Исследование каркаса Windows-приложения

Давайте подробно рассмотрим текст нашей программы. Первая строка содержит файл включений, который обязательно присутствует во всех Windows-программах.>
#include
Если в ранних версиях Visual Studio этот файл содержал основные определения, то сейчас он служит для вызова других файлов включений, основные из которых: windef.h, winbase.h, wingdi.h, winuser.h; а также несколько дополнительных файлов, в которых помещены определения API-функций, констант и макросов.
Дополнительно подключим:
#include
В этом файле содержатся определения некоторых полезных макросов, например, макрос _T() служит для создания строки Unicode на этапе компиляции и определен примерно так:
#define _T(x)
#ifdef _UNICODE
T(x)
#define T(x) L ## x
#else
#define T(x) x
#endif
Макрос преобразуется в оператор "L", который является инструкцией компилятору для образования строки Unicode, если определена константа _UNICODE; и в "пустой оператор", если константа не определена. Константа _UNICODE устанавливается в зависимости от установок свойства проекта Character Set (рис. 1.8). Диалоговое окно свойств Property Pages доступно сейчас на подложке Property Manager панели управления Solution Explorer.

Таким образом, этот макрос позволяет компилировать проект как в кодировке Unicode, так и в Windows-кодировке. Мы подробно рассмотрели данный макрос потому, что многие определения Windows описаны подобным образом.
Далее следует прототип оконной функции:
LRESULT CALLBACK WndProc (HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);
Оконная функция также является функцией обратного вызова, что связано с некоторыми особенностями организации вызовов операционной системы. Эта функция регистрируется в системе, а ее вызов осуществляет операционная система, когда требуется обработать сообщение. Тип возвращаемого значения функции LRESULT эквивалентен long для Win32-проекта.
На глобальном уровне описывается имя класса окна приложения в виде текстовой строки:
TCHAR WinName[] = _T("MainFrame");
Тип TCHAR также преобразуется в wchar_t, если определена константа _UNICODE, и в char, если константа не определена.

ПРИМЕЧАНИЕ
Тип wchar_t эквивалентен типу short и служит для хранения строк в кодировке Un- icode, где для одного символа выделяется 16 бит.

• Имя класса окна используется операционной системой для его идентификации. Имя может быть произвольным, в частности содержать кириллический текст.
Рассмотрим заголовок головной функции:
int APIENTRY _tWinMain(HINSTANCE This, // Дескриптор текущего приложения HINSTANCE Prev, // В современных системах всегда 0
LPTSTR cmd, // Командная строка
int mode) // Режим отображения окна
Для Windows-приложений с Unicode она носит имя wWinMain(), а в 8-битной кодировке — WinMain(), выбор варианта определяется префиксом _t, что также является стандартным приемом в библиотеке API-функций. Функция имеет четыре параметра, устанавливаемых при загрузке приложения:
This — дескриптор, присваиваемый операционной системой при загрузке приложения;
Prev — параметр предназначен для хранения дескриптора предыдущего экземпляра приложения, уже загруженного системой. Сейчас он потерял свою актуальность и сохранен лишь для совместимости со старыми приложениями (начиная с Windows 95, параметр устанавливается в нулевое значение);
cmd — указатель командной строки, но без имени запускаемой программы. Тип LPTSTR эквивалентен TCHAR*;
mode — режим отображения окна.

ПРИМЕЧАНИЕ
Здесь впервые появляется Windows-тип данных — дескриптор (описатель), который используется для описания объектов операционной системы. Дескриптор напоминает индекс хеш-таблицы и позволяет отслеживать состояние объекта в памяти при его перемещении по инициативе операционной системы. Предусмотрено много типов дескрипторов: HINSTANCE, HWND и др., но все они являются 32-разрядными целыми числами.

