利用Python和win32编程范例

dinghj 2017-05-17

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http://blog.csdn.net/bluehawksky/article/details/44957627

本文假设各位看官对Python是足够熟悉的，但却不太了解win32编程。

嘛。。其实我也没学过win32编程，脸请各位看官随意招呼。

需求：最近因为做课题，需要用面孔建模软件FaceGen打开大量的.fg文件（几千），并另存为图片，以备后续操作。

分析：要想直接从文件解析出面孔的图片有一定的难度，原因在于.fg文件的存储格式很奇葩，300byte就能存下一张脸的全部信息（基于PCA的面孔特征抽取），必须模拟操作。这样一来，事情也就变得简单机械，无非把“载入.fg文件并将其另存为图片”，重复上千次。鉴于一系列原因，不是很想用按键精灵之类的东西。何况利用pywin32可以很方便的利用win32的一些接口，何必再去模拟操作。

Part 0：开始之前？

首先，来这里安装一个Pywin32吧，Pywin32是一个Python库，为python提供访问Windows API的扩展，提供了齐全的windows常量、接口、线程以及COM机制等等。安装后自带一个pythonwin的IDE。或者也可以来这边下载一个ActivePython，整合了pywin32和一些其他的库以及一大堆的支持文档，他们的文档查起来是非常方便的。当然了，WIN32的一些相关函数在MSDN上也能直接找到。

其次，为了方面查找目标窗口的句柄，可以下载一个微软自家的Spy++，这玩意儿满大街都是。有了它，还能很方便的查看窗体的消息。

句柄是一个32位整数，在windows中标记对象用，类似一个dict中的key，详情参看这篇文章。

&

消息是windows应用的重要部分，用来告诉窗体“发生了什么”，比如给一个按钮发送BN_CLICKED这么个消息，按钮就知道“哦，我被点了”，才能执行相应的下一步操作。本文将大量使用消息机制。详情参看这篇文章。

Part 1：查找窗体句柄

貌似在win32编程的世界里，包括窗口到文本框的所有控件就是窗体，所有的窗体都有独立的句柄。要操作任意一个窗体，你都需要找到这个窗体的句柄，这里，我们就可以用到FindWindow函数和FindWindowEx函数。在pywin32中，他们都属于win32gui的模块。

FindWindow(lpClassName=None, lpWindowName=None):
- 描述：自顶层窗口（也就是桌面）开始搜索条件匹配的窗体，并返回这个窗体的句柄。不搜索子窗口、不区分大小写。找不到就返回0
- 参数：
  - lpClassName：字符型，是窗体的类名，这个可以在Spy++里找到。
  - lpWindowName：字符型，是窗口名，也就是标题栏上你能看见的那个标题。
- 说明：这个函数我们仅能用来找主窗口。
FindWindowEx(hwndParent=0, hwndChildAfter=0, lpszClass=None, lpszWindow=None);
- 描述：搜索类名和窗体名匹配的窗体，并返回这个窗体的句柄。不区分大小写，找不到就返回0。
- 参数：
  - hwndParent：若不为0，则搜索句柄为hwndParent窗体的子窗体。
  - hwndChildAfter：若不为0，则按照z-index的顺序从hwndChildAfter向后开始搜索子窗体，否则从第一个子窗体开始搜索。
  - lpClassName：字符型，是窗体的类名，这个可以在Spy++里找到。
  - lpWindowName：字符型，是窗口名，也就是标题栏上你能看见的那个标题。
- 说明：找到了主窗口以后就靠它来定位子窗体啦。

有了这两个函数，我们就可以写出可以定义到任意一个窗体句柄的函数啦：

def find_idxSubHandle(pHandle, winClass, index=0):

"""

已知子窗口的窗体类名

寻找第index号个同类型的兄弟窗口

"""

assert type(index) == int and index >= 0

handle = win32gui.FindWindowEx(pHandle, 0, winClass, None)

while index > 0:

handle = win32gui.FindWindowEx(pHandle, handle, winClass, None)

index -= 1

return handle

def find_subHandle(pHandle, winClassList):

"""

