WindowsAPI学习笔记

Windows窗口程序基础

在屏幕上显示一个窗口的过程一般包括以下步骤，也就是入口函数WinMain的执行流程：

注册窗口类

在注册之前，要先填写RegisterClassEx函数的参数WNDCLASSEX结构的各个字段。
创建窗口
显示窗口、刷新窗口客户区
运行消息循环

获取消息、转换消息、将消息分发到回调函数WindowProc处理。

接下来分别介绍每一个步骤：

注册窗口类

RegisterClassEx函数用于注册窗口类，其函数原型如下：

1	ATOM RegisterClassEx(_In_const WNDCLASSEX* lpwcx);

其中参数lpwcx是一个指向WNDCLASSEX结构的指针，调用RegisterClassEx函数必须先初始化此结构：

typedef struct tagWNDCLASSEX {
    UINT cbSize; // 结构体大小
    UINT style; // 窗口类的样式
    WNDPROC lpfnWndProc; // 窗口过程函数
    int cbClsExtra; // 窗口类附加内存
    int cbWndExtra; // 窗口附加内存
    HINSTANCE hInstance; // 程序实例句柄
    HICON hIcon; // 窗口图标句柄，用于生成可执行文件图标
    HCURSOR hCursor; // 窗口鼠标指针句柄
    HBRUSH hbrBackground; // 窗口背景画刷句柄
    LPCWSTR lpszMenuName; // 菜单资源名称
    LPCWSTR lpszClassName; // 窗口类名称
    HICON hIconSm; // 小图标句柄
} WNDCLASSEX, * PWNDCLASSEX;

每一项可使用的取值可查看《深入浅出WindowsAPI程序设计》对应此处的内容。

创建窗口

创建窗口的函数是CreateWindowEx，其函数原型如下：

HWND CreateWindowEx(
  _In_ DWORD dwExStyle,// 窗口扩展样式
  _In_opt_ LPCWSTR lpClassName,// 窗口类名称
  _In_opt_ LPCWSTR lpWindowName,// 窗口标题
  _In_ DWORD dwStyle,// 窗口样式
  _In_ int x,// 窗口左上角x坐标
  _In_ int y,// 窗口左上角y坐标
  _In_ int nWidth,// 窗口宽度
  _In_ int nHeight,// 窗口高度
  _In_opt_ HWND hWndParent,// 父窗口句柄
  _In_opt_ HMENU hMenu,// 菜单句柄
  _In_ HINSTANCE hInstance,// 程序实例句柄
  _In_opt_ LPVOID lpParam// 附加参数
);

显示窗口

ShowWindow函数用于设置指定窗口的显示状态：

BOOL ShowWindow(
    _In_ HWND hWnd, // 窗口句柄
    _In_ int nCmdShow // 窗口显示状态
);

在ShowWindow函数执行前，窗口已经在Windows内部创建了，但此时还未显示。其作用是设置指定窗口的显示状态，其通过指定nCmdShow参数来设置。

刷新窗口客户区

UpdateWindow函数通过向窗口发送WM_PAINT消息来刷新窗口客户区，该函数将WM_PAINT消息发送给指定的窗口过程，其绕过消息队列，直接调用窗口过程。适用于修改窗口内容后立即刷新内容。

1	BOOL UpdateWindow(_In_ HWND hWnd); // 填写要更新的窗口句柄

消息循环

程序运行后会发生很多事件，Windows为每个程序维护消息队列，事件发生后系统将其转化为消息放置在队列中，程序会通过以下的消息循环对其进行处理：

GetMessage函数用于从调用线程的消息队列中获取消息：

BOOL GetMessage(
  _Out_ LPMSG lpMsg, // MSG结构用于存放消息的具体信息
  _In_opt_ HWND hWnd, // 要获取哪个窗口的消息
  _In_ UINT wMsgFilterMin, // 要获取的消息的最小值
  _In_ UINT wMsgFilterMax // 要获取的消息的最大值
);

MSG结构体用于存放函数获取的消息的具体信息，其定义如下：

typedef struct tagMSG{
  HWND hwnd; // 窗口句柄
  UINT message; // 消息类型
  WPARAM wParam; // 消息附加信息
  LPARAM lParam; // 消息附加信息
  DWORD time; // 消息产生的时间
  POINT pt; // 鼠标光标位置
}

pt字段是一个POINT结构，表示消息发生时的光标位置，其结构在windef.h中定义如下：

typedef struct tagPOINT {
  LONG x;
  LONG y;
} POINT, * PPOINT,NEAR *NPPOINT, FAR *LPPOINT;

窗口过程

窗口过程是程序的消息处理中心，无论是队列还是非队列消息窗口过程都会为程序处理。窗口过程的定义如下：

LRESULT CALLBACK WindowProc(
  _In_ HWND hwnd, // 窗口句柄
  _In_ UINT uMsg, // 消息类型
  _In_ WPARAM wParam, // 消息附加信息
  _In_ LPARAM lParam // 消息附加信息
);

窗口过程的名称可以任意命名，只要不与其他函数名称冲突即可，WNDPROC是窗口过程指针类型

1	typedef LRESULT (CALLBACK* WNDPROC)(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);

WM_CREATE消息：

WinMain调用CreateWindowEx函数创建窗口后，系统会向窗口发送WM_CREATE消息。其是窗口过程较早收到的的消息之一，程序常常会在此处做一些初始化工作。
WM_CLOSE消息：

当用户关闭窗口时，系统会向窗口发送WM_CLOSE消息，DefWindowsProc函数会对其处理，即调用DestroyWindow函数销毁窗口，DestroyWindow函数会向窗口发送WM_DESTROY消息。DefWindowProc函数不会处理该消息，需要我们自己处理：在WM_DESTROY消息中调用PostQuitMessage函数，该函数向消息队列中发送WM_QUIT消息，GetMessage函数收到该消息后返回0，从而结束消息循环退出程序。
其他消息处理

