C语言程序设计大作业报告-界面编程——简谐运动.doc

学 院电子信息学院班 级学 号姓 名摘要在高级编程技术中的Windows界面编程的SDK编程框架下的软件开发编程。此程序编写了Windows界面，可以打开菜单，实现运行弹出对话框，输入简谐运动初相位X0，初速度V0和角频率W，并选择查看图像模式sin和cos曲线，计算得出简谐振动方程，绘出简谐振动图像。还有计算简谐运动能流密度I。基于教材中的利用Heron公式编写计算三角形面积的窗口程序，重新编写一个窗口程序计算物理上简谐运动方程和能流密度。并且有所创新，加了一个图形输出，是根据简谐运动方程绘制曲线，将单调的界面丰富了，产生了可视化的效果，更加人性化。此程序虽没有动态效果，但能把静态完整的表示出来，数形结合，更易理解，明白，有着较强的实用性。可做物理演示程序，更加灵活地表现出物理现象。 目录1 摘要31.1 设计题目31.2 设计内容31.3 开发工具31.4 应用平台32 详细设计32.1 程序结构32.2 主要功能42.3 函数实现42.4 开发日志53 程序调试及运行63.1 程序运行结果63.2 程序使用说明73.3 程序开发总结74 附件（源程序）81 摘要1.1 设计题目界面编程简谐运动1.2 设计内容基于Windows界面编程下的SDK编程框架，设计一个带有对话框、GDI图形输出的Windows窗口的程序，实现求解简谐运动方程，能流密度，绘制简谐振动曲线。运行程序，初始化，X0=V0=W=1时的简谐运动方程和简谐振动曲线。当点击“运行|计算绘图”时，弹出对话框对简谐运动初相位X0，初速度V0和角频率W进行修改，点击“确认”，就能计算出简谐运动方程，能流密度，绘制简谐振动曲线，这些结果在窗口显示。1.3 开发工具Visual C+ 6.0和Win32SDKApp1.4 应用平台Windows 2000/XP/Vista 32位2 详细设计2.1 程序结构一、程序的整体结构首先定义资源头文件resource.h；在进行资源描述文件，此过程可通过可视化操作；正式进入编写程序代码： 1、由Win32SDKApp自动生成的SDK编程框架： 头文件 包含所有头文件或链接库文件 全局定义 应用实例、主窗口变量、数据结构等全局定义，固定不变 消息处理函数原型 给出所有消息处理函数的原型，增加/删除消息处理时变动 消息映射表宏定义 定义消息映射表，增加/删除消息处理时变动 窗口过程 窗口过程函数的实现，固定不变 注册窗口类 注册窗口类函数的实现，除非修改窗口属性，一般不动 初始化窗口 初始化窗口函数的实现，除非修改窗口初始化值，一般不动 消息循环 Windows应用程序主消息循环，一般不动 主函数 Windows应用程序基本结构，一般不动 消息处理函数实现 在这编写消息处理函数 2、再对SDK编程框架进行修改： 设置了快捷键就必须对消息循环函数修改 在编写消息处理函数之前： 在消息处理函数原型模块中加入要添加的消息处理函数（如WM_COMMAND、 WM_ONPAIT） 在消息映射表模块增加该消息映射 在消息处理函数实现模块中给出该消息处理函数的实现 如果消息处理函数之间有共享使用的变量，则将它定义为全局变量。 如果消息处理函数需要保持数据，则将它定义为静态局部变量。 由于增加了对话框，需加一个CALLBACK DlgProc对话框过程2、 程序的流程 在WM_COMMAND命令函数中，打开“运行|计算绘图”时，弹出对话框，CALLBACK DlgProc 对话框过程函数运行： 初始化时，将X0、V0、W的值给三个编辑框； 当按“确定”键重新从三个编辑框获取数据，此时WM_COMMAND命令函数中接到命令， 重绘窗口。 在WM_ONPAIT 重绘消息处理函数里，进行数据计算，存入文本，在输出文本。 就这样实现了一次确定功能 2.2 主要功能一、程序实现了计算物理上简谐运动方程和能流密度。 1、这个通过C语言编写，在定义变量时特别注意： 如果消息处理函数之间有共享使用的变量，则将它定义为全局变量，此处用了一个结构体 数据类型的全局变量struct WAVE确定波的三个特性。CALLBACK DlgProc与WM_ONPAIT 共用struct WAVE。 如果消息处理函数需要保持数据，则将它定义为静态局部变量。定义char buf200；const char szTitle=简谐曲线; 2、sprintf函数将数据写进文本，通过调用Windows函数中的TextOut可在窗口中实现输出文本二、程序实现了对简谐运动曲线的绘制。 Windows通过图形设备接口GDI对图形输出进行支持。调用MoveToEx和LineTo画线函数、 SetPixel画点函数。再通过for循环结构对图形的线、点连续输出，会出简谐运动曲线。