一、 概述 在Windows Form应用中，Windows界面系统通过消息与应用程序进行交互，每个窗口都有相应的消息处理器，处理各自的用户输入及界面重绘等逻辑。窗口都有自己的类名，需要先把该类名及它对应的消息处理器注册到Windows界面系统中，再根据该类名来创建自己的窗口。 Windows也为我们准备了文本输入框，对于简单的文本输入，这个功能已经很完美了，不过如果我们要做一个功能强大的文本编辑器，就像开发环境的IDE那样，那么从头来写它会更好，可以实现我们想要的任何逻辑。 文本框是这样一个窗口，它响应键盘消息，并实时重绘窗口中的文本，还要响应鼠标消息来移动光标位置。 我尝试着用Windows API来实现了一个简单的单行文本框，它仅有以下几个功能： 1、 响应用户的普通字符输入 2、 可以用光标键及HOME、END键来移动光标 3、 可以用鼠标键来移动光标 4、 可以用BACKSPACE及DELETE键来删除输入的内容 另外，它不具有选择文本的功能及剪切、复制、粘贴等功能，这个文本框是用纯C来写的，不具有对象化的特征，也就是说，没有将代码封装成类，不能在界面上放置两个文本框，这是为了简化代码，只说明它的原理，如果要封装成类，可以采用MFC等类库来编写这个文本框。 在本文的最后，附带了本程序的全部代码，为了书写方便，把所有的代码都放在了一个代码文件中了。 本文本框运行界面如下：
二、 技术要点 1、 注册文本框类并创建文本框窗口 可以使用API函数RegisterClassEx来注册文本框类，如下： WNDCLASSEX wc; ::ZeroMemory(&wc, sizeof(wc)); wc.cbSize = sizeof(wc); wc.style = CS_VREDRAW | CS_HREDRAW | CS_DBLCLKS; // 指定当窗口尺寸发生变化时重绘窗口，并且响应鼠标双击事件 wc.hInstance = _HInstance; wc.hbrBackground = (HBRUSH)(COLOR_WINDOW + 1); // 指定窗口背景颜色为系统颜色“窗口背景” wc.lpszClassName = _T("MySimpleTextBox"); // 指定要注册的窗口类名，创建窗口时要以此类名为标识符 wc.lpfnWndProc = _TextBoxWndProc; // 处理窗口消息的函数 ::RegisterClassEx(&wc); // 调用API函数注册文本框窗口 在注册文本框类的时候，需要为其指定消息处理过程，就是那个名为_TextBoxWndProc的函数，函数原型如下： LRESULT CALLBACK _TextBoxWndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam) 使用类名“MySimpleTextBox”来注册了一个文本框类，并且为其指定了消息处理过程，下一步就是要使用这个类名来创建一个文本框了，使用CreateWindow可以创建该窗口： HWND hWnd = ::CreateWindow(__T("MySimpleTextBox"), NULL, WS_CHILDWINDOW | WS_VISIBLE, left, top, width, height, hParentWnd, NULL, _HInstance, NULL); 其中的left、top为、width、height为文本框的位置及尺寸，_HInstance为父窗口的句柄。 2、 绘制文本框及文本 在文本框的消息处理过程中，响应消息WM_PAINT，可以实现对文本的绘制，假设使用默认的字体及字号，则代码如下： static PAINTSTRUCT ps; static RECT rect; HDC hDC = ::BeginPaint(hWnd, &ps); // 开始绘制操作 ::GetClientRect(hWnd, &rect); // 获取客户区的尺寸 ::DrawEdge(hDC, &rect, EDGE_SUNKEN, BF_RECT); // 绘制边框，EDGE_SUNKEN表示绘制样式为内嵌样式，BF_RECT表示绘制矩形边框 int len = ::_tcslen(_String); ::TextOut(hDC, 4, 2, _String, len); ::EndPaint(hWnd, &ps); // 结束绘制操作 其中，_String为定义的一个全局变量：TCHAR _String[TEXTBOX_MAXLENGTH+1]; 其中API函数DrawEdge可以绘制文本框的边缘。 3、 光标操作 我们可以自己一绘制闪烁的光标，不过Windows为我们提供了一套和光标有关的API函数，可以省去我们绘制光标的繁琐过程： CreateCaret(HWND hWnd, HBITMAP hBitmap, int width, int height); 该API函数用于创建一个光标，第一个参数是窗口的句柄，第二个参数是光标的位图，用于定义光标的形状，第三、四个参数为光标的尺寸。 我们通常见到的光标是一个黑色的竖线，在Insert模式下（按了Insert键）为一个黑色的方块，如果是使用这种简单的光标，就把第二个参数设置为NULL就可以了。 ShowCaret(HWND hWnd); 该API函数用于显示光标，其中并没有指定显示哪个光标的参数，这是因为光标是与当前线程有关的资源，一个线程只能创建一个光标，在该线程中创建的光标，可以在该线程中对它执行其它的操作。 SetCaretPos(int x, int y); 该API函数用于设置光标的位置，当输入字符后或响应光标键时，可以调用该函数重新设置光标的位置。 