Giáo trình Lập trình C trên Windows

NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH

LẬP TRÌNH C TRÊN WINDOWS

LẬP TRÌNH C TRÊN

WINDOWS

Trang 1

NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH

LẬP TRÌNH C TRÊN WINDOWS

Chương 1

TỔNG QUAN LẬP TRÌNH C TRÊN WINDOWS

1.1. MỞ ĐẦU

Để lập trình trên Microsoft Windows®, chúng ta cần nắm được các đặc điểm cơ bản nhất

của hệ điều hành này. Chương này sẽ giới thiệu khái quát các đặc điểm hệ điều hành Microsoft

Windows, các vấn đề liên quan đến lập trình bằng ngôn ngữ C, đồng thời đưa ra một chương

trình mẫu làm sườn cho các chương trình được viết sau này.

Trong phần đầu, chúng ta tìm hiểu sơ lược lịch sử phát triển của hệ điều hành Microsoft

Windows® và những đặc điểm nền tảng của Windows.

Phần tiếp theo sẽ trình bày những khái niệm và yêu cầu căn bản của việc lập trình C trên

Windows. Ngoài ra, phần này cũng giới thiệu các cơ chế và các công cụ mà hệ điều hành cung

cấp cho người lập trình hay người phát triển các ứng dụng trên Windows.

Cuối chương là phần xây dựng một chương trình đơn giản nhất trên Windows. Chương

trình này được xem như là khuôn mẫu của một chương trình ứng dụng điển hình, và hầu hết các

đoạn chương trình được viết minh họa trong sách đều lấy chương trình này làm khung sườn để

phát triển cho phù hợp với từng yêu cầu. Thêm vào đó, một số kiểu dữ liệu mới được định nghĩa

trên Windows và những qui ước về cách đặt tên biến cũng được giới thiệu trong phần này.

Phần chi tiết và chuyên sâu hơn của việc lập trình bằng ngôn ngữ C trên môi trường

Windows sẽ được trình bày trong các chương tiếp theo.

1.2. HỆ ĐIỀU HÀNH MICROSOFT WINDOWS

1.2.1. Giới thiệu

Giữa thập niên 80, công ty phần mềm máy tính Microsoft công bố phiên bản đầu tiên của

dòng hệ điều hành Windows là Microsoft Windows® 1.0. Đây là hệ điều hành dùng giao diện

đồ họa khác với giao diện ký tự (text hay console) của MS-DOS. Tuy nhiên phải đến phiên bản

thứ hai (Windows 2.0 - tháng 11 năm 1987) thì mới có bước cải tiến đáng kể, đó là sự mở rộng

giao tiếp giữa bàn phím và thiết bị chuột và giao diện đồ họa (GUI-Graphic User Interface) như

trình đơn (menu) và hộp thoại (dialog). Trong phiên bản này Windows chỉ yêu cầu bộ vi xử lý

Intel 8086 hay 8088 chạy ở real-mode để truy xuất 1 megabyte bộ nhớ.

Tháng 5 năm 1990, Microsoft công bố phiên bản tiếp theo là Windows 3.0. Sự thay đổi

lớn trong phiên bản này là Windows 3.0 hỗ trợ protected-mode 16 bit của các bộ vi xử lý 286,

386, và 486 của Intel. Sự thay đổi này cho phép các ứng dụng trên Windows truy xuất 16

megabyte bộ nhớ. Tiếp bước với sự phát triển là phiên bản Windows 3.1 ra đời năm 1992,

Microsoft đưa công nghệ Font TrueType, âm nhạc (multimedia), liên kết và nhúng đối tượng

(OLE- Object Linking and Embedding), và đưa ra các hộp thoại chung đã được chuẩn hóa.

Trang 2

NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH

LẬP TRÌNH C TRÊN WINDOWS

Trong sự phát triển mạnh mẽ của những thập niên 90, Microsoft công bố tiếp dòng hệ

điều hành Windows với ứng dụng công nghệ mới (1993). Hệ điều hành này lấy tên là

Windows® NT® (Windows New Technology), đây là phiên bản hệ điều hành đầu tiên của

Windows hỗ trợ 32 bit cho bộ xử lý 386, 486 và Pentium. Trong hệ điều hành này thì các ứng

dụng phải truy xuất bộ nhớ với địa chỉ là 32-bit và các tập lệnh hay chỉ thị 32-bit. Ngoài ra

Windows NT cũng được thiết kế để chạy các bộ vi xử lý (CPU) khác ngoài Intel và có thể chạy

trên các máy trạm (workstation).

Hệ điều hành Windows 95 được công bố năm 1995 cũng là một hệ điều hành 32-bit cho

Intel 386 trở về sau. Tuy thiếu tính bảo mật như Windows NT và việc thích nghi với máy trạm

công nghệ RISC, nhưng bù lại hệ điều hành này yêu cầu phần cứng không cao.

Song song với sự phát triển phần mềm thì công nghệ phần cứng cũng phát triển không

kém. Để tận dụng sức mạnh của phần cứng thì các thế hệ Windows tiếp theo ngày càng hoàn

thiện hơn. Như Windows 98 phát triển từ Window 95 và có nhiều cải thiện như hiệu năng làm

việc, hỗ trợ các thiết bị phần cứng tốt hơn, và cuối cùng là việc tích hợp chặt chẽ với Internet và

Word Wide Web.

