windows编程入门教程

本书介绍了在Microsoft Windows 98、Microsoft Windows NT 4.0和Windows NT 5.0下程序写作的方法。这些程序用C语言编写并使用原始的Windows ApplicaTIon Programming Interface（API）。如在本章稍后所讨论的，这不是写作Windows程序的唯一方法。然而，无论最终您使用什么方式写作程序，了解Windows API都是非常重要的。

正如您可能知道的，Windows 98已成为使用Intel 32位微处理器（例如486和PenTIum）的IBM兼容型个人计算机环境上最新的图形操作系统之代表。Windows NT是IBM PC兼容机种以及一些RISC（精简指令集计算机）工作站上使用的Windows工业增强型版本。

使用本书有三个先决条件。首先，您应该从使用者的角度熟悉Windows 98。不要期望可以在不了解Windows使用者接口的情形下开发其应用程序。因此，我建议您在开发程序（或在进行其它工作）时使用执行Windows的机器来跑Windows应用程序。

第二，您应了解C语言。如果要写Windows程序，一开始却不想了解C语言，那不是一个好主意。我建议您在文字控制台环境中，例如在Windows 98 MS-DOS命令提示窗口下提供的环境中学习C语言。Windows程序设计有时包括一些非文字模式程序设计的C语言部分；在这些情况下，我将针对这些问题提供讨论。但大多数情况下，您应非常熟悉该语言，特别是C语言的结构和指针。了解标准C语言执行期链接库的一些相关知识是有帮助的，但不是必要的。

第三，您应该在机器上安装一个适于进行Windows程序设计的32位C语言编译器和开发环境。在本书中，假定您正在使用Microsoft Visual C++ 6.0，该软件包可独立购买，也可作为Visual Studio 6.0软件包的一部分购买。

到此为止，我将不再假设您具有任何图形使用者接口（如Windows）的程序写作经验。

WINDOWS环境

Windows几乎不需要介绍。然而人们很容易忘记Windows给办公室和家庭桌上型计算机所带来的重大改变。Windows在其早期曾经走过一段坎坷的道路，征服桌上型计算机市场的前途一度相当渺茫。

Windows简史

在1981年秋天IBM PC推出之后不久，MS-DOS就已经很明显成为PC上的主流操作系统。MS-DOS代表Microsoft Disk OperaTIng System（磁盘操作系统）。MS-DOS是一个小型的操作系统。MS-DOS提供给用户一种命令列接口，提供如DIR和TYPE的命令，也可以将应用程序加载内存执行。对于应用程序写作者，它提供了一组函数呼叫，进行文件的输入输出（I/O )。对于其它的外围处理－尤其是将文字或图形写到显示器上－应用程序可以直接存取PC的硬件。

由于内存和硬件的限制，成熟的图形环境缓慢地才到来。当苹果计算机公司不幸的Lisa计算机在1983年1月发表时，它提供了不同于文字模式环境的另一种选择，并在1984年1月成为Macintosh上图形环境的一种标准。尽管Macintosh的市场占有率在下降，但是它仍然被认为是衡量所有其它图形环境的标准。包括Macintosh和Windows的所有图形环境，其实都要归功于Xerox Palo Alto Research Center（PARC）在70年代中期所作的开拓性研究工作。

Windows是由微软在1983年11月（在Lisa之后，Macintosh之前）宣布，并在两年后（1985年11月）发行。在此后的两年中，紧随着Microsoft Windows早期版本1.0之后，又推出了几种改进版本，以支持国际商业市场，并提供新型视讯显示器和打印机的驱动程序。

Windows版本2.0是在1987年11月正式在市场上推出的。该版本对使用者接口做了一些改进。这些改进中最有效的是使用了可重迭式窗口，而Windows 1.0中使用的是并排式窗口。Windows 2.0还增强了键盘和鼠标接口，特别是加入了菜单和对话框。

至此，Windows还只要求Intel 8086或者8088等级的微处理器，以「实际模式」执行，只能存取地址在1MB以下的内存。Windows/386（在Windows 2.0之后不久发行的）使用Intel 386微处理器的「虚拟8086」模式，实现将直接存取硬件的多个MS-DOS程序窗口化和多任务化。为了统一起见，Windows版本2.1被更名为Windows/286

