事件（消息）驱动的程序设计

Windows与事件驱动的程序设计

Window简介

• Windows是一种基于图形界面的多任务操作系统。
• 系统中可以同时运行多个程序。
• 每个程序通过各自的“窗口”与用户进行交互。
• 用户通过鼠标的单击/双击/拖放、菜单选择以及键盘输入来与程序进行交互。

• Windows的功能以两种方式提供使用：
• 工具（程序）：资源管理器、记事本、画图、......，供用户（人）使用。
• 函数库：以C语言函数形式出现（在windows.h等头文件中申明），作为应用程序接口（API），供Windows应用程序（运行在Windows系统上的应用程序）使用。

事件驱动的程序结构

• Windows应用程序采用的是一种事件（消息）驱动的交互式流程控制结构：
• 程序的任何一个动作都是由某个事件激发的。
• 事件可以是用户的键盘、鼠标、菜单等操作。

• 每个事件都会向应用程序发送一些消息。例如： WM_KEYDOWN/WM_KEYUP（键盘按键） WM_CHAR（按键有对应的字符） WM_LBUTTONDOWN/WM_LBUTTONUP/WM_LBUTTONDBLCLK/WM_MOUSEMOVE （鼠标按键） WM_COMMAND（菜单选取） WM_PAINT（窗口内容刷新） WM_TIMER（设置的定时器时间到了）

• 每个应用程序都有一个消息队列。
• Windows系统会把属于各个应用程序的消息放入各自的消息队列。
• 应用程序不断地从自己的消息队列中获取消息并处理之。

• “取消息-处理消息”的过程称为消息循环。
• 当取到某个特定消息（如：WM_QUIT）后，消息循环结束。

• 每个窗口都有一个消息处理函数。
• 大部分的消息都关联到某个窗口。
• 应用程序取到消息后将会去调用相应窗口的消息处理函数

基于Windows API的过程式的事件驱动程序设计

基于Windows API的程序设计

• 每个Windows应用程序都必须提供一个主函数WinMain，其主要功能是：
• 注册窗口类（定义程序中要创建的窗口类型）：
• 窗口的基本风格、消息处理函数、图标、光标、背景颜色以及菜单等。
• 每类窗口（不是每个窗口）都需要注册。
• 根据注册的窗口类创建应用程序的主窗口（程序的其它窗口等到需要时再创建）。
• 进入消息循环，直到接收到WM_QUIT消息时，消息循环结束。

资源（Resource）

• 每个Windows应用程序，除了程序代码外，还包含用到的一些资源的描述：
• 菜单：菜单ID、菜单项ID/显示文字。
• 对话框：对话框ID和尺寸；对话框中各个控件的ID、类型、尺寸与位置等。

• 资源的描述有规定的格式，存储在相应的资源文件（.rc）中，经编译后将作为Windows应用程序的一部分被链接到应用程序的目标文件中。

面向对象的事件驱动程序设计

API面临的问题

• 基于Windows API来开发事件驱动的应用程序属于过程式程序设计范式。它的不足之处：
• 通过调用API函数编写程序的粒度太细、太繁琐，开发效率不高。

• 如何以更大粒度的程序元素（如，类/对象）来开发事件驱动的应用程序？

Windows应用程序中的对象

• 窗口对象
• 显示程序的处理数据。
• 处理Windows的消息、实现与用户的交互。
• 窗口对象类之间可以存在继承和组合关系。

• 文档对象
• 管理在各个窗口中显示和处理的数据。
• 文档对象与窗口对象之间可以存在1:1和1:n的关系。

• 应用程序对象
• 管理属于它的窗口对象和文档对象。
• 实现消息循环。
• 它与窗口对象及文档对象之间构成了组合关系。

基于应用框架的事件驱动程序设计

• 虽然MFC和Qt提供了以面向对象的方式进行Windows应用程序开发所需要的类，但如何使用这些类来构建和组织程序，往往还要做很多的工作，并且比较灵活，有时不太容易把握。

• 应用程序框架（简称应用框架）是一种通用的、可复用的应用程序结构，该结构规定了程序应包含哪些组件以及这些组件之间的关系，它封装了程序处理流程的控制逻辑。

• 通过复用应用框架，使得应用的开发速度更快、质量更高、成本更低。

• 在一个应用框架中，各个组件以及它们之间的关系是固定的，应用的开发者通过给各组件添加具体的业务代码来实现不同的应用。

• 应用框架有很多，例如：
• 基于MFC的“文档-视”结构的应用框架
• 基于Qt的“模型-视”结构的应用框架