DefWindowProc函数用于调用Windows提供的默认窗口过程，可确保程序的每个消息都得到处理。

LRESULT CALLBACK WindowProc(
  _In_ HWND hwnd, 
  _In_ UINT uMsg, 
  _In_ WPARAM wParam, 
  _In_ LPARAM lParam);

4. WM_PAINT重绘消息

WinMain调用UpdateWindow函数时，系统会向窗口发送WM_PAINT消息。这是Windows编程中很重要的一条消息，当窗口客户区的部分或全部变为无效（首次创建、调整大小、最小化等）时，系统会向窗口发送WM_PAINT消息，要求窗口重绘客户区。

若一个窗口不对WM_PAINT消息进行处理，那么应交由DefWindowProc函数处理，其依次调用BeginPaint和EndPaint函数，BeginPaint函数用于获取设备上下文，EndPaint函数用于释放设备上下文。

BeginPaint函数原型如下：

HDC BeginPaint(
  _In_ HWND hWnd, // 窗口句柄
  _Out_ LPPAINTSTRUCT lpPaint // PAINTSTRUCT结构指针
);

PAINTSTRUCT结构用于存放BeginPaint函数获取的设备上下文，其定义如下：

typedef struct tagPAINTSTRUCT {
  HDC hdc; // 设备上下文句柄
  BOOL fErase; // 是否擦除背景
  RECT rcPaint; // 需要重绘的区域
  BOOL fRestore; // 是否恢复设备上下文
  BOOL fIncUpdate; // 是否进行增量更新
  BYTE rgbReserved[32]; // 保留字段
} PAINTSTRUCT, *PPAINTSTRUCT;

EndPaint函数原型如下：

BOOL EndPaint(
  _In_ HWND hWnd, // 窗口句柄
  _In_ const PAINTSTRUCT* lpPaint // PAINTSTRUCT结构指针
);

一个完整的Windows窗口程序实例：

#include <Windows.h>
#include <tchar.h>   // _tcslen函数需要该头文件
#pragma comment(lib, "Winmm.lib") // 播放声音的PlaySound函数需要Winmm导入库

// 函数声明，窗口过程
LRESULT CALLBACK WindowProc(HWND hwnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam);

int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow)
{
    WNDCLASSEX wndclass; // RegisterClassEx函数用的WNDCLASSEX结构
    TCHAR szClassName[] = TEXT("MyWindow");      // 注册的窗口类名称
    TCHAR szAppName[] = TEXT("HelloWindows");    // 窗口标题
    HWND hwnd;                                   // 窗口句柄
    MSG msg;                                     // 消息循环

    wndclass.cbSize        = sizeof(WNDCLASSEX);
    wndclass.style         = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
    wndclass.lpfnWndProc   = WindowProc;
    wndclass.cbClsExtra    = 0;
    wndclass.cbWndExtra    = 0;
    wndclass.hInstance     = hInstance;
    wndclass.hIcon         = LoadIcon(NULL, IDI_APPLICATION);
    wndclass.hCursor       = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
    wndclass.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject(WHITE_BRUSH);
    wndclass.lpszMenuName  = NULL;
    wndclass.lpszClassName = szClassName;
    wndclass.hIconSm       = NULL;

    RegisterClassEx(&wndclass);

    hwnd = CreateWindowEx(
        0,
        szClassName,
        szAppName,
        WS_OVERLAPPEDWINDOW,
        CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT,
        300, 180,
        NULL, NULL,
        hInstance,
        NULL
    );

    ShowWindow(hwnd, nCmdShow);
    UpdateWindow(hwnd);

    while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0) != 0)
    {
        TranslateMessage(&msg);
        DispatchMessage(&msg);
    }

    return (int)msg.wParam;
}

LRESULT CALLBACK WindowProc(HWND hwnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
    HDC hdc;
    PAINTSTRUCT ps;
    TCHAR szStr[] = TEXT("你好，Windows程序设计");

    switch (uMsg)
    {
    case WM_CREATE:
        PlaySound(TEXT("成都(两会版).wav"), NULL, SND_FILENAME | SND_ASYNC);
        return 0;

    case WM_PAINT:
        hdc = BeginPaint(hwnd, &ps);
        TextOut(hdc, 10, 10, szStr, _tcslen(szStr));
        EndPaint(hwnd, &ps);
        return 0;

    case WM_DESTROY:
        PostQuitMessage(0);
        return 0;
    }

    return DefWindowProc(hwnd, uMsg, wParam, lParam);
}

杂项

播放音乐

播放音乐的函数是PlaySound，其函数原型如下：

BOOL PlaySound(
  _In_opt_ LPCWSTR lpszSound, // 声音资源名称
  _In_opt_ HMODULE hmod, // 声音资源模块句柄
  _In_ UINT fdwSound // 播放模式
);

其中fdwSound参数可以取以下值：

SND_ASYNC：异步播放（开始播放后立即返回）
SND_SYNC：同步播放（播放完音乐后函数才返回）
SND_LOOP：循环播放

显示字符串

TextOut函数用于在指定位置显示一个字符串，其函数原型如下：

BOOL TextOut(
  _In_ HDC hdc, // 设备上下文句柄
  _In_ int nXStart, // 字符串左上角x坐标
  _In_ int nYStart, // 字符串左上角y坐标
  _In_ LPCTSTR lpString, // 字符串指针（因为有cchString参数，所以不要求以零结尾）
  _In_ int cchString // 字符串长度
);