学号都是不同的,这样,只要通过索引学号,就可以找到你的资料。
CreateWindow函数返回一个HWND类型,它就是窗口类的句柄。
[cpp] view plaincopyprint?- // 创建窗口
- HWND hwnd = CreateWindow(
- cls_Name, //类名,要和刚才注册的一致
- L"我的应用程序", //窗口标题文字
- WS_OVERLAPPEDWINDOW, //窗口外观样式
- 38, //窗口相对于父级的X坐标
- 20, //窗口相对于父级的Y坐标
- 480, //窗口的宽度
- 250, //窗口的高度
- NULL, //没有父窗口,为NULL
- NULL, //没有菜单,为NULL
- hInstance, //当前应用程序的实例句柄
- NULL); //没有附加数据,为NULL
- if(hwnd == NULL) //检查窗口是否创建成功
- return 0;
窗外观的样式都是WS_打头的,是Window Style的缩写,这个我就不说了,MSDN上全有了。
窗口创建后,就要显示它,就像我们的产品做了,要向客户展示。显示窗口调用ShowWindow函数。
[cpp] view plaincopyprint?- // 显示窗口
- ShowWindow(hwnd, SW_SHOW);
既然要显示窗口了,那么ShowWindow的第一个参数就是刚才创建的窗口的句柄,第二个参数控制窗口如何显示,你可以从SW_XXXX中选一个,也可以用WinMain传进来的参数,还记得WinMain的最后一个参数吗?
四、更新窗口(可选)
为什么更新窗口这一步可有可无呢?因为只要程序在运行着,只要不是最小化,只要窗口是可见的,那么,我们的应用程序会不断接收到WM_PAINT通知。这里先不说,后面你会明白的。好了,更新窗口,当然是调用UpdateWindow函数。
[cpp] view plaincopyprint?- // 更新窗口
- UpdateWindow(hwnd);
五、消息循环
Windows操作系统是基于消息控制机制的,用户与系统之间的交互,程序与系统之间的交互,都是通过发送和接收消息来完成的。就好像军队一样,命令一旦传达,就要执行,当然,我们的应用程序和军队不一样,我们收到指令不一要执行,我们是可以选择性地执行。
我们知道,代码是不断往前执行的,像我们刚才写的WinMain函数一样,如果你现在运行程序,你会发现什么都没有,是不是程序不能运行呢,不是,其实程序是运行了,只是它马上结束了,只要程序执行跳出了WinMain的右大括号,程序就会结束了。那么,要如何让程序不结束了,可能大家注意到我们在C程序中可以用一个getchar()函数来等到用户输入,这样程序就人停在那里,直到用户输入内容。但我们的窗口应用不能这样做,因为用户有可能进行其他操作,如最小化窗口,移动窗口,改变窗口大小,或者点击窗口上的按钮等。因此,我们不能简地弄一个getchar在那里,这样就无法响应用户的其他操作了。
可以让程序留在某处不结束的另一个方法就是使用循环,而且是死循环,这样程序才会永久地停在某个地方,但这个死循环必须具有跳出的条件,不然你的程序会永久执行,直达停电或者把电脑砸了。
这样消息循环就出现了,只要有与用户交互,系统人不断地向应用程序发送消息通知,因为这些消息是不定时不断发送的,必须有一个绶冲区来存放,就好像你去银行办理手续要排队一样,我们从最前端取出一条一条消息处理,后面新发送的消息会一直在排队,直到把所有消息处理完,这就是消息队列。
要取出一条消息,调用GetMessage函数。函数会传入一个MSG结构体的指针,当收到消息,会填充MSG结构体中的成员变量,这样我们就知道我们的应用程序收到什么消息了,直到GetMessage函数取不到消息,条件不成立,循环跳出,这时应用
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