递归寻找子窗口的句柄

pHandle是祖父窗口的句柄

winClassList是各个子窗口的class列表，父辈的list-index小于子辈

"""

assert type(winClassList) == list

if len(winClassList) == 1:

return find_idxSubHandle(pHandle, winClassList[0][0], winClassList[0][1])

else:

pHandle = find_idxSubHandle(pHandle, winClassList[0][0], winClassList[0][1])

return find_subHandle(pHandle, winClassList[1:])

这样在后续的调用中，我们就能使用我们定义的finde_subHandle来方便地找到某个特定的Edit窗体控件，比如要定位000A848打开对话框的这个Edit控件，

直接这样调用即可：

1	handle = find_subHandle(self.Mhandle, [("ComboBoxEx32", 1), ("ComboBox", 0), ("Edit", 0)])

另外，python中找回来的句柄都是十进制整型，Spy++里显示的都是十六进制整型，这个要注意下，调试的时候用十六进制输出句柄，如下：

1	print "%x" % (handle)

Part 2：菜单操作

有了句柄，我们就可以操作FaceGen了！嗯，要先打开文件，File→Open，然后再File→Save Image（很悲剧，Save Image没有快捷键，所以不得不进行菜单操作）。现在我们有了FindWindow和FindWindowEx，要怎么操作菜单呢？

哦，抱歉，靠他俩还做不到。

窗口的菜单就像窗口的标题栏一样，是窗口自身的一部分，不是其他窗体控件，也就没有办法用FindWindow和FindWindowEx返回句柄。所以要对菜单进行操作的话，我们需要新的函数，也就是GetMenu，GetSubMenu和GetMenuItemID，它们也都属于win32gui模块。结合下图来说：

FacegenMenu

GetMenu(hwnd)
- 描述：获取窗口的菜单句柄。
- 参数：
  - hwnd：整型，需要获取菜单的窗口的句柄。
- 说明：获取的是插图中黄色的部分。
GetSubMenu(hMenu, nPos)
- 描述：获取菜单的下拉菜单或者子菜单。
- 参数：
  - hMenu：整型，菜单的句柄，从GetMenu获得。
  - nPos：整型，下拉菜单或子菜单的的索引，从0算起。
- 说明：这个可以获取插图中蓝色的部分；如描述所述，这个不仅可以获取本例中的下拉菜单，还可以获取子菜单。
GetMenuItemID(hMenu, nPos)
- 描述：获取菜单中特定项目的标识符。
- 参数：
  - hMenu：整型，包含所需菜单项的菜单句柄，从GetSubMenu获得。
  - nPos：整型，菜单项的索引，从0算起。
- 说明：这个获取的就是红色区域中的项目啦，注意，分隔符是被编入索引的，所以Open的索引是2而非1，而Exit的索引是9而非6。

找到这个菜单项的标识符，我们就可以通过消息机制告诉应用程序：我们要执行这个菜单项的命令！这需要我们要给应用程序发个消息，让它执行所需菜单项的命令。假设之前获取的Open的标识符是open_ID，那么只需要这样：

1	win32gui.PostMessage(self.Mhandle, win32con.WM_COMMAND, open_ID, 0)

就会有一个打开文件的对话框出现啦。

解释一下：

PostMessage(hWnd, Msg, wParam, lParam)
- 描述：在消息队列中加入为指定的窗体加入一条消息，并马上返回，不等待线程对消息的处理。
- 参数：
  - hWnd：整型，接收消息的窗体句柄
  - Msg：整型，要发送的消息，这些消息都是windows预先定义好的，可以参见系统定义消息（System-Defined Messages）
  - wParam：整型，消息的wParam参数
  - lParam：整型，消息的lParam参数
- 说明：简单说，就是给指定程序发一个消息，这些消息都用整型编好号，作为windows的常量可以查询的。在这里，我们用的就是win32con这个库里定义的WM_COMMAND这个消息，具体的wParam和lParam是根据消息的不同而不同的。具体请根据MSDN查阅。

关于wParam的low word和high word：

查阅MSDN的消息时，会发现有的wParam定义了low word和high word，这是什么呢？wParam的定义是32位整型，high word就是他的31至16位，low word是它的15至0位，如图。有时，一个消息只需要不超过两个参数，那wParam就可以当一个参数用。万一参数多了，wParam就给拆成了两个int16来使用。这种时候在python里记得用16进制把整形表示出来就比较清爽啦。

