windows基础应用程序编程（三）：GDI简介

GDI即Graphics Device Interface图形设备接口，计算机的输出设备是由很大的不同的。即使仅对于显示器而言也存在着不同大小的尺寸等等区别。那么为了屏蔽这些区别所造成的程序编写内容的不同。于是，这个东西就诞生了，我们可以利用这个统一的接口，利用GDI为我们提供的绘图函数，来输出我们程序所要求的输出结果。

设备描述表

GDI中有一个很重要的概念，我们称之为设备描述表，简称为DC。实际上它是GDI内部所保存的一个数据结构，DC与特定的输出设备有关系。我们可以把它理解成沟通我们程序与具体的显示设备之间的桥梁。当我们需要在一个输出设备上输出图形时，我们首先必须要获得一个设备描述表的句柄。（还记得句柄就是一个数值，简答的用于标识windows中的某些东西吗？）当这个句柄返回给程序时，Windows函数就给了我们使用输出设备的权限。
那么我们该如何去获得这个设备描述表的句柄呢，一般来说，常见的获得设备描述表的方法有两种。（当然实际不止两种，我们这里仅介绍最常用的。）

第一种方法

通过我们上一篇文章的学习，我们了解到了WM_PAINT消息是“需要回复以前窗口时”即重画窗口时，所产生的消息。那么既然要重画窗口，根据之前所讲的，如果要在窗口上绘制，那么首先我们必须要获得一个设备描述表句柄，那么在处理WM_PAINT消息中，我们在哪里看到获取到设备描述表句柄了呢？还记得上一篇文章中在介绍WM_PAINT消息一般的处理过程时的内容吗？可能大家已经猜到了，是的，我们通过BeginPaint函数就可以或得一个设备描述表句柄。我们首先来看看这个函数的原型。

HDC BeginPaint( HWND hwnd, LPPAINTSTRUCT lpPaint );

第一个参数是要重画窗口的句柄，第二个参数是一个指向PAINTSTRUCT结构体的一个指针。返回值为HDC类型，即DC句柄。
我们不妨在看一下PAINTSTRUCT结构的定义：

typedef struct tagPAINTSTRUCT {
HDC hdc;
BOOL fErase;
RECT rcPaint;
BOOL fRestore;
BOOL fIncUpdate;
BYTE rgbReserved[32];
}PAINTSTRUCT;

第一个参数是DC的句柄，第二个参数表示背景是否需要被擦除。如果为TRUE则背景需要擦除，否则不擦出背景。第三个参数为一个RECT结构体的变量，RECT结构体是一个矩形的结构体定义，存储了一个矩形的左上角点的坐标和右下角点的坐标。这里它表示了需要重绘的矩形。（windows一般不需要对整个客户区进行重绘，如果客户区只是部分被遮挡，那么只需要重绘被遮挡的部分。）至于后三个参数是系统保留的，在系统内部被使用，这里不再解释。
大家需要注意的是，lpPaint是一个输出参数，也就是说我们不需要自己去定义这个结构体的各个值，它是由程序自动来填入的。
在获得一个设备描述表句柄之后，我们就可以调用GDI为我们提供的大量绘图函数来对输入设备进行绘制了。一般来讲，这个获得的设备描述表句柄被当做GDI绘图函数的第一个参数。
在绘制完成之后，我们需要释放这个句柄。在函数，WM_PAINT消息的处理中，我们必须成对的使用BeginPaint函数和EndPaint，EndPaint函数即用来释放句柄，它的参数类型和BeginPaint函数一致。
在这里需要说明的是如果我们需要去处理WM_PAINT消息（一般来讲，我们都需要处理这个消息），那么我们就必须调用BeginPaint函数和EndPaint函数。即使我们在这两个函数之间不调用任何GDI绘图函数。另外，在WM_PAINT消息中，我们只能用BeginPaint消息来获得DC句柄。而不能用下面所讲的方法来获得DC句柄。同样，在处理其他消息时，如果我们需要获得设备描述表句柄，我们也不会用BeginPaint函数来获取，而是采用下面所讲述的方法。

第二种方法

另外一种得到窗口客户区的设备描述表句柄的方法是GetDC函数。这个函数只有一个参数，即窗口的句柄。这个函数和ReleaseDC来成对使用，即如下所示：

hdc = GetDC(hwnd);
// 调用GDI绘图函数
ReleaseDC(hwnd,hdc);

我们知道使用BeginPaint获取句柄，将传入一个rcPaint(PAINTSTRUCT结构体里的一个变量)来标识无效矩形的大小。与GetDC函数来获取DC句柄所不同的是，GetDC函数所返回的设备描述表里具有一个剪取矩形，它等于整个客户区，也就是说我们可以在整个客户区而不是仅仅在无效矩形内绘图。

上面说到只有获得一个设备描述表之后，我们才能够进行绘制图形，那么这个设备描述表中到底是什么？在解决这个问题之前，我们不妨来看一个实例。首先来认识一个函数。

BOOL TextOut(HDC hdc, int nXStart, int nYStart, LPCTSTR lpString, int cbString);

