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文档简介

1、信息系统技术基础-2,授课老师: 王志宏;王长军 实验老师: 王长军,Contact Information,Name: 王长军 Office: 721 Tel: 62378372(O);M) Email: Personal Information 2007-Present 物流系, DHU 2005-2006 Computer System Division, SEC 2002-2005 SJTU,课程概要,企业信息化、政府信息化和社会信息化孕育着巨大的软件市场 新技术(IPV6、3G、移动IP、Wibro、蓝牙、RFID)驱动软件市场 新商业模式(E-Commer

2、ce、M-Commerce)拉动软件市场,软件是IT的核心与灵魂,课程概要,王志宏 操作系统相关 王长军 软件项目开发基础 Windows API编程基础(消息机制;进程/线程;图形接口) 软件项目实施基础,Windows消息机制,王长军 2007年7月,讲授内容,1. 课程背景 2. Windows程序的特点 3. 事件与消息系统 4. Windows程序的基本结构 5. 实验:利用API 开发Windows程序实例,1.1 预备知识,Windows操作系统:用过吧! 一门编程语言:C/VB,学过吧!(C#, Java, Delphi) 一个适合Windows程序设计的编译器和开发环境:Mi

3、crosoft Visual C+ 6.0/ Visual Basic 6.0,1.2 课程目标,不是编程 API (Application Programming Interface)而不是MFC (Microsoft Foundation Class) 消化”消息”,1.3 Windows相关,API 就是应用程序编程接口。它是能用来操作组件、应用程序或者操作系统的一组函数。典型的情况下,API 由一个或多个提供某种特殊功能的 DLL 组成 每个 Windows 应用程序都直接或间接地使用了 Windows API 随着 Windows 操作系统的发展,Windows API的内容也在不断

4、扩充之中,1.3 Windows相关,MS-DOS,IBM-PC,有限的I/O函数,1981,OS,硬件,MS1.03.0,16bit HW,API函数,1983,图形环境,NTXP,16/32bit HW,API函数,1993,图形环境,Vista,32/64bit HW,API函数,2006,3D图形环境,过程驱动,消息驱动,1.3 Windows相关,NTXP,32bit HW,API函数,1993,图形环境,Vista,32/64bit HW,API函数,2006,3D图形环境,MFC (Microsoft Foundation Class Library ),WPF (Windows

5、 Presentation Foundation ) WCF (Windows Communication Foundation) WWF (Windows Workflow Foundation),1.3 Windows相关,DOS与Windows驱动机制的区别 DOS是过程驱动 在等待用户输入过程中,所有输入设备(资源)都被“等待”过程抢占了。 Windows是消息(事件)驱动,2. Windows程序的特点,2.1图文 2.2消息 2.3整合,2.1 图文,1不仅是黑底白字 2. 而是 框架菜单按钮滚动条 称为窗口要素 3. 窗口类型 Console 文字类型 Window 菜单+用户区

6、域 Dialog Message Box 4. 实现途径GDI(图形设备接口,GDI32.dll),2.2 消息,不再是循规蹈矩 而是Message based, event driven 窗口程序的主要任务是人机交互 除非人主动结束任务,程序以while循环为主体框架 人不断进行各种输入,计算机不断响应,形成“输入”“响应”的程序结构,2.2 消息,各种类型的“输入”,以消息格式存在 GetMessage()取走一个消息 对事件的响应,即事件驱动 DispatchMessage()处理消息 实现途径User32.dll,2.3 整合,MS Windows结构 OS系统服务(KERNEL):内

7、存管理、程序加载(包括DLL)、任务调度、文件管理 用户接口(USER):窗口和消息管理,以及菜单、控制、对话框、定时器等 图形设备接口(GDI, Graphic Device Interface):管理显示器,为USER与应用程序提供与硬件设备独立的接口 对应的,API函数也分为三类: 系统服务;管理和图形设备函数,2.3 整合,.DLG,.BMP,.ICO,.CUR,.FON,.RC,.H,.C,.OBJ,.LIB DLL Import,.DEF,RC compiler,Text Editor,Dialog Editor,Image Editor,Font Editor,C Compile