更新一下我们定义的类，把菜单添加进去：

class FaceGenWindow(object):

def __init__(self, fgFilePath=None):

self.Mhandle = win32gui.FindWindow("FaceGenMainWinClass", None)

self.menu = win32gui.GetMenu(self.Mhandle)

self.menu = win32gui.GetSubMenu(self.menu, 0)

print "FaceGen initialization compeleted"

然后定义一个菜单操作的方法：

def menu_command(self, command):

"""

菜单操作

返回弹出的打开或保存的对话框的句柄 dig_handle

返回确定按钮的句柄 confBTN_handle

"""

command_dict = { # [目录的编号, 打开的窗口名]

"open": [2, u"打开"],

"save_to_image": [5, u"另存为"],

}

cmd_ID = win32gui.GetMenuItemID(self.menu, command_dict[command][0])

win32gui.PostMessage(self.Mhandle, win32con.WM_COMMAND, cmd_ID, 0)

for i in range(10):

if win32gui.FindWindow(None, command_dict[command][1]):

break

else:

win32api.Sleep(200)

dig_handle = win32gui.FindWindow(None, command_dict[command][1])

confBTN_handle = win32gui.FindWindowEx(dig_handle, 0, "Button", None)

return dig_handle, confBTN_handle

在这里顺便返回了弹出来的对话框的句柄和确定按钮的句柄，后面操作会用到。

Part 3：控件操作A

通过菜单的目录操作，我们打开了打开文件对话框。为了简单起见，我们可以直接在文件名处填入要打开文件的绝对路径。怎么填呢？

首先还是定位到文本框控件

1	handle = find_subHandle(Mhandle, [("ComboBoxEx32", 0), ("ComboBox", 0), ("Edit", 0)])

find_subHandle()是在Part 1中定义的函数，可以按照列表的信息查找Mhandle的子窗体。列表中的元组提供窗体的类名和排位号（z-index）。列表索引编号较小的为父窗体。

接着我们依然是利用win32的消息机制，给这个文本框控件送去一个消息：

1	win32api.SendMessage(handle, win32con.WM_SETTEXT, 0, os.path.abspath(fgFilePath).encode('gbk'))

在这里，我们用了SendMessage而不是PostMessage，其区别就在于我们可以通过SendMessage取得消息的返回信息。因为对于我们要设置文本框信息的WM_SETTEXT信息来说，设置成功将返回True。

SendMessage(hWnd, Msg, wParam, lParam)
- 描述：在消息队列中加入为指定的窗体加入一条消息，直到窗体处理完信息才返回。
- 参数：
  - hWnd：整型，接收消息的窗体句柄
  - Msg：整型，要发送的消息，这些消息都是windows预先定义好的，可以参见系统定义消息（System-Defined Messages）
  - wParam：整型，消息的wParam参数
  - lParam：整型，消息的lParam参数
- 说明：wParam和IParam根据具体的消息不同而有不同的定义，详情参阅Part 2.
WM_SETTEXT 消息
- 描述：设置窗体的文本
- 参数：
  - wParam：未使用
  - lParam：一个指针，指向以null结尾的字符串。窗体文本将被设置为该字符串。
- 返回值：
  - 如果成功设置，则返回1（MSDN原文是返回True）
- 说明：
  - 上面的定义是直接从MSDN上翻译过来的，在Python的语境里面没有指针，你只需要把变量名作为lParam传入就好了。
  - 另外，请注意编码，包含中文请用gbk编码，否则乱码。

再利用一个WM_COMMAND消息来点击确定按钮：

1	win32api.SendMessage(Mhandle, win32con.WM_COMMAND, 1, confirmBTN_handle)

WM_COMMAND 消息
- 描述：当用户选择了菜单（或按钮等控件的）命令，或控件发送通知到父窗口，或加速键击（accelerator keystroke is translated）时发送。
- 参数：根据情景不同而不同，在这里属于用户命令，参数配置如下
  - wParam：HIWORD为0（未使用），LOWORD为控件的ID
  - lParam：0（未使用）
- 返回值：如果窗体处理了消息，应返回0

