C++.Windows图形

1. 基础知识

1.1 Windows图形编程基础

Windows图形编程主要基于Windows API，它提供了丰富的函数来创建和管理图形界面。以下是几个关键概念：

• 窗口（Window）：是用户界面的基本元素，可以包含菜单、按钮、文本框等控件。每个窗口都有一个唯一的句柄（HWND）。
• 设备上下文（DC）：是与设备相关的数据结构，用于存储绘图属性，如画笔、画刷等。通过设备上下文可以对窗口进行绘图操作。
• 消息（Message）：是Windows操作系统与应用程序之间通信的方式，包括鼠标点击、键盘输入等事件。应用程序需要通过消息循环来处理这些消息。
• 坐标系统：Windows使用像素作为单位，坐标原点在窗口的左上角，水平向右为x轴正方向，垂直向下为y轴正方向。

1.2 GDI与GDI+

GDI（Graphics Device Interface）是Windows提供的图形设备接口，用于基本的绘图操作，如绘制线条、矩形、文本等。GDI+是GDI的升级版本，提供了更强大的功能，如抗锯齿、透明度、矢量图形等。

• GDI：使用设备上下文（HDC）进行绘图，例如：

  HDC hdc = GetDC(hwnd);
  HPEN hPen = CreatePen(PS_SOLID, 2, RGB(255, 0, 0));
  SelectObject(hdc, hPen);
  MoveToEx(hdc, 10, 10, NULL);
  LineTo(hdc, 100, 100);
  DeleteObject(hPen);
  ReleaseDC(hwnd, hdc);
  

• GDI+：使用GDI+对象进行绘图，例如：

  Gdiplus::Graphics graphics(hdc);
  Gdiplus::Pen pen(Gdiplus::Color(255, 255, 0, 0), 2);
  graphics.DrawLine(&pen, 10, 10, 100, 100);
  

1.3 窗口消息处理

窗口消息处理是Windows图形编程的核心，应用程序通过消息循环来接收和处理消息。以下是基本的消息循环代码：

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

在窗口过程函数中，可以处理各种消息，例如：

LRESULT CALLBACK WindowProc(HWND hwnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam) {switch (uMsg) {case WM_PAINT:// 绘图操作break;case WM_DESTROY:PostQuitMessage(0);break;default:return DefWindowProc(hwnd, uMsg, wParam, lParam);}return 0;
}

窗口消息处理是实现图形界面交互的基础，通过处理不同的消息，可以实现按钮点击、窗口移动等功能。# 2. 创建简单窗口

2.1 注册窗口类

在Windows编程中，注册窗口类是创建窗口的第一步。窗口类定义了窗口的外观和行为，包括窗口的标题、样式、图标、背景色等。以下是注册窗口类的代码示例：

WNDCLASS wc = {0};
wc.lpfnWndProc = WindowProc; // 指定窗口过程函数
wc.hInstance = hInstance;    // 当前实例句柄
wc.lpszClassName = L"MyWindowClass"; // 窗口类名
wc.hbrBackground = (HBRUSH)(COLOR_WINDOW + 1); // 背景色
wc.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW); // 鼠标光标样式
wc.hIcon = LoadIcon(NULL, IDI_APPLICATION); // 窗口图标
if (!RegisterClass(&wc)) {MessageBox(NULL, L"Failed to register window class", L"Error", MB_OK | MB_ICONERROR);return 0;
}

在上述代码中，WNDCLASS结构体用于描述窗口类的属性。lpfnWndProc字段指定了窗口过程函数，用于处理窗口消息；hInstance是当前程序实例的句柄；lpszClassName是窗口类的名称，用于后续创建窗口时引用；hbrBackground定义了窗口的背景颜色；hCursor和hIcon分别指定了鼠标光标样式和窗口图标。

