第3章 启程——Windows编程基础（下）

行云流水的窗口创建四步曲一一设计，注册，创建，显示与更新。

创建一个完整的窗口， 一般都需要经过下面的四步曲：

首先我们看一下窗口创建四步曲之一： 窗口类的设计。关键词，设计（ Design ） 。
一个完整的窗口具有许多特征，包括光标（鼠标悬停在该窗口中时的形状）、图标、背景颜色等等。

在Windows 中控制窗口的特征的结构体有两个： WNDCLASS 和WNDCLASSEX 。WNDCLASS 算是其中服役多年资格比较老的一个，面临着被废弃的命运，因此我们应当使用其升级版——WNDCLASSEX 。

现在我们来看一下MSDN 中定义的WNDCLASSEX 结构体：

typedef struct {UINT      cbSize;UINT      style;WNDPROC   lpfnWndProc;int       cbClsExtra;int       cbWndExtra;HINSTANCE hInstance;HICON     hIcon;HCURSOR   hCursor;HBRUSH    hbrBackground;LPCTSTR   lpszMenuName;LPCTSTR   lpszClassName;HICON     hIconSm;
} WNDCLASSEX, *PWNDCLASSEX;

WNDCLASSEX wndClass = { 0 };  // 用WINDCLASSEX 定义了一个窗口类，即用wndClass 实例化了WINDCLASSEX ，用于之后窗口的各项初始化。

第三个参数， WNDPROC 类型的IpfnWndProc ，它是一个函数指针，指向窗口过程函数。
而窗口过程函数是一个回调函数。其中，回调函数人如其名，并不是由该函数的实现方直接调用的，而是在特定的事件或条件发生时由另外一方调用的， 用于对该事件或条件进行响应。
针对Windows 的消息处理机制，窗口过程函数被调用的过程就是这样的：

需要注意的是， 一个Windows 程序可以包含多个窗口过程函数， 一个窗口过程总是与某一个特定的窗口类相关联（通过WNDCLASS 结构体中的lpfnWndProc 成员变量来指定），而基于该窗口类创建的窗口使用的是同一个窗口过程。

最后我们来把窗口创建四步曲第一步的“窗口类的设计”整体来看一遍，其实从头到尾就是在填充一个结构体。我们把上面讲解每个参数的代码串起来就是如下：

	//【1】窗口创建四步曲之一：开始设计一个完整的窗口类WNDCLASSEX wndClass = { 0 };							//用WINDCLASSEX定义了一个窗口类wndClass.cbSize = sizeof( WNDCLASSEX ) ;			//设置结构体的字节数大小wndClass.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;	//设置窗口的样式wndClass.lpfnWndProc = WndProc;					//设置指向窗口过程函数的指针wndClass.cbClsExtra		= 0;								//窗口类的附加内存，取0就可以了wndClass.cbWndExtra		= 0;							//窗口的附加内存，依然取0就行了wndClass.hInstance = hInstance;						//指定包含窗口过程的程序的实例句柄。wndClass.hIcon=(HICON)::LoadImage(NULL,L"icon.ico",IMAGE_ICON,0,0,LR_DEFAULTSIZE|LR_LOADFROMFILE);  //本地加载自定义ico图标wndClass.hCursor = LoadCursor( NULL, IDC_ARROW );    //指定窗口类的光标句柄。wndClass.hbrBackground=(HBRUSH)GetStockObject(GRAY_BRUSH);  //为hbrBackground成员指定一个灰色画刷句柄	wndClass.lpszMenuName = NULL;						//用一个以空终止的字符串，指定菜单资源的名字。wndClass.lpszClassName = L"ForTheDreamOfGameDevelop";		//用一个以空终止的字符串，指定窗口类的名字。

可以看到，这一步其实很明了，就是先定义一个WNDCLASSEX 类型的结构体，然后挨着结构体的原型的每个参数依葫芦画瓢，做填空题就好了。

下面我们介绍窗口创建四步曲之二：窗口类的注册。关键词， 注册（ Register ） 。

我们在设计完窗口类（WNDCLASSEX ）后，需要调用RegisterClassEx 函数对其进行注册，注册成功后，才可以创建该类型的窗口。注册函数RegisterClassEx 的原型声明我们可以在MSDN 中查到，是这样写的：

ATOM RegisterClassEx(__in  CONST WNDCLASSEX *lpwcx
);