在调用CrateCaret创建了光标时，它是隐藏状态，要显示它需要调用ShowCaret函数。 HideCaret(HWND hWnd); 该API函数用于隐藏光标。如果两次调用了HideCaret来隐藏光标，也需要调用两次ShowCaret才能显示它。 DestroyCaret(HWND hWnd); 该API函数用于销毁光标。 通常来说，我们需要在文本框得到焦点的时候创建并显示光标，而在文本框失去焦点的时候隐藏并销毁光标。 通过处理两个Windows Form消息可以实现上面的逻辑： 处理WM_SETFOCUS消息创建并显示光标： ::CreateCaret(hWnd, (HBITMAP)NULL, 1, TEXTBOX_HEIGHT-5); // 创建光标 ::SetCaretPos(x, y); // 设置光标位置 ::ShowCaret(hWnd); // 显示光标 处理WM_KILLFOCUS消息隐藏并销毁光标： ::HideCaret(hWnd); // 隐藏光标 ::DestroyCaret(); // 销毁光标 在窗口绘制之前，我们需要先隐藏光标，绘制完成之后再显示光标，否则屏幕上将会残留光标的痕迹，但在处理WM_PAINT消息时我们并没有这样做，是因为BeginPaint和EndPaint已经为我们做了这件事情。 4、 响应按键消息 Windows有若干与键盘相关的消息，例如：WM_KEYDOWN、WM_KEYUP、WM_CHAR等，我们需要处理WM_CHAR消息在光标的位置显示所输入的字符，消息处理过程的参数wParam即为所输入的字符，显示出字符之后，需要调用SetCaretPos来重新设置光标位置。 如何将字符立即显示出来呢，首先要指定文本框上的无效区域，按照Windows Form的编程约定，当Windows发现某个窗口上出现无效区域时，会向该窗口发送WM_PAINT消息来通知消息处理过程重绘这个区域。 API函数InvalidateRect可以指定窗口的某个区域无效，最简单的办法是让整个窗口都无效，如下： RECT rect; ::GetClientRect(hWnd, &rect); ::InvalidateRect(hWnd, &rect, TRUE); ::UpdateWindow(hWnd); API函数UpdateWindow在执行时会立即重绘窗口，以便让用户的输入会在界面上及时做出响应。 光标键及HOME、END等键不会产生WM_CHAR消息，我们可以响应WM_KEYDOWN消息来移动光标的位置。 5、 响应鼠标消息 我们需要处理鼠标的单击消息WM_LBUTTONDOWN来移动光标，如何知道鼠标点击在哪个字符上呢，也就是如何取得指定位置处的字符呢？Windows API并没有为我们提供现成的功能，好在写一个这样的功能也不复杂，API函数GetTextExtentPoint(HDC hDc, LPCSTR lpString, int count, LPSIZE lpSize)可以获取指定的设置描述表下，指定字符串的尺寸。 基于这样的原理，我们可以逐渐求得每个字符所在的位置，与鼠标单击的位置来对照，便可以计算出鼠标是单击了哪个字符，如下： int x = LOWORD(lParam); HDC hDc = ::GetDC(hWnd); int strLen = ::_tcslen(_String), strPos = 0; SIZE size; for (strPos=0; strPos<strLen; strPos++) { ::GetTextExtentPoint(hDc, _String, strPos, &size); if(size.cx + 4 >= x) break; } _StringPosition = strPos; ::GetTextExtentPoint(hDc, _String, strPos, &size); ::SetCaretPos(size.cx + 4, 3); ::ReleaseDC(hWnd, hDc); 三、 遗留问题 1、 文本缓冲区问题 本示例中为了简单起见，定义了一个固定大小的文本缓冲区，当输入的字符数量到达固定大小时，将忽略字符消息的处理。显然这种处理方式不实用，当文本较少时会造成内存缓存区的浪费，当文本较多时内存缓冲区不能够满足要求，并且插入和删除字符时，都会移动大量的文本，效率也比较慢。 我们需要用变长的字符串来解决字符缓冲区大小这个问题，变长字符串会有许多逻辑，可以用类来封装这些逻辑，例如MFC中的CString类。 2、 如何用面向对象的思维来写一个文本框 本简单的文本框显示不具有重用特征，字符串缓冲区、光标位置等数据都定义为全局变量，这导致无法在界面上放置两个文本框。如果采用面向对象的逻辑，应该把这些数据封装在一个类中，之所以没有采用面向对象的方式来写，是因为Windows API本身就是面向过程的，从整体架构上来讲，我们需要实现一套面向对象的开发框架，定义各种窗口共有的基类，在这个基类上派出生各种窗口，例如MFC就是这样做的。 3、 文本选择的逻辑 实现这个逻辑的关系在于以下两点： 一是当用户拖拽鼠标或用Shift+光标键等进行选择时，消息处理过程需要对这些鼠标和键盘的消息正确地响应，确定出当前所选择的区域 二是如何向用户呈现所选择的文本区域，通常它们具有指定颜色的底色，这牵涉到界面重绘的问题。可以对这部分文本设置好背景色和前景色进行绘制。 4、 重绘的效率问题 本示例中每次输入和删除都要重绘整个文本区域，实际上，我们可以判断窗口哪个位置无效了，一般是光标后面的文本无效。在绘制时先取得其无效区域，仅对这一小部分进行绘制，可以提高重绘效率。 5、 多行文本的问题 显然，该示例程序只能输入单行文本，如果要输入多行文本，可以响应回车键另起一行，在窗口绘制时，如果遇到回车键，便跳到下一行的最左侧区域进行绘制。 也可以采取每行文本使用一个字符串缓冲区的办法，以防止在大量文本时引起的大量内存移动，这需要定义一个文本管理器的类来处理多个缓冲区的逻辑。 6、 其它问题 围绕文本编辑器可以展开若干问题，例如字体、字号、颜色、行间距等，更高级的，像开发环境的IDE，会自动把关键字突出显示，如果要做这样一个文本编辑器，就是非常复杂的事情了，不过办法总比问题多，这些有激情的问题会带领我们进入一个广阔的思维空间。 7、 最后一个问题 我写文章的水平不咋的，多多见谅。 全部的代码请见《用Windows API实现一个简单的文本输入框（下）》 为了书写方便，把所有的代码都放在了一个代码文件中了。
关于对该代码技术要点的解释，请参见：《用Windows API实现一个简单的文本输入框（上）》
该代码中大部分地方都加了注释，有不妥之处，敬请批评指正：
#include <tchar.h> #include <windows.h> HINSTANCE _HInstance; // 应用程序句柄 TCHAR _Title[] = _T("简单文本框"); // 定义窗口的标题 TCHAR _WindowClass[] = _T("MySimpleTextBoxApp");// 主窗口类名 ATOM _RegisterClass(); // 注册主窗口类 HWND _CreateWindow(int nCmdShow); // 创建主窗口 LRESULT CALLBACK _WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam); // 主窗口消息处理函数 TCHAR _TextBoxClass[] = _T("MySimpleTextBox"); // 文本框的类名 ATOM _RegisterTextBoxClass(); // 注册文本框的类 HWND _CreateTextBoxWindow(HWND hParentWnd); // 创建文本框 LRESULT CALLBACK _TextBoxWndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam); // 文本框窗口消息处理函数 void _DrawText(HDC hDC); // 绘制文本 void _SetCaretPos(HWND hWnd); // 设置光标位置 void _UpdateWindow(HWND hWnd); // 更新窗口 // 一些常量定义 #define MAINWINDOW_WIDTH 400 // 主窗口宽度 #define MAINWINDOW_HEIGHT 200 // 主窗口高度 #define TEXTBOX_WIDTH 300 // 文本框宽度 #define TEXTBOX_HEIGHT 20 // 文本框高度 #define TEXTBOX_MAXLENGTH 1024 // 文本框中文本的最大长度 TCHAR _String[TEXTBOX_MAXLENGTH + 1] = _T(""); // 文本 int _StringPosition = ::_tcslen(_String); // 光标插入点所在的位置 int APIENTRY _tWinMain(HINSTANCE hInstance, // 当前的应用程序句柄 HINSTANCE hPrevInstance, // 前一个应用程序实例的句柄（在Win32上，始终为NULL） LPTSTR lpCmdLine, // 命令行参数 int nCmdShow // 窗口的显示样式 ) { _HInstance = hInstance; _RegisterClass(); // 注册窗口类 if(_CreateWindow(nCmdShow) == NULL) // 创建窗口 return FALSE; MSG msg; while (::GetMessage(&msg, NULL, 0, 0)) // 从消息队列中获取消息 { ::TranslateMessage(&msg); // 转译一些特殊的消息 ::DispatchMessage(&msg); // 执行消息处理 } return (int)msg.wParam; } // 注册应用程序窗口类 ATOM _RegisterClass() { WNDCLASSEX wc; ::ZeroMemory(&wc, sizeof(wc)); // 作为一步清空，是为了让未赋值的字段的默认值为（或NULL） wc.cbSize = sizeof(wc); wc.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW; // 指定当窗口横向和纵向的尺寸发生变化时都会重绘窗口 wc.hInstance = _HInstance; wc.hbrBackground = (HBRUSH)( COLOR_APPWORKSPACE + 1); // 指定主窗口背景为“工作区域”系统颜色 wc.lpszClassName = _WindowClass; // 此为要注册的类名，创建窗口时要以此类名为标识符 wc.lpfnWndProc = _WndProc; // 此为处理窗口消息的函数 return ::RegisterClassEx(&wc); // 调用API函数注册窗口类 } // 创建窗口 HWND _CreateWindow(int nCmdShow) { HWND hWnd = ::CreateWindow(_WindowClass, _Title, WS_OVERLAPPEDWINDOW, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, MAINWINDOW_WIDTH, MAINWINDOW_HEIGHT, NULL, NULL, _HInstance, NULL); if(hWnd == NULL) return NULL; ::ShowWindow(hWnd, nCmdShow); ::UpdateWindow(hWnd); return hWnd; } // 窗口处理过程 LRESULT CALLBACK _WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam) { static HWND hTextBoxWnd; switch (message) { case WM_CREATE: { _RegisterTextBoxClass(); // 注册文本框的类 hTextBoxWnd = _CreateTextBoxWindow(hWnd); // 创建文本框 } break; case WM_ACTIVATE: // 当窗口被激活时，将焦点设置在文本框上 ::SetFocus(hTextBoxWnd); break; case WM_SETCURSOR: { // 设置光标形状 static HCURSOR hCursor = ::LoadCursor(NULL, IDC_ARROW); ::SetCursor(hCursor); } break; case WM_DESTROY: // 应用程序被关闭 ::PostQuitMessage(0); break; default: return ::DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam); } return (LRESULT)0; } // 注册文本框的类 ATOM _RegisterTextBoxClass() { WNDCLASSEX wc; ::ZeroMemory(&wc, sizeof(wc)); wc.cbSize = sizeof(wc); wc.style = CS_VREDRAW | CS_HREDRAW | CS_DBLCLKS; // 指定当窗口尺寸发生变化时重绘窗口，并且响应鼠标双击事件 wc.hInstance = _HInstance; wc.hbrBackground = (HBRUSH)(COLOR_WINDOW + 1); // 指定窗口背景颜色为系统颜色“窗口背景” wc.lpszClassName = _TextBoxClass; // 指定要注册的窗口类名，创建窗口时要以此类名为标识符 wc.lpfnWndProc = _TextBoxWndProc; // 处理窗口消息的函数 return ::RegisterClassEx(&wc); // 调用API函数注册文本框窗口 } // 创建文本框 HWND _CreateTextBoxWindow(HWND hParentWnd) { // 之下代码是为了让文本框显示在父窗口中央，而计算位置 RECT parentWndRect; ::GetClientRect(hParentWnd, &parentWndRect); // 获取父窗口客户区的位置 int left = (parentWndRect.right - TEXTBOX_WIDTH) / 2, top = (parentWndRect.bottom - TEXTBOX_HEIGHT) / 2; // 创建文本框 HWND hWnd = ::CreateWindow(_TextBoxClass, NULL, WS_CHILDWINDOW | WS_VISIBLE, left, top, TEXTBOX_WIDTH, TEXTBOX_HEIGHT, hParentWnd, NULL, _HInstance, NULL); return hWnd; } // 文本框消息的处理过程 LRESULT CALLBACK _TextBoxWndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam) { switch (message) { case WM_PAINT: { // 绘制这里之所以加一对大括号，是为了让之下定义的变量局部化 static PAINTSTRUCT ps; static RECT rect; HDC hDC = ::BeginPaint(hWnd, &ps); // 开始绘制操作 ::GetClientRect(hWnd, &rect); // 获取客户区的尺寸 ::DrawEdge(hDC, &rect, EDGE_SUNKEN, BF_RECT); // 绘制边框，EDGE_SUNKEN表示绘制样式为内嵌样式，BF_RECT表示绘制矩形边框 _DrawText(hDC); // 绘制文本 ::EndPaint(hWnd, &ps); // 结束绘制操作 } break; case WM_SETFOCUS: { // 获得焦点 ::CreateCaret(hWnd, (HBITMAP)NULL, 1, TEXTBOX_HEIGHT-5); // 创建光标 _SetCaretPos(hWnd); // 设置光标位置 ::ShowCaret(hWnd); // 显示光标 } break; case WM_KILLFOCUS: // 失去焦点 ::HideCaret(hWnd); // 隐藏光标 ::DestroyCaret(); // 销毁光标 break; case WM_SETCURSOR: { // 设置光标形状 static HCURSOR hCursor = ::LoadCursor(NULL, IDC_IBEAM); ::SetCursor(hCursor); } break; case WM_CHAR: { // 字符消息 TCHAR code = (TCHAR)wParam; int len = ::_tcslen(_String); if(code < (TCHAR)' ' || len >= TEXTBOX_MAXLENGTH) return 0; ::MoveMemory(_String + _StringPosition + 1, _String + _StringPosition, (len - _StringPosition + 1) * sizeof(TCHAR)); _String[_StringPosition ++] = code; _UpdateWindow(hWnd); _SetCaretPos(hWnd); } break; case WM_KEYDOWN: { // 键按下消息 TCHAR code = (TCHAR)wParam; switch (code) { case VK_LEFT: // 左光标键 if(_StringPosition > 0) _StringPosition --; break; case VK_RIGHT: // 右光标键 if(_StringPosition < (int)::_tcslen(_String)) _StringPosition ++; break; case VK_HOME: // HOME 键 _StringPosition = 0; break; case VK_END: // END 键 _StringPosition = ::_tcslen(_String); break; case VK_BACK: // 退格键 if(_StringPosition > 0) { ::MoveMemory(_String + _StringPosition - 1, _String + _StringPosition, (::_tcslen(_String)-_StringPosition + 1) * sizeof(TCHAR)); _StringPosition --; _UpdateWindow(hWnd); } break; case VK_DELETE: { // 删除键 int len = ::_tcslen(_String); if(_StringPosition < len) { ::MoveMemory(_String + _StringPosition, _String + _StringPosition + 1, (::_tcslen(_String) - _StringPosition + 1) * sizeof(TCHAR)); _UpdateWindow(hWnd); } } break; } _SetCaretPos(hWnd); } break; case WM_LBUTTONDOWN: { // 鼠标单击，设置光标位置 int x = LOWORD(lParam); HDC hDc = ::GetDC(hWnd); int strLen = ::_tcslen(_String), strPos = 0; SIZE size; for (strPos=0; strPos<strLen; strPos++) { ::GetTextExtentPoint(hDc, _String, strPos, &size); if(size.cx + 4 >= x) break; } _StringPosition = strPos; ::GetTextExtentPoint(hDc, _String, strPos, &size); ::SetCaretPos(size.cx + 4, 3); ::ReleaseDC(hWnd, hDc); } break; default: return ::DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam); } return (LRESULT)0; } // 更新窗口 void _UpdateWindow(HWND hWnd) { RECT rect; ::GetClientRect(hWnd, &rect); ::InvalidateRect(hWnd, &rect, TRUE); ::UpdateWindow(hWnd); } // 绘制文本 void _DrawText(HDC hDC) { int len = ::_tcslen(_String); ::TextOut(hDC, 4, 2, _String, len); } // 设置光标位置 void _SetCaretPos(HWND hWnd) { HDC hDC = ::GetDC(hWnd); SIZE size; ::GetTextExtentPoint(hDC, _String, _StringPosition, &size); ::SetCaretPos(4 + size.cx, 3); ::ReleaseDC(hWnd, hDC); } |
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