2.3 函数实现在这就写一下与SDK编程框架不同的地方：一、消息循环函数 添加快捷键代码 HACCEL hAccelTable; hAccelTable=LoadAccelerators(hInst,(LPCTSTR)IDR_APP)；二、消息处理函数原型 添加函数原型 LRESULT OnPaint(HWND hWnd,UINT message,WPARAM wParam,LPARAM lParam); LRESULT OnCommand(HWND hWnd,UINT message,WPARAM wParam,LPARAM lParam);三、消息映射表宏定义 添加函数映射 ON_MSG(WM_PAINT, OnPaint) ON_MSG(WM_COMMAND, OnCommand) 四、消息处理函数 WM_ONPAIT 重绘消息处理函数 独立自主编写 1、如果消息处理函数之间有共享使用的变量，则将它定义为全局变量，此处用了一个结构体 数据类型的全局变量struct WAVE确定波的三个特性。CALLBACK DlgProc与WM_ONPAIT 共用struct WAVE。 如果消息处理函数需要保持数据，则将它定义为静态局部变量。定义char buf200；const char szTitle=简谐曲线; sprintf函数将数据写进文本，通过调用Windows函数中的TextOut可在窗口中实现输出文本 2、调用MoveToEx和LineTo画线函数、SetPixel画点函数。再通过for循环结构对图形的线、点 连续输出，会出简谐运动曲线。 WM_COMMAND命令函数 添加 int r;switch (LOWORD(wParam) case IDM_RUN: r=DialogBoxParam(hInst,(LPCTSTR)IDD_INPUT,hWnd,DlgProc,(LPARAM)&x);if (r=IDOK)InvalidateRect(hWnd,NULL,TRUE); break; 五、CALLBACK DlgProc对话框过程函数 对照实例编写2.4 开发日志刚开始的时候，先对书上的利用Heron公式编写计算三角形面积的窗口程序例子进行输入调试，发现总通不过，继续排错，发现有好多输入错误，大小写，没有分号等问题，面对错误不要惊慌，毕竟头一次编Windows窗口程序，但我把所有错排完以后，出现了一个问题，输出结果不是我想要的。这时就纠结。不知是哪个数据泄露了，或者不是自己控制。所以只得重新编写，看是哪出问题了。在一次一次的反复尝试中总结了，那些函数是干什么的，怎样值传递。在一次一次的摸索当中，不断的积累，对Windows窗口程序有了新的了解。最后，发现成功了，运行很好。在这基础上，就要涉及开始自己的程序了。首先，确定要干啥，与书上的不要差距太远，就选了一个求解物理上简谐运动方程的算法。在改参数的时候，很容易出错，需要更改好几次。但参数改好的时候，运行计算，结果是真确的。感觉非常好。继续对他进行修改，将对话框的设计的更加合理，增加了图像图标，文字描述，选择框等，再将TITLE名修改为简谐运动，将这些表面工作做好，再将窗口输出文本更加合理看起来更加美观。在进行进一步改进，将图形输出与此程序结合，加一个图形输出，简谐运动曲线的绘制，通过调用MoveToEx和LineTo画线函数、SetPixel画点函数，确定屏幕中心，画坐标轴x轴和y轴，再把坐标轴的刻度标出来，x轴上有红点刻度，线段刻度，清楚；y轴上有峰值线而且标有刻度值随着峰值变动，并且能够调整位置。在对GDI图形输出有足够的认识时，能够轻松地解决效果非常好。 将这些代码编好以后对他进行调试，编译通过，整个程序趋向完善。最终，呈现现在的界面。3 程序调试及运行3.1 程序运行结果程序运行弹出窗口（初始化数据X0=V0=W=1） 点击“运行|计算绘图”弹出对话框（输入初相位X0，初速度V0和角频率W） 点击“确认”刷新窗口（重新计算绘图） /*3.2 程序使用说明1、 运行程序初始化 窗口显示X0=V0=W=1时的简谐运动方程和简谐振动曲线2、 点击“运行|计算绘图”（可以用Ctrl+R快捷键)弹出对话框 首先选择sin和cos曲线类型 然后输入初相位X0，初速度V0和角频率W3、点击“确认”窗口显示计算绘图结果4、运行结束点击“运行|退出”（可用快捷键Alt+X）退出窗口3.3 程序开发总结编写界面编程的收获很多：1、 了解了一些Windows界面编程语言，能够读懂一些程序2、 能够在SDK框架下编写窗口程序3、 能够运用Windows界面编程解决一些实际问题4、 当然还有，编写成功带来的快乐对编写程序的思考：1、其实任何语言都有相同之处，了解其本质；就能很快地掌握另一门语言。 Windows界面编程语言主要都是大写英文字母，大多数是首字母大写。在要用的时候可以直接查找这方面的书籍，很快就知道什么意义怎么用。调用函数也是同样的道理，可以根据要实现的功能来查找相应的函数。可已不用背许多代码。2、 Windows界面编程有着巨大的现实作用，是C语言的延伸和拓展，一个C语言具体应用的实例 可通过Windows界面编程提高C语言的编程能力，同时解决实际问题，来方便生活和学习，将 计算机的作用发挥出来了。发展编程能力，最终达到：灵活自如应用，丰富多彩呈现。