第1章 Windows程序内部运行机制

参考： https://blog.csdn.net/u014162133/article/details/46573873

 

1、Windows API与Win32 SDK

操作系统提供了各种方便开发Windows应用程序的编程接口，所有的函数都在Windows.h头文件中声明。Win32 SDK(Software Development Kit): 即Windows 32位平台下的软件开发包，包括API函数，帮助文档，微软提供的一些辅助开发工具。

2、窗口与句柄

窗口是屏幕上一块矩形区域，是Windows应用程序与用户进行交互的接口。窗口分为客户区和非客户区。在Windows应用程序中，窗口是通过窗口句柄(HWND)来标识的，要对某个窗口进行操作，首先就要得到这个窗口的句柄。其它各种资源(窗口，图标，光标等)，系统在创建这些资源时会为它们分配内在，并返回标识这些资源的标识号，即句柄。比如：图标句柄(HICON)、光标句柄(HCURSOR)、画刷句柄(HBRUSH)。

3、消息与消息队列

消息:在Windows中由结构体MSG来表示，

typedef struct tagMSG{
    HWND hwnd; //消息所属的窗口的句柄
    UINT message; //消息本身标识符，由一数值表示，系统对消息定义为WM_XXX宏(WM为Windows Message缩写)
    WPARAM wParam; //随消息的不同附加信息也不同
    LPARAM lParam; //消息的附加参数
    DWORD time; //消息投递的时间
    POINT pt; //鼠标当前位置
}MSG;

消息队列:每当一个Windows应用程序创建后，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的窗口的消息，消息产生后被投递到消息队列中，应用程序通过一个消息循环不断的从消息队列中取出消息进行响应。响应过程由系统向应用程序发送消息，实际就是调用应用程序的消息处理函数。

4、创建一个完整的Win32程序，该程序实现创建一个窗口，其中主要步骤为：

(1) WinMain函数的定义

(2) 创建一个窗口（创建一个完整的窗口需要四个步骤：设计窗口类、注册窗口类、创建窗口、显示和更新窗口）

(3) 进行消息循环

(4) 编写窗口过程函数

5、

int WINAPI WinMain(
    HINSTANCE hInstance, //当前运行的应用程序的实例句柄
    HINSTANCE hPrevInstance, //Win32环境下，这个参数总是NULL
    LPSTR lpCmdLine, //传递给应用程序的命令行参数
    int nCmdShow //程序的窗口显示状态，例如最大化、最小化、隐藏等
    );

 

typedef struct _WNDCLASS {
    UINT style; //这一类型窗口的样式(CS_HREDRAW、CS_VREDRAW、CS_NOCLOSE、CS_DBLCLKS)
    WNDPROC lpfnWndProc; //是一个函数指针，指向窗口过程函数，窗口过程函数是一个回调函数
    int cbClsExtra; //一定字节数的附加内存空间（类附加内存），一般我们将这个参数设置为0
    int cbWndExtra; //一定字节数的附加内存空间（窗口附加内存），一般我们将这个参数设置为0
    HINSTANCE hInstance; //包含窗口过程的程序的实例句柄
    HICON hIcon; //窗口类的图标句柄，如果这个值为NULL，那么系统将提供一个默认的图标
    HCURSOR hCursor; //窗口类的光标句柄
    HBRUSH hbrBackground; //窗口类的背景画刷句柄，可以是一个画刷的句柄，也可以是一个标准的颜色值
    LPCTSTR lpszMenuName; //菜单资源的名字。如果使用菜单资源的ID，需要用MAKEINTRESOURCE进行转换。如果该值为NULL，那么创建的窗口没有默认的菜单。注意，菜单并不是一个窗口
    LPCTSTR lpszClassName; //窗口类的名字
} WNDCLASS, *PWNDCLASS;

//lpWndClass为窗口类对象的指针
ATOM WINAPI RegisterClass(const WNDCLASS *lpWndClass);

HWND WINAPI CreateWindow(
    LPCTSTR lpClassName, //窗口类名称
    LPCTSTR lpWindowName, //窗口名称，如果指定了标题栏，则显示在标题栏上
    DWORD dwStyle, //窗口风格，或称窗口格式，窗口类型
    int x, //窗口左上角 x 坐标
    int y, //窗口左上角y 坐标
    int nWidth, //窗口宽度
    int nHeight, //窗口高度
    HWND hWndParent, //父窗口句柄
    HMENU hMenu, //窗口菜单句柄
    HINSTANCE hInstance, //窗口所属的应用程序实例句柄
    LPVOID lpParam //作为WM_CREATE消息的附加参数传入的数据指针。在创建多文档界面的窗口时，lpParam必须指向CLIENTCREATESTRUCT结构体。多数窗口将这个参数设置为NULL
    );

