MFC视频教程(孙鑫)学习笔记1-Windows程序内部运行原理

  转眼间学习计算机编程已经三年多了。以前计算机编程只是我的业余爱好，学的东西挺多，忘得也很快。以前学过VB，C#，Lisp，VBA（这几种语言都与AutoCAD二次开发相关），ASP，PHP，ASP.NET，ActionScript，Python，Java，JavaScript，汇编，C，C++。学习的都很肤浅，没什么积累。感觉这是最大的遗憾。今后想以计算机编程谋生了，所以要学习积累。”好记性不如烂笔头“这句真理不能违背啊！昨天晚上还一阵恼火，学过的CentOS命令几乎都忘光了，安装个LAMP环境，遇到各种错误。不说废话了，从今天起，我要将学过的孙鑫的MFC视频教程认真记笔记。这视频有点难度，第一遍看的时候，第三集没看完就看不下去了，不懂呀。只能硬着头皮反复看了。

（一）

Windows系统是消息机制为基础，靠事件驱动的。换句话说，程序不断等待（利用while循环），等待任何可能的输入，然后作出判断，然后做出适当的处理。上述的“输入”是由操作系统捕捉到的，以消息形式（一种数据结构）进入到程序之中，操作系统拥有自己的一套检测循环，掌管着各个外围驱动。

上面1和2代表Windows操作系统控制输入输出设备。1代表操作系统能控制设备，比如声卡，输出音频；2代表操作系统能感知设备的输入，比如鼠标的点击；

向下的箭头③表示应用程序可以通知操作系统执行某个具体的动作，如操作系统能够控制声卡发出声音，但它并不知道应该何时发出何种声音，需要应用程序告诉操作系统该发出什么样的声音。这个关系好比有个机器人能够完成行走的功能，但是，如果人们不告诉它往哪个方向上走，机器人是不会主动行走的。这里的机器人就是操作系统，人们就是应用程序。 一句话，Windows应用程序能通过操作系统间接控制输入输出设备。

向上的箭头④表示操作系统能够将输入设备的变化上传给应用程序。如用户在某个程序活动时按了一下键盘，操作系统马上能够感知到这一事件，并且能够知道用户按下的是哪一个键，操作系统并不决定对这一事件如何作出反应，而是将这一事件转交给应用程序，由应用程序决定如何对这一事件作出反应。好比有个蚊子叮了我们一口，我们的神经末梢（相当于操作系统）马上感知到这一事件，并传递给了我们的大脑（相当于应用程序），我们的大脑最终决定如何对这一事件作出反应，如将蚊子赶走，或是将蚊子拍死。对事件作出反应的过程就是消息响应。

（二）

操作系统是通过消息机制(Message将感知到的事件传递给应用程序。操作系统将每个事件都包装成一个称为消息的结构体MSG来传递给应用程序。MSG结构定义如下：

typedef struct MSG {       
      HWND   hwnd; //窗口句柄，即标示消息所属的窗口     
      UINT   message;//标示消息的类别，是鼠标还是键盘等 如鼠标左键按下消息是WM_LBUTTONDOWN，键盘按下消息是WM_KEYDOWN，字符消息是WM_CHAR
      WPARAM wParam;//消息的附加信息
      LPARAM lParam;//消息的附加信息
      DWORD  time;//消息投递到消息队列中的时间
      POINT  pt;//鼠标的当前位置
   } MSG;

这里涉及到几个概念：

1. 窗口（Windows）和句柄（HANDLE,handle）：

句柄是资源的标识，我们程序的窗体，图标，光标等资源在程序运行时，是在内存中的，Windows就是通过句柄使用内存中的这些资源的。句柄分为：窗口句柄（HWND）图标句柄（HICON）、光标句柄（HCURSOR）和画刷句柄（HBRUSH）应用程序实例句柄（HINSTANCE）等等各种类型的句柄。

2. 消息，消息队列，消息循环，消息响应

消息：是操作系统与应用程序的通信。

消息队列：每一个Windows应用程序开始执行后，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创建的窗口的消息。