至此，利用以上的win32API，便可完成打开fg文件的操作：

def open_fg(self, fgFilePath):

"""打开fg文件"""

Mhandle, confirmBTN_handle = self.menu_command('open')

handle = find_subHandle(Mhandle, [("ComboBoxEx32", 0), ("ComboBox", 0), ("Edit", 0)])

if win32api.SendMessage(handle, win32con.WM_SETTEXT, 0,os.path.abspath(fgFilePath).encode('gbk')) == 1:

return win32api.SendMessage(Mhandle, win32con.WM_COMMAND, 1, confirmBTN_handle)

raise Exception("File opening path set failed")

顺便，如果要获取目标文本框的内容呢，可以使用WM_GETTEXT，如下：

WM_GETTEXT消息：
- 描述：将窗体的文本内容复制到指定的buffer对象中
- 参数：
  - wParam：要复制字符的最大长度，包括截尾的空字节
  - lParam：用来保存字符串的buffer的指针
- 返回值：返回复制字符的数量，不包括截尾的空字节

利用win32gui.PyMakeBuffer(len, addr)可以造一个buffer对象，类似python3中的bytearray，lParam的返回值。而利用WM_GETTEXTLENGTH可以获取不含截尾空字节的文本长度的长度，可以用来设置Buffer的长度。完整的示例如下：

buf_size = win32gui.SendMessage(hwnd, win32con.WM_GETTEXTLENGTH, 0, 0) + 1 # 要加上截尾的字节

str_buffer = win32gui.PyMakeBuffer(buf_size) # 生成buffer对象

win32api.SendMessage(hwnd, win32con.WM_GETTEXT, buf_size, str_buffer) # 获取buffer

str = str(str_buffer[:-1]) # 转为字符串

Part 4：控件操作B

至于另存为图片，情况要稍微复杂一点，因为另存为图片的默认选项是BMP，特别不巧，我使用的FaceGen版本保存为BMP有BUG，不能成功保存，所以我们除了定位保存文件的路径以外，还需要对文件类型的下拉组合框(ComboBox进)行操作：

我们假设我们找到了组合框的句柄为CB_handle，我们可以用CB_SETCURSEL消息来更改当前的选项：

CB_SETCURSEL 消息
- 描述：
- 参数：
  - wParam：以0起始的待选选项的索引；如果该值为-1，将从组合框列表中删除当前选项，并使当前选项为空
  - lParam：未使用。
- 返回值：
  - 更改选择成功将返回所设置选项的索引号。

只要给组合框发一个CB_SETCURSEL消息，你就会发现下拉列表的选项已经改变了。

这时点保存，你就会发现，这保存的跟之前的一样啊！根本没有变！

问题在哪里？

我们用鼠标或者键盘操作一下，是没有问题的，一旦更保存类型，保存窗口里的预览也会随之变化。所以，除了CB_SETCURSEL以外，一定还缺了点儿什么。

调用Spy++的消息机制查看手动操作，我们的下拉组合框除了渲染和点击，好像没有什么特别值得注意的。

那再看看父窗体呢？好像有点儿不太一样的东西：

CBN_SELENDOK 通知（notification code）
- 描述：当用户选择了有效的列表项时发送，提示父窗体处理用户的选择。父窗体通过WM_COMMAND消息接收这个通知。
- 参数：（作为WM_COMMAND的参数）
  - wParam：LOWORD为组合框的ID. HIWORD为CBN_SELENDOK的值。
  - lParam：组合框的句柄。
CBN_SELCHANGE 通知（notification code）
- 描述：当用户更改了列表项的选择时发送，不论用户是通过鼠标选择或是通过方向键选择都会发送此通知。父窗体通过WM_COMMAND消息接收这个通知。
- 参数：（作为WM_COMMAND的参数）
  - wParam：LOWORD为组合框的ID. HIWORD为CBN_SELCHANGE的值。
  - lParam：组合框的句柄。
说明：他们是WM_COMMAND消息wParam的high word（wParam的16-31位，详情参见Part 2）的常数之一，在Python中可以用位移操作将其移动到高位上（a<<16），再用加法加上低位的内容。