Создание графического интерфейса пользователя средствами Win32 API

2003 г

Создание графического интерфейса пользователя средствами Win32 API

Бобаченко Максим, Королевство Дельфи
09 июля 2003г.

С появлением разнообразных визуальных средств разработки приложений, написание графических интерфейсов программ превратилось в подобие детской игры. Ткнул мышкой - появилась формочка, второй раз ткнул - кнопочка нарисовалась. Как мне кажется, многие сейчас не помышляют об ином способе программирования в графической среде. Безусловно, против прогресса не попрешь, при написании больших проектов все эти удобства очень даже кстати. Но разговор не об этом. Иногда дело доходит до абсурда, примитивное приложение пишется с использованием MFC, VCL etc. Такие программы жрут память, как термиты и занимают, своим жирным телом, лишнее дисковое пространство. Как правило, MFC/VCL аналоги "весят" в десять - двадцать раз больше, чем программы написанные на чистом API. А Visual Basic (да простит меня бог за это словосочетание) с его msvbvmXX.dll? Да и системных ресурсов расходуется значительно больше (в несколько раз). Бедные пользователи, отказывая себе в пиве, копят ассигнации на покупку нового железа. Разве не жалко - бедненьких? Не только же программерам пиво пить? Есть еще один положительный момент в API кодинге, программист становится ближе к операционной системе. Соответственно - лучше ее понимает и контролирует. Да и просто - это очень увлекательное занятие. Повторюсь, все вышесказанное относится именно к маленьким, простеньким программкам, в больших проектах все обстоит совершенно иначе.

Надеюсь, убедил. Поехали.

Мы рассмотрим создание простенького оконного интерфейса с минимальной функциональностью. Это будет простое окошко с двумя полями ввода и двумя кнопочками. При нажатии на кнопку "Copy", текст из первого поля ввода будет скопирован во второе. При нажатии на кнопку "Close", программа завершит свою работу. В дальнейшем оно может послужить шаблоном для написания других, более сложных, приложений. Будем общаться на языке C/C++, хотя и Delphi не обидим. Общий принцип один и тот же, различается только синтаксис. Чтобы работать с системными сообщениями и API-функциями, необходимо к своему проекту подключить заголовочные файлы; в C/C++ это windows.h, в Delphi это модули windows и messages.

Любая программа в ОС Windows состоит из трех основных частей: главной функции, цикла обработки сообщений и оконной функции, которая обрабатывает все сообщения, посылаемые окну.

Наша программа начинает выполняться с функции WinMain(). Это и есть главная функция. Функция WinMain() выполняет, обычно, следующие задачи:

Определяет класс окна. Не путать с классом ООП.
Регистрирует данный класс в системе.
Создает главное окно приложения и другие элементы управления.
Отображает окно на экране.
Запускает цикл обработки сообщений.
Объявляется она вот каким образом:
```
int APIENTRY WinMain(HINSTANCE hInstance,
                     HINSTANCE hPrevInstance,
                     LPSTR     lpCmdLine,
                     int       nCmdShow)
```
Разберемся с параметрами:
- hInstance - дескриптор текущего экземпляра приложения.
- hPrevInstance - дескриптор предыдущего экземпляра приложения, если оно запущено.
- lpCmdLine - указатель на строку, содержащую параметры передаваемые программе при запуске.
- nCmdShow - константа определяющая способ отображения окна. (Смотри константы SW_).