消息循环：Windows通过一个循环过程处理应用程序的消息，

while(GetMessage(&msg,NULL,0,0)){//接收到WM_QUIT消息时，才返回0
     TranslateMessage(&msg);//对消息进行包装处理然后再以消息的形式投放到消息队列
     DispatchMessage(&msg);//消息回传给操作系统，由操作系统调用窗口过程函数对消息进行处理
 }

消息响应：

（1）操作系统接收到应用程序的窗口消息，将消息投递到该应用程序的消息队列中。

（2）应用程序在消息循环中调用GetMessage函数从消息队列中取出一条条的消息。取出后，以对消息进行一些预处理，如放弃对某些消息的响应，或者调用TranslateMessage产生新的消息

（3）应用程序调用DispatchMessage，将消息回传给操作系统。消息是由MSG结构体对象来表示的，其中就包含了接收消息的窗口的句柄。因此，DispatchMessage函数总能进行正确的传递。

（4）系统利用WNDCLASS结构体的lpfnWndProc成员保存的窗口过程函数的指针调用窗口过程，对消息进行处理（即“系统给应用程序发送了消息”）。

3. 窗口过程函数，这是应用程序响应消息的函数，比如单击鼠标左键，在这可以弹出对话框。
   lresult callback windowproc(
        hwnd hwnd,          // 对应消息的窗口句柄
        uint umsg,           // 消息代码，区别消息的类型
        wparam wparam,      // 消息代码的附加参数1
        lparam lparam       // 消息代码的附加参数2
       )

（三）Windows程序的入口函数：

Windows程序的入口函数
int WINAPI WinMain(
  HINSTANCE hInstance,      //  该应用程序的当前实例句柄
  HINSTANCE hPrevInstance,  //  该应用程序的上一个实例句柄，
  LPSTR lpCmdLine,          // command line
  int nCmdShow              // show state，
);

初次接触WinMain时，我们经常看到陌生的类型，如HINSTANCE,LPSR，其实这些都是一些宏，在vs中我们可以在其上右击，选择定义就能看到其真实的类型。这些宏都是为了便于区分和记忆。

(四）Windows应用程序的窗口创建过程：

1). 设计一个窗口类;
2). 注册窗口类；
3). 创建窗口;
4). 显示及更新窗口.

关于WNDCLASS,我引用了另一篇精华帖：http://blog.csdn.net/jackalfly/article/details/8239188

窗口结构体定义：

typedef struct _WNDCLASS {
　　UINT style;
　　WNDPROC lpfnWndProc;
　　int cbClsExtra;
　　int cbWndExtra;
　　HINSTANCE hInstance;
　　HICON hIcon;
　　HCURSOR hCursor;
　　HBRUSH hbrBackground;
　　LPCTSTR lpszMenuName;
　　LPCTSTR lpszClassName;
　　} WNDCLASS, *PWNDCLASS;

WNDCLASS是一个由系统支持的结构，用来储存某一类窗口的信息,如ClassStyle,消息处理函数，Icon,Cursor,背景Brush等。也就是说，CreateWindow只是将某个WNDCLASS定义的窗体变成实例。要得到某一窗口的WNDCLASS数据，可以用GetClassLong();

RegisterClass()就是在系统注册某一类型的窗体。也就是将你提供的WNDCLASS数据注册为一个窗口类，在WNDCLASS.lpszClassName中定义该WNDCLASS的标识，无论CreateWindow或CreateWindowEx创建的窗口都必须对应一个WNDCLASS，但一个WNDCLASS可以有多个窗口对象。

有一些系统预定义的窗口类，如：ClassName=_T("BUTTON" or "COMBOBOX" or "EDIT" or "LISTBOX" or "MDICLIENT" or "SCOLLBAR" or "STATIC"），要用这些窗体，直接用CreateWindow创建相应对象就是了。要得到某一窗口的窗口类，可以用GetClassName();
　　WNDCLASS中的回调函数是窗体的消息处理函数：CALLBACK WinProc(MESSAGE msg,LPARAM lparam,WPARAM wParam);

