1
Win32 API
Windows应用程序设计模式
Windows应用程序的基本结构
结构化异常处理
动态链接库第8章Windows应用程序设计
2
Windows API与MFC
早期是用C语言直接调用Windows SDK (Software
Development Kit软件开发工具包)中的API（Application
Program Interface 应用程序接口）来开发Windows应用程序，由于需要亲自处理很多繁琐的编程细节，加上Windows
API有两千多个函数、几百个数据结构和变量类型，所以进行
Windows 编程是一件非常困难与痛苦的事。
Visual C++采用OOP来进行Windows 编程，将API的几千个函数、结构和变量类型封装在200个左右的类中（常用的只有十几个类），并且屏蔽掉了许多繁琐的编程细节，使得Windows
编程大大简化。微软公司称这些类所组成的类库为MFC
（Microsoft Foundation Class Library微软基础类库）。
Windows操作系统依靠一组用户态环境子系统，作为应用程序与操作系统核心之间的接口
3
Win32 API
Windows 应用程序与操作系统的关系
Windows
应用程序
Windows
应用程序
Win32
子系统用户态系统服务硬件层核心态
4
Win32 API
USER32.DLL：负责处理用户接口
GDI32.DLL：负责在图形设备上执行绘图操作
KERNEL32.DLL：操作系统核心功能服务
COMCTL32.DLL：通用控件库
COMDLG32.DLL：公共对话框
SHELL32.DLL：用户界面外壳
DIBENG.DLL：图形引擎
NETAPI32.DLL：网络
5
Win32 API
标准Win32 API函数分类：
系统服务
通用控件库
GDI
网络服务
用户接口
系统Shell
Windows 系统信息
6
Windows应用程序设计模式在字符界面型OS（如DOS）中执行应用程序时，程序必须取得CPU的控制权，整个运行过程都由程序本身来控制，称之为过程驱动的程序结构。而对GUI型OS
（如Windows），情形则完全不同：在应用程序的运行过程中，大部分时间是由OS掌握控制权，只是在发生用户或系统事件（如移动鼠标、按下键盘、选择菜单或时钟、通信）后，OS才调用程序中的对应事件处理模块，所以称之为事件驱动的程序结构。
7
Windows应用程序设计模式事件驱动在GUI型OS中，事件发生后会产生对应的消息，消息提供了应用程序与OS之间、应用程序与应用程序之间的通信手段；多数应用程序的大部分代码都是用来响应和处理这些消息，所以也称之为消息驱动的程序结构。
Windows 维护着一个系统消息队列，Windows也为每个应用程序创建一个应用消息队列，事件所产生的消息，首先进入系统消息队列，然后再被传送到对应的应用消息队列，最后才被发送到消息所对应的窗口。
8
Windows应用程序设计模式
事件驱动硬件输入 系统消息队列应用程序队列1
应用程序队列n
Windows
WinMain函数消息循环窗口函数1
窗口函数m
应用程序1
WinMain函数消息循环窗口函数1
窗口函数m
应用程序n
9
Windows应用程序设计模式
Windows应用程序的开发流程
Windows 应用程序分为程序代码和用户界面资源两部分，两部分通过资源编译器组合为一个完整的EXE文件将用户界面资源一类的静态数据与程序代码相分离有如下一些优点：
F减少内存要求；
F划清了程序员与用户界面设计人员的任务分工；
F用户界面风格的变化可以不必修改程序代码或只需进行少量的修改。
10
Windows应用程序设计模式
Windows应用程序的开发流程
.EXE链接器.LIB
.DEF
.RC.H.C
.DLG,BMP,CUR.ICO,FON
.RES
.OBJ
资源编译器
C编译器字体编辑器图象编辑器对话框编辑器工具文本文件二进制文件
11
Windows应用程序的基本结构
Windows应用程序具有相对固定的基本结构，入口点函数WinMain和窗口函数构成了
Windows应用程序的基本框架。
12
Windows应用程序的基本结构
WinMain函数
WinMain函数是程序的入口点，相当于标准C语言中的main函数
WinMain函数主要由四部分组成：
F注册窗口类
F创建窗口
