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【第四节】windows sdk编程：windows 中的窗口

article 2025/3/13 9:33:50

前言

在掌握了Windows编程框架后，我们可以在窗口回调函数中逐步实现消息处理。然而，通过向导生成的Windows窗口程序通常非常简单，而日常使用的Windows应用程序却形态各异。例如，有像任务管理器这样的普通窗口程序，有像游戏登录器这样的无边框程序，还有像电脑管家这样的简洁窗口，以及像Office这样的复杂窗口。这些窗口背后涉及哪些知识？本节将深入探讨窗口的相关内容。

一、窗口的概念

窗口（Window）是Windows操作系统中用于显示信息和接收用户输入的基本单元。负责管理窗口相关功能的操作系统组件被称为 **窗口管理器（Window Manager）**。

在Windows操作系统初始化时，会创建一个名为 **桌面窗口（Desktop Window）** 的特殊窗口，它覆盖整个屏幕，所有其他窗口都在其之上显示。可以通过调用 `GetDesktopWindow` 函数获取桌面窗口的句柄。

二、窗口的标准风格

Windows中的窗口风格多种多样，其中最常见的三种类型是：
1. 重叠窗口（Overlapped Window）
2. 弹出窗口（Popup Window）
3. 子窗口（Child Window）

在创建窗口时（通过 `CreateWindowEx` 函数），可以通过指定以下窗口风格来定义窗口的类型：
- WS_OVERLAPPED：重叠窗口。
- WS_POPUP：弹出窗口。
- WS_CHILD：子窗口。

如果不指定任何窗口类型，默认创建的是重叠窗口。

2.1 重叠窗口

重叠窗口是顶级窗口，通常作为应用程序的主窗口。它具有以下特点：
- 包含标题栏、边框和客户区。
- 可以包含窗口菜单、最小化/最大化按钮和滚动条。
- 通过 `CreateWindowEx` 函数指定 `WS_OVERLAPPED` 或 `WS_OVERLAPPEDWINDOW` 风格来创建。
- `WS_OVERLAPPED`：窗口具有标题栏和边框。
- `WS_OVERLAPPEDWINDOW`：窗口具有标题栏、边框、窗口菜单、最小化/最大化按钮。

在VS IDE中使用向导创建的默认Win32窗口程序就是重叠窗口的典型示例。

2.2 弹出窗口

弹出窗口也是顶级窗口，通常用于对话框或消息框。它具有以下特点：
- 具有 `WS_POPUP` 风格，隐含带有 `WS_CLIPSIBLINGS` 风格。
- 通常用于显示对话框或消息框。例如，`MessageBox` 函数创建的信息框就是弹出窗口。

在默认的Win32窗口程序中，关于菜单中显示的对话框就是具有 `WS_POPUP` 风格的弹出窗口。

2.3 子窗口

子窗口具有以下特点：
- 具有 `WS_CHILD` 风格，且必须分配在父窗口的客户区内。
- 父窗口可以是重叠窗口、弹出窗口或其他子窗口。
- 通过 `CreateWindowEx` 函数创建，并指定父窗口句柄。

例如，在默认的Win32窗口程序中，可以通过以下代码创建一个子窗口：

case IDM_ABOUT:
    CreateWindowEx(NULL, szWindowClass, TEXT("你好"),
                   WS_CHILD | WS_VISIBLE | WS_OVERLAPPEDWINDOW | WS_CLIPSIBLINGS,
                   30, 30, 400, 300, hWnd, NULL, hInst, NULL);

子窗口无法移出父窗口的客户区

三、窗口的扩展风格

除了标准风格外，窗口还可以通过 **扩展风格** 实现更复杂的外观和行为。扩展风格需要通过 `CreateWindowEx` 函数设置。以下是一些常用的扩展风格：

四、窗口的层次结构

窗口管理器以树状结构组织和管理系统中的所有窗口。树状结构的根是 **桌面窗口**，其下属第一层是 **顶层窗口**，顶层窗口之下是 **子窗口**。

通过一系列API函数，可以遍历系统中的所有窗口。例如，以下代码展示了如何遍历桌面窗口的所有子窗口：

#include <windows.h>
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) {
    // 获取桌面窗口句柄
    HWND hWnd = GetDesktopWindow();
    // 获取第一个子窗口
    hWnd = GetWindow(hWnd, GW_CHILD);
    char szName = {0};