Windows 3.0是在1990年5月22日发表的。它将Windows/286和Windows/386结合到同一种产品中。Windows 3.0有了一个很大的改变，这就是对Intel的286、386和486微处理器保护模式的支持。这能使Windows和Windows应用程序能存取高达16MB的内存。Windows用于执行程序和维护文件的「外壳」程序得到了全面的改进。Windows 3.0是第一个在家用和办公室市场上取得立足点的版本。

任何Windows的历史介绍都必须包括一些OS/2的说明，OS/2是对DOS和Windows的另一种选择，最初是由Microsoft和IBM合作开发的。OS/2版本1.0（只有文字模式）在Intel 286（或者后来的）微处理器上运行，在1987年末发布。在1988年10月的OS/2版本1.1中出现了管理图形使用者接口的PM（PresentaTIon Manager）。PM最初的设计构想是成为Windows的一种保护模式版本，但是图形API改变程度太大，致使软件生产厂商很难提供对这两种平台的支持。

到1990年9月，IBM和Microsoft之间的冲突达到了高峰，导致这两个公司最后分道扬镳。IBM接管了OS/2，而Microsoft明确表示Windows将是他们操作系统策略的中心。虽然OS/2仍然拥有一些狂热的崇拜者，但是它远不及Windows这样的普及程度。

Microsoft Windows版本3.1是1992年4月发布的，其中包括的几个重要特性是TrueType字体技术（给Windows带来可缩放的轮廓字体)、多媒体（声音和音乐)、对象连结和嵌入（OLE：Object Linking and Embedding）和通用对话框。跟OS/2一样，Windows 3.1只能在保护模式下运作，并且要求至少配置了1MB内存的286或386处理器。

在1993年7月发表的Windows NT是第一个支持Intel 386、486和Pentium微处理器32位保护模式的Windows版本。Windows NT提供32位平坦寻址，并使用32位的指令集。（本章后面我会谈到一些寻址空间的问题)。Windows NT还可以移植到非Intel处理器上，并在几种使用RISC芯片的工作站上执行。

Windows 95是在1995年8月发布的。和Windows NT一样，Windows 95也支持Intel 386或更高等级处理器的32位保护模式。虽然它缺少Windows NT中的某些功能，诸如高安全性和对RISC机器的可移植性等，但是Windows 95具有需要较少硬件资源的优点

Windows 98在1998年6月发布，具有许多加强功能，包括执行效能的提高、更好的硬件支持以及与因特网和全球信息网（WWW）更紧密的结合。

Windows方面

Windows 98和Windows NT都是支持32位优先权式多任务（preemptive multitasking）及多线程的图形操作系统。Windows拥有图形使用者接口（GUI )，这种使用者界面也称作「可视化接口」或「图形窗口环境」。有关GUI的概念可追溯至70年代中期，在Alto和Star等机器上以及SmallTalk等环境中由Xerox PARC所作的研究工作。该项研究的成果后来被Apple Computer和Microsoft引入主流并流行起来。虽然有一些争议，但现在已非常清楚，GUI是（Microsoft的Charles Simonyi的说法）一个在个人计算机工业史上集各方面技术大成于一体的最重要产物。

所有GUI都在点矩阵对应的视讯显示器上处理图形。图形提供了使用屏幕的最佳方式、传递信息的可视化丰富多彩环境，以及能够WYSIWYG（what you see is what you get：所见即所得）的图形视讯显示和为书面文件准备好格式化文字输出内容。

在早期，视讯显示器仅用于响应使用者通过键盘输入的文字。在图形使用者接口中，视讯显示器自身成为使用者输入的一个来源。视讯显示器以图标和输入设备（例如按钮和滚动条）的形式显示多种图形对象。使用者可以使用键盘（或者更直接地使用鼠标等指向设备）直接在屏幕上操纵这些对象，拖动图形对象、按下鼠标按钮以及滚动滚动条。

因此，使用者与程序的交流变得更为亲密。这不再是一种从键盘到程序，再到视讯显示器的单向信息流动，使用者已经能够与显示器上的对象直接交互作用了。

使用者不再需要花费长时间学习如何使用计算机或掌握新程序了。Windows让这一切成真，因为所有应用程序都有相同的基本外观和感觉。程序占据一个窗口－屏幕上的一块矩形区域。每个窗口由一个标题列标识。大多数程序功能由程序的菜单开始。用户可使用滚动条观察那些无法在一个屏幕中装下的信息。某些菜单项目触发对话框，用户可在其中输入额外的信息。几乎在每个大的Windows程序中都有一个用于开启文件的特殊对话框。该对话框在所有这些Windows程序中看起来都一样（或接近相同），而且几乎总是从同一菜单选项中启动。

一旦您了解使用一个Windows程序的方法，您就非常容易学习其它的Windows程序。菜单和对话框允许用户试验一个新程序并探究它的功能。大多数Windows程序同时具有键盘接口和鼠标接口。虽然Windows程序的大多数功能可通过键盘控制，但使用鼠标要容易得多。

从程序写作者的角度看，一致的使用者接口来自于Windows建构菜单和对话框的内置程序。所有菜单都有同样的键盘和鼠标接口，因为这项工作是由Windows处理，而不是由应用程序处理。

为便于多个程序的使用，以及这些程序间信息的交换，Windows支持多任务。在同一时刻能有多个Windows程序显示并运行。每个程序在屏幕上占据一个窗口。用户可在屏幕上移动窗口，改变它们的大小，在不同程序间切换，并从一个程序向另一个程序传送数据。因为这些窗口看起来有些像桌面上的纸（当然，这是计算机还未占据办公桌之前的年代），Windows有时被称作：一个显示多个程序的「具象化桌面」。

Windows的早期版本使用一种「非优先权式（non-preemptive）」的多任务系统。这意味着Windows不使用系统定时器将处理时间分配给系统中运行的多个应用程序，程序必须自愿放弃控制以便其它程序运行。在Windows NT和Windows 98中，多任务是优先权式的，而且程序自身可分割成近乎同时执行的多个执行绪。

操作系统不对内存进行管理便无法实现多任务。当新程序启动、旧程序终止时，内存会出现碎裂空间。系统必须能够将闲置的内存空间组织在一起，因此系统必须能够移动内存中的程序代码和数据块。

即使是在8088微处理器上跑的Windows 1.0也能进行这类内存管理。在实际模式限制下，这种能力被认为是软件工程一个令人惊讶的成就。在Windows 1.0中，PC硬件结构的640KB内存限制，在不要求任何额外内存的情况下被有效地扩展了。但Microsoft并未就此停步：Windows 2.0允许Windows应用程序存取扩充内存（EMS）；Windows 3.0在保护模式下，允许Windows应用程序存取高达16MB的扩展内存。Windows NT和Windows 98通过成熟的32位操作系统及平坦寻址空间，摆脱了这些旧的限制。

Windows上执行的程序可共享在称为「动态链接库」的文件中的例程。Windows包括一个机制，能够在执行时连结使用动态链接库中例程的程序。Windows自身基本上就是一个动态链接库的集合。

Windows是一个图形接口，Windows程序能够在视讯显示器和打印机上充分利用图形和格式化文字。图形接口不仅在外观上更有吸引力，而且还能够让使用者传递高层次的信息。

Windows应用程序不能直接存取屏幕和打印机等图形显示设备硬件。相反，Windows提供一种图形程序语言（称作图形设备接口，或者GDI），使显示图形和格式化文字更容易。Windows虚拟化了显示硬件，使为Windows编写的程序可使用任何具有Windows设备驱动程序的视频卡或打印机，而程序无需确定系统相连的设备类型。

对Windows开发者来说，将与设备无关的图形接口输出到IBM PC上不是件轻松的事。PC的设计是基于开放式架构的原则，鼓励第三方硬件制造商为PC开发接口设备，而且开发了大量这样的设备。虽然出现了多种标准，PC上的传统MS-DOS程序仍不得不各自支持许多不同的硬设备。这对MS-DOS字处理软件来说非常普遍，它们连同1到2张有许多小文件的磁盘一同销售，每个文件支持一种特定的打印机。Windows程序不要求每个应用程序都自行开发这些驱动程序，因为这种支持是Windows的一部分。

动态链接

Windows运作机制的核心是一个称作「动态链接」的概念。Windows提供了应用程序丰富的可呼叫函数，大多数用于实作其使用者接口和在视讯显示器上显示文字和图形。这些函数采用动态链接库（Dynamic Linking Library，DLL）的方式撰写。这些动态链接库是些具有.DLL或者有时是.EXE扩展名的文件，在Windows 98中通常位于\WINDOWS\SYSTEM子目录中，在Windows NT中通常位于\WINNT\SYSTEM和\WINNT\SYSTEM32子目录中。