F显示窗口
F建立消息循环
13
Windows应用程序的基本结构
WinMain函数 fi消息循环
Windows并不直接把输入消息发送给应用程序，
而是将其送入应用程序的消息队列之中。此外，
Windows和其他应用程序也可以将消息指派到应用程序队列中。
应用程序必须读取应用程序队列，检索消息并将它们发送出去，以便适当的窗口函数能够处理它们，负责这一任务的便是消息循环。
14
Windows应用程序的基本结构
WinMain函数 fi消息循环
while(GetMessage(&Msg,NULL,0,0))
{
TranslateMessage(&Msg);
DispatchMessage(&Msg);
}
GetMessage函数检索到WM_QUIT消息时返回非零值，检索到其他消息均返回NULL。
15
Windows应用程序的基本结构
窗口函数窗口函数也称为窗口过程，负责从Windows接收消息，并根据这些消息完成特定的操作窗口函数是一个回调函数，由Windows系统调用，应用程序并不会直接调用它的窗口函数窗口函数的主体是由一系列case语句组成的消息处理程序段如果窗口函数不处理某些消息，则必须把它们传给DefWindowProc函数
16
Windows应用程序的基本结构
case 1
case 2
case 3
…
Default
Windows系统应用程序WinMain( )
消息循环
WndProc( )
④
DispatchMessage ( )
⑥
⑤
DefWindowProc ( )
检索到的消息
③
GetMessage ( )
②
指派的消息
WM_KEYDOWN
WM_KEYUP
WM_MOUSEMOVE
WM_LBUTTONDOWN
WM_QUIT
…...
发送的消息
WM_CREATE
WM_DESTROY
WM_SIZE
WM_PAINT
…...
①
应用程序的消息队列回调
17
Windows应用程序的基本结构当用户关闭窗口时，Windows系统将把
WM_DESTROY消息发送给该窗口的窗口函数，在这种情况下，窗口函数应该使用
PostQuitMessage函数将WM_QUIT消息发送到应用程序队列中，这样可以使GetMessage函数检索到WM_QUIT消息，从而结束消息循环，
退出应用程序。
18
Windows应用程序的基本结构
case 1
case 2
...
case WM_DESTROY
Default
Windows系统应用程序WinMain( )
消息循环
WndProc( )
②
PostQuitMessage(0)
WM_QUIT消息
⑤ GetMessage( )④
WM_QUIT消息应用程序的消息队列
WM_DESTROY 消息
①
③
退出消息循环结束应用程序
⑥
19
结构化异常处理
Windows在系统底层提供了一种称为结构化异常处理
SEH的系统机制。利用SEH可以把程序主要的工作同错误处理分离开来，这样的分离，可以使程序员集中精力关注程序要完成的任务，而将可能发生的错误放在后面处理。
异常是在应用程序的正常执行过程中发生的不正常事件。CPU引发的异常称为硬件异常，操作系统和应用程序直接引发的异常，称为软件异常
20
结构化异常处理
SHE是操作系统的一种系统机制，与特定的程序设计语言无关。
应用程序要利用系统提供的SHE机制，则必须借助于特定程序设计语言的相关语法。
因此，SEH不但涉及操作系统，而且与编译器有密切的关系。
结构化异常处理包括异常处理和终止处理两个方面
21
结构化异常处理
异常处理
__try
{
..,//guarded section
}
__except(exception filter)
{
..,//exception handler
}
22
结构化异常处理
异常处理异常过滤器返回如下三个异常标识符之一
FECXEPTION_EXECUTE_HANDLER
FECXEPTION_CONTINUE_EXECUTION
FECXEPTION_CONTINUE_SEARCH
23
结构化异常处理
终止处理
Windows应用程序在运行时通常要分配资源，使用这些资源，然后释放它们。
由于异常改变了控制的流程，因此很容易导致无法释放在产生异常的代码块中分配的资源。
使用终止处理程序可以保证进行这样的清除工作
24
结构化异常处理
终止处理
__try
{
...