8、r,LINKER,.EXE,.RES,3. 事件与消息系统,3.1事件和事件驱动 3.2消息系统 3.3一个具体的窗口程序,3.1 事件和事件驱动,Windows程序为消息而“生”,因消息而“死” 那么,消息从何而来? Windows操作环境中,无论是系统产生的动作或用户运行应用程序产生的动作,称为事件(Events)产生的消息(Message)。 那么,事件又从何而来? 通过输入设备,如键盘和鼠标 通过屏幕上可视的对象,如菜单、工具栏按钮、滚动条和对话框上的控件 来自Windows内部,基于事件驱动的程序模型,3.1 事件和事件驱动,Windows消息系统的组成 消息队列 消息循环 窗口过程

9、,3.2 消息系统,消息的数据结构 消息的数据结构MSG的定义如下: typedef struct tagMSG HWND hwnd; /用以检索消息的窗口句柄 UINT message;/消息值 WPARAM wParam;/包含有关消息的附加信息 LPARAM lParam; /随不同的消息而有所不同 DWORD time;/消息送到队列的时间 POINT pt; /消息发送时,屏幕光标的位置 MSG;,3.2 消息系统,Windows常用消息 WM_LBUTTONDOWN:单击鼠标左键时产生的消息; WM_LBUTTONUP:放开鼠标左键时产生的消息; WM_RBUTTONDOWN:单击

10、鼠标右键时产生的消息; WM_RBUTTONUP:放开鼠标右键时产生的消息; WM_LBUTTONDBLCLK:双击鼠标左键时产生的消息; WM_RBUTTONDBLCLK:双击鼠标右键时产生的消息; WM_CREATE:CreateWindows()函数产生的消息; WM_CLOSE:关闭窗口时产生的消息; WM_QUIT:退出应用程序时由PostQuitMessage()发出的消息; WM_PAINT:Windows系统需要重绘时产生的消息。 ,3.2 消息系统,3.2 消息系统,消息队列 消息队列是系统定义的内存块,用于临时存储消息;或是把消息直接发给窗口过程 在16位的系统中系统中只有

11、一个消息队列 32位的系统中每一运行的程序都会有一个消息队列,支持队列特征的消息驱动模型,3.2 消息系统,消息队列,3.2 消息系统,什么是消息循环 while(GetMessage( ,3.2 消息系统,Windows消息处理示意图,Windows系统,应用 程序 队列A,应用 程序 队列B,系统队列,WinMain函数 消息循环,窗口 函数1,窗口 函数2,WinMain函数 消息循环,窗口 函数1,窗口 函数2,应用程序A,应用程序B,消息循环,WinMain() 初始化; while(GetMessage( ,系统 消息 队列,WndProc(msg) ,switch(msg) ca

12、se MSG1: case MSG2: ,应用 程序 消息 队列,mouse driver,keyboard driver,SendMessage(),USER Module,message from Other window,PostMessage(),system,3.3 一个具体的窗口程序,4. Win32程序的基本结构,4.1. Windows程序组成 4.2. 详解入口,窗口,消息 4.3. Windows数据类型 4.4. Windows程序的“生生死死”,WinMain()程序入口点 注册窗口 RegisterClass() 生成并显示窗口 CreateWindow() Show

13、Window() 消息循环 WndProc()窗口函数(功能实现) 区分消息 switch 根据消息触发相应处理 调用DefWindowProc() 不处理的消息、和需要系统进一步处理的消息 如WM_CLOSE,使用者关闭了窗口。应用程序获得这个消息后,释放了自己的资源,然后让系统进一步执行关闭窗口的动作,4.1. Windows程序组成,WinMain() 初始化; 创建、显示、更新窗口; 建立基于消息的 事件驱动机制 ,WinMain() RegisterClass( ); CreateWindow( ); ShowWindow( ); UpdateWindow( ); while(Get