ПРИМЕЧАНИЕ
Тип WPARAM — "короткий параметр" был предназначен для передачи 16-разрядного значения в 16-разрядной операционной системе, в Win32 это такое же 32-разрядное значение, что и LPARAM.

wc — структура, содержащая информацию по настройке окна. Требуется заполнить следующие поля:
wc.hInstance = This;
Дескриптор текущего приложения.
wc.lpszClassName = WinName;
Имя класса окна.
wc.lpfnWndProc = WndProc;
Имя оконной функции для обработки сообщений.
wc.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
Такой стиль определяет автоматическую перерисовку окна при изменении его ширины или высоты.
wc.hIcon = LoadIcon(NULL,IDI_APPLICATION);
Дескриптор пиктограммы (иконки) приложения. Функция LoadIcon() обеспечивает ее загрузку. Если первый параметр NULL, используется системная пиктограмма, которая выбирается по второму параметру из следующего набора:
IDI_APPLICATION — стандартная иконка;
IDI_ASTERISK — звездочка;
12 Глава 1
IDI_EXCLAMATION — восклицательный знак;
IDI_HAND — ладонь;
IDI_QUESTION — вопросительный знак;
IDI_WINLOGO — логотип Windows;
wc.hCursor = LoadCursor(NULL,IDC_ARROW);
Аналогичная функция LoadCursor() обеспечивает загрузку графического об- раза курсора, где нулевой первый параметр также означает использование системного курсора, вид которого можно выбрать из списка:
IDC_ARROW — стандартный курсор;
IDC_APPSTARTING — стандартный курсор и маленькие песочные часы;
IDC_CROSS — перекрестие; IDC_IBEAM — текстовый курсор; IDC_NO — перечеркнутый круг;
IDC_SIZEALL — четырехлепестковая стрелка;
IDC_SIZENESW — двухлепестковая стрелка, северо-восток и юго-запад; IDC_SIZENWSE — двухлепестковая стрелка, северо-запад и юго-восток; IDC_SIZENS — двухлепестковая стрелка, север и юг;
IDC_SIZEWE — двухлепестковая стрелка, запад и восток;
IDC_UPARROW — стрелка вверх;
IDC_WAIT — песочные часы;
wc.lpszMenuName = NULL;
Ссылка на строку главного меню, при его отсутствии NULL. wc.cbClsExtra = 0;
Дополнительные параметры класса окна.
wc.cbWndExtra = 0;
Дополнительные параметры окна.
wc.hbrBackground = (HBRUSH)(COLOR_WINDOW+1);
Дескриптор кисти, которая используется для заполнения окна. Стандартная конструкция, создает системную кисть белого цвета WHITE_BRUSH. Требуется явное преобразование типа — HBRUSH.
После того как определены основные характеристики окна, можно это окно создать при помощи API-функции CreateWindow(), где также нужно задать па- раметры:
1. WinName — имя, которое присвоено классу окна.
2. _T("Каркас Windows-приложения") — заголовок окна в виде строки Unicode либо С-строки.
3. WS_OVERLAPPEDWINDOW — макрос, определяющий стиль отображения стандартного окна, имеющего системное меню, заголовок, рамку для изменения размеров, а также кнопки минимизации, развертывания и закрытия. Это наиболее общий стиль окна, он определен так:
#define WS_OVERLAPPEDWINDOW (WS_OVERLAPPED|WS_CAPTION|WS_SYSMENU| WS_THICKFRAME|WS_MINIMIZEBOX|WS_MAXIMIZEBOX)
Можно создать другой стиль, используя комбинацию стилевых макросов при помощи операции логического сложения, вот некоторые из них:
WS_OVERLAPPED — стандартное окно с рамкой;
WS_CAPTION — окно с заголовком; WS_THICKFRAME — окно с рамкой; WS_MAXIMIZEBOX — кнопка распахивания окна; WS_MINIMIZEBOX — кнопка минимизации; WS_SYSMENU — системное меню;
WS_HSCROLL — горизонтальная панель прокрутки; WS_VSCROLL — вертикальная панель прокрутки; WS_VISIBLE — окно отображается;
WS_CHILD — дочернее окно;
WS_POPUP — всплывающее окно;
4. Следующие два параметра определяют координаты левого верхнего угла окна (x,y), еще два параметра: Width — ширину и Height — высоту окна в пикселах. Задание параметра CW_USEDEFAULT означает, что система сама выберет для ото- бражения окна наиболее (с ее точки зрения) удобное место и размер.
5. Следующий параметр — указатель на структуру меню, или NULL, при его отсут- ствии.
6. Далее требуется указать дескриптор приложения, владельца окна — This.
7. И, наконец, указатель на дополнительную информацию, в нашем случае — NULL.
Окно создано, и с ним можно работать, но пока оно не отображается. Для того чтобы окно увидеть, необходимо его отобразить с помощью функции ShowWindow(hWnd, mode), которая принимает два параметра: hWnd — дескриптор окна и mode — режим отображения. В нашем случае мы используем значение, полученное при открытии приложения через параметр головной функции.
Далее, заключительная часть головной функции — цикл обработки сообщений. Он задается оператором while, аргументом которого является функция GetMessage(&msg, NULL, 0, 0). Такой цикл является обязательным для всех Win- dows-приложений, его цель — получение и обработка сообщений, передаваемых операционной системой. Операционная система ставит сообщения в очередь, отку- да они извлекаются функцией GetMessage() по мере готовности приложения:
- первым параметром функции является &msg — указатель на структуру MSG, где и хранятся сообщения;
- второй параметр hWnd — определяет окно, для которого предназначено сообщение, если же необходимо перехватить сообщения всех окон данного приложения, он должен быть NULL;
- остальные два параметра определяют [min, max] диапазон получаемых сообщений. Чаще всего необходимо обработать все сообщения, тогда эти параметры должны быть равны 0.