}
__finally
{
..,
}
25
结构化异常处理
终止处理有两种情况可能使受保护段不正常地结束：
F在try块中执行了return、goto、break或
continue等控制语句
F在try块中发生异常
26
结构化异常处理
软件异常当一个函数执行失败时，习惯上要返回一些特殊的值来，函数的调用者可以检查这些特殊值并采取一种替代的动作如果这个调用者是被另一个调用者调用的函数
，那么它还需要将它自己的失败代码返回给它的调用者这种错误代码的逐层传递会使源程序变得非常难于编写和维护采用软件异常则可以解决这些问题
27
动态链接库动态链接库DLL是一个可执行程序模块，模块中包含了可以被其他应用程序或其他DLL共享的程序代码和资源采用DLL的优点：
F当多个进程同时使用同一个DLL时，只要在内存中装入它的一个副本即可，从而可以节省内存；
FDLL与调用它的应用程序相分离，因此可以在不修改应用程序的情况下对DLL进行更新；
F只要在调用DLL中的函数时遵循相同的调用规范，那么DLL中的函数就可以被各种编程语言编制的应用程序调用
28
动态链接库
DLL到进程地址空间的映射装入时刻动态链接经过编译的.obj文件 引入库，包含DLL函数的重定位信息链接器可执行程序重定位信息动态链接库调用DLL中的函数内存
29
动态链接库
DLL到进程地址空间的映射运行时刻动态链接在运行时刻，通过调用LoadLibrary可以使DLL
加载到一个进程的地址空间中为了在运行时刻从DLL中调用一个函数，可以通过调用GetProcAddress获取函数的地址
30
动态链接库
DLL到进程地址空间的映射虚拟地址空间
0
2GB
0
2GB
进程1 进程2
DLL数据
（共享）
DLL数据
（私用进程1）
DLL数据
（私用进程1）
DLL代码物理内存
31
动态链接库
DLL的入口点函数
DLL没有WinMain函数，不含有消息循环，一般也不获取自己的消息，但是它有自己特殊的入口点函数，入口点函数的缺省名为DllMain
当进程和线程被初始化或终止时，DllMain函数被
Windows系统调用。
DllMain要做的主要任务是执行进程级或线程级的初始化和清理工作。
如果不要求DLL初始化，DllMain可以只是一个虚设函数。
32
动态链接库
DLL的创建和使用创建DLL文件需要用到源文件（.C）和头文件
（.H）。DLL源文件通常包括入口点函数和供应用程序调用的DLL库函数。头文件中含有
DLL要导出的所有函数与变量的说明在应用程序中调用DLL中的函数或访问DLL中的变量时，须告诉编译器要调用的函数或要访问的变量是在DLL中：
__declspec(dllimport)
intSub(intnPara1,intPara2);
Win32 API
Windows应用程序设计模式
Windows应用程序的基本结构
结构化异常处理
动态链接库第8章Windows应用程序设计
2
Windows API与MFC
早期是用C语言直接调用Windows SDK (Software
Development Kit软件开发工具包)中的API（Application
Program Interface 应用程序接口）来开发Windows应用程序，由于需要亲自处理很多繁琐的编程细节，加上Windows
API有两千多个函数、几百个数据结构和变量类型，所以进行
Windows 编程是一件非常困难与痛苦的事。
Visual C++采用OOP来进行Windows 编程，将API的几千个函数、结构和变量类型封装在200个左右的类中（常用的只有十几个类），并且屏蔽掉了许多繁琐的编程细节，使得Windows
编程大大简化。微软公司称这些类所组成的类库为MFC
（Microsoft Foundation Class Library微软基础类库）。
Windows操作系统依靠一组用户态环境子系统，作为应用程序与操作系统核心之间的接口
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Win32 API
Windows 应用程序与操作系统的关系
Windows
应用程序
Windows
应用程序
Win32
子系统用户态系统服务硬件层核心态
4
Win32 API
USER32.DLL：负责处理用户接口
GDI32.DLL：负责在图形设备上执行绘图操作
KERNEL32.DLL：操作系统核心功能服务
COMCTL32.DLL：通用控件库
COMDLG32.DLL：公共对话框
SHELL32.DLL：用户界面外壳
DIBENG.DLL：图形引擎
NETAPI32.DLL：网络
5
Win32 API
标准Win32 API函数分类：
系统服务
通用控件库
GDI
网络服务
用户接口
系统Shell
Windows 系统信息
6