6、窗口类型WS_OVERLAPPEDWINDOW:

7、

8、

//该函数通过发送一个WM_PAINT消息来刷新窗口，该消息直接发送给窗口过程函数处理，不会进消息队列。
BOOL UpdateWindow(HWND hWnd);

9、消息循环

TranslateMessage函数用于将虚拟键消息转换为字符消息，比如，将WM_KEYDOWN和WM_KEYUP消息的组合转换为一条WM_CHAR消息，并将转换后的新消息投递到消息队列中。

从消息队列中获取消息，也可以用PeekMessage，

BOOL PeekMessage(
    LPMSG lpMsg,
    HWND hWnd,
    UINT wMsgFilterMin,
    UINT wMsgFilterMax,
    UINT wRemoveMsg
    );

前4个参数和GetMessage的4个参数的作用相同。最后一个参数指定消息的获取方式，如果设为PM_NOREMOVE，那么消息不会从消息队列中移除；如果设为PM_REMOVE，那么消息会从消息队列中移除（与GetMessage函数的行为一致）。

10、回调函数

LRESULT CALLBACK WindowProc(
    HWND hwnd, //窗口句柄
    UINT uMsg, //消息标识码
    WPARAM wParam, //附加参数
    LPARAM lParam //附加参数
    );

回调函数的实现机制：

(1) 定义一个回调函数

(2) 提供函数实现的一方在初始化的时候，将回调函数的函数指针注册给调用者

(3) 当特定的事件或条件发生的时候，调用者使用函数指针调用回调函数对事件进行处理

 

针对Windows的消息处理机制，窗口过程函数被调用的过程如下:

(1) 在设计窗口类的时候，将窗口过程函数的地址赋值给lpfnWndProc成员变量

(2) 调用RegisterClass(&wndclass)注册窗口类，那么系统就有了我们所编写的窗口过程函数的地址

(3) 当应用程序接收到某一窗口的消息，调用DispatchMessage(&msg)将消息回传给系统。系统则利用先前注册窗口类时得到函数指针，调用窗口过程函数对消息进行处理。

11、

(10)

//加载图标资源，返回系统分配给该图标的句柄，如果加载的是系统的标准图标，第一个参数必须为NULL，
//LPCTSTR被定义为CONST CHAR*(指向常量的字符指针)，图标的ID是一个常数，
//要使用MAKEINTRESOUCE宏把资源ID标识转换为需要的LPCTSTR类型
HICON LoadIcon(HINSTANCE hInstance， LPCTSTR lpIconName);

//使用方法参考LoadIcon
HCURSOR LoadCursor(HINSTANCE hlnstance，LPCTSTR lpCursorName);

(11) sprintf格式化字符，其头文件为stdio.h，在MFC中格式化字符用CString.Format
(12) GetDC()与ReleaseDC()要成对使用，否则会内存泄漏。同样，BeginPaint()与EndPaint()，这两个Parint只能在WM_PAINT消息中调用。

(13) HGDIOBJ GetStockObject(int fnObject); 获取画笔、画刷、字体、调色板的句柄，由于该函数可以返回多种资源对象的句柄，使用时需要对返回值进行类型转换，

如：hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject(NULL_BRUSH ) //创建空画刷

(14) 什么时候用NULL，什么时候用0。答，对指针赋值时用NULL，对变量赋值时用0。 

(15) 什么是野指针？答：将指针指向的内存释放后，此指针即变成野指针！

如何避免野指针？答：将此指针指向NULL即可，p=NULL;

12、

#include <stdio.h>
#include <windows.h>
#include <stdexcept>
using namespace std;

//回调函数原型声明,返回长整形的结果，CALLBACK表示stdcall调用
LRESULT CALLBACK WinProc(
                            HWND hwnd,      // handle to window
                            UINT uMsg,      // message identifier
                            WPARAM wParam,  // first message parameter
                            LPARAM lParam   // second message parameter
);