ПРИМЕЧАНИЕ
Сообщения определяются их номерами, символические имена для них определены в файле включений winuser.h. Префикс всех системных сообщений WM_.

Внутри цикла расположены две функции: TranslateMessage(&msg); DispatchMessage(&msg);
Первая из них транслирует код нажатой клавиши в клавиатурные сообщения
WM_CHAR. При этом в переменную wParam структуры msg помещается код нажатой клавиши в Windows-кодировке CP-1251, в младшее слово lParam — количество повторений этого сообщения в результате удержания клавиши в нажатом состоя- нии, а в старшее слово — битовая карта со значениями, приведенными в табл. 1.1.

Использование этой функции не обязательно и нужно только для обработки сообщений от клавиатуры.
Вторая функция, DispatchMessage(&msg), обеспечивает возврат преобразованного сообщения обратно операционной системе и инициирует вызов оконной функции данного приложения для его обработки.
Данным циклом и заканчивается головная функция.
Нам осталось лишь описать оконную функцию WndProc(), и построение каркаса Windows-приложения будет закончено.
Основной компонент этой функции — переключатель switch, обеспечивающий выбор соответствующего обработчика сообщений по его номеру message. В нашем случае мы предусмотрели обработку лишь одного сообщения WM_DESTROY. Это сОобщение посылается, когда пользователь завершает программу. Получив его, оконная функция вызывает функцию PostQuitMessage(0), которая завершает приложение и передает операционной системе код возврата — 0. Если говорить точ- нее, генерируется сообщение WM_QUIT, получив которое функция GetMessage() воз- вращает нулевое значение. В результате цикл обработки сообщений прекращается и происходит завершение работы приложения.
Все остальные сообщения обрабатываются по умолчанию функцией DefWindowProc(), имеющей такой же список параметров и аналогичное возвращаемое значение, по- этому ее вызов помещается после оператора return.

Стандартная заготовка Windows-приложения

Мастер Visual Studio позволяет автоматически генерировать стандартную заготовку Windows-приложения. Для этого в стартовом окне построителя Win32- приложения (см. рис. 1.3) достаточно выбрать кнопку Finish. Проект состоит из набора файлов, показанных на рис. 1.9.