例子：

long CALLBACK WndProc(HWND,UINT,WPARAM,LPARAM);//声明

//WinMain函数是所有Windows应用程序的入口，类似c语言中的main函数其功能是完成//一系列的定义和初始化，并产生消息循环。函数说明：

int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance,       // handle to current instance

　　                          HINSTANCE hPrevInstance, // handle to previous instance

　　                          LPSTR lpCmdLine,              // command line

　                             int nCmdShow                     // show state

)

{

       //初始化，初始化包括窗口类的定义、注册、创建窗口实例和显示窗口四部分

　　HWND hwnd;

　　MSG Msg;

　　WNDCLASS wndclass;

　　char lpszClassName[]="窗口"; //窗口类名

　　char lpszTitle[]="测试窗口";  //窗口标题名

　　//窗口类定义，窗口类定义了窗口的形式与功能，窗口类定义通过给窗口类数据结构WNDCLASS赋值完成

　　//该数据结构中包含窗口类的各种属性

　　wndclass.style =0; // 窗口类型为缺省类型CS_     Class Style

　　wndclass.lpfnWndProc=WndProc; //定义窗口处理函数

　　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图标

　　wndclass.hCursor=LoadCursor(NULL,IDC_ARROW); // 窗口采用箭头光标

　　wndclass.hbrBackground=(HBRUSH)(GetStockObject(WHITE_BRUSH)); //窗口背景为白色

　　wndclass.lpszMenuName=NULL; //窗口无菜单

　　wndclass.lpszClassName=lpszClassName; //窗口类名为“窗口”

　　//以下是窗口类的注册-----------Windows系统本身提供部分预定义的窗口类，程序员也可以自定义窗口类，窗口类必须先注册后使用。

　　if(!RegisterClass(&wndclass)) //如果注册失败 发出警告

　　     {MessageBeep(0); return FALSE;}

　　//创建窗口创建一个窗口的实例由函数CreateWindow()实现

　　hwnd=CreateWindow( lpszClassName, //窗口类名，创建窗口时一定要基于我们已经注册过的窗口类名，即"窗口"。

　　                                   lpszTitle, //窗口标题名

　　                                   WS_OVERLAPPEDWINDOW, //窗口的风格 WS_ Windows Style

　　                                   CW_USEDEFAULT, //窗口左上角坐标值为缺省值 CW_  Create Wndow

　                                   　CW_USEDEFAULT,

　                                   　CW_USEDEFAULT, //窗口的高和宽为缺省值

                                          CW_USEDEFAULT,

                                  　 　NULL, //此窗口无父窗口

                                  　 　NULL, //此窗口无子菜单

                                  　 　hInstance, //创建此窗口的应用程序的当前句柄

                                   　　NULL //不使用该值

　　);

　　//显示窗口

　　ShowWindow(hwnd,nCmdShow);

　　//绘制用户区

　　UpdateWindow(hwnd);

　　//消息循环

　　while(GetMessage(&Msg,NULL,0,0))  //GetMessage()函数是从调用线程的消息队列中取出一条消息；对于每一个应用程序窗口线程，操作系统都会为其建立一个消息队列，当我们的窗口有消息时（即所有与这个窗口线程相关的消息），操纵系统会把这个消息放到该线程的消息队列当中，我们的窗口程序就通过这个GetMessage()函数从自己的消息队列中取出一条一条具体的消息并进行响应操作。

　　{

　　TranslateMessage(&Msg);//对"消息对"的转化，如对键盘的WM_KEYDOWN和WM_KEYUP消息对转化为WM_CHAR消息，并且将转换后的新消息投递到我们的消息队列中去，这个转化操作不会影响原来的消息，只会产生一个新的消息。

　　DispatchMessage(&Msg);//DispatchMessage()函数是将我们取出的消息传到窗口的回调函数去处理；可以理解为该函数将取出的消息路由给操作系统，然后操作系统去调用我们的窗口回调函数对这个消息进行处理。

        }

　　return Msg.wParam; //消息循环结束 即程序结束时 将信息返回系统

 }

 