Windows 2000 là hệ điều hành được xem là ổn định và tốt của dòng Windows, phiên bản

này tăng cường các tính năng bảo mật thích hợp trong mội trường mạng và giao diện đẹp.

1.2.2. Đặc điểm chung của hệ điều hành Microsoft Windows

Windows là một hệ điều hành sử dụng giao tiếp người dùng đồ họa (GUI), hay còn gọi là

hệ điều hành trực quan (Visual interface). GUI sử dụng đồ họa dựa trên màn hình ảnh nhị phân

(Bitmapped video display). Do đó tận dụng được tài nguyên thực của màn hình, và cung cấp một

môi trường giàu tính trực quan và sinh động.

Windows không đơn điệu như MS-DOS (hay một số hệ điều hành giao diện console) mà

màn hình được sử dụng chỉ để thể hiện chuỗi ký tự, do người dùng gõ từ bàn phím (keyboard)

hay để xuất thông tin dạng văn bản. Trong giao diện người dùng đồ họa, màn hình giao tiếp với

người sử dụng đa dạng hơn, người dùng có thể nhập dữ liệu thông qua chuột bằng cách nhấn vào

các nút nhấn (button) các hôp chọn (combo box)…thiết bị bây giờ được nhập, có thể là bàn phím

và thiết bị chuột (mouse device). Thiết bị chuột là một thiết bị định vị trên màn hình, sử dụng

thiết bị chuột người dùng có thể nhập dữ liệu một cách trực quan bằng cách kích hoạt một nút

lệnh, hay làm việc với các đối tượng đồ họa liên quan đến tọa độ trên màn hình.

Để giao tiếp trong môi trường đồ họa, Windows đưa ra một số các thành phần gọi là các

điều khiển chung (common control), các điều khiển chung là các đối tượng được đưa vào trong

hộp thoại để giao tiếp với người dùng. Bao gồm : hộp văn bản (text box), nút nhấn (button), nút

chọn (check box), hộp danh sách (list box), hộp chọn (combo box)…

Thật ra một ứng dụng trên Windows không phải là quá phức tạp vì chúng có hình thức

chung. Chương trình ứng dụng thuờng chiếm một phạm vi hình chữ nhật trên màn hình gọi là

một cửa sổ. Trên cùng của mỗi cửa sổ là thanh tiêu đề (title bar). Các chức năng của chương

trình thì được liệt kê trong thực đơn lựa chọn của chương trình (menu) , hay xuất hiện dưới dạng

trực quan hơn là các thanh công cụ (toolbar). Các thanh công cụ này chứa các chức năng được

sử dụng thường xuyên trong thực đơn để giảm thời gian cho người dùng phải mở thực đơn và

Trang 3

NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH

LẬP TRÌNH C TRÊN WINDOWS

chọn. Thông thường khi cần lấy thông tin hay cung cấp thông tin cho người dùng thì một ứng

dụng sẽ đưa ra một hộp thoại, trong hộp thoại này sẽ chứa các điều khiển chung để giao tiếp với

người dùng. Windows cũng ra tạo một số các hộp thoại chuẩn như Open Files, và một số hộp

thoại tương tự như nhau.

Windows là một hệ điều hành đa nhiệm, tùy thuộc vào bộ nhớ mà ta có thể chạy nhiều

ứng dụng cùng một lúc, và cũng có thể đồng thời chuyển qua lại giữa các ứng dụng và thực thi

chúng. Trong các phiên bản của Windows® 98 và NT® trở về sau, các chương trình ứng dụng tự

bản thân chúng chia thành nhiều tiểu trình (thread) để xử lý và với tốc độ xử lý nhanh tạo cảm

giác những chương trình ứng dụng này chạy đồng thời với nhau.

Trong Windows, chương trình ứng dụng khi thực thi được chia sẻ những thủ tục mà

Windows cung cấp sẵn, các tập tin cung cấp những thủ tục trên được gọi là thư viện liên kết

động (Dynamic Link Libraries - DLL). Windows có cơ chế liên kết những chương trình ứng

dụng với các thủ tực được cung cấp trong thư viện liên kết động.

Khả năng tương thích của Windows cũng rất cao. Các chương trình ứng dụng được viết

cho Windows không truy xuất trực tiếp phần cứng của những thiết bị đồ hoạ như màn hình và

máy in. Mà thay vào đó, hệ điều hành cung cấp một ngôn ngữ lập trình đồ họa (gọi là Giao tiếp

thiết bị đồ hoạ - Graphic Device Interface - GDI) cho phép hiển thị những đối tượng đồ họa một

cách dễ dàng. Nhờ vậy một ứng dụng viết cho Windows sẽ chạy với bất cứ thiết bị màn hình nào

hay bất kì máy in, miễn là đã cài đặt trình điều khiển thiết bị hỗ trợ cho Windows. Chương trình

ứng dụng không quan tâm đến kiểu thiết bị kết nối với hệ thống.