//stdafx.h ////////////////////////////////////////////////////
#pragma once
#include "targetver.h"
#define WIN32_LEAN_AND_MEAN //Отключает некоторые редко используемые
//возможности компилятора, для ускорения компиляции
#include  //Стандартный набор файлов включений
#include  //для Win32-проекта
#include 
#include 
#include 

//Standard.h////////////////////////////////////////////////
#pragma once
#include "resource.h"

//targetver.h///////////////////////////////////////////////
#pragma once
#include 

//resource.h///////////////////////////////////////////////
#define IDS_APP_TITLE 103
#define IDR_MAINFRAME 128
#define IDD_STANDARD_DIALOG 102
#define IDD_ABOUTBOX 103
#define IDM_ABOUT 104
#define IDM_EXIT 105
#define IDI_STANDARD 107
#define IDI_SMALL 108
#define IDC_STANDARD 109
#define IDC_MYICON 2
#ifndef IDC_STATIC
#define IDC_STATIC -1
#endif
#ifdef APSTUDIO_INVOKED
#ifndef
APSTUDIO_READONLY_SYMBOLS
#define
_APS_NO_MFC
130
#define
_APS_NEXT_RESOURCE_VALUE
129
#define
_APS_NEXT_COMMAND_VALUE
32771
#define
_APS_NEXT_CONTROL_VALUE
1000
#define
_APS_NEXT_SYMED_VALUE
110
#endif
#endif
//stdafx.cpp ////////////////////////////////////////////////
#include "stdafx.h"

//Standard.cpp //////////////////////////////////////////////

#include "stdafx.h"
#include "Standard.h"
#define MAX_LOADSTRING 100 HINSTANCE hInst;
TCHAR szTitle[MAX_LOADSTRING];
TCHAR szWindowClass[MAX_LOADSTRING];

ATOM MyRegisterClass(HINSTANCE hInstance);
BOOL InitInstance(HINSTANCE, int); LRESULT CALLBACK WndProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM); INT_PTR CALLBACK About(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);

int APIENTRY _tWinMain(HINSTANCE hInstance,
HINSTANCE hPrevInstance, LPTSTR lpCmdLine,
int nCmdShow)
{
UNREFERENCED_PARAMETER(hPrevInstance); UNREFERENCED_PARAMETER(lpCmdLine);
MSG msg;
HACCEL hAccelTable;
LoadString(hInstance, IDS_APP_TITLE, szTitle, MAX_LOADSTRING); LoadString(hInstance, IDC_STANDARD, szWindowClass, MAX_LOADSTRING); MyRegisterClass(hInstance);
if (!InitInstance (hInstance, nCmdShow))
{
return FALSE;
}
hAccelTable=LoadAccelerators(hInstance,MAKEINTRESOURCE(IDC_STANDARD)); while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0))
{
if (!TranslateAccelerator(msg.hwnd, hAccelTable, &msg))
{
TranslateMessage(&msg); DispatchMessage(&msg);
}
}
return (int)msg.wParam;
}

ATOM MyRegisterClass(HINSTANCE hInstance)
{
WNDCLASSEX wcex;
wcex.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);
wcex.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;


wcex.lpfnWndProc = WndProc; wcex.cbClsExtra = 0;
wcex.cbWndExtra = 0; wcex.hInstance = hInstance;
wcex.hIcon = LoadIcon(hInstance, MAKEINTRESOURCE(IDI_STANDARD)); wcex.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
wcex.hbrBackground = (HBRUSH)(COLOR_WINDOW+1); wcex.lpszMenuName = MAKEINTRESOURCE(IDC_STANDARD); wcex.lpszClassName = szWindowClass;
wcex.hIconSm = LoadIcon(wcex.hInstance, MAKEINTRESOURCE(IDI_SMALL)); return RegisterClassEx(&wcex);
}

BOOL InitInstance(HINSTANCE hInstance, int nCmdShow)
{
HWND hWnd;
hInst = hInstance;
hWnd = CreateWindow(szWindowClass, szTitle, WS_OVERLAPPEDWINDOW, CW_USEDEFAULT, 0, CW_USEDEFAULT, 0, NULL, NULL, hInstance, NULL);
if (!hWnd)
{
return FALSE;
}
ShowWindow(hWnd, nCmdShow); UpdateWindow(hWnd);
return TRUE;
}