//窗口函数，窗口函数定义了应用程序对接收到的不同消息的响应，其中包含了应用程序对各种可能接受到的消息的处理过程，时消息处理分支控制语句的集合

long CALLBACK WndProc(HWND hwnd,

　　                                  UINT message,

　                                     WPARAM wParam,

                                        LPARAM lParam)

{

　　switch(message)

　　{

　　　　case WM_DESTROY:

　　　　　　PostQuitMessage(0);

　　　　default: //缺省时采用系统消息缺省处理函数

　　　　　　return DefWindowProc(hwnd,message,wParam,lParam);

　　}

　　return (0);

}

注：窗口回调函数的函数指针定义typedef LRESULT CALLBACK  (* WNDPROC)(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);
WNDPROC OldWndProc;
LRESULT CALLBACK NewWndProc(HWND hwnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam){
       switch (Msg)
       {
            ......
       }
       return CallWindowProc(OldWndProc,g_Wnd,Msg,wParam,lParam);
}
OldWndProc = (WNDPROC)GetWindowLong(g_Wnd,GWL_WNDPROC);
SetWindowLong(hwnd, GWL_WNDPROC,(LPARAM)(WNDPROC)NewWndProc);
通过调用SetWindowLong函数可以修改该窗体类的回调函数。
 
CallBack 函数中的wParam和lParam有什么区别：
  WPARAM   wParam,     定义成WORD型
  LPARAM   lParam         定义成LONG型
  在Win 3.x中，WPARAM是16位的，而LPARAM是32位的，两者有明显的区别。
  在Win32 API中，WPARAM和LPARAM都是32位，所以没有什么本质的区别。
  但是习惯上，我们愿意使用LPARAM传递地址，而WPARAM传递其他参数。
  function MouseHookProc(nCode: Integer; wPar: WPARAM; lPar: LPARAM): lResult; stdcall;
  如果我要判断鼠标左键是否按下，用wParam==WM_LBUTTONDOWN判断.
  lParam 是 (tagMOUSEHOOKSTRUCT的指针)PMouseHookStruct类型，主要是获得发送窗口句柄，鼠标坐标 ，以及其他一些信息 。
  lParam 用的时候需要强制转换，转换成PMouseHookStruct类型. 

数据结构原型

typedef struct _WNDCLASS{

　　               UINT style;

                      WNDPROC lpfnWndProc;

　                   int cbClsExtra;

　                   int cbWndExtra;

                      HANDLE hInstance;

　                   HICON hIcon;

                      HCURSOR hCursor;

                      HBRUSH hbrBackground;

                      LPCTSTR lpszMenuName;

　                   LPCTSTR lpszClassName;

}WNDCLASS;

结构说明

　　WNDCLASS 结构包含了RegisterClass函数注册的类属性

分量简介

style: 指定类风格。这些风格可通过按位或操作组合起来。风格如下:

　　CS_BYTEALIGNCLIENT: 在字节边界上（在x方向上）定位窗口的用户区域的位置

　　CS_BYTEALIGNWINDOW: 在字节边界上（在x方向上）定位窗口的位置

　　CS_CLASSDC: 该窗口类的所有窗口实例都共享一个窗口类DC

　　CS_DBLCLKS: 允许向窗口发送双击鼠标键的消息

　　CS_GLOBALCLASS: 当调用CreateWindow 或 CreateWindowEx 函数来创建窗口时允许它的hInstance参数和注册窗口类时传递给

　　RegisterClass 的 hInstance参数不同。如果不指定该风格，则这两个 hInstance 必须相同。

　　CS_HREDRAW: 当水平长度改变或移动窗口时，重画整个窗口

　　CS_NOCLOSE: 禁止系统菜单的关闭选项

　　CS_OWNDC: 给予每个窗口实例它本身的DC。注意，尽管这样是很方便，但它必须慎重使用，因为每个DC大约要占800个字节的内存。

　　CS_PARENTDC: 将子窗口的裁剪区域设置到父窗口的DC中去，这样子窗口便可以在父窗口上绘制自身。注意，这是子窗口还是从系统缓存中获取DC，而不是使用父窗口的DC。使用该风格可以提高系统性能。

