Windows桌面开发之窗口

日常使用windows操作系统，会打开很多个应用程序。每一个应用程序都有很多窗口，提供给用户操作。但是窗体这个概念其实是很深刻的一个概念，这篇文章从windows开发的角度，介绍窗体。

窗体可以理解成屏幕上的一块儿矩形区域，应用程序使用这片区域接收用户输入，并将结果输出到这块儿矩形区域。

一个应用程序启动时，必须至少有一个窗体作为主窗体。

注意，虽然操作系统可以同时打开多个窗口，但某一具体时刻，只能有一个窗口接收用户输入。

窗体提供以下能力

• Functions
• 提供一些函数，可以创建、销毁、移动、拉伸窗体
• 常见的API
• CreateWindow, CloseWindow, DestroyWindow
• MoveWindow, SetWindowPos
• Messages
• 提供一些消息，发送这些消息给窗体，可以获得窗体的一些信息，也可以改变窗体的一些设置
• 常见的消息
• WM_GETTEXT
• WM_SETTEXT
• Notifications
• 窗体自身发生改变，主动发送消息，告知应用程序。例如窗体被移动、拉伸时，会发送消息
• 常见的消息
• WM_CREATE, WM_CLOSE, WM_DESTROY
• WM_MOVE, WM_MOVING
• WM_SIZE, WM_SIZING

窗体具有一个唯一标识符，通过这标识符(integer identifier)，可以找到窗体，并向其发送消息，指示其活动。

 

窗体的结构图

窗体的位置始终基于屏幕的左上角定位

窗体重要概念

• 窗体句柄
• 创建完窗体之后，函数返回一个句柄，用来唯一标识此窗体
• 窗体句柄的类型是HWND
• 通过方法FindWindow可以找到符合条件的所有窗体的句柄
• 通过方法IsWindow可传入句柄，判断是否指向一个合法窗体

窗体类

• 窗体类像是模板一样，构造一个新的窗体只能从已经注册过的类去构建。但是可以注册自定义的窗体类。
• 窗体类分为以下三大类

• • • 系统类
      • 应用程序启动时，系统类自动复制到当前应用程序，供应用程序使用，但不是所有类都能创建窗体
      • 这些系统类可以使用
      • • Button
        • ComboBox
        • Edit
        • ListBox
        • MDIClient
        • ScrollBar
        • Static
    • 应用全局类
  • • • 一个dll使用RegisterClassEx方法，并添加CS_GLOBALCLASS样式，不需要时使用UnregisterClass方法
    • 应用本地类
      • 注册它的模块销毁时，此类自动被销毁

应用顺序

• 先在应用本地类列表中查找
• 如未找到，再到应用全局类查找
• 如未找到，再到系统类中查找

窗体类的属性

• Class Name
• 使用类名作为唯一区分的标志，WNDCLASSEX结构中的lpszClassName
• 一个进程内部，类名是唯一的
• Window Procedure Address
• 系统把消息发到这里，窗体需要处理，例如绘制客户端区域内容
• 例子，一个简单的处理消息函数

• LRESULT CALLBACK MainWndProc(HWND hwnd, // handle to window
      UINT uMsg,        // message identifier
      WPARAM wParam,    // first message parameter
      LPARAM lParam)    // second message parameter
  { 
      switch (uMsg) 
      { 
          case WM_CREATE: 
              // Initialize the window. 
              return 0; 
          case WM_PAINT: 
              // Paint the window's client area. 
              return 0; 
          case WM_SIZE: 
              // Set the size and position of the window. 
              return 0; 
          case WM_DESTROY: 
              // Clean up window-specific data objects. 
              return 0; 
          default: 
              return DefWindowProc(hwnd, uMsg, wParam, lParam); 
      } 
      return 0; 
  } 

  • Instance Handle
  • WNDCLASSEX结构中的hInstance，用来指向应用程序
  • Class Cursor
  • 鼠标移动进入窗体的客户区域时，cursor变成什么样子
  • 先使用LoadCursor方法加载特定的游标，然后设置WNDCLASSEX结构中的hInstance
  • 也可以在接收到WM_MOUSEMOVE消息的时候，调用SetCursor方法改变cursor
  • Class Icons
  • 图标是指切换当前应用的缩略图和任务栏下面显示的图片
  • Class Background Brush
  • Class Menu
  • Class Styles
  • WNDCLASSEXA结构
  • cbSize
  • style
  • lpfnWndProc
  • cbClsExtra
  • cbWndExtra
  • hInstance
  • hIcon
  • hCursor
  • hbrBackground
  • lpszMenuName
  • lpszClassName
  • hIconSm
  • Classes and Device Contexts
  • Extra Class Memory
  • Extra Window Memory　　

  窗体的分类

  应用程序可以同时打开多个窗体，窗体之间的关系如下：
  • Overlapped Window
  • 顶级窗体，作为应用程序的主窗体。可以在使用 CreateWindowEx 方法构造窗体时，设置 WS_OVERLAPPED，或者WS_OVERLAPPEDWINDOW的样式，来构造这种窗体。
  • Popup Window
  • 这是一种特殊的Overlapped Window，显示在主窗体之外的临时窗体。通常用做对话框或者消息框。
  • Child Window
  • 应用程序除过Overlapped Window，剩下的就是Child Window。这种窗体必须具有父窗体。
  • 与此同时，它们没有顶级窗体所具有的Title Bar Min Max Button，只有Client区域。 它具有的样式是WS_CHILD。

  窗体之间的关系

  • 父子关系
  • 一个应用首先打开顶级窗体，随后打开子窗体，子窗体可能又会打开子窗体。它们之间的关系就是父子关系。
  • Parent窗体和Child窗体具有如下关系：
  • 一个父窗体可以拥有多个子窗体，但子窗体只能属于一个父窗体。如果将当前窗体的父窗体指定为空，它将脱离应用程序，成为桌面的子窗体。
  • 可以通过GetParent，SetParent 修改当前窗体的父窗体。
  • EnumChildWindows可以用来枚举当前窗体的直接子窗体，子窗体可以继续枚举属于它的子窗体。
  • 父窗体将会裁剪子窗体超出自己可视区域的部分
  • 行为特点
  • 父窗体可见时，子窗体才有可能可见。并且是父窗体先显示出来，接着子窗体才显示出来
  • 父窗体隐藏时，先把所有子窗体都隐藏掉，最后再隐藏父窗体
  • 父窗体移动时，子窗体跟着移动，移动完之后子窗体重新绘制内容区域，子窗体永远基于父窗体左上角定位
  • 父窗体z-order增大时，子窗体的z-order也跟着增大
  • 父窗体销毁时，优先销毁掉所有子窗体，然后再销毁父窗体
  • 父窗体通过给子窗体发送消息，使得子窗体状态改变，从而产生变化。
  • 子窗体与父窗体重叠的区域，windows只会把消息发送子窗体，除非子窗体被禁用。反过来，子窗体在自身状态改变时，又会主动发消息给父窗体，告知其状态变更，以便父窗体采取行动。
  • 没有父窗体的窗体叫做顶级窗体，本质上来说，顶级窗体的父窗体就是桌面窗体，通过EnumWindows方法可以找到所有屏幕上的顶级窗体
  • 从属关系
  • 两个窗体之间还可以建立拥有和从属的关，关系服从以下约束
  • 被拥有者的z-order比拥有者大
  • 拥有者销毁时，被拥有者也自动被销毁
  • 拥有者隐藏时，被拥有者也被隐藏
  • 只有Overlapped Window可以拥有窗体
  • 前台与后台关系
  • 用户正在操作的那个窗口，处于激活状态，是前台窗口，反之就是后台窗口
  • 用户可以通过 Alt + Tab 切换前台窗口
  • 可以通过API GetForegroundWindow，SetForegroundWindow 获取和设置前台窗口
  • 位置关系
  • 操作系统维护z-order列表，z-order大的窗口将遮挡住z-order小的窗口
  • 可以通过API移动z-order，BringWindowToTop, SetWindowPos, DeferWindowPos
  • 用户也可以通过激活窗口，调整z-order

  窗体状态

  • Acitve
  • 被激活的顶级窗口，也是前台窗口
  • Disabled
  • EnableWindow 用来禁用一个窗口
  • IsWindowEnabled 用来判断一个窗口是否是禁用状态
  • 当父窗体禁用时，无法获得键盘焦点。即使此时子窗体已经获得键盘焦点，也会立刻失去
  • Visible
  • 通过设置 WS_VISIBLE 样式来控制，设置完这个样式，系统先发送WM_SHOWWINDOW消息给窗体，接着显示窗体
  • IsWindowVisible可以用来检测窗体是否可见，方法ShowWindow可以控制窗体显示隐藏
  • 可见不一定意味着屏幕中能看到它，有可能此窗体被其它窗体遮挡，也有可能它的父窗体不可见，还有可能是它的位置在屏幕外侧
  • Minimized
  • 拥有WS_MAXIMIZE 样式
  • Maximized
  • 拥有WS_MINIMIZE 样式
  • 关闭就是最小化，因此可以调用CloseWindow来使得窗体最小化
  • Restored
  • 恢复到原先的大小和位置

  小贴士

  系统在执行最大化、最小化、恢复之前，会先发送WM_QUERYOPEN 消息给窗体，如果窗体处理函数返回false，则不执行这个命令

   

  构造窗体时，通过指定CW_USEDEFAULT样式，让系统决定窗体位置和大小

   

  策略如下：

  针对于顶级窗体，如果当前应用程序还没有构造过一个顶级窗体，那么就基于屏幕的左上角进行定位。

  如果已经构造过一个顶级窗体，就根据这个顶级窗体的左上角进行定位。宽高也是，如果已经构造过顶级窗体，则使用这个顶级窗体的宽高。

  如果为构造过，则系统计算一个合适的宽高应用给这个顶级窗体。

  对于子窗体或者弹出式窗体，系统会给一个默认最小的宽高。

   

  系统检测到用户点击了最大化、最小化等等按钮时，发送WM_SYSCOMMAND消息，并且能够拿到以下command

  SC_CLOSE SC_MAXIMIZE SC_MINIMIZE SC_MOVE SC_RESTORE SC_SIZE

  窗体大小位置

  可以使用以下方法操作窗体
  • SetWindowPlacement 窗体最大化、最小化的位置、恢复时的位置和大小、窗体状态
  • MoveWindow 改变窗体位置
  • SetWindowPos 改变窗体位置，同时还可以改变窗体的显示状态
  • GetWindowRect 返回窗体的矩形区域大小，所有窗体都是基于屏幕左上角
  • ScreenToClient 和 MapWindowPoints 可以求出相对于父窗体的位置信息
  • GetClientRect 返回窗体的可视区域，位置始终是0,0，宽高是有效的
  窗体改变时，系统发送以下消息给窗体
  • WM_GETMINMAXINFO 设置了WS_THICKFRAME和WS_CAPTION样式，当窗体被用户最大化、最小化等操作时，系统发送此消息
  • WM_WINDOWPOSCHANGING 窗体位置、大小、z-order、显示状态即将发生改变时，系统发送此消息
  • 在这个时机，可以从消息中拿出WINDOWPOS，进行更改
  • WM_WINDOWPOSCHANGED 窗体位置、大小、z-order、显示状态已经发生改变时，系统发送此消息
  • 这个时机，调用DefWindowProc方法，将WM_WINDOWPOSCHANGED消息传递进去，系统接着会发送WM_SIZE和WM_MOVE消息

  窗体构造与销毁

  • 通过DestroyWindow 方法销毁
  • 销毁时，先发送WM_DESTROY消息给当前窗体，接着发送给子窗体。随后销毁当前窗体和子窗体