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
int wmId, wmEvent; PAINTSTRUCT ps;
HDC hdc;
switch (message)
{
case WM_COMMAND:
wmId = LOWORD(wParam); // эквивалентно (wParam & 0xffff) wmEvent = HIWORD(wParam); // эквивалентно (wParam >> 16) switch (wmId)
{
case IDM_ABOUT:
DialogBox(hInst, MAKEINTRESOURCE(IDD_ABOUTBOX), hWnd, About); break;
case IDM_EXIT: DestroyWindow(hWnd); break;
default: return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
}
break; case WM_PAINT:
hdc = BeginPaint(hWnd, &ps);
// Здесь добавляем код для вывода в окно EndPaint(hWnd, &ps);
break;
case WM_DESTROY: PostQuitMessage(0); break;
default: return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
}
return 0;
}

INT_PTR CALLBACK About(HWND hDlg, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
UNREFERENCED_PARAMETER(lParam);
switch (message)
{
case WM_INITDIALOG: return (INT_PTR)TRUE; case WM_COMMAND:
if (LOWORD(wParam) == IDOK || LOWORD(wParam) == IDCANCEL)
{
EndDialog(hDlg, LOWORD(wParam)); return (INT_PTR)TRUE;
}
break;
}
return (INT_PTR)FALSE;
}
				

Некоторые комментарии к стандартной заготовке

#define MAKEINTRESOURCEA(i) ((LPSTR)((ULONG_PTR)((WORD)(i))))
#define MAKEINTRESOURCEW(i) ((LPWSTR)((ULONG_PTR)((WORD)(i))))
#ifdef UNICODE
#define MAKEINTRESOURCE MAKEINTRESOURCEW
#else
#define MAKEINTRESOURCE MAKEINTRESOURCEA
#endif // !UNICODE
				

if (!TranslateAccelerator(msg.hwnd, hAccelTable, &msg)),
				

PAINTSTRUCT ps;
HDC hdc;
				

Обработка сообщений

Нажатие клавиши

ПРИМЕЧАНИЕ
На самом деле генерируются сообщения о нажатии и отпускании клавиши WM_KEYDOWN, WM_KEYUP и лишь затем WM_CHAR.

case WM_CHAR:
				

ПРИМЕЧАНИЕ
В библиотеке STL (Standard Template Library) описаны классы string и wstring, ко- торые являются реализацией базового класса basic_string<> для типов char и wchar_t соответственно. В Visual Studio 2010 этот класс размещен в файле xstring и принадлежит стандартному пространству имен std, как и вся библиотека STL.

#include 
typedef std::basic_string, std::allocator > String;
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lPa- ram)
{
PAINTSTRUCT ps;
HDC hdc;
static String str; switch (message)
{
case WM_CHAR:
str += (TCHAR)wParam; InvalidateRect(hWnd, NULL, TRUE); break;
case WM_PAINT:
hdc = BeginPaint(hWnd, &ps);
TextOut(hdc, 0, 0, str.data(), str.size()); EndPaint(hWnd, &ps);
break;
case WM_DESTROY: PostQuitMessage(0); break;
default: return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
}
return 0;
}
				

static String str;
				

ПРИМЕЧАНИЕ
В Windows принято, что за содержимое окна несет ответственность приложение, его создавшее. Операционная система может лишь послать сообщение о необходимости перерисовки окна или его части.

				
InvalidateRect():
BOOL WINAPI InvalidateRect(HWND hWnd, CONST RECT *lpRect, BOOL bErase),
которая объявляет недействительный прямоугольник *lpRect в окне hWnd.
				