　　CS_SAVEBITS: 以位图形式保存被该窗口遮挡的屏幕部分，这样当给窗口移动以后，系统便可以用该保存的位图恢复屏幕移动的相应部分，从而系统不用向被该窗口遮挡的窗口发送 WM_PAINT 消息。该特性对于菜单类型的窗口比较合适，因为它通常是简短的显示一下之后便消失。设置该特性将增加显示该窗口的时间，因为它通常要先分配保存位图的内存。

　　CS_VREDRAW: 当垂直长度改变或移动窗口时，重画整个窗口

lpfnWndProc: 指向窗口过程

cbClsExtra: 指定紧随在 WNDCLASS 数据结构后分配的字节数。系统将其初始化为零。

cbWndExtra: 指定紧随在窗口实例之后分配的字节数，系统将其初始化为零。如果应用程序正在用WNDCLASS结构注册一个在RC资源描述文件中用CLASS指令创建的对话框时，它必须设置这个字段为 DLGWINDOWEXTRA。

hInstance: 标识了该窗口类的窗口过程所在的模块实例的句柄，不能为NULL。

hIcon: 标识了该窗口类的图标。hIcon字段必须是一个图标的句柄；若hIcon字段为NULL，则无论何时用户把应用程序缩至最小时，应用程序必须画一个图标。

hCursor: 标识该窗口类的光标，hCursor必须是一个光标资源的句柄。若hCursor字段为NULL，则无论何时鼠标移到应用程序窗口时，应用程序必须显式设置光标形状。

hbrBackground: 标识了该窗口类的背景画笔。hbrBackground字段必须是用于绘制背景的物理刷子的句柄，或者是一个颜色的值。如果给出一个颜色的值，它必须是下面列出的标准系统颜色之一（系统将对所选颜色加1）。如果给出了颜色值，它必须是转换成下列的HBRUSH类型之一的颜色:

　　COLOR_ACTIVEBORDER

　　COLOR_ACTIVECAPTION

　　COLOR_APPWORKSPACE

　　COLOR_BACKGROUND

　　COLOR_BTNFACE

　　COLOR_BTHSHADOW

　　COLOR_BTNTEXT

　　COLOR_CAPTIONTEXT

　　COLOR_GRAYTEXT

　　COLOR_HIGHLIGHT

　　COLOR_HIGHLIGHTTEXT

　　COLOR_INACTIVEBORDER

　　COLOR_INACTIVECAPTION

　　COLOR_MENU

　　COLOR_MENUTEXT

　　COLOR_SCROLLBAR

　　COLOR_WINDOW

　　COLOR_WINDOWFRAME

　　COLOR_WINDOWTEXT

　　当hbrBackground字段为NULL时，每当需要绘制其用户区域时，应用程序必须自己来绘制其背景。应用程序可以通过处理WM_ERASEBKGND 消息或检查由 BeginPaint 函数填写的 PAINTSTRUCT 结构的fErase 字段来确定背景什么时候需要着色。

lpszMenuName：指向NULL结束的字符串，该字符串描述菜单的资源名，如同在资源文件里显示的名字一样。若使用一个整数标识菜单，可以使用MAKEINTRESOURCE宏。如果lpszMenuName为NULL，

　　那么该窗口类的窗口将没有默认菜单。

lpszClassName：指向NULL结束的字符串，或者是一个原型(atom)。若该参数是一个原型，它必须是一个有先前调用RegisterClass或者 RegisterClassEx函数产生的类原型。类原型必须作为lpszClassName的低字，高字必须为0.若lpszClassName是一个字符串，它描述了窗口类名。这个类名可以是由RegisterClass或者RegisterClassEx注册的名字，或者是任何预定义的控件类名。

　　结构信息Header 在winuser.h声明，包含windows.h

向下的箭头③表示应用程序可以通知操作系统执行某个具体的动作，如操作系统能够控制声卡发出声音，但它并不知道应该何时发出何种声音，需要应用程序告诉操作系统该发出什么样的声音。这个关系好比有个机器人能够完成行走的功能，但是，如果人们不告诉它往哪个方向上走，机器人是不会主动行走的。这里的机器人就是操作系统，人们就是应用程序。