Direct2D #1: альтернатива началу документации

Здравствуйте. Эта статья посвящена самому началу работы с Direct2D(Первая в серии, дальше будут продолжения), поскольку в документации от Microsoft мало что сказано о том, что вообще нужно сделать для создания окна и прочих вещей, а также слишком много «воды». Таким образом, это альтернатива началу документации от Microsoft.

Структура будет построена как ряд вопросов и ответов на них. Так как всё сводится к понятию окно, первым делом будет дано объяснение, что это такое в Windows.

Что такое окно в Windows?

Если просто, - как и всё остальное, - это N структура. Правильно заполнив, зарегистрировав и вызвав соответствующие функции, вы получите на экране белый прямоугольник определённого стиля.

Но прямого доступа к структуре окна мы не имеем, лишь к её части - структуре класса окна _WNDCLASS. Обратившись к MSDN ^[1], получим следующее:

typedef struct _WNDCLASS {
    UINT        style;           // Стили класса (CS_*)
    WNDPROC     lpfnWndProc;     // Оконная процедура
    int         cbClsExtra;      // Доп. память класса
    int         cbWndExtra;      // Доп. память окна
    HINSTANCE   hInstance;       // Экземпляр приложения
    HICON       hIcon;           // Иконка
    HCURSOR     hCursor;         // Курсор
    HBRUSH      hbrBackground;   // Фон
    LPCWSTR     lpszMenuName;    // Имя меню
    LPCWSTR     lpszClassName;   // Имя класса
    HICON       hIconSm;         // Маленькая иконка
} WNDCLASS;

Сообщения окна. Оконная процедура

Прежде чем начать заполнение структуры, важно рассказать об этих двух вещах. Каждое ваше действие в Windows - это сообщение. Сообщение обрабатывается оконной процедурой (функцией). Её синтаксис:

LRESULT CALLBACK WindowProc(
    HWND hwnd,      // Получатель (может отличаться от MSG.hwnd для дочерних окон)
    UINT uMsg,      // Идентификатор сообщения
    WPARAM wParam,  // Дополнительные данные
    LPARAM lParam   // Дополнительные данные
);

hwnd - это ID (идентификатор) окна; uMsg - число, по которому определяется тип сообщения (системные - от 0x0000 до 0x03FF, пользовательские, возникающие из-за действий пользователя, - от 0x0400 до 0x7FFF и от 0xC000 до 0xFFFF). Ссылка подробней ^[2]; в wParam и lParam передаются дополнительные данные (например, если uMsg == WM_MOUSEMOVE, то в wParam - состояние кнопок мыши, а в lParam - координаты x и y (младшее и старшее слово)). Список всех сообщений можно найти в документации. Пример функции:

LRESULT CALLBACK WindowProc(HWND hwnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
    switch (uMsg)
    {
        case WM_CREATE:
            // Инициализация при создании окна
            return 0;
        case WM_PAINT:
            // Обработка перерисовки
            return 0;
        case WM_DESTROY:
            PostQuitMessage(0); //Отправляет сообщение WM_QUIT
            return 0;
        default:
            // Сообщения, которые мы не обработали, передаем на обработку по умолчанию
            return DefWindowProc(hwnd, uMsg, wParam, lParam);
    }
}

Заполнение _WNDCLASS

Зная, что для регистрации нужна заполненная структура, произведём необходимое:

1.Стиль окна определяет как визуальное отображение, так и его поведение. Список стилей ^[3].

2.Ссылка на оконную процедуру (описана выше).

3. и 4. Название говорит само за себя, но четвёртый параметр - для каждого отдельного дочернего окна.

5. HInstance - это базовый адрес в памяти, по которому загружен исполняемый модуль (EXE или DLL); его значение передаётся через точку входа.

6. и 7. и 8. Названия говорят сами за себя.

9. То самое меню, которое отображается у программ.

10. Название окна (оно будет отображаться) в Unicode.

11. Иконка окна.

Минимальный пример заполнения:

WNDCLASSEX wcex = {0};
    wcex.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);           // Размер структуры (ОБЯЗАТЕЛЬНО!)
    wcex.lpfnWndProc = WindowProc;              // Указатель на оконную процедуру
    wcex.hInstance = hInstance;                 // Экземпляр приложения
    wcex.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW); // Курсор - стрелка
    wcex.hbrBackground = (HBRUSH)(COLOR_WINDOW + 1); // Фон - цвет окна
    wcex.lpszClassName = L"MinimalWindowClass"; // Уникальное имя класса
    

WindowProc и hInstance указаны как бы вне; полноценный пример будет позже.

Регистрация _WNDCLASS. Создание окна

Для регистрации достаточно вызвать RegisterClassEx, передав в аргументы ссылку на структуру _WNDCLASS, то есть: RegisterClassEx(&wcex).