4 附件（源程序）Resource.h文件：（资源头文件定义）#define IDI_APP 100#define IDI_APPSMALL 101#define IDR_APP 102#define IDD_DIALOG1 129#define IDD_INPUT 129#define IDR_ACCELERATOR1 130#define IDS_APP_TITLE 1000#define IDC_EDIT1 1000#define IDC_RADIO1 1001#define IDC_EDIT2 1002#define IDC_EDIT3 1003#define IDC_RADIO2 1004#define IDM_RUN 1101#define IDM_FILE_OPEN 1102#define IDM_EXIT 1103#define IDM_ABOUT 1104#define IDC_STATIC -1 #ifdef APSTUDIO_INVOKED#ifndef APSTUDIO_READONLY_SYMBOLS#define _APS_NEXT_RESOURCE_VALUE 131#define _APS_NEXT_COMMAND_VALUE 32771#define _APS_NEXT_CONTROL_VALUE 1003#define _APS_NEXT_SYMED_VALUE 110#endif#endif简谐运动.rc文件：（资源描述文件）#include resource.h#define APSTUDIO_READONLY_SYMBOLS/ Generated from the TEXTINCLUDE 2 resource./#define APSTUDIO_HIDDEN_SYMBOLS#include windows.h#undef APSTUDIO_HIDDEN_SYMBOLS#include resource.h/#undef APSTUDIO_READONLY_SYMBOLS/ Chinese (中国) resources#if !defined(AFX_RESOURCE_DLL) | defined(AFX_TARG_CHS)#ifdef _WIN32LANGUAGE LANG_CHINESE, SUBLANG_CHINESE_SIMPLIFIED#pragma code_page(936)#endif /_WIN32/ Icon/ Icon with lowest ID value placed first to ensure application icon/ remains consistent on all systems.IDI_APP ICON DISCARDABLE resapp.icoIDI_APPSMALL ICON DISCARDABLE resappsmall.ico/ Menu/IDR_APP MENU DISCARDABLE BEGIN POPUP 运行 BEGIN MENUITEM 计算绘图(&R)tCtrl+R, IDM_RUN MENUITEM SEPARATOR MENUITEM 退出(&X), IDM_EXIT ENDEND / Accelerator/IDR_APP ACCELERATORS MOVEABLE PURE BEGIN R, IDM_RUN, VIRTKEY, CONTROL X, IDM_EXIT, VIRTKEY, ALTENDIDR_ACCELERATOR1 ACCELERATORS DISCARDABLE BEGIN R, IDM_RUN, VIRTKEY, NOINVERTEND#ifdef APSTUDIO_INVOKED/ TEXTINCLUDE/2 TEXTINCLUDE DISCARDABLE BEGIN #define APSTUDIO_HIDDEN_SYMBOLSrn #include windows.hrn #undef APSTUDIO_HIDDEN_SYMBOLSrn #include resource.hrn 0END3 TEXTINCLUDE DISCARDABLE BEGIN rn 0END1 TEXTINCLUDE DISCARDABLE BEGIN resource.h0END#endif / APSTUDIO_INVOKED/ Dialog/IDD_INPUT DIALOG DISCARDABLE 0, 0, 187, 170STYLE DS_MODALFRAME | WS_POPUP | WS_CAPTION | WS_SYSMENUCAPTION 计算绘图FONT 10, SystemBEGIN DEFPUSHBUTTON 确定,IDOK,21,139,50,14 PUSHBUTTON 取消,IDCANCEL,112,139,50,14 GROUPBOX 切换,IDC_STATIC,37,12,112,24 EDITTEXT IDC_EDIT1,42,65,111,14,ES_AUTOHSCROLL LTEXT X0:,IDC_STATIC,20,68,12,8 CONTROL COS曲线,IDC_RADIO1,Button,BS_AUTORADIOBUTTON,100,23, 46,10 ICON IDI_APP,IDC_STATIC,0,1,20,20 EDITTEXT IDC_EDIT2,42,93,111,14,ES_AUTOHSCROLL EDITTEXT