//(1) WinMain函数,程序入口点函数
int WINAPI WinMain(
                   HINSTANCE hInstance,      // handle to current instance
                   HINSTANCE hPrevInstance,  // handle to previous instance
                   LPSTR lpCmdLine,          // command line
                   int nCmdShow              // show state
                   ){
    //(2)
    //一.设计一个窗口类,类似填空题，使用窗口结构体
    WNDCLASS wnd;
    wnd.cbClsExtra = 0; //类的额外内存
    wnd.cbWndExtra = 0;    //窗口的额外内存
    wnd.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject(NULL_BRUSH);//创建一个空画刷填充背景
    //加载游标,如果是加载标准游标,则第一个实例标识设置为空
    wnd.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_CROSS);
    wnd.hIcon = LoadIcon(NULL, IDI_ERROR);
    wnd.hInstance = hInstance;//实例句柄赋值为程序启动系统分配的句柄值
    wnd.lpfnWndProc = WinProc;//消息响应函数
    wnd.lpszClassName = "gaojun";//窗口类的名子,在注册时会使用到
    wnd.lpszMenuName = NULL;//默认为NULL没有标题栏
    wnd.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;//定义为水平和垂直重画
    //二.注册窗口类
    RegisterClass(&wnd);
    //三.根据定制的窗口类创建窗口
    HWND hwnd;//保存创建窗口后的生成窗口句柄用于显示
    //如果是多文档程序,则最后一个参数lParam必须指向一个CLIENTCREATESTRUCT结构体
    hwnd = CreateWindow("gaojun", "WIN32应用程序", WS_OVERLAPPEDWINDOW,
 CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, 800, 600, NULL, NULL, hInstance, NULL);
    //四.显示窗口
    ShowWindow(hwnd, SW_SHOWDEFAULT);
    //五.更新窗口
    UpdateWindow(hwnd);
    
    //(3).消息循环
    MSG msg;//消息结构体
    //如果消息出错,返回值是-1,当GetMessage从消息队列中取到是WM_QUIT消息时,返回值是0
    //也可以使用PeekMessage函数从消息队列中取出消息
    BOOL bSet;
    while((bSet = GetMessage(&msg, NULL, 0, 0)) != 0){
        if (-1 ==  bSet)
        {
            return -1;
        }
        else{
            TranslateMessage(&msg);
            DispatchMessage(&msg);
        }
    }
    return 0;//程序结束,返回0
}

//消息循环中对不同的消息各类进行不同的响应
LRESULT CALLBACK WinProc(
                         HWND hwnd,      // handle to window
                         UINT uMsg,      // message identifier
                         WPARAM wParam,  // first message parameter
                         LPARAM lParam   // second message parameter
                         ){
    switch (uMsg)
    {
    case WM_CHAR://字符按键消息
        char szChar[20];
        sprintf(szChar, "char is %d;", wParam);//格式化操作,stdio.h
        MessageBox(hwnd, szChar, "gaojun", 0);//输出操作windows.h中
        break;
    case WM_LBUTTONDOWN://鼠标左键按下消息
        MessageBox(hwnd, "this is click event!", "点击", 0);
        HDC hdc;
        hdc = GetDC(hwnd);//获取设备上下文句柄,用来输出文字
        //在x=0,y=50(像素)的地方输出文字
        TextOut(hdc, 0, 50, "响应WM_LBUTTONDONW消息!", 
strlen("响应WM_LBUTTONDONW消息!"));
        ReleaseDC(hwnd, hdc);//在使用完DC后一定要注意释放
        break;
    case WM_PAINT://窗口重给时报消息响应
        HDC hDc;
        PAINTSTRUCT ps;
        hDc = BeginPaint(hwnd, &ps);
        TextOut(hDc, 0, 0, "这是一个Paint事件!", strlen("这是一个Paint事件!"));
        EndPaint(hwnd, &ps);
        break;
    case WM_CLOSE://关闭消息
        if (IDYES == MessageBox(hwnd, "确定要关闭当前窗口?", "提示", MB_YESNO))
        {
            DestroyWindow(hwnd);//销毁窗口
        }        
        break;
    case WM_DESTROY:
        PostQuitMessage(0);//在响应消息后,投递一个退出的消息使用程序安全退出
        break;
    default:
        return DefWindowProc(hwnd, uMsg, wParam, lParam);//调用缺省的消息处理过程函数
    }
    return 0;
}