    // 循环遍历所有子窗口
    while (hWnd != NULL) {
        memset(szName, 0, 266);
        GetWindowTextA(hWnd, szName, 266);
        printf("%s\n", szName);
        hWnd = GetNextWindow(hWnd, GW_HWNDNEXT);
    }
    return 0;
}

代码中用到的函数包括：
- `GetDesktopWindow`：获取桌面窗口句柄。
- `GetWindow`：获取与指定窗口有特定关系（如子窗口）的窗口句柄。
- `memset`：将指定缓冲区初始化为指定值。
- `GetWindowTextA`：获取指定窗口的标题。
- `GetNextWindow`：获取Z-Order顺序中的下一个窗口句柄。

五、Z-Order的作用

Z-Order 是指窗口在屏幕上显示的前后顺序。在子窗口链中，位置越靠前的窗口在屏幕上显示时也越靠前。可以通过 `SetWindowPos` 函数改变窗口的Z-Order顺序。

子窗口相互覆盖示意图（无WS_CLIPSIBLINGS风格）

如果想使Z-Order在前的子窗口显示时也在前（覆盖Z-Order在后的子窗口），需要使用WS_CLIPSIBLINGS窗口风格。

子窗口相互覆盖示意图（有WS_CLIPSIBLINGS风格）

以下是关于 Z-Order 的详细说明：

1. Z-Order 的基本概念
- 子窗口链：窗口在子窗口链中的位置决定了其显示顺序，位置越靠前的窗口显示时也越靠前。
- 顶层窗口：Z-Order 在前的顶层窗口会遮挡 Z-Order 在后的顶层窗口。
- 刷新顺序：当屏幕上的一块区域需要刷新（Update）时，同一个子窗口链中 Z-Order 在前的窗口会先刷新，Z-Order 在后的窗口后刷新。
- 父/子窗口：对于有父子关系的窗口，父窗口会先刷新，子窗口后刷新。

2. 顶层窗口的 Z-Order
- 生成时的处理：当顶层窗口生成时，窗口管理器会将其添加到桌面窗口的子窗口链的最前面，即 Z-Order 的最前面，以确保整个窗口都可见。
- 遮挡关系：Z-Order 在前的顶层窗口会遮挡 Z-Order 在后的顶层窗口。
- 调整 Z-Order：可以通过 `SetWindowPos` 函数动态调整窗口的 Z-Order。

3. 子窗口的 Z-Order
- 与父窗口的关系：子窗口的 Z-Order 高于其父窗口，因此子窗口会显示在父窗口的前面。
- 与兄弟窗口的关系：子窗口的 Z-Order 不会超过其父窗口的 Z-Order 更靠前的兄弟窗口。
- 生成时的处理：与顶层窗口不同，子窗口生成时，窗口管理器会将其添加到父窗口的子窗口链的最后面。这一设计看似反直觉，但实际上有其原因：
- 显示效果：在兄弟窗口间有重叠的情况下，后生成的窗口能够显示在前面。
- Tab-Order：子窗口间的 Tab-Order 与窗口的生成顺序一致，这样的设计更符合用户的操作直觉。

4. 刷新与绘画机制
- 共用显示 DC：子窗口大多数情况下共用其父窗口的显示 DC（Device Context）。
- 刷新顺序的影响：在刷新时，子窗口可以在其兄弟窗口的客户区上进行绘制。由于 Z-Order 在后的子窗口刷新顺序在后，其绘制内容可能会覆盖 Z-Order 在前的窗口，从而造成显示效果上后生成的窗口反而在前的现象。

5. 总结
- Z-Order 决定了窗口的显示和刷新顺序，是窗口管理中的重要概念。
- 窗口管理器通过将顶层窗口添加到子窗口链的最前面，确保其可见性。
- 子窗口生成的顺序和刷新机制使得后生成的窗口能够显示在前面，同时保持 Tab-Order 的合理性。
- 通过 `SetWindowPos` 函数，开发者可以灵活调整窗口的 Z-Order，以满足特定的显示需求。