IDC_EDIT3,42,119,111,14,ES_AUTOHSCROLL LTEXT V0:,IDC_STATIC,19,96,11,8 LTEXT W:,IDC_STATIC,19,122,10,8 CONTROL SIN曲线,IDC_RADIO2,Button,BS_AUTORADIOBUTTON,46,23, 44,10 LTEXT 输入初相位X0、初速度V0、角频率W:,IDC_STATIC,28,46,131, 8END/ DESIGNINFO/#ifdef APSTUDIO_INVOKEDGUIDELINES DESIGNINFO DISCARDABLE BEGIN IDD_INPUT, DIALOG BEGIN LEFTMARGIN, 7 RIGHTMARGIN, 180 TOPMARGIN, 7 BOTTOMMARGIN, 163 ENDEND#endif / APSTUDIO_INVOKED/ String Table/STRINGTABLE DISCARDABLE BEGIN IDS_APP_TITLE 简谐运动END#endif / Chinese (中国) resources/#ifndef APSTUDIO_INVOKED/ Generated from the TEXTINCLUDE 3 resource./ /#endif / not APSTUDIO_INVOKED 简谐运动.c文件：（程序代码）#include #include resource.h#include #include HINSTANCE hInst; HWND hMainWnd; char szWindowTitle=简谐振动; char szWindowClass=SDKWIN32APP; struct WIN_MSGMAP_ENTRY UINT nMessage; LRESULT (*pfn)(HWND hWnd,UINT message,WPARAM wParam,LPARAM lParam);#define BEGIN_MESSAGE_MAP() const struct WIN_MSGMAP_ENTRY _messageEntries=#define ON_MSG(nMessage,pfn) nMessage, pfn,#define END_MESSAGE_MAP() 0, NULL ;LRESULT OnPaint(HWND hWnd,UINT message,WPARAM wParam,LPARAM lParam);LRESULT OnCommand(HWND hWnd,UINT message,WPARAM wParam,LPARAM lParam);BEGIN_MESSAGE_MAP()ON_MSG(WM_PAINT, OnPaint) ON_MSG(WM_COMMAND, OnCommand) END_MESSAGE_MAP()LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd,UINT message,WPARAM wParam,LPARAM lParam)WORD i;for(i=0;_messageEntriesi.nMessage; i+) if (message=_messageEntriesi.nMessage) if (message!=WM_DESTROY) return (*_messageEntriesi.pfn)(hWnd,message,wParam,lParam);(*_messageEntriesi.pfn)(hWnd,message,wParam,lParam);break;if (message=WM_DESTROY) PostQuitMessage(0); return 0; return DefWindowProc(hWnd,message,wParam,lParam); ATOM MyRegisterClass(HINSTANCE hInstance)WNDCLASSEX wcex;wcex.cbSize= sizeof(WNDCLASSEX); wcex.style= CS_HREDRAW|CS_VREDRAW|CS_DBLCLKS;wcex.lpfnWndProc= (WNDPROC)WndProc; wcex.cbClsExtra= 0;wcex.cbWndExtra= 0;wcex.hInstance= hInstance; wcex.hIcon= LoadIcon(hInstance,(LPCTSTR)IDI_APP);wcex.hCursor= LoadCursor(NULL,IDC_ARROW); wcex.hbrBackground= (HBRUSH)GetStockObject(WHITE_BRUSH); wcex.lpszMenuName= (LPCSTR)IDR_APP; wcex.lpszClassName= szWindowClass; wcex.hIconSm= LoadIcon(hInstance,(LPCTSTR)IDI_APPSMALL); return RegisterClassEx(&wcex); BOOL