DC hdc;
				

hdc: HDC WINAPI BeginPaint(HWND hWnd, LPPAINTSTRUCT lpPaint);
				

struct PAINTSTRUCT {
HDC hdc; //Контекст устройства
BOOL fErase; //Если TRUE — фон окна перерисовывается RECT rcPaint; //Недействительный прямоугольник
BOOL fRestore; //Резерв
BOOL fIncUpdate; //Резерв
BYTE rgbReserved[32]; //Резерв
};
				

TextOut(hdc, 0, 0, str.data(), str.size());
				

				BOOL WINAPI EndPaint(HWND hWnd, CONST PAINTSTRUCT *lpPaint)
				

ПРИМЕЧАНИЕ
Обычно Windows-приложения работают с "общим контекстом экрана", который и создается в стандартной заготовке. Однако приложение может создавать и "частные контексты экрана", которые существуют все время жизни приложения. Для этого класс окна должен быть зарегистрирован со стилем CS_OWNDC. Однако это приводит к неэффективному расходованию оперативной памяти.

Сообщение мыши

				
TCHAR *r_str = _T("Нажата правая кнопка мыши"); TCHAR *l_str = _T("Нажата левая кнопка мыши");
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lPa- ram)
{
HDC hdc; int x, y;
switch (message)
{
case WM_RBUTTONDOWN:
x = LOWORD(lParam); y = HIWORD(lParam); hdc = GetDC(hWnd);
TextOut(hdc, x, y, r_str, _tcsclen(r_str)); ReleaseDC(hWnd, hdc);
break;
case WM_LBUTTONDOWN:

x = LOWORD(lParam); y = HIWORD(lParam); hdc = GetDC(hWnd);
TextOut(hdc, x, y, l_str, _tcsclen(l_str)); ReleaseDC(hWnd, hdc);
break; case WM_RBUTTONUP: case WM_LBUTTONUP:
InvalidateRect(hWnd, NULL, TRUE); break;
case WM_DESTROY: PostQuitMessage(0); break;
default: return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
}
return 0;
}
				

case WM_LBUTTONDOWN:
if (MK_SHIFT & wParam)
if (MK_CONTROL & wParam)
{
//Нажаты клавиши Shift и Ctrl
}

{

}
else

{

else

//Нажата клавиша Shift

if (MK_CONTROL & wParam)

}

break;
//Нажата клавиша Ctrl

else
{
//Регистровые клавиши не нажаты
}

				

	if (MK_SHIFT|MK_CONTROL|MK_LBUTTON == wParam). . .
	
				

Создание окна

Таймер

UINT_PTR WINAPI SetTimer(HWND hWnd, UINT_PTR nIDEvent, UINT uElapse, TIMERPROC lpTimerFunc);
				

VOID CALLBACK TimerProc(
HWND hWnd, // Дескриптор окна UINT uMsg, // WM_TIMER сообщение
UINT_PTR idEvent, // Номер таймера
DWORD dwTime // Текущее системное время
);
				

SetTimer(hWnd, 1, 1000, NULL);
				

t++;
InvalidateRect(hWnd, NULL, TRUE);
				

_tcscat(str, _itot(t, s, 10)); TextOut(hdc, 0, 0, str, _tcsclen(str));
				

KillTimer(): BOOL WINAPI KillTimer(HWND hWnd, UINT_PTR uIDEvent);

Листинг 1.5. Оконная функция для таймера

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
PAINTSTRUCT ps;
HDC hdc; static int t;
TCHAR s[10], str[20] = _T("Секунды: "); switch (message)
Интерфейс Windows-приложения 29
image

{
case WM_CREATE :
SetTimer(hWnd, 1, 1000, NULL); break;
case WM_TIMER :
t++;
InvalidateRect(hWnd, NULL, TRUE); break;
case WM_PAINT:
hdc = BeginPaint(hWnd, &ps);
_tcscat(str+9, _itot(t, s, 10)); TextOut(hdc, 0, 0, str, _tcsclen(str)); EndPaint(hWnd, &ps);
break; case WM_DESTROY:
KillTimer(hWnd, 1); PostQuitMessage(0); break;
default: return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
}
return 0;
}

				

Content

Content

Content

Content

Content

Content

Content

Content