一开始我们窗口类对象取名是wndClass，所以我们下面填RegisterClassEx 函数的时候就填wndClass ，不过需要注意的是，这里的变量类型前有一个“*”，那么我们对应的在窗口类名前就要加上一个＆， 最终就像这样写：
RegisterClassEx ( &wndClass ) ;

3.7.3 窗口的正式创建

当我们设计好窗口类并且将其成功注册后，就可以用CreateWindow 函数来创建设计好的这种类型的窗口了。

HWND CreateWindow(__in  LPCTSTR lpClassName,__in  LPCTSTR lpWindowName,__in  DWORD dwStyle,__in  int x,__in  int y,__in  int nWidth,__in  int nHeight,__in  HWND hWndParent,__in  HMENU hMenu,__in  HINSTANCE hInstance,__in  LPVOID lpParam
);

如果窗口创建成功，即CreateWindows 函数调用成功， CreateWindows 函数将返回系统为该窗口分配的句柄。如果调用失败，即窗口创建失败，则会返回NULL 。
需要注意的是， 要在窗口创建之前先定义一个窗口句柄变量， 来接收创建窗口之后返回的句柄值。
这步整体来看，就是调用一下CreateWindow 函数，代码方面就是这样写：

HWND hWnd = CreateWindow (_T（”ForTheDreamOfGameDevelop ”), //喜闻乐见的创建窗口的数L”致我们永不熄灭的游戏开发梦想!”, WS_OVERLAPPEDWINDOW, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, 800,600, NULL, NULL, hlnstance, NULL);

3.7.4 窗口的显示和更新

1 . 改变窗口位置与大小
设定窗口位置主要就是MoveWindow 这个函数，他可以改变指定窗口的位置和大小，其中的窗口位置是以屏幕的左上角为原点(0, 0)的。我们看一下这个函数的原型：

BOOL MoveWindow(__in  HWND hWnd,__in  int X,__in  int Y,__in  int nWidth,__in  int nHeight,__in  BOOL bRepaint
);

第六个参数， BOOL 类型的bRepaint ， 指定了是否要重画窗口。如果把它设为TRUE 的话，则窗口会像通常那样在OnPaint消息处理函数中接收到一条WM_PAINT 消息。如果这个参数为FALSE 的话， 则不会发生任何类型的重画操作。

2. 显示窗口

窗口创建之后， 就需要将它显示出来，就像一款手机生产出来要开发布会推向市场一样， 我们一般调用ShowWindow 来进行窗口的显示， 这个函数的原型声明如下：

BOOL ShowWindow(__in  HWND hWnd,__in  int nCmdShow
);

3 . 更新窗口
在调用ShowWindow 函数之后，紧接着要调用UpdateWindow 来刷新窗口，就像我们买了一套新房子，要装修一下。UpdateWindow 函数的原型声明如下：

BOOL UpdateWindow(__in  HWND hWnd
);

把这三步综合起来看，就是对前面使用CreateWindow 函数创建的窗口进行一系列的移动(Move Window ）、显示（ ShowWindow ）和

更新（UpdateWindow ）操作， 当然，我们是通过hWnd这根窗口的纽带来指定对哪个窗口进行操作的。
总之，窗口的显示和更新代码整体来看，就是调用一下下面这3 个函数：

	MoveWindow(hwnd,250,80,WINDOW_WIDTH,WINDOW_HEIGHT,true);		//调整窗口显示时的位置，使窗口左上角位于（250,80）处ShowWindow( hwnd, nShowCmd );    //调用ShowWindow函数来显示窗口UpdateWindow(hwnd);						//对窗口进行更新，就像我们买了新房子要装修一样

3.8 各有千秋一两套消息循环体系

GetMessage 函数，它的作用是从消息队列中获取消息。如果队列里一条消息也没有，它就会一直等待，直到消息的出现。我们可以在MSDN 中查到它的原型如下：

BOOL GetMessage(__out  LPMSG lpMsg,__in   HWND hWnd,__in   UINT wMsgFilterMin,__in   UINT wMsgFilterMax
);

非常重要的一点是， GetMessage 函数如果收到除WM QUIT 外的消息， 都会返回非零值。而对于WM_QUIT 消息， GetMessage 函数则会返回零， 如果出现了错误，就会返回-1 ， 例如， 当参数hWnd 是无效的窗口句柄时， GetMessage 函数就会返回-1。

通常我们采用GetMessage 为核心来写一个消息循环， 基本上都是相同的套路， 就是如下固定的几句核心代码：

MSG msg={ 0} ; //定义并初始化消息
while (GetMessage(&msg , NULL, 0, 0）) ／／不断从消息队列中取出消息
{TranslateMessage(&msg);  // 将虚拟键消息转换为字符消息DispatchMessage(&msg);  // 分发一个消息给窗口程序
}