14、Message( ,WinMain()程序入口点,4.2. 详解入口,4.2. 详解入口,WinMain函数的原型如下: int WINAPI WinMain ( HINSTANCE hInstance, / 当前实例句柄 HINSTANCE hPrevInstance, / 以前的实例句柄 LPSTR lpCmdLine, / 指向命令行参数的指针 int nCmdShow ) / 窗口的显示状态,初始化包括 定义窗口 注册窗口 创建窗口 显示窗口 需要注意的是,在显示窗口ShowWindow函数后,需调用UpdateWindow()函数更新并绘制用户区,并发出WM_PAINT消息。,4.2

15、. 详解窗口,注册窗口RegisterClass( ) 在注册之前可以设置窗口属性,系统会给出一些缺省值,我们重点关心其中的lpfnWndProc参数,WNDCLASS wc; wc.stvle = ; wc.lpfnWndProc (WNDPROC)WndProc;,提示系统收到消息后,调该函数处理消息,wc.hIcon = ,wc.Cursor = ,wc.hbrBackground = ,RegisterClass(,4.2. 详解窗口,CreateWindow() ShowWindow() UpdateWindow(),4.2. 详解窗口,HWND CreateWindow( LPCT

16、STR lpClassName, / 已注册的窗口类名 LPCTSTR lpWindowName, / 窗口标题 DWORD dwStyle, / 窗口风格 int x, / 窗口的水平位置 int y, / 窗口的垂直位置 int nWidth, / 窗口宽度 int nHeight, / 窗口高度 HWND hWndParent, / 父窗口句柄 HMENU hMenu, / 菜单句柄或控件标识 HINSTANCE hInstance, / 应用程序实例句柄 LPVOID lpParam ) / 其他窗口创建时的参数数据,消息 本身是一个无符号整型变量 类型有 WM_COMMAND:系统命

17、令类,菜单选择,按钮等 WM_PAINT: 对窗口作图 WM_DESTORY: 关闭窗口 WM_USER: 用户可自定义一些消息 在某个特定类型之下,更有许多事件,一般通过wParam通知,4.2. 详解消息,while(GetMessage( GetMessage具有阻塞机制 当消息队列中没有消息时,程序非忙等,而是让权等待 当收到WM_QUIT时,GetMessage返回false,循环停止,同时应用程序终止。 DispatchMessage 通过USER模块协助,将消息传递到WndProc WndProc的调用指示在注册窗口类时,已向系统指明,4.2. 详解消息采集,WndProc( H

18、WND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam),HWND hWnd: 窗口句柄,在与窗口有关的控制中使用,UINT message:消息(类型),WPARAM wParam:传递的参数,LPARAM lParam: 传递的参数,1-在基于消息的机制中,有时仅有消息是不够的 2-产生消息的同时,传递什么样的参数要视具体 的消息而定,4.2. 详解消息处理,消息处理函数是用于处理特定消息的一些代码,一般包括一个多分支switch语句结构。,WndProc( hWnd, message, wParam, lParam),switch(mes

19、sage),case WM_COMMAND:,id = LOWORD(wParam);,Switch(id) ,case IDM_OPEN:,break;,菜单中的open选项,case WM_PAINT:,在视窗作图;,break;,default:,DefWindowProc();,4.2. 详解消息处理,4.2. 详解消息处理,思考:怎样根据功能要求 生成消息,并把这个消息 传递给窗口函数?,窗口程序的可能结构,在窗口中显示,4.3. Windows数据类型,Windows将使用的所有类型定义在Windows.h文件和其相关的文件中。 一些常用的类型有句柄(HANDLE)、窗口句柄(HW

20、ND)、字符(BYTE)、短整数(WORD)、布尔型(BOOL)、字符串指针(LPSTR)以及常量字符串指针(LPCSTR)等。 HANDLE是一个用作句柄的32位整数,句柄是代表某些资源的简单的数值,所有的句柄类型以H开头。 凡是数据类型的前缀是P或LP,则表示该类型是一个指针或长指针数据类型。若前缀是U,则表示无符号数据类型,等等。,4.3. Windows数据类型,程序初始化过程中调用CreateWindow,为程序创建了一个窗口,CreateWindow送出WM_CREATE直接给窗口函数,后者可以在此时做些初始化操作; 在程序运行过程中,不断以GetMessage从消息队列中取得消息