Теперь создание окна происходит при помощи вызова функции CreateWindowEx, результатом которого является ID окна - HWND. Аргументы функции:

1. dwExStyle - дополнительный стиль окна, изменяющий поведение. Список ^[4];

2. lpClassName - тип создаваемого окна или элемента управления;

3. lpWindowName - название окна;

4. dwStyle - определяет внешний вид и поведение окна. Таблица ^[5](прокрутить вниз);

5. X - позиция окна по оси X;

6. Y - позиция окна по оси Y;

7. nWidth - ширина окна;

8. nHeight - высота окна;

9. hWndParent - родительское окно;

10. hMenu - меню или ID контрола;

11. hInstance - экземпляр приложения;

12. lpParam - дополнительные параметры (указатель на любые данные).

Зная все нужные параметры, можно просто написать:

HWND hwnd = CreateWindowEx(0, wc.lpszClassName, L"Minimal Window",
                              WS_OVERLAPPEDWINDOW, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT,
                              400, 300, NULL, NULL, hInst, NULL);

Если при создании не указать стиль его видимости, то это необходимо сделать вручную через ShowWindow. Данная функция управляет отображением окна: первый аргумент - это ID окна (HWND), второй - тип видимости (список). Также чтобы не было проблем с отображением окна, вызывается функция UpdateWindow, которая немедленно перерисовывает окно и принимает один аргумент - ID окна. В итоге имеем следующее:

ShowWindow(hwnd,3);
UpdateWindow(hwnd);

Точка входа

До этого момента точка входа не рассматривалась, так как были более важные вещи. Теперь рассмотрим и её:

int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrev, LPSTR lpCmd, int nCmdShow)
{

return 0;
}

1. WINAPI - это макрос, который определяет, как функция получает параметры (справа налево) и кто очищает стек (сама функ��ия).

2. hInstance - это ID приложения.

3. hPrev - ID предыдущего приложения; в x32 и x64 Windows не используется.

4. lpCmdLine - аргументы, указанные при запуске в командной строке (аргумент под индексом 0 не содержит названия программы).

5. int nCmdShow - флаг отображения окна(Список ^[6]. Прокрутить вниз). Передаётся от программы-инициатора. То есть если программа запускается с скрытым окном, то это поведение сохранится и для нового.

Приём и обработка сообщений, передача оконной процедуре. Финал

И сразу код:

MSG msg;
        while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0)) 
        {
            TranslateMessage(&msg);
            DispatchMessage(&msg);
        }

1. MSG - cодержит информацию о сообщении из очереди сообщений (описание ^[7]).

2. GetMessage - получение сообщения. Первый аргумент - ссылка на структуру; второй - ID окна (null - все окна текущего потока); третий аргумент - первое сообщение для фильтрации; четвёртый аргумент - последнее сообщение для фильтрации (0 - нет фильтра).

3. TranslateMessage - преобразует сообщения от клавиатуры в специальные сообщения; если сообщение не от клавиатуры - пропускает. Принимает ссылку на структуру сообщения.

4. DispatchMessage - передаёт структуру MSG оконной процедуре. Принимает ссылку на структуру сообщения.

Имея все пункты, соединяем воедино:

#include <Windows.h>

LRESULT CALLBACK WindowProc(HWND hwnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
    switch (uMsg)
    {
    case WM_DESTROY:
        PostQuitMessage(0);  //Отправляет сообщение WM_QUIT
        return 0;

    case WM_PAINT:
    {

        return 0;
    }

    // Сообщения, которые мы не обработали, передаем на обработку по умолчанию
    return DefWindowProc(hwnd, uMsg, wParam, lParam);
}

const wchar_t* CLASS_NAME = L"MyWindowClass";

int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrev, LPSTR lpCmd, int nCmdShow)
{
    // 1. Заполнение структуры класса окна
    WNDCLASSEX wc = { 0 };
    wc.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);           // Обязательно: размер структуры
    wc.lpfnWndProc = WindowProc;              // Указатель на оконную процедуру
    wc.hInstance = hInstance;                 // Экземпляр приложения
    wc.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW); // Курсор - стрелка
    wc.hbrBackground = (HBRUSH)(COLOR_WINDOW + 1); // Фон - цвет окна
    wc.lpszClassName = CLASS_NAME;            // Уникальное имя класса

    // 2. Регистрация класса окна
    RegisterClassEx(&wc));

    // 3. Создание окна
    HWND hwnd = CreateWindowEx(
        0,                      // Расширенные стили
        CLASS_NAME,             // Имя класса окна
        L"Test Window",         // Заголовок окна
        WS_OVERLAPPEDWINDOW,    // Стиль окна
        100, 100,               // Позиция (x, y)
        400, 300,               // Размер (width, height)
        NULL,                   // Родительское окно
        NULL,                   // Меню
        hInstance,              // Экземпляр приложения
        NULL                    // Дополнительные параметры
    );

    // 4. Показать и обновить окно
    ShowWindow(hwnd, nCmdShow);
    UpdateWindow(hwnd);

    // 5. Цикл обработки сообщений
    MSG msg;
    while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0))
    {
        TranslateMessage(&msg);
        DispatchMessage(&msg);
    }

    return 0;  // Код завершения из WM_QUIT
}

На этом, по сути, и всё. Дерзайте! Далее будет рассказ о рисовании, отображении различного контента и т.п.