2.2 创建窗口

注册窗口类后，可以使用CreateWindow函数创建窗口。该函数需要指定窗口类名、窗口标题、窗口样式、窗口位置和大小等参数。以下是创建窗口的代码示例：

HWND hwnd = CreateWindow(L"MyWindowClass", // 窗口类名L"My Simple Window", // 窗口标题WS_OVERLAPPEDWINDOW, // 窗口样式CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, // 窗口位置640, 480, // 窗口大小NULL, // 父窗口句柄NULL, // 菜单句柄hInstance, // 当前实例句柄NULL // 创建参数
);
if (!hwnd) {MessageBox(NULL, L"Failed to create window", L"Error", MB_OK | MB_ICONERROR);return 0;
}

在上述代码中，CreateWindow函数的第一个参数是窗口类名，必须与注册窗口类时指定的类名一致；第二个参数是窗口标题，显示在窗口的标题栏上；第三个参数是窗口样式，WS_OVERLAPPEDWINDOW表示创建一个具有标题栏、边框和最大化/最小化按钮的窗口；接下来的四个参数分别指定窗口的左上角坐标和宽度、高度；NULL表示该窗口没有父窗口；NULL表示该窗口没有菜单；hInstance是当前程序实例的句柄；最后一个参数通常用于传递额外的创建参数。

2.3 显示窗口

创建窗口后，需要使用ShowWindow函数来显示窗口。此外，通常还会调用UpdateWindow函数来刷新窗口内容。以下是显示窗口的代码示例：

ShowWindow(hwnd, nCmdShow); // 显示窗口
UpdateWindow(hwnd); // 刷新窗口内容

在上述代码中，ShowWindow函数的第一个参数是窗口句柄，nCmdShow是命令行参数，通常在程序入口处由WinMain函数传递。nCmdShow的值可以是SW_SHOWNORMAL、SW_SHOWMAXIMIZED等，用于指定窗口的显示状态。UpdateWindow函数会发送WM_PAINT消息给窗口，触发窗口的绘制操作。

通过以上三个步骤，就可以创建并显示一个简单的窗口。这是Windows图形编程的基础，后续可以在此基础上添加更多的控件和功能。# 3. 按钮控件

3.1 创建按钮

在Windows编程中，按钮是一种常见的控件，用于接收用户的点击操作。按钮可以通过CreateWindow函数创建，指定按钮的类型、位置、大小等属性。以下是创建按钮的代码示例：

// 创建一个普通按钮
HWND hwndButton = CreateWindow(L"BUTTON", // 按钮控件类名L"Click Me", // 按钮显示的文本WS_CHILD | WS_VISIBLE | BS_PUSHBUTTON, // 按钮样式100, 100, // 按钮左上角坐标100, 30, // 按钮宽度和高度hwnd, // 父窗口句柄(HMENU)1, // 按钮的ID，用于消息处理hInstance, // 当前实例句柄NULL // 创建参数
);
if (!hwndButton) {MessageBox(hwnd, L"Failed to create button", L"Error", MB_OK | MB_ICONERROR);
}

在上述代码中，CreateWindow函数的第一个参数是按钮控件的类名，固定为L"BUTTON"；第二个参数是按钮上显示的文本；第三个参数是按钮的样式，WS_CHILD表示按钮是子窗口，WS_VISIBLE表示按钮可见，BS_PUSHBUTTON表示创建一个普通按钮；接下来的四个参数分别指定按钮的左上角坐标和宽度、高度；hwnd是父窗口句柄；(HMENU)1是按钮的ID，用于在消息处理中区分不同的按钮；hInstance是当前程序实例的句柄；最后一个参数通常为NULL。

除了普通按钮，还可以创建其他类型的按钮，例如单选按钮和复选按钮。单选按钮和复选按钮的创建方式与普通按钮类似，只是需要指定不同的样式。以下是创建单选按钮和复选按钮的代码示例：