21、。如果这个消息是WM_QUIT,GetMessage会得到false的返回值而结束循环,进而结束整个程序; DispatchMessage通过系统USER模块的协助与监督,把消息分派至窗口函数,消息将被处理; 程序不断循环; 当使用者按下系统菜单中的Close命令时,系统送出WM_CLOSE,通常窗口程序不处理它,由DefWindowProc处理; DefWindowProc处理WM_CLOSE,调用DestoryWindow把窗口清除,送出WM_DESTORY; 窗口程序对WM_DESTORY的处理是调用PostQuitMessage; PostQuitMessage送出WM_QUIT,于是

22、WinMain的循环结束了,整个应用程序也结束了。,4.4. Windows程序的“生生死死”,CreateWindow(),WM_CREATE,GetMessage(),DispatchMessage(WM_CREATE),WndProc(WM_CREATE),用户程序初始化,启动,4.4. Windows程序的“生”,WinMain() 初始化; CreateWindow(); while(GetMessage( ,WndProc(msg) ,switch(msg) case WM_CREATE: 用户程序初始化 case WM_DESTORY: PostQuitMessage() def

23、ault: DefWindowProc() ,使用者按下关闭按钮,WM_CLOSE,GetMessage(),DispatchMessage( WM_CLOSE),WndProc(WM_CLOSE),DefWindowProc(WM_CLOSE),关闭,WinMain() 初始化; CreateWindow(); while(GetMessage( ,WndProc(msg) ,switch(msg) case WM_CREATE: 用户程序初始化 case WM_DESTORY: PostQuitMessage() default: DefWindowProc() ,DestoryWindo

24、w( ),WM_DESTORY,GetMessage(),DispatchMessage( WM_DESTORY),WndProc(WM_DESTORY),PostQuitMessage(),WM_QIUT,GetMessage()返回为0,while结束 WinMain结束,整个程序结束,4.4. Windows程序的“死”,下面介绍建立基于API的应用程序框架的步骤。 (1) 在File下拉菜单中选择New选项,以建立项目文件。 (2) 在弹出的New对话框中,选择Projects选项卡,并选择其中的Win32 Application项,在Project Name编辑框中填人所要创建的项目

25、文件名Myapi,然后单击OK按钮。 (3) 此时弹出如后图所示的界面,选择其中的An empty project选项,说明是创建一个空的项目文件。,5. 实验:利用API开发Win32程序实例,Win32 Application Step 1 of 1对话框,5. 利用API开发Win32程序实例,New Project Information对话框,5. 利用API开发Win32程序实例,空的Win32应用程序框架界面,5. 利用API开发Win32程序实例,Insert Files into Project对话框,5. 利用API开发Win32程序实例,Windows窗口程序的运行结果,

26、5. 利用API开发Win32程序实例,源程序代码如下: #include /窗口函数说明 LRESULT CALLBACK WndProc(HWND,UINT,WPARAM,LPARAM); /初始化窗口类 /WinMain函数说明 int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInst, LPSTR lpszCmdLine, int nCmdShow) HWND hwnd ; MSG Msg ; WNDCLASS wndclass ; char lpszClassName = “窗口”;/窗口类名 char lpszTitle=

27、 My_Windows; /窗口标题名,5. 利用API开发Win32程序实例,wndclass.style = 0; /窗口类型为缺省类型 wndclass.lpfnWndProc = WndProc ;/窗口处理函数为WndProc wndclass.cbClsExtra= 0 ; /窗口类无扩展 wndclass.cbWndExtra= 0 ;/窗口实例无扩展 wndclass.hInstance = hInstance ; /当前实例句柄 wndclass.hIcon = LoadIcon( NULL, IDI_APPLICATION) ; /窗口的最小化图标为缺省 wndclass.hCursor = LoadCursor( NULL, IDC_ARROW)

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