上面讲到的应用程序的消息处理机制如下图所示：

过程＜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。
过程＜4＞： 系统利用WNDCLASSEX 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”）。

在游戏编写过程中，相对于GetMessage 函数，用的更多的是PeekMessage 函数。下面讲解这个PeekMessage 函数。首先来看看这个函数的原型：

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

第五个参数， UINT 类型的wRemoveMsg 。PeekMessage 相对于GetMessage 多了这第五个参数，它用于指定消息的获取方式。一般这个参数可以在PM_NOMOVE和PM_REMOVE 中取值。
如果取PM_NORMOVE 的话，那么PeekMessage 函数取出某条消息后，这条消息将不会从消息队列中被移除（就像这条消息被偷看了一样） ；而如果取PM_REMOVE 的话，那么PeekMessage函数取出某条消息后，这条消息将从消息队列中被移除（就像这条消息被拿走了一样〉。一般我们都是把这个参数取为PM_REMOVE ， 这样就是和GetMessage 一样的“取消息”操作。

从相同点来看， PeekMessage 函数与GetMessage 函数都用于查看应用程序消息队列，有消息时将队列中的消息派发出去。
下面就是关键点了。无论应用程序消息队列是否有消息，PeekMessage 函数都立即返回，程序得以继续执行后面的语句（无消息则执行其他指令，有消息时一般要将消息派发出去， 再执行其他指令〉。因为在游戏程序中，时时刻刻都要调用用于绘制的函数进行画面的绘制，也就是说没有收到消息的时候，我们的程序还得继续往下运行， PeekMessage 就恰恰符合了我们游戏程序的运行要求。
而GetMessage 函数只有在消息队列中有消息时才返回，队列中无消息就会一直等，直至下一个消息出现时才返回。在等的这段时间， 应用程序不能执行任何指令，这个时候应用程序就像在休眠一样。笼统地说，不按键盘，不按鼠标的话，画面就不动， 这样显然是不妥的。所以GetMessage函数的这套机制不符合我们游戏程序的运行要求。

另外，在这里先给大家看一下后面我们一直使用的游戏demo 示例程序中关于使用PeekMessage 函数来实现消息循环的代码：

                //消息循环过程MSG msg = { 0 };		//定义并初始化msgwhile( msg.message != WM_QUIT )			//使用while循环，如果消息不是WM_QUIT消息，就继续循环{if( PeekMessage( &msg, 0, 0, 0, PM_REMOVE ) )   //查看应用程序消息队列，有消息时将队列中的消息派发出去。{TranslateMessage( &msg );		//将虚拟键消息转换为字符消息DispatchMessage( &msg );			//分发一个消息给窗口程序。}else{Direct3D_Update(hwnd); // 调用更新函数，进行画面的更新。Direct3D_Render(hwnd) ; // 调用渲染函数，进行画面的渲染。)}

上面这整段代码合起来就是，有消息的时候处理消息，没消息的时候就进行绘图操作，如果遇到WM_QUIT 就打破循环， 程序结束。
最后提醒大家一点，GetMessage 与PeekMessage 函数的第二个参数通常不要填窗口句柄， 最好填0 。因为有可能某一时间这个窗口句柄失效了， 而消息循环仍在进行，这样就会导致错误。

3.9 Wndows 程序的“中枢神经” ——窗口过程函数

窗口过程函数——处理Windows 消息的“ 中枢神经“ 。

这个窗口过程函数， 主要用于处理发送给窗口的消息。一般的Windows 应用程序的主要代码部分就集中在窗口过程函数中。当然这里我们说的是一般的Windows 程序，对于游戏程序而言，在窗口过程函数中是很少去写大量代码的。
我们可以在MSDN 中查到窗口过程函数的声明如下：

LRESULT CALLBACK WindowProc(__in  HWND hwnd,__in  UINT uMsg,__in  WPARAM wParam,__in  LPARAM lParam
);

窗口过程函数比较特殊， 它的名字在实际编写程序过程中可以随便取的，不一定非要叫Window Proc，比如我们调皮地叫他PlayDotaProc，但是函数的定义形式必须和上面的声明格式一样。另外需要注意的是，系统通过窗口过程函数的地址（指针）来调用窗口过程函数，而不是通过函数的名字来调用。