InitInstance(HINSTANCE hInstance, int nCmdShow)DWORD ds=WS_OVERLAPPEDWINDOW|WS_CLIPCHILDREN; hInst=hInstance; hMainWnd=CreateWindow(szWindowClass,szWindowTitle,ds,CW_USEDEFAULT,0,CW_USEDEFAULT,0,NULL,NULL,hInstance,NULL); if (!hMainWnd) return FALSE;ShowWindow(hMainWnd, nCmdShow); UpdateWindow(hMainWnd); return TRUE;int Run() MSG msg;HACCEL hAccelTable;hAccelTable=LoadAccelerators(hInst,(LPCTSTR)IDR_APP); while(GetMessage(&msg,NULL,0,0) if (!TranslateAccelerator(msg.hwnd,hAccelTable,&msg) TranslateMessage(&msg); DispatchMessage(&msg); return msg.wParam; int APIENTRY WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow)MyRegisterClass(hInstance); if (!InitInstance(hInstance,nCmdShow) return 0; return Run(); struct WAVE double X0,V0,W; x=1,1,1;LRESULT CALLBACK DlgProc(HWND hDlg,UINT message,WPARAM wParam,LPARAM lParam)static struct WAVE *px; char buf200;switch (message) case WM_INITDIALOG: px=(struct WAVE *)lParam; sprintf(buf,%lf,px-X0); SetDlgItemText(hDlg,IDC_EDIT1,buf);sprintf(buf,%lf,px-V0); SetDlgItemText(hDlg,IDC_EDIT2,buf); sprintf(buf,%lf,px-W);SetDlgItemText(hDlg,IDC_EDIT3,buf);return TRUE; case WM_COMMAND:switch (LOWORD(wParam) case IDOK: GetDlgItemText(hDlg,IDC_EDIT1,buf,sizeof(buf);px-X0=atof(buf); GetDlgItemText(hDlg,IDC_EDIT2,buf,sizeof(buf);px-V0=atof(buf); GetDlgItemText(hDlg,IDC_EDIT3,buf,sizeof(buf);px-W=atof(buf);case IDCANCEL: EndDialog(hDlg,LOWORD(wParam);return TRUE; return FALSE; #define PI 3.1415926LRESULT OnPaint(HWND hWnd,UINT message,WPARAM wParam,LPARAM lParam)PAINTSTRUCT ps;HDC hdc; RECT rt;int i,mx,my,r=100;char buf200;const char szTitle=简谐曲线;const char T=t; const char Y=Y; const char z=O;char L200;char hk200;char hz200;hdc=BeginPaint(hWnd,&ps); double s,t,I;t=sqrt(x.X0*x.X0+x.V0*x.V0/(x.W*x.W);s=atan(-x.V0/(x.X0*x.W); sprintf(buf,简谐运动方程 Y=%.2lfCOS(%.2lft%+.2lf),t,x.W,s);I=1/2.0*t*t*x.W*x.W;sprintf(hk,能流密度 I=%.2lfpu,I);sprintf(hz,注释:p-介质密度 u-传播速度);GetClientRect(hWnd, &rt); mx=(rt.right+rt.left)/2; my=(rt.bottom+rt.top)/2; TextOut(hdc,100,60,szTitle,strlen(szTitle);MoveToEx(hdc,0,my,NULL); LineTo(hdc,rt.right,my); MoveToEx(hdc,mx,my/6,NULL);LineTo(hdc,mx,rt.bottom);MoveToEx(hdc,0,30*t+my,NULL);LineTo(hdc,rt.right,30*t+my);M