// 创建一个单选按钮
HWND hwndRadioButton1 = CreateWindow(L"BUTTON", // 单选按钮控件类名L"Option 1", // 单选按钮显示的文本WS_CHILD | WS_VISIBLE | BS_AUTORADIOBUTTON, // 单选按钮样式100, 150, // 单选按钮左上角坐标100, 30, // 单选按钮宽度和高度hwnd, // 父窗口句柄(HMENU)2, // 单选按钮的IDhInstance, // 当前实例句柄NULL // 创建参数
);
if (!hwndRadioButton1) {MessageBox(hwnd, L"Failed to create radio button 1", L"Error", MB_OK | MB_ICONERROR);
}// 创建另一个单选按钮
HWND hwndRadioButton2 = CreateWindow(L"BUTTON", // 单选按钮控件类名L"Option 2", // 单选按钮显示的文本WS_CHILD | WS_VISIBLE | BS_AUTORADIOBUTTON, // 单选按钮样式100, 200, // 单选按钮左上角坐标100, 30, // 单选按钮宽度和高度hwnd, // 父窗口句柄(HMENU)3, // 单选按钮的IDhInstance, // 当前实例句柄NULL // 创建参数
);
if (!hwndRadioButton2) {MessageBox(hwnd, L"Failed to create radio button 2", L"Error", MB_OK | MB_ICONERROR);
}// 创建一个复选按钮
HWND hwndCheckBox = CreateWindow(L"BUTTON", // 复选按钮控件类名L"Check Me", // 复选按钮显示的文本WS_CHILD | WS_VISIBLE | BS_AUTOCHECKBOX, // 复选按钮样式100, 250, // 复选按钮左上角坐标100, 30, // 复选按钮宽度和高度hwnd, // 父窗口句柄(HMENU)4, // 复选按钮的IDhInstance, // 当前实例句柄NULL // 创建参数
);
if (!hwndCheckBox) {MessageBox(hwnd, L"Failed to create check box", L"Error", MB_OK | MB_ICONERROR);
}

在上述代码中，BS_AUTORADIOBUTTON是单选按钮的样式，BS_AUTOCHECKBOX是复选按钮的样式。单选按钮通常用于一组互斥的选项，用户只能选择其中一个；复选按钮则允许用户选择多个选项。

3.2 按钮消息处理

按钮的主要功能是接收用户的点击操作，并触发相应的事件。在Windows编程中，按钮的点击事件通过WM_COMMAND消息来处理。当用户点击按钮时，系统会向父窗口发送WM_COMMAND消息，父窗口可以通过检查消息的参数来确定是哪个按钮被点击，并执行相应的操作。以下是处理按钮点击事件的代码示例：

LRESULT CALLBACK WindowProc(HWND hwnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam) {switch (uMsg) {case WM_COMMAND:// 检查是哪个按钮被点击switch (LOWORD(wParam)) {case 1: // 普通按钮被点击MessageBox(hwnd, L"Button clicked", L"Message", MB_OK);break;case 2: // 单选按钮1被选中if (IsDlgButtonChecked(hwnd, 2) == BST_CHECKED) {MessageBox(hwnd, L"Radio button 1 selected", L"Message", MB_OK);}break;case 3: // 单选按钮2被选中if (IsDlgButtonChecked(hwnd, 3) == BST_CHECKED) {MessageBox(hwnd, L"Radio button 2 selected", L"Message", MB_OK);}break;case 4: // 复选按钮被点击if (IsDlgButtonChecked(hwnd, 4) == BST_CHECKED) {MessageBox(hwnd, L"Check box checked", L"Message", MB_OK);} else {MessageBox(hwnd, L"Check box unchecked", L"Message", MB_OK);}break;}break;case WM_PAINT:// 绘图操作break;case WM_DESTROY:PostQuitMessage(0);break;default:return DefWindowProc(hwnd, uMsg, wParam, lParam);}return 0;
}

在上述代码中，WM_COMMAND消息的wParam参数包含了按钮的ID和通知代码。通过检查LOWORD(wParam)的值，可以确定是哪个按钮被点击。对于普通按钮，当按钮被点击时，会触发BN_CLICKED通知代码，父窗口可以直接执行相应的操作。对于单选按钮和复选按钮，需要使用IsDlgButtonChecked函数来检查按钮的状态。如果按钮被选中，IsDlgButtonChecked函数返回BST_CHECKED；否则返回BST_UNCHECKED。

通过上述代码，可以实现按钮的基本功能，如接收点击事件并触发相应的操作。按钮是Windows图形界面中非常重要的控件之一，通过合理使用按钮，可以为用户提供