这个函数用于在窗口的指定位置处显示一串字符。第一个函数即DC句柄，nXStart和nYStart是要显示字符串的起始位置，lpString是一个字符串的指针，指向我们要显示的字符串。最后一个参数是要显示字符的个数。
了解这个函数之后，如果我们想要在窗口上显示一行字符串，那么我们可以这么去做。在第一篇文章中所讲的框架的基础上，我们在窗口处理函数上添加如下代码：

[align=left][/align]

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
HDC hdc;
PAINTSTRUCT ps;
TCHAR  *szBuffer = _T( "Hello Win32!" );
switch (message)
{
case WM_PAINT:
hdc = BeginPaint( hWnd, &ps );
TextOut( hdc, 10, 20, szBuffer, lstrlen(szBuffer) );
EndPaint( hWnd, &ps );
break ;
case WM_DESTROY:
PostQuitMessage(0);
break ;
default :
return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
}
return 0;
}

[align=left][/align]

运行程序，可以看到窗口中显示了“Hello Win32!”，如下所示：



[align=left] 我们在调用TextOut函数时，可以看到我们只像这个函数中去传入了要显示的字符串，以及字符个数，和要显示的位置。但是，我们并没有看到传入字体的大小，字体的样式，颜色等等信息，那么windows是如何知道显示出这样的样子呢？[/align]
这就是在设备描述表中为我们定义的，也就是说，设备描述表中的某些值是图形的“属性”。我们可以通过一些函数从设备描述表中来设置和获取这些值。
介绍到这里，其实我们只是仅仅的介绍了GDI的九牛一毛的东西。GDI是个相当庞大的东西，但是我们了解了这些之后，就可以很容易的利用GDI提供的一些绘图函数来绘制一些简单的图形了，至于绘图中其他的内容，我们将在以后穿插进行讲解，比如绘制文字体等等。

常用函数

下面简单的介绍几个GDI绘图函数。具体参数含义以及更复杂的图像函数，在需要时，可以通过查找MSDN上来获取。

点的绘制

COLORREF SetPixel（HDC hdc, int X, int Y, COLORREF crColor）;

X,Y为要绘制点的坐标，crColor为COLORREF类型值，COLORREF为一个32位的数表示要绘制的颜色，高八位为0，后面以此为蓝色分量，绿色分量和红色分量。我们可以通过RGB宏来进行设置。

直线的绘制

BOOL MoveToEx(HDC hdc, int X, int Y, LPOINT lpPoint);

设置直线绘制的起点，lpPoint为先前的位置，如果不需要这个值，一般设置为NULL

BOOL LineTo( HDC hdc, int nXEnd, int nYEnd );

要绘制直线的重点坐标。

矩形的绘制

BOOL Rectangle( HDC hdc, int nLeftRect, int nTopRect, int nRightRect, int nBottomRect );

参数分别代表矩形左上角和右下角点的坐标。

椭圆的绘制

BOOL Ellipse( HDC hdc, int nLeftRect, int nTopRect, nRightRect, int nBottomRect );

参数和矩形绘制参数一直，该椭圆为这个矩形的内切圆。

圆角矩形

BOOL RoundRect( HDC hdc, int nLeftRect, int nTopRect, int nRightRect, int nBottomRect, int xCornerEllipse, int yCornerEllipse );

借用windows程序设计一书中的配图来说明参数含义：



曲线的绘制

BOOL Arc( HDC hdc, int nLeftRect, int nTopRect, int nRightRect, int nBottomRect, int nXStartArc, int nYStartArc, int nXEndArc, int nYEndArc );

点（xStart，yStart）和（xEnd，yEnd）之所以不定义在矩形的边上，是为了保持更大的灵活性。
其他绘图函数，再次不再一一介绍，大家可以查看MSDN来获得。

实例

现在我们仍然使用Windows程序设计一书中的例子来简单的用一下这个函数，在使用之前，我们来简单说明一下WM_SIZE消息。
当我们改变窗口大小时，Windows将会给窗口过程发送一个WM_SIZE消息。并且在传给窗口过程中的lParam（还记得消息是一个MSG结构体，在结构体里存在着lParam的变量，作为附属信息吗？）参数的低位字中包含客户区的宽度，高位字包含客户区的高度。所以我们可以通过处理这个参数来获得客户区的大小。
仍然使用之前的框架，在窗口过程函数中这些更改代码：

[align=left][/align]

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
static int cxClient, cyClient;
HDC hdc;
PAINTSTRUCT ps;
switch (message)
{
case WM_SIZE:
cxClient = LOWORD( lParam );
cyClient = HIWORD( lParam );
break ;
case WM_PAINT:
hdc = BeginPaint( hWnd, &ps );

Rectangle( hdc, cxClient/8, cyClient/8,
7*cxClient/8, 7*cyClient/8 );

MoveToEx( hdc, 0, 0, NULL );
LineTo( hdc, cxClient, cyClient );

MoveToEx( hdc, 0, cyClient, NULL );
LineTo( hdc, cxClient, 0 );

Ellipse( hdc, cxClient/8, cyClient/8,
7*cxClient/8, 7*cyClient/8);

RoundRect( hdc, cxClient/4,  cyClient/4,
3*cxClient/4, 3*cyClient/4, cxClient/4, cyClient/4 );
EndPaint( hWnd, &ps );
break ;
case WM_DESTROY:
PostQuitMessage(0);
break ;
default :
return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
}
return 0;
}

[align=left][/align]

运行结果