В Delphi мы не увидим такой картины, в этой среде разработки главная функция скрывается от программиста компилятором. Хотя, несомненно, она присутствует в конечном коде. Для регистрации класса окна, необходимо заполнить поля структуры типа WNDCLASS (в Delphi TWNDCLASS). У нас, для этого, объявлена переменная wcl.

wcl.hInstance = hInstance;: Дескриптор текущего экземпляра приложения, переменная hInstance инициализируется функцией WinMain(). В Delphi инициализируется неявным образом.
wcl.lpszClassName = szWinName;: Имя класса. Строковую переменную szWinName мы создали и инициализировали предварительно.
wcl.lpfnWndProc = WindowFunc;: Указатель на оконную функцию.
wcl.style = 0;: Константа, задающая стиль окна. Для этого используется флаги CS_, я просто обнулил. Можно задавать комбинацию флагов с помощью битовой операции "или".
wcl.hIcon = LoadIcon(NULL, IDI_ASTERISK);: Дескриптор иконки приложения, возвращаемый функцией LoadIcon(). Я загрузил стандартную иконку. Смотри константы IDI_.
wcl.hCursor = LoadCursor(NULL,IDC_ARROW);: Дескриптор курсора приложения, возвращаемый функцией LoadCursor(). Я загрузил стандартную стрелочку. Смотри константы IDC_.
wcl.lpszMenuName = NULL;: Указатель на строку, задающую имя ресурса меню для данного оконного класса. Нет меню, нет и указателя.
wcl.cbClsExtra = 0;: Зарезервированное поле. Обнуляем.
wcl.cbWndExtra = 0;: Зарезервированное поле. Обнуляем.
wcl.hbrBackground = (HBRUSH)COLOR_WINDOW;: Цвет окошка. Константа COLOR_WINDOW приводится к типу HBRUSH (в Delphi приводить не нужно). Также, с помощью функции GetStockObject(), можно задать цвет кисти окна или фоновый рисунок.

Теперь, смело, регистрируем класс окна.

RegisterClass(&wcl);

В качестве параметра функции RegisterClass передается указатель на структуру wcl.

Следующей строкой мы создаем наше окно.

hMainWnd = CreateWindow(szWinName, "Простое окно на API.", WS_OVERLAPPEDWINDOW ^ WS_THICKFRAME ^ S_MAXIMIZEBOX, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, 300, 170, HWND_DESKTOP, NULL, hInstance, NULL);

Первый параметр - имя класса окна.
Второй параметр - Заголовок окна.
Третий параметр - стиль окна. Из стандартного WS_OVERLAPPEDWINDOW, с помощью операции xor, я изъял возможность масштабирования окна и отключил кнопку максимизации.
Четвертый и пятый - положение окна от левого, верхнего угла экрана. У меня CW_USEDEFAULT, при этом значении система выбирает положение окна автоматически.
Шестой и седьмой параметры - ширина и высота окна, соответственно.
Восьмой параметр - окно владелец. У главного окна, владелец - рабочий стол (0). У элементов управления - главное окно.
Девятый - указатель на дескриптор меню. Нет меню, нет и указателя.
Десятый параметр - Дескриптор текущего экземпляра приложения.
Одиннадцатый - Используется при создании приложений с MDI-интерфейсом. Нам не нужен.

Функция возвращает дескриптор созданного окна, который заносится в переменную hMainWnd.
Дескриптор окна - уникальный номер в системе, по которому идентифицируется окно или элемент управления.

Далее мы создадим необходимые элементы управления. Все элементы управления - те же окна, просто они имеют другое имя класса. Классы элементов управления регистрировать не нужно, они уже предопределены в системе. Кнопка - класс button. Поле ввода - класс edit. Надпись - класс ststic. Существует множество классов, которые соответствуют стандартным элементам управления. Контролы создаем с помощью, знакомой нам, функции CreateWindow() и незнакомой CreateWindowEx(). CreateWindowEx() позволяет создать окно с расширенным стилем. Мы используем ее для создания полей ввода. В этой функции добавлен первый параметр, который и задает этот самый расширенный стиль, остальные параметры как у CreateWindow(). Элементы управления являются дочерними окнами, их владелец главное окно.

Создавая контролы, в параметрах функции необходимо указать дескриптор главного окна, а также стиль окна WS_CHILD. Внешним видом и функциональностью элементов управления можно манипулировать с помощью флагов: WS_, ES_, BS_, SS_, объединяя их битовой операцией "или". Создавая контролы, мы инициализируем соответствующие переменные их дескрипторами, которые возвращают функции CreateWindow() и CreateWindowEx(). Эти дескрипторы понадобятся нам для дальнейшей работы с элементами управления. Отображаем, созданное нами, окно на экране и перерисовываем его.

ShowWindow(hMainWnd, nCmdShow); UpdateWindow(hMainWnd); Создаем цикл обработки сообщений. while(GetMessage(&msg, NULL, 0, 0)) { TranslateMessage(&msg); DispatchMessage(&msg); }
Функция GetMessage выбирает очередное сообщение из очереди сообщений приложения и отправляет его окну.

Первый параметр - структура типа MSG (в Delphi типа TMSG)
Второй параметр - дескриптор окна, которому предназначено сообщение. Если NULL или 0, то все окна приложения.
Третий и четвертый - позволяют задать диапазон принимаемых сообщений. Если 0, то все сообщения, адресованные окну.

GetMessage: - возвращает FALSE при появлении сообщения WM_QUIT, в этом случае происходит выход из цикла и приложение завершает работу.
TranslateMessage: - переводит виртуальные коды клавиш в клавиатурные сообщения.
DispatchMessage: - отправляет сообщение оконной функции, для обработки.

Оконная функция обеспечивает функциональность программы, путем обработки системных сообщений. Оконная функция является CALLBACK - функцией, т.е. вызывается операционной системой в ответ на поступившее, новое сообщение. Оконная функция объявлена таким образом:

LRESULT CALLBACK WindowFunc(HWND hMainWnd, UINT iMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)

HMainWnd - дескриптор главного окна.
iMsg - номер сообщения. Смотри константы WM_.
lParam и wParam - параметры сообщения.

При появлении сообщения, мы можем сравнить параметр iMsg с одной из констант WM_ и запрограммировать соответствующую реакцию программы.

Например: при нажатии левой кнопки мыши, когда указатель мыши находится над клиентской областью окна, возникает событие WM_LBUTTONDOWN. Вызывается оконная функция, в параметр iMsg заносится значение константы WM_LBUTTONDOWN, мы можем проверить условие и запрограммировать нужную нам реакцию программы.

Внутри оконной функции расположен оператор выбора, который и выполняет вышеописанную задачу. В операторе выбора обязательно должен быть организован обработчик по умолчанию, который реализуется функцией DefWindowProc(hMainWnd, iMsg, wParam, lParam);

Если этого не сделать, наша программа издохнет так и не ожив. Множество сообщений, обрабатывается самой системой, такие как: изменение размеров окна, сворачивание/разворачивание окна, вызов системного меню etc. Для этого и служит DefWindowProc().

При работе с оконными элементами управления, окну владельцу посылается сообщение WM_COMMAND, при этом lParam содержит дескриптор элемента управления, а старший байт параметра wParam - идентификатор события, вызванного в элементе управления. Например: при нажатии на кнопку - BN_CLICKED. Смотри константы BN_, WM_. Закрыть прогу мы можем использовав функцию PostQuitMessage(0). Эта функция посылает окну сообщение WM_QUIT.

Несколько слов о том, как писать такие программы на Delphi. Создаем новый проект, запускаем Project Manager, удаляем Unit1 вместе с формой. Жмем Ctrl + F12 и открываем файл проекта. Удаляем из uses модуль forms, добавляем туда windows и messages. Удаляем все между begin и end. Заготовка готова. Можно кодить. Писать программы на чистом API невозможно без справки, которая всегда должна быть под рукой. Будь ты самим Гейтсом - все не запомнить. Рекомендую:

прежде всего - MSDN;
справочная система Delphi (файл MSTOOLS.HLP);
на сайте http://www.soobcha.ru/rushelp есть русская справка по Win32 API.

Вот и все.
Удачи.

Бобаченко Максим Скачать: CreateWnd.zip (2.6 K)
архив содержит файлы windows.cpp и windows.dpr