Như giới thiệu ở phần trên khái niệm liên kết động là thành phần quan trọng của

Windows, nó được xem như là hạt nhân của hệ điều hành, vì bản thân của Windows là các tập

thư viện liên kết động. Windows cung cấp rất nhiều hàm cho những chương trình ứng dụng để

cài đặt giao diện người dùng và hiển thị văn bản hay đồ họa trên màn hình. Những hàm này được

cài đặt trong thư viện liên kết động hay còn gọi là DLL. Đó là các tập tin có dạng phần mở rộng

là *.DLL hay *.EXE, hầu hết được chứa trong thư mục \Windows\System,

\Windows\system32 của Windows® 98 và các thư mục \WinNT\System, \WinNT\System32

của Windows® NT®.

Trong các phiên bản sau này, hệ thống liên kết động được tạo ra rất nhiều, tuy nhiên, hầu

hết các hàm được gọi trong thư viện này phân thành 3 đơn vị sau: Kernel, User, và GDI.

Kernel cung cấp các hàm và thủ tục mà một hạt nhân hệ điều hành truyền thống quản lý,

như quản lý bộ nhớ, xuất nhập tập tin và tác vụ. Thư viện này được cài đặt trong tập tin

KRNL386.EXE 16 bit và KERNEL32.DLL 32 bit.

User quản lý giao diện người dùng, cài đặt tất cả khung cửa sổ ở mức luận lý. Thư viện

User được cài đặt trong tập tin USER.EXE 16 bit và USER32.DLL 32 bit.

GDI cung cấp toàn bộ giao diện thiết bị đồ hoạ (Graphics Device Interface), cho phép

chương trình ứng dụng hiển thị văn bản và đồ hoạ trên các thiết bị xuất phần cứng như màn hình

và máy in.

Trang 4

NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH

LẬP TRÌNH C TRÊN WINDOWS

Trong Windows 98, thư viện liên kết động chứa khoảng vài ngàn hàm, mỗi hàm có tên

đặc tả, ví dụ CreateWindow, hàm này dùng để tạo một cửa sổ cho ứng dụng. Khi sử dụng các

hàm mà Windows cung cấp cho thì các ứng dụng phải khai báo trong các tập tin tiêu đề .h hay

.hpp (header file).

Trong một chương trình Windows, có sự khác biệt khi ta gọi một hàm của thư viện C và

một hàm của Windows hay thư viện liên kết động cung cấp. Đó là khi biên dịch mã máy, các

hàm thư viện C sẽ được liên kết thành mã chương trình. Trong khi các hàm Windows sẽ được

gọi khi chương trình cần dùng đến chứ không liên kết vào chương trình. Để thực hiện được các

lời gọi này thì một chương trình Windows *.EXE luôn chứa một tham chiếu đến thư viện liên kết

động khác mà nó cần dùng. Khi đó, một chương trình Windows được nạp vào bộ nhớ sẽ tạo con

trỏ tham chiếu đến những hàm thư viện DLL mà chương trình dùng, nếu thư viện này chưa được

nạp vào bộ nhớ trước đó thì bây giờ sẽ được nạp.

1.3. LẬP TRÌNH TRÊN MICROSOFT WINDOWS

1.3.1. Đặc điểm chung

Windows là hệ điều hành đồ họa trực quan, do dó các tài nguyên của hệ thống cung cấp

rất đa dạng đòi hỏi người lập trình phải nghiên cứu rất nhiều để phát hay hết sức mạnh của hệ

điều hành.

Theo như những mục đích tiếp cận của các nhà lập trình thì các ứng dụng trên Windows

phải hết sức thân thiện với người dùng thông qua giao diện đồ họa sẵn có của Windows. Về lý

thuyết thì một người dùng làm việc được với một ứng dụng của Windows thì có thể làm việc

được với những ứng dụng khác. Nhưng trong thực tế để sử dụng một ứng dụng cho đạt hiệu quả

cao trong Windows thì cần phải có một số huấn luyện trợ giúp hay tối thiểu thì phải cho biết

chương trình ứng dụng làm việc như thế nào.

Đa số các ứng dụng trong Windows đều có chung một giao diện tương tác với người

dùng giống nhau. Ví dụ như các ứng dụng trong Windows đa số đều có thanh thực đơn chứa các

mục như : File, Edit, Tool, Help… Và trong hộp thoại thì thường chứa các phần tử điều khiển

chung như : Edit Control, Button Control, Checkbox….

1.3.2. Sự khác biệt với lập trình trên MS-DOS

Khi mới bước vào lập trình trên Windows đa số người học rất lạ lẫm, nhất là những

người đã từng làm việc với MS-DOS. Do MS-DOS là hệ điều hành đơn nhiệm và giao tiếp qua

giao diện console. Nên khi viết chương trình không phức tạp.

Còn đối với Windows người lập trình sẽ làm việc với bộ công cụ lập trình đồ họa đa dạng

cùng với cách xử lý đa nhiệm, đa luồng của Windows. Vì vậy việc lập trình trên Windows sẽ

giúp cho người lập trình đỡ nhàm chán với giao diện console của MS-DOS. Việc cố gắng phát

huy các sức mạnh tài nguyên của Windows sẽ làm cho những ứng dụng càng mạnh mẽ, đa dạng,

thân thiện, và dễ sử dụng.

1.3.3. Một số yêu cầu đối với người lập trình

Trang 5

NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH

LẬP TRÌNH C TRÊN WINDOWS

Điều trước tiên của người học lập trình C trên Windows là phải biết lập trình C, sách này

không có tham vọng hướng dẫn người học có thể thông thạo lập trình C trên Windows mà chưa

qua một lớp huấn luyện C nào. Tuy nhiên, không nhất thiết phải hoàn toàn thông thạo C mới học

được lập trình Windows.

Để có thể lập trình trên nền Windows ngoài yêu cầu về việc sử dụng công cụ lập trình,

người học còn cần phải có căn bản về Windows, tối thiểu thì cũng đã dùng qua một số ứng dụng

trong Windows. Thật sự yêu cầu này không quá khó khăn đối với người học vì hiện tại hầu như

Windows quá quen thuộc với mọi người, những người mà đã sử dụng máy tính.

Ngoài những yêu cầu trên, đôi khi người lập trình trên Windows cũng cần có khiếu thẩm

mỹ, vì cách trình bày các hình ảnh, các điều khiển trên các hộp thoại tốt thì sẽ làm cho ứng dụng

càng tiện lợi, rõ ràng, và thân thiện với người dùng.

1.3.4. Bộ công cụ giao diện lập trình ứng dụng API

Hệ điều hành Windows cung cấp hàng trăm hàm để cho những ứng dụng có thể sử dụng

truy cập các tài nguyên trong hệ thống. Những hàm này được gọi là giao diện lập trình ứng dụng

API (Application Programming Interface). Những hàm trên được chứa trong các thư viện liên

kết động DLL của hệ thống. Nhờ có cấu trúc động này mọi ứng dụng đều có thể truy cập đến các

hàm đó. Khi biên dịch chương trình, đến đoạn mã gọi hàm API thì chương trình dịch không thêm

mã hàm này vào mã thực thi mà chỉ thêm tên DLL chứa hàm và tên của chính hàm đó. Do đó mã

các hàm API thực tế không được sử dụng khi xây dựng chương trình, và nó chỉ được thêm vào

khi chương trình được nạp vào bộ nhớ để thực thi.

Trong API có một số hàm có chức năng duy trì sự độc lập thiết bị đồ họa, và các hàm này

gọi là giao diện thiết bị đồ họa GDI (Graphics Device Interface). Do sự độc lập thiết bị nên các

hàm GDI cho phép các ứng dụng có thể làm việc tốt với nhiều kiểu thiết bị đồ họa khác nhau.

1.3.5. Cơ chế thông điệp

Không giống như các ứng dụng chạy trên MS-DOS, các ứng dụng Win32® thì xử lý theo

các sự kiện (event - driven), theo cơ chế này các ứng dụng khi được viết sẽ liên tục chờ cho hệ

điều hành truyền các dữ liệu nhập vào. Hệ thống sẽ đảm nhiệm việc truyền tất cả các dữ liệu

nhập của ứng dụng vào các cửa sổ khác nhau của ứng dụng đó. Mỗi một cửa sổ sẽ có riêng một

hàm gọi là hàm xử lý cửa sổ thường được đặt tên là WndProc, hệ thống sẽ gọi hàm này khi có

bất cứ dữ liệu nhập nào được truyền đến cửa sổ, hàm này sẽ xử lý các dữ liệu nhập đó và trả

quyền điều khiển về cho hệ thống.

Hệ thống truyền các dữ liệu nhập vào thủ tục xử lý của cửa sổ thông qua một hình thức

gọi là thông điệp (message). Thông điệp này được phát sinh từ ứng dụng và hệ thống. Hệ thống

sẽ phát sinh một thông điệp khi có một sự kiện nhập vào (input even), ví dụ như khi người dùng

nhấn một phím, di chuyển thiết bị chuột, hay kích vào các điều khiển (control) như thanh

cuộn,… Ngoài ra hệ thống cũng phát sinh ra thông điệp để phản ứng lại một sự thay đổi của hệ

thống do một ứng dụng mang đến, điều này xảy ra khi ứng dụng làm cạn kiệt tài nguyên hay ứng

dụng tự thay đổi kích thước của cửa sổ.

Trang 6

NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH

LẬP TRÌNH C TRÊN WINDOWS

Một ứng dụng có thể phát sinh ra thông điệp khi cần yêu cầu các cửa sổ của nó thực hiện

một nhiệm vụ nào đó hay dùng để thông tin giữa các cửa sổ.

Hệ thống gởi thông điệp vào thủ tục xử lý cửa sổ với bốn tham số: định danh của cửa sổ,

định danh của thông điệp, và hai tham số còn lại được gọi là tham số của thông điệp (message

parameters). Định danh của cửa sổ xác định cửa sổ mà thông điệp được chỉ định. Hệ thống sẽ

dùng định danh này để xác định cần phải gởi thông điệp đến thủ tục xử lý của cửa sổ.

Định danh thông điệp là một hằng số thể hiện mục đích của thông điệp. Khi thủ tục xử lý

cửa sổ nhận thông điệp thì nó sẽ dùng định danh này để biết hình thức cần thực hiện. Ví dụ, khi

một thông điệp được truyền đến thủ tục cửa sổ có định danh là WM_PAINT thì có ý nghĩa rằng

cửa sổ vùng làm việc thay đổi và cần phải vẽ lại vùng này.

Tham số thông điệp lưu giá trị hay vị trí của dữ liệu, được dùng bởi thủ tục cửa sổ khi xử

lý thông điệp. Tham số này phụ thuộc vào loại thông điệp được truyền đến, nó có thể là số

nguyên, một tập các bit dùng làm cờ hiệu, hay một con trỏ đến một cấu trúc dữ liệu nào đó,…

Khi một thông điệp không cần dùng đến tham số thì hệ thống sẽ thiết lập các tham số này

có giá trị NULL. Một thủ tục cửa sổ phải kiểm tra xem với loại thông điệp nào cần dùng tham số

để quyết định cách sử dụng các tham số này.

Có hai loại thông điệp :

Thông điệp được định nghĩa bởi hệ thống (system-defined messages) :

Dạng thông điệp này được hệ thống định nghĩa cho các cửa sổ, các điều khiển, và các tài

nguyên khác trong hệ thống. Thường được bắt đầu với các tiền tố sau : WM_xxx, LB_xxx,

CB_xxx,…

Thông điệp được định nghĩa bởi ứng dụng (application-defined message) :

Một ứng dụng có thể tạo riêng các thông điệp để sử dụng bởi những cửa sổ của nó hay

truyền thông tin giữa các cửa sổ trong ứng dụng.

Nếu một ứng dụng định nghĩa các thông điệp riêng thì thủ tục cửa sổ nhận được thông

điệp này phải cung cấp các hàm xử lý tương ứng.

Đối với thông điệp hệ thống, thì được cung cấp giá trị định danh từ 0x0000 đến 0x03FF,

những ứng dụng không được định nghĩa thông điệp có giá trị trong khoảng này.

Thông điệp được ứng dụng định nghĩa có giá trị định danh từ 0x0400 đến 0x7FFF.

Lộ trình của thông điệp từ lúc gởi đi đến lúc xử lý có hai dạng sau:

Thông điệp được gởi vào hàng đợi thông điệp để chờ xử lý (queue message): bao gồm

các kiểu thông điệp được phát sinh từ bàn phím, chuột như thông điệp : WM_MOUSEMOVE,

WM_LBUTTONDOWN, WM_KEYDOWN, và WM_CHAR.

Trang 7

NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH

LẬP TRÌNH C TRÊN WINDOWS

Thông điệp được gởi trực tiếp đến thủ tục xử lý không qua hàng đợi (nonqueue message),

bao gồm các thông điệp thời gian, thông điệp vẽ, và thông điệp thoát như WM_TIMER,

WM_PAINT, và WM_QUIT.

Xử lý thông điệp : Một ứng dụng phải xóa và xử lý những thông điệp được gởi tới hàng

đợi của ứng dụng đó. Đối với một ứng dụng đơn tiểu trình thì sử dụng một vòng lặp thông điệp

(message loop) trong hàm WinMain để nhận thông điệp từ hàng đợi và gởi tới thủ tục xử lý cửa

sổ tương ứng. Với những ứng dụng nhiều tiểu trình thì mỗi một tiểu trình có tạo cửa sổ thì sẽ có

một vòng lặp thông điệp để xử lý thông điệp của những cửa sổ trong tiểu trình đó.

1.4. CÁCH VIẾT MỘT ỨNG DỤNG TRÊN MICROSOFT WINDOWS

1.4.1. Các thành phần cơ bản tạo nên một ứng dụng

1.4.1.1. Cửa sổ

Trong một ứng dụng đồ họa 32-bit, cửa sổ (window) là một vùng hình chữ nhật trên màn

hình, nơi mà ứng dụng có thể hiển thị thông tin ra và nhận thông tin vào từ người sử dụng. Do

vậy, nhiệm vụ đầu tiên của một ứng dụng đồ họa 32-bit là tạo một cửa sổ.

Một cửa sổ sẽ chia sẻ màn hình với các cửa sổ khác trong cùng một ứng dụng hay các

ứng dụng khác. Chỉ một cửa sổ trong một thời điểm nhận được thông tin nhập từ người dùng.

Người sử dụng có thể dùng bàn phím, thiết bị chuột hay các thiết bị nhập liệu khác để tương tác

với cửa sổ và ứng dụng.

Tất cả các cửa sổ đều được tạo từ một cấu trúc được cung cấp sẵn gọi là lớp cửa sổ

(window class). Cấu trúc này là một tập mô tả các thuộc tính mà hệ thống dùng như khuôn mẫu

để tạo nên các cửa sổ. Mỗi một cửa sổ phải là thành viên của một lớp cửa sổ. Tất cả các lớp cửa

sổ này đều được xử lý riêng biệt.

1.4.1.2. Hộp thoại và các điều khiển

Hộp thoại (Dialog) dùng để tương tác với người dùng trong một chương trình ứng dụng.

Một hộp thoại thường chứa nhiều các đều khiển như ô nhập văn bản (edit text), nút bấm (button),

ghi chú (static control), hộp danh sách (list box)…

Ø Nút bấm (button): gồm có Push Button dùng kích hoạt một thao tác, Check Box

dùng để chọn một trong hai trạng thái (TRUE hay FALSE), Radio Button cũng giống như

Check Box nhưng một nhóm các Radio Button phải được chọn loại trừ nhau.

Ø Chú thích (static): dùng để chứa các ghi chú trong hộp thoại, ngoài ra nội dung

có thể thay đổi trong quá trình sử dụng hộp thoại.

Ø Hộp liệt kê (list box): Chọn một hay nhiều dữ liệu được liệt kê trong danh sách,

nếu hộp chứa nhiều dòng và hộp không hiển thị hết các mẫu thông tin thì phải kèm theo một

thanh cuộn (scroll bar).

Ø Ô nhập văn bản (edit text): Dùng nhập văn bản, nếu ô có nhiều dòng thì thường

kèm theo thanh cuộn.

Trang 8

NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH

LẬP TRÌNH C TRÊN WINDOWS

Ø Thanh cuộn (scroll bar): ngoài việc dùng kèm với list box hay edit box thì thanh

cuộn còn có thể sử dụng độc lập nhằm tạo các thước đo…

Ø Thực đơn (menu): là một danh sách chứa các thao tác với một định danh mà

người dùng có thể chọn. Hầu hết các ứng dụng có cửa sổ thì không thể thiếu thực đơn.

Ø Thanh công cụ (toolbar): đây là một dạng menu nhưng chỉ chứa các thao tác cần

thiết dưới dạng các biểu tượng đặc trưng.

Ngoài ra còn rất nhiều các điều khiển mà các công cụ lập trình cung cấp cho người lập

trình hay tự họ tạo ra dựa trên những thành phần được cung cấp sẵn.

1.4.1.3. Ứng dụng điển hình trên Windows

1.4.1.4. Các kiểu tập tin để xây dựng một ứng dụng trên Windows

Chương trình nguồn

Tương tự như các chương trình C chuẩn, bao gồm các tập tin tiêu đề (header) chứa trong

tập tin *.h, *.hpp. Còn mã nguồn (source code) chứa trong tập tin *.c hay *.cpp.

Tập tin định nghĩa

Tập tin này có phần mở rộng là *.def, dùng định nghĩa các điều khiển do chương trình

tạo ra khi viết ứng dụng tạo DLL, ngoài ra còn dùng để khai báo vùng nhớ heap khi chạy chương

trình. Lúc trước do vấn đề tương thích với Windows 3.1 nên tập tin này thường được dùng, còn

ngày nay chúng ít được dùng đến.

Các file chứa tài nguyên của ứng dụng

·

Các file *.ico là các biểu tượng (icon) được dùng trong chương trình. Thông

thường các công cụ lập trình trên Windows đều có các tool để tạo các ảnh này.

Con trỏ chuột của ứng dụng có thể được vẽ lại dưới dạng các biểu tượng và lưu

trên đĩa với dạng file *.cur.

·

Các file dạng ảnh bitmap dùng để minh họa được lưu dạng file *.bmp.

Tập tin tài nguyên *.rc là phần khai báo các tài nguyên như thực đơn, hộp thoại,

và các định danh chỉ đến các tập tin dạng *.ico, *.cur, *.bmp,...

1.4.1.5. Các kiểu dữ liệu mới

Các kiểu dữ liệu trên Windows thường được định nghĩa nhờ toán tử typedef trong tập tin

windows.h hay các tập tin khác. Thông thường các tập tin định nghĩa này do Microsoft viết ra

hoặc các công ty viết trình biên dịch C tạo ra, nhất thiết nó phải tương thích với hệ điều hành

Windows 98, hay NT dựa trên kiến trúc 32-bit.

Một vài kiểu dữ liệu mới có tên viết tắt rất dễ hiểu như UINT là một dữ liệu thường được

dùng mà đơn giản là kiểu unsigned int, trong Windows 9x kiểu này có kích thước là 32-bit. Đối

với kiểu chuỗi thì có kiểu PSTR kiểu này là một con trỏ đến một chuỗi tương tự như char*.

Trang 9

NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH

LẬP TRÌNH C TRÊN WINDOWS

Tuy nhiên, cũng có một số kiểu được khái báo tên thiếu rõ ràng như WPARAM và

LPARAM. Tên này được đặt vì có nguồn ngốc lịch sử sâu xa. Khi còn hệ điều hành Windows

16-bit thì tham số thứ 3 của hàm WndProc được khai báo là kiểu WORD, với kích thước 16-bit

, còn tham số thứ 4 có kiểu LONG là 32-bit. Đây là lý do người ta thêm tiến tố "W", "L" vào từ

"PARAM". Tuy nhiên, trong phiên bản Windows 32-bit, thì WPARAM được định nghĩa như là

UINT và LPARAM thì được định nghĩa như một kiểu LONG, do đó cả hai tham số này đều có

giá trị là 32-bit. Điều này là một sự nhầm lẫn vì WORD vẫn là giá trị 16-bit trong Window 98.

Trong thủ tục xử lý cửa sổ WndProc giá trị trả về là kiểu LRESULT. Kiểu này đơn giản

được định nghĩa như là kiểu LONG.

Ngoài ra, có một kiểu thường xuyên dùng là kiểu HANDLE là một số nguyên 32-bit

được sử dụng như một kiểu định danh. Có nhiều kiểu định danh nhưng nhất thiết tất cả phải có

cùng kích thước với HANDLE.

Bảng sau mô tả một số kiểu dữ liệu mới:

Kiểu

Ý nghĩa

HANDLE

HWND

BYTE

Số nguyên 32-bit, định danh.

Giá trị 8-bit không dấu.

Số nguyên 16-bit không dấu.

Số nguyên 32-bit không dấu.

Số nguyên không dấu 32-bit.

long 32-bit.

WORD

DWORD

UINT

LONG

BOOL

Bool.

LPSTR

LPCSTR

WPARAM

LPARAM

BSTR

Con trỏ chuỗi.

Hằng con trỏ chuỗi.

32-bit.

Giá trị 32-bit trỏ đến kí tự.

Con trỏ 32-bit đến một kiểu không xác định.

Giống như LPSTR nhưng có thể chuyển sang dạng Unicode

LPVOID

LPTSTR

và DBCS.

Trang 10

NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH

LPCTSTR

LẬP TRÌNH C TRÊN WINDOWS

Giống như LPCTSTR nhưng có thể chuyển sang dạng

Unicode và DBCS.

Bảng 1.1 Mô tả các kiểu dữ liệu mới

1.4.2. Khuôn mẫu chung tạo một ứng dụng

Một ứng dụng đơn giản nhất của Windows bao gồm có hai hàm là WinMain và xử lý

cửa sổ WinProc. Do đó hai hàm này là quan trọng và không thể thiếu trong các ứng dụng

Windows.

Hàm WinMain thực hiện các chức năng sau :

·

Định nghĩa lớp cửa sổ ứng dụng.

Đăng ký lớp cửa sổ vừa định nghĩa.

Tạo ra thể hiện cửa sổ của lớp đã cho.

Hiển thị cửa sổ.

Khởi động chu trình xử lý thông điệp.

Hàm xử lý WinProc có chức năng xử lý tất cả các thông điệp có liên quan đến cửa sổ.

1.4.3. Hàm WinMain

Hàm chính của một ứng dụng chạy trên Windows là hàm WinMain, được khai báo như

sau:

int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, PSTR

szCmdLine, int iCmdShow);

Chúng ta sẽ tìm hiểu một hàm WinMain mẫu sau đây.

int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, PSTR

szCmdLine, int iCmdShow)

{

static TCHAR szAppName[] = TEXT("HelloWin"); // tên ứng dụng

HWND hwnd;

MSG msg;

WNDCLASS wndclass; // biến để định nghĩa một cửa sổ

Trang 11

NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH

/* Định nghĩa kiểu cửa sổ */

wndclass.style = SC_HREDRAW | CS_VREDRAW;

LẬP TRÌNH C TRÊN WINDOWS

wndclass.lpfnWndProc = WndProc; // Hàm thủ tục cửa sổ

wndclass.cbClsExtra = 0;

wndclass.cbWndExtra = 0;

wndclass.hInstance = hInstance; // Định danh ứng dụng

wndclass.hIcon = LoadIcon (NULL, IDI_APPLICATION);

wndclass.hCursor = LoadCusor (NULL, IDC_ARROW);

wndclass.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject(WHITE_BRUSH);

wndclass.lpszMenuName = NULL; // Không có menu

wndclass.lpszClassName = szAppName; // tên ứng dụng

/* Đăng ký lớp cửa sổ */

if (!RegisterClass(&wndclass)) return 0;

/* Tạo lập cửa sổ */

hwnd = CreateWindow (szAppName, // Tên cửa sổ

"Hello Program", // Tiêu đề

WS_OVERLAPPEDWINDOW, // Kiểu cửa sổ

CW_USEDEFAULT, // Tọa độ x

CW_USEDEFAULT, // Tọa độ y

CW_USEDEFAULT, // Chiều rộng

CW_USEDEFAULT, // Chiều dài

NULL, // Cửa sổ cha

NULL, // Không có menu

hInstacne, // Định danh ứng dụng

Trang 12

NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH

NULL); // Tham số bổ sung

LẬP TRÌNH C TRÊN WINDOWS

/* Hiển thị cửa sổ */

ShowWindow (hwnd, iCmdShow);

UpdateWindow (hwnd);

/* Chu trình xử lý các thông điệp*/

while (GetMessage (&msg, NULL, 0, 0))

{

TranslateMessage (&msg);

DispatchMessage (&msg);

}

return msg.wParam;

}

Định nghĩa một lớp cửa sổ :

Đầu tiên của viêc xây dựng một ứng dụng Windows là phải định nghĩa một lớp cửa sổ

cho ứng dụng. Windows cung cấp một cấu trúc WNDCLASS gọi là lớp cửa sổ, lớp này chứa

những thuộc tính tạo thành một cửa sổ.

typedef struct _WNDCLASS

{

UINT style;

WNDPROC lpfnWndProc;

int cbClsExtra;

HINSTANCE hInstance;

HICON hIcon;

HCURSOR hCursor;

HBRUSH hbrBackground;

Trang 13

NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH

LPCSTR lpszMenuName;

LẬP TRÌNH C TRÊN WINDOWS

LPCSTR lpszClassName;

} WNDCLASS, *PWNDCLASS;

Ý nghĩa thuộc tính của cấu trúc WNDCLASS được mô tả trong bảng sau :

Thuộc tính

Ý nghĩa

Kiểu lớp

ghi chú

style

Kết hợp nhiều kiểu giá trị khác nhau

bằng toán tử OR.

lpfnWndProc

cbClsExtra

Con trỏ đến thủ tục window

Số byte được cấp phát thêm sau Mặc định

cấu trúc window-class

cbWndExtra

hInstance

Số byte được cấp phát thêm sau Mặc định

một instance của window

Định danh chứa thủ tục cửa sổ

của lớp window

hIcon

Định danh của biểu tượng

Định danh của con trỏ chuột

Định danh của chổi tô nền

Tên thực đơn

Dùng hàm LoadIcon

hCursor

Dùng hàm LoadCursor

hbrBackground

lpszMenuName

Dùng hàm GetStockObject

Tên thực đơn gắn với cửa sổ, thực dơn

này được khai báo trong tập tin tài

nguyên.

lpszClassName

Tên lớp

Bảng 1.2 Mô tả thuộc tính của lớp cửa sổ

Đăng ký lớp cửa sổ :

Sau khi định nghĩa một lớp cửa sổ, phải đăng ký lớp cửa sổ đó bằng hàm RegisterClass :

ATOM RegisterClass( CONST WNDCLASS * lpWndClass );

Tạo cửa sổ :

Trang 14

NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH

LẬP TRÌNH C TRÊN WINDOWS

Lớp cửa sổ định nghĩa những đặc tính chung của cửa sổ, cho phép tạo ra nhiều cửa sổ

dựa trên một lớp. Khi tạo ra một cửa sổ của hàm CreateWindow, ta chỉ định các đặc tính riêng

của cửa sổ này, và phân biệt nó với các cửa sổ khác tạo ra cùng một lớp.

Khai báo hàm tạo cửa sổ :

HWND CreateWindow(

LPCSTR lpClassName, // Tên lớp cửa sổ đã đăng ký

LPCSTR lpwindowName, // Tên của cửa sổ

DWORD dwStyle, // Kiểu của cửa sổ

int x, // Vị trí ngang ban đầu

int y, // Vị trí dọc ban đầu

int nWidth, // Độ rộng ban đầu

int nHeight, // Độ cao ban đầu

HWND hWndParent, // Định danh của cửa sổ cha

MENU hMenu, // Định dang của thực đơn

INSTANCE hInstance, // Định danh thể hiện ứng dụng

PVOID lpParam // Các tham số ban đầu

);

Hiển thị cửa sổ :

Sau khi gọi hàm CreateWindow, một cửa sổ được tạo ra bên trong Windows, điều này

có ý nghĩa là Windows đã cáp phát một vùng nhớ để lưu giữ tất cả các thông tin về cửa sổ đã

được chỉ định trong hàm CreateWindow. Những thông số này sẽ được Windows tìm lại khi cần

thiết dựa vào định danh mà hàm tạo cửa sổ trả về. Tuy nhiên, lúc này cửa sổ chưa xuất hiện trên

màn hình Windows, để xuất hiện cần phải gọi hàm ShowWindow.

Hàm ShowWindow có khai báo như sau:

BOOL ShowWindow(

HWND hWnd, // Định danh của cửa sổ cần thể hiện

int nCmdShow // Trạng thái hiển thị

Trang 15

NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH

LẬP TRÌNH C TRÊN WINDOWS

);

Một số trạng thái của tham số nCmdShow:

·

SW_HIDE : Ẩn cửa sổ.

SW_MAXIMIZE : Phóng cửa sổ ra toàn bộ màn hình.

SW_MINIMIZE : thu nhỏ thành biểu tượng trên màn hình.

SW_RESTORE : Hiển thị dưới dạng chuẩn.

1.4.4. Hàm xử lý cửa sổ WndProc

Một chương trình Windows có thể chứa nhiều hơn một hàm xử lý cửa sổ. Một hàm xử lý

cửa sổ luôn kết hợp với một lớp cửa sổ đặc thù. Hàm xử lý cửa sổ thường được đặt tên

WndProc.

Hàm WndProc có chức năng giao tiếp với bên ngoài, tức là với Windows, toàn bộ các

thông điệp gởi đến cửa sổ điều được xử lý qua hàm này.

Hàm này thường được khai báo như sau :

LRESULT CALLBACK WndProc ( HWND, UINT, WPARAM, LPARAM );

Trong đó tham số đầu tiên là định danh của cửa sổ, tham số thứ 2 là định danh thông

điệp, và cuối cùng là 2 tham số WPARAM và LPARAM bổ sung thông tin kèm theo thông

điệp.

Chúng ta sẽ tìm hiều một hàm xử lý cửa sổ WndProc sau:

LRESULT CALLBACK WndProc (HWND hwnd, UINT msg, WPARAM wParam,

LPARAM lParam)

{

HDC hdc;

PAINTSTRUCT ps;

RECT rect;

/*Xử lý các thông điệp cần thiết với ứng dụng*/

switch (msg)

{

case WM_CREATE:

Trang 16

NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH

/*Viết đoạn mã khi tạo cửa sổ*/

LẬP TRÌNH C TRÊN WINDOWS

return 0;

case WM_PAINT:

/*Viết đoạn mã khi tô vẽ lại cửa sổ*/

hdc = BeginPaint ( hwnd, &ps);

GetClientRect (hwnd, &rect);

DrawText(hdc, "Hello", -1, &rect,

DT_SINGLELINE| DT_CENTER| DT_VCENTER);

EndPaint ( hwnd, &ps);

return 0;

case WM_SIZE:

/*Viết đoạn mã khi kích thước cửa sổ thay đổi*/

return 0;

case WM_DESTROY:

/*Cửa sổ bị đóng*/

PostQuitMessage (0);

return 0;

}

return DefWindowProc ( hwnd, msg, wParam, lParