探索Windows：创建自己的窗口和探索消息机制

让我们与星光探索者一起，探索Windows吧!

创建自己的窗口

前两期的探索内容并没有创建属于自己的窗口，那么我们应该如何创建属于自己的窗口呢？

一提到窗口，你很可能会想到下面的画面

没错，这就是一个窗口！实际上，这个应用程序的所有按钮，文本编辑框，菜单都是窗口。有的时候，我们在使用办公软件（如WPS，微软办公套件等），或浏览器时，我们通过点击一下鼠标右键，就弹出了一个菜单，俗称右键菜单。这个右键菜单也可以是窗口，当右键菜单没显示的时候，我们按了一下右键，他就显示了。这样看来，窗口既可以是显示的，也可以是不显示的。

因而，我们可以认为窗口是：

• 占据屏幕的某些部分。
• 在给定时刻可能看不到或可能不可见。
• 了解如何绘制自身。
• 响应用户或操作系统的事件。

说了这么多，让我们一起探索如何创造自己的窗口吧！

一个完整的窗口程序需要这些步骤：注册窗口类、创建窗口、处理消息。话不多说，看代码：

#include<windows.h>

// 如果报错unresolved symbol无法解析的外部符号错误，就手动链接下面的库
#pragma comment(lib, "user32.lib")
#pragma comment(lib, "gdi32.lib")


// 声明窗口处理函数，用于处理窗口消息
LRESULT CALLBACK WinProc(HWND hwnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam);


INT APIENTRY WinMain(
    HINSTANCE hInstance,
    HINSTANCE hPrevInstance,
    LPSTR lpCmdLine,
    int nCmdShow
)
{
    static const TCHAR TITLE[] = TEXT("window");
    static const TCHAR CLASSNAME[] = TEXT("MyStruct");

    // WNDCLASS 是窗口类结构体
    // 窗口类结构体至少要给 lpfnWndProc，hInstance, lpszClassName
    // 这些属性赋值，否则创建窗口不会成功
    WNDCLASS wc{0};
    wc.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject(DKGRAY_BRUSH); // 窗口的背景颜色
    wc.hIcon = LoadIcon(NULL, IDI_APPLICATION);              // 标题栏图标样式
    wc.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);                // 鼠标样式
    wc.hInstance = hInstance;                                // 实例句柄
    wc.lpfnWndProc = WinProc;                                // 窗口过程函数
    wc.lpszClassName = CLASSNAME;                            // 窗口类名称
    wc.lpszMenuName = NULL;                                  // 窗口菜单名称
    wc.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;                      // 窗口风格

    // 第一步：注册窗口类
    RegisterClass(&wc);

    // 第二步：创建窗口
    // 调这个函数，返回窗口句柄，如果创建窗口失败，返回NULL
    HWND hwnd = CreateWindowEx(
        0,                   // 窗口的其他风格
        CLASSNAME,           // 窗口类名
        TITLE,               // 窗口标题栏文字
        WS_OVERLAPPEDWINDOW, // 窗口风格

        // CW_USEDEFAULT 表示使用默认值
        // 窗口初始宽度和高度
        CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, 
        // 窗口初始x坐标和y坐标
        CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT,

        NULL,                // 父窗口
        NULL,                // 菜单
        hInstance,           // 当前实例句柄
        NULL                 // 附加的内存
    );
    // 判断窗口是否创建成功
    if (hwnd == NULL)
    {
        // 创建窗口失败
        return 0;
    }

    // 展示窗口（第一个参数为要展示的窗口句柄，第二个参数为显示的方式）
    ShowWindow(hwnd, nCmdShow);
    // 更新窗口
    UpdateWindow(hwnd);

    // 进行消息循环
    MSG msg{0};
    // GetMessage函数用于抓取窗口的消息，这样才能操作窗口
    // 如果抓不到消息，GetMessage返回0，也就是说应用程序该结束了
    while(GetMessage(&msg, NULL, 0, 0))
    {
        // 翻译消息（非必要步骤），如果要处理键盘事件，需要翻译消息
        TranslateMessage(&msg);
        // 分发消息（必要步骤，否则窗口无法得到消息）
        DispatchMessage(&msg);
    }

    return 0;
}


// 窗口处理函数
// @param hwnd 窗口的句柄
// @param uMsg 消息类型
// @param wParam, lParam 窗口消息的两个附加信息，不同的消息，值是不同的
LRESULT CALLBACK WinProc(HWND hwnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
    switch (uMsg)
    {
    // 处理窗口摧毁消息
    case WM_DESTROY:
        PostQuitMessage(0); // 发送退出消息
        return 0;
    }
    // 默认的窗口消息处理函数
    return DefWindowProc(hwnd, uMsg, wParam, lParam);
}

编译此段代码，可以看到下面的结果：

成功创建出窗口了！

过程解析

首先是WNDCLASS结构体，示例代码已经大部分标的很清楚了。官网上介绍的比星光探索者探索到的还要详细，点击查看官网介绍WNDCLASS窗口类结构体！

在示例代码中，调用了LoadIcon,LoadCursor来加载图标资源，原型如下：

HICON LoadIcon(
    HINSTANCE hInstance,  // 加载资源的实例句柄
    LPCTSTR lpIconName    // 图标名称字符串
);


HCURSOR LoadCursor(
    HINSTANCE hInstance, // 加载资源的实例句柄
    LPCTSTR lpCursorName // 加载光标名称
)

Windows的数据类型，如果以H开头，大多都是…的句柄的意思。

接下来是RegisterWindow函数，CreateWindow函数，这些都是宏定义，都是根据程序使用的字符集来选择调用哪个版本的。例如CreateWindow如果是多字节字符集，将调用CreateWindowA版本，如果是Unicode字符集，将调用CreateWindowW版本，很多皆是如此。

ShowWindow 函数和UpdateWindow 函数参数都很简单。

(重点内容) 窗口过程函数，是处理窗口消息的函数。Windows是基于消息系统的，当鼠标点击窗口或键盘输入时，将发送相应消息给窗口。因而窗口过程函数即为重要。窗口过程函数写法如下：

// WinProc是窗口处理函数的名称，可以随便改
LRESULT CALLBACK WinProc(
    HWND hwnd,     // 处理消息的窗口句柄 
    UINT uMsg,     // 窗口消息
    WPARAM wParam, // 窗口消息附带的参数
    LPARAM lParam  // 窗口消息附带的参数
);

此函数的返回值为窗口消息的处理结果，int类型可以转换成HRESULT类型，大多数情况下返回0表示正常处理。

如果不处理消息，可交给默认的过程函数DefWinProc处理。但是如果不正确处理相关消息，可能会导致窗口关不了，窗口没了进程还在的情况。

Windows消息机制

Windows是以消息为基础的操作系统。消息(MSG类型)组成如下：

• 窗口句柄

• 消息ID

• 消息的两个附带信息

• 消息产生时间

• 消息产生时的鼠标位置

当系统通知窗口工作时，采用消息的方式派发给窗口。(本段落以下内容引用自微软官网)如果顶级窗口停止响应消息超过几秒钟，系统将认为窗口不会响应。 在这种情况下，系统会隐藏窗口，并将其替换为具有相同 Z 顺序、位置、大小和视觉属性的幽灵窗口。 这样，用户就可以移动它、调整大小，甚至关闭应用程序。 但是，这些操作是唯一可用的操作，因为应用程序实际上没有响应。 在调试器模式下，系统不会生成虚影窗口。

消息队列，顾名思义就是储存消息的队列，队列具有先进先出(First in first out, FIFO) 的特性。操作系统本身就维护有消息队列，每个应用程序也会有他自己的消息队列。

但是，并不是所有的消息都会进消息队列，有的消息是直接让窗口处理不进消息队列的。因此，根据消息进不进消息队列，我们可将消息分为队列消息和非队列消息。

• 队列消息：消息发送时，首先进入队列，然后通过消息循环，从队列当中获取。常见的队列消息有WM_PAINT，键盘消息，鼠标消息，定时器消息等

• 非队列消息：消息发送时，直接找到消息接收窗口的窗口过程函数，直接调用此函数完成消息。常见的非队列消息有WM_CREATE，WM_SIZE等

上面说的都是常见的队列消息和非队列消息，只要你想让他进队列，他就是队列消息，否则是非队列消息。

抓取消息的API

GetMessage函数。 上面的消息循环就是用的这个抓取队列中的消息。如果这个函数的最后两个参数都为0，什么消息都抓取。一般不返回非0值。当遇到WM_QUIT消息（使应用程序退出的消息）时，GetMessage将返回FALSE。GetMessage函数是阻塞函数，如果没有消息会一直等待。

GetMessage函数在工作时，会按顺序执行下列步骤：

• 在程序（线程）消息队列中查找消息，如果队列有消息，检查是否满足抓取消息的范围，满足就抓取

• 如果程序（线程）消息队列没有消息，向系统队列获取属于本程序的消息，如果有就转发到程序的消息队列。

• 如果还是没有消息，检查当前进程的所有窗口有没有需要重绘的区域，如果发现有需要绘制的区域，产生WM_PAINT消息，然后处理

• 如果没有重绘区域，检查计时器有没有到时的计时器，如果有将产生WM_TIMER消息，然后处理

• 如果没有计时器，就整理程序资源，内存等

• 如果执行到了这一步，GetMessage就会一直等候，直到消息有为止

BOOL GetMessage(
    LPMSG lpMsg,         // 抓取到消息储存的消息结构体
    HWND  hWnd,          // 抓取消息的窗口句柄
    UINT  wMsgFilterMin, // 抓取消息的最小值
    UINT  wMsgFilterMax  // 抓取消息的最大值
);

PeekMessage函数用于以查看的方式查看队列有没有消息，如果没有消息返回0，否则返回非0值。这个函数的前四个参数与GetMessage函数意义完全相同，第五个参数的意义为如果有消息，如果值为PM_NOREMOVE，将不从消息队列中移除这个消息，如果值为PM_REMOVE，将从消息队列中移除这个消息。

BOOL PeekMessage(
    LPMSG lpMsg,
    HWND  hWnd,
    UINT  wMsgFilterMin,
    UINT  wMsgFilterMax,
    UINT  wRemoveMsg
);

发送消息的API

SendMessage 函数 用于向指定窗口句柄的窗口发送消息，这种方式发送的消息是不进消息队列的。此函数会一直等待消息处理结果，其返回值即为目标窗口的处理结果

LRESULT SendMessage(
    HWND   hWnd,   // 指定的窗口句柄 
    UINT   Msg,    // 发送的消息类型   
    WPARAM wParam, // 消息附带的参数
    LPARAM lParam  // 消息附带的参数
);

PostMessage函数用于向指定窗口句柄的窗口发送消息，这种方式发送的消息进消息队列。此函数发送完马上返回，不等待消息处理结束。

BOOL PostMessage(
  HWND   hWnd,   // 指定的窗口句柄 
  UINT   Msg,    // 发送的消息类型
  WPARAM wParam, // 消息附带的参数
  LPARAM lParam  // 消息附带的参数
);

本期到此结束，下期看星光探索者处理常用的消息及自定义消息