另外，因为一个程序可以有多个窗口，而窗口过程函数的第一个参数就用于指定了接收消息的那个特定窗口。我们可以同时打开几个窗口，各自窗口具有不同的句柄和分开定义的窗口过程函数来处理各自的消息。
我们常常在窗口过程函数中使用switch/case 语句来确定窗口过程接收的是什么消息，以及如何对这个消息进行处理。
下面来看一段示例代码，这段示例代码很有代表性，勾勒出了通常的窗口过程函数共同的样子。
这段代码也是后面我们学习Direct3D游戏编程时常用的窗口过程函数的代码，其中的Direct3D_Render(hwnd）为进行渲染（绘图） 的自定义函数， 而Direct3D_CleanUp（）是用于程序结束之前清理资源的自定义函数。代码如下：

//-----------------------------------【WndProc( )函数】--------------------------------------
//	描述：窗口过程函数WndProc,对窗口消息进行处理
//------------------------------------------------------------------------------------------------
LRESULT CALLBACK WndProc( HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam )      
{switch( message )						//switch语句开始{case WM_PAINT:						// 若是客户区重绘消息Direct3D_Render(hwnd) ; // 调用渲染函数，进行画面的渲染。ValidateRect(hwnd, NULL);		// 更新客户区的显示break;									//跳出该switch语句case WM_KEYDOWN:                // 若是键盘按下消息if (wParam == VK_ESCAPE)    // 如果被按下的键是ESCDestroyWindow(hwnd);		// 销毁窗口, 并发送一条WM_DESTROY消息break;									//跳出该switch语句case WM_DESTROY:				//若是窗口销毁消息Direct3D_CleanUp() ;   //调用Direct3D_CleanUp 函数， 清理COM 接口对象PostQuitMessage( 0 );		//向系统表明有个线程有终止请求。用来响应WM_DESTROY消息break;								//跳出该switch语句default:									//若上述case条件都不符合，则执行该default语句return DefWindowProc( hwnd, message, wParam, lParam );		//调用缺省的窗口过程}return 0;			//正常退出
}

3.10 做好善后——窗口类的注销

我们进行窗口的注销用到的是UnregisterClass 这个函数，与之前的RegisterClassEx 函数对应，不过这里用的不是UnregisterClassEx ，而是去掉Ex 的UnregisterClass ， 大家需要注意。可以在MSDN 中查到它的原型如下：

BOOL UnregisterClass(__in  LPCTSTR lpClassName,__in  HINSTANCE hInstance
);

使用UnregisterClass来注销窗口类的代码这样写：

UnregisterClass(L"ForTheDreamOfGameDevelop", wndClass.hInstance);  //程序准备结束，注销窗口类

3.11 牛刀小试——一个完整的窗口程序的诞生

Windows 窗口程序的书写思路——WinMain函数→窗口创建四步曲→消息循环→窗口类的注销→窗口过程函数。

其中要注意，除了窗口过程函数是在WinMain 函数体之外写出来的，其他的无论是窗口创建四步曲，消息循环，还是窗口类的注销，都是在WinMain 函数体之内进行的。

根据上面列出的思路，以及结合前面几节中学到的细节知识，我们把他们糅合在一起， 适当地做修改，就很容易得到如下的这些创建出一个窗口的代码，这就是我们后面学习GDI 与DirectX 游戏编程时所用到的基本框架：