Windows应用程序设计模式在字符界面型OS（如DOS）中执行应用程序时，程序必须取得CPU的控制权，整个运行过程都由程序本身来控制，称之为过程驱动的程序结构。而对GUI型OS
（如Windows），情形则完全不同：在应用程序的运行过程中，大部分时间是由OS掌握控制权，只是在发生用户或系统事件（如移动鼠标、按下键盘、选择菜单或时钟、通信）后，OS才调用程序中的对应事件处理模块，所以称之为事件驱动的程序结构。
7
Windows应用程序设计模式事件驱动在GUI型OS中，事件发生后会产生对应的消息，消息提供了应用程序与OS之间、应用程序与应用程序之间的通信手段；多数应用程序的大部分代码都是用来响应和处理这些消息，所以也称之为消息驱动的程序结构。
Windows 维护着一个系统消息队列，Windows也为每个应用程序创建一个应用消息队列，事件所产生的消息，首先进入系统消息队列，然后再被传送到对应的应用消息队列，最后才被发送到消息所对应的窗口。
8
Windows应用程序设计模式
事件驱动硬件输入 系统消息队列应用程序队列1
应用程序队列n
Windows
WinMain函数消息循环窗口函数1
窗口函数m
应用程序1
WinMain函数消息循环窗口函数1
窗口函数m
应用程序n
9
Windows应用程序设计模式
Windows应用程序的开发流程
Windows 应用程序分为程序代码和用户界面资源两部分，两部分通过资源编译器组合为一个完整的EXE文件将用户界面资源一类的静态数据与程序代码相分离有如下一些优点：
F减少内存要求；
F划清了程序员与用户界面设计人员的任务分工；
F用户界面风格的变化可以不必修改程序代码或只需进行少量的修改。
10
Windows应用程序设计模式
Windows应用程序的开发流程
.EXE链接器.LIB
.DEF
.RC.H.C
.DLG,BMP,CUR.ICO,FON
.RES
.OBJ
资源编译器
C编译器字体编辑器图象编辑器对话框编辑器工具文本文件二进制文件
11
Windows应用程序的基本结构
Windows应用程序具有相对固定的基本结构，入口点函数WinMain和窗口函数构成了
Windows应用程序的基本框架。
12
Windows应用程序的基本结构
WinMain函数
WinMain函数是程序的入口点，相当于标准C语言中的main函数
WinMain函数主要由四部分组成：
F注册窗口类
F创建窗口
F显示窗口
F建立消息循环
13
Windows应用程序的基本结构
WinMain函数 fi消息循环
Windows并不直接把输入消息发送给应用程序，
而是将其送入应用程序的消息队列之中。此外，
Windows和其他应用程序也可以将消息指派到应用程序队列中。
应用程序必须读取应用程序队列，检索消息并将它们发送出去，以便适当的窗口函数能够处理它们，负责这一任务的便是消息循环。
14
Windows应用程序的基本结构
WinMain函数 fi消息循环
while(GetMessage(&Msg,NULL,0,0))
{
TranslateMessage(&Msg);
DispatchMessage(&Msg);
}
GetMessage函数检索到WM_QUIT消息时返回非零值，检索到其他消息均返回NULL。
15
Windows应用程序的基本结构
窗口函数窗口函数也称为窗口过程，负责从Windows接收消息，并根据这些消息完成特定的操作窗口函数是一个回调函数，由Windows系统调用，应用程序并不会直接调用它的窗口函数窗口函数的主体是由一系列case语句组成的消息处理程序段如果窗口函数不处理某些消息，则必须把它们传给DefWindowProc函数
16
Windows应用程序的基本结构
case 1
case 2
case 3
…
Default
Windows系统应用程序WinMain( )
消息循环
WndProc( )
④
DispatchMessage ( )
⑥
⑤
DefWindowProc ( )
检索到的消息
③
GetMessage ( )
②
指派的消息
WM_KEYDOWN
WM_KEYUP
WM_MOUSEMOVE
WM_LBUTTONDOWN
WM_QUIT
…...
发送的消息
WM_CREATE
WM_DESTROY
WM_SIZE
WM_PAINT
…...
①
应用程序的消息队列回调
17
Windows应用程序的基本结构当用户关闭窗口时，Windows系统将把
WM_DESTROY消息发送给该窗口的窗口函数，在这种情况下，窗口函数应该使用
PostQuitMessage函数将WM_QUIT消息发送到应用程序队列中，这样可以使GetMessage函数检索到WM_QUIT消息，从而结束消息循环，
退出应用程序。
18
Windows应用程序的基本结构
case 1
case 2
...
case WM_DESTROY
Default
Windows系统应用程序WinMain( )
消息循环
WndProc( )
②
PostQuitMessage(0)
WM_QUIT消息
⑤ GetMessage( )④
WM_QUIT消息应用程序的消息队列
WM_DESTROY 消息
①
③
退出消息循环结束应用程序
⑥
19
结构化异常处理
Windows在系统底层提供了一种称为结构化异常处理
SEH的系统机制。利用SEH可以把程序主要的工作同错误处理分离开来，这样的分离，可以使程序员集中精力关注程序要完成的任务，而将可能发生的错误放在后面处理。
异常是在应用程序的正常执行过程中发生的不正常事件。CPU引发的异常称为硬件异常，操作系统和应用程序直接引发的异常，称为软件异常
20
结构化异常处理
SHE是操作系统的一种系统机制，与特定的程序设计语言无关。
应用程序要利用系统提供的SHE机制，则必须借助于特定程序设计语言的相关语法。
因此，SEH不但涉及操作系统，而且与编译器有密切的关系。
结构化异常处理包括异常处理和终止处理两个方面
21
结构化异常处理
异常处理
__try
{
..,//guarded section
}
__except(exception filter)
{
..,//exception handler
}
22
结构化异常处理
异常处理异常过滤器返回如下三个异常标识符之一
FECXEPTION_EXECUTE_HANDLER
FECXEPTION_CONTINUE_EXECUTION
FECXEPTION_CONTINUE_SEARCH
23
结构化异常处理
终止处理
Windows应用程序在运行时通常要分配资源，使用这些资源，然后释放它们。
由于异常改变了控制的流程，因此很容易导致无法释放在产生异常的代码块中分配的资源。
使用终止处理程序可以保证进行这样的清除工作
24
结构化异常处理
终止处理
__try
{
...
}
__finally
{
..,
}
25
结构化异常处理
终止处理有两种情况可能使受保护段不正常地结束：
F在try块中执行了return、goto、break或
continue等控制语句
F在try块中发生异常
26
结构化异常处理
软件异常当一个函数执行失败时，习惯上要返回一些特殊的值来，函数的调用者可以检查这些特殊值并采取一种替代的动作如果这个调用者是被另一个调用者调用的函数
，那么它还需要将它自己的失败代码返回给它的调用者这种错误代码的逐层传递会使源程序变得非常难于编写和维护采用软件异常则可以解决这些问题
27
动态链接库动态链接库DLL是一个可执行程序模块，模块中包含了可以被其他应用程序或其他DLL共享的程序代码和资源采用DLL的优点：
F当多个进程同时使用同一个DLL时，只要在内存中装入它的一个副本即可，从而可以节省内存；
FDLL与调用它的应用程序相分离，因此可以在不修改应用程序的情况下对DLL进行更新；
F只要在调用DLL中的函数时遵循相同的调用规范，那么DLL中的函数就可以被各种编程语言编制的应用程序调用
28
动态链接库
DLL到进程地址空间的映射装入时刻动态链接经过编译的.obj文件 引入库，包含DLL函数的重定位信息链接器可执行程序重定位信息动态链接库调用DLL中的函数内存
29
动态链接库
DLL到进程地址空间的映射运行时刻动态链接在运行时刻，通过调用LoadLibrary可以使DLL
加载到一个进程的地址空间中为了在运行时刻从DLL中调用一个函数，可以通过调用GetProcAddress获取函数的地址
30
动态链接库
DLL到进程地址空间的映射虚拟地址空间
0
2GB
0
2GB
进程1 进程2
DLL数据
（共享）
DLL数据
（私用进程1）
DLL数据
（私用进程1）
DLL代码物理内存
31
动态链接库
DLL的入口点函数
DLL没有WinMain函数，不含有消息循环，一般也不获取自己的消息，但是它有自己特殊的入口点函数，入口点函数的缺省名为DllMain
当进程和线程被初始化或终止时，DllMain函数被
Windows系统调用。
DllMain要做的主要任务是执行进程级或线程级的初始化和清理工作。
如果不要求DLL初始化，DllMain可以只是一个虚设函数。
32
动态链接库
DLL的创建和使用创建DLL文件需要用到源文件（.C）和头文件
（.H）。DLL源文件通常包括入口点函数和供应用程序调用的DLL库函数。头文件中含有
DLL要导出的所有函数与变量的说明在应用程序中调用DLL中的函数或访问DLL中的变量时，须告诉编译器要调用的函数或要访问的变量是在DLL中：
__declspec(dllimport)
intSub(intnPara1,intPara2);