//-----------------------------------【程序说明】----------------------------------------------
//  程序名称:：GameCore
//	 2013年3月 Create by 浅墨
//  描述：用代码勾勒出游戏开发所需的程序框架
//------------------------------------------------------------------------------------------------//-----------------------------------【头文件包含部分】---------------------------------------
//	描述：包含程序所依赖的头文件
//------------------------------------------------------------------------------------------------
#include <windows.h>//-----------------------------------【宏定义部分】--------------------------------------------
//	描述：定义一些辅助宏
//------------------------------------------------------------------------------------------------
#define WINDOW_WIDTH	800							//为窗口宽度定义的宏，以方便在此处修改窗口宽度
#define WINDOW_HEIGHT	600							//为窗口高度定义的宏，以方便在此处修改窗口高度
#define WINDOW_TITLE	L"【致我们永不熄灭的游戏开发梦想】程序核心框架"		//为窗口标题定义的宏//-----------------------------------【全局函数声明部分】-------------------------------------
//	描述：全局函数声明，防止“未声明的标识”系列错误
//------------------------------------------------------------------------------------------------
LRESULT CALLBACK	WndProc( HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam );  //窗口过程函数//-----------------------------------【WinMain( )函数】--------------------------------------
//	描述：Windows应用程序的入口函数，我们的程序从这里开始
//------------------------------------------------------------------------------------------------
int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine, int nShowCmd)
{//【1】窗口创建四步曲之一：开始设计一个完整的窗口类WNDCLASSEX wndClass = { 0 };							//用WINDCLASSEX定义了一个窗口类wndClass.cbSize = sizeof( WNDCLASSEX ) ;			//设置结构体的字节数大小wndClass.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;	//设置窗口的样式wndClass.lpfnWndProc = WndProc;					//设置指向窗口过程函数的指针wndClass.cbClsExtra		= 0;								//窗口类的附加内存，取0就可以了wndClass.cbWndExtra		= 0;							//窗口的附加内存，依然取0就行了wndClass.hInstance = hInstance;						//指定包含窗口过程的程序的实例句柄。wndClass.hIcon=(HICON)::LoadImage(NULL,L"icon.ico",IMAGE_ICON,0,0,LR_DEFAULTSIZE|LR_LOADFROMFILE);  //本地加载自定义ico图标wndClass.hCursor = LoadCursor( NULL, IDC_ARROW );    //指定窗口类的光标句柄。wndClass.hbrBackground=(HBRUSH)GetStockObject(GRAY_BRUSH);  //为hbrBackground成员指定一个灰色画刷句柄	wndClass.lpszMenuName = NULL;						//用一个以空终止的字符串，指定菜单资源的名字。wndClass.lpszClassName = L"ForTheDreamOfGameDevelop";		//用一个以空终止的字符串，指定窗口类的名字。//【2】窗口创建四步曲之二：注册窗口类if( !RegisterClassEx( &wndClass ) )				//设计完窗口后，需要对窗口类进行注册，这样才能创建该类型的窗口return -1;		//【3】窗口创建四步曲之三：正式创建窗口HWND hwnd = CreateWindow( L"ForTheDreamOfGameDevelop",WINDOW_TITLE,		//喜闻乐见的创建窗口函数CreateWindowWS_OVERLAPPEDWINDOW, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, WINDOW_WIDTH,WINDOW_HEIGHT, NULL, NULL, hInstance, NULL );//【4】窗口创建四步曲之四：窗口的移动、显示与更新MoveWindow(hwnd,250,80,WINDOW_WIDTH,WINDOW_HEIGHT,true);		//调整窗口显示时的位置，使窗口左上角位于（250,80）处ShowWindow( hwnd, nShowCmd );    //调用ShowWindow函数来显示窗口UpdateWindow(hwnd);						//对窗口进行更新，就像我们买了新房子要装修一样//【5】消息循环过程MSG msg = { 0 };		//定义并初始化msgwhile( msg.message != WM_QUIT )			//使用while循环，如果消息不是WM_QUIT消息，就继续循环{if( PeekMessage( &msg, 0, 0, 0, PM_REMOVE ) )   //查看应用程序消息队列，有消息时将队列中的消息派发出去。{TranslateMessage( &msg );		//将虚拟键消息转换为字符消息DispatchMessage( &msg );			//分发一个消息给窗口程序。}}//【6】窗口类的注销UnregisterClass(L"ForTheDreamOfGameDevelop", wndClass.hInstance);  //程序准备结束，注销窗口类return 0;  
}//-----------------------------------【WndProc( )函数】--------------------------------------
//	描述：窗口过程函数WndProc,对窗口消息进行处理
//------------------------------------------------------------------------------------------------
LRESULT CALLBACK WndProc( HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam )      
{switch( message )						//switch语句开始{case WM_PAINT:						// 若是客户区重绘消息ValidateRect(hwnd, NULL);		// 更新客户区的显示break;									//跳出该switch语句case WM_KEYDOWN:                // 若是键盘按下消息if (wParam == VK_ESCAPE)    // 如果被按下的键是ESCDestroyWindow(hwnd);		// 销毁窗口, 并发送一条WM_DESTROY消息break;									//跳出该switch语句case WM_DESTROY:				//若是窗口销毁消息PostQuitMessage( 0 );		//向系统表明有个线程有终止请求。用来响应WM_DESTROY消息break;								//跳出该switch语句default:									//若上述case条件都不符合，则执行该default语句return DefWindowProc( hwnd, message, wParam, lParam );		//调用缺省的窗口过程}return 0;			//正常退出
}

3.12 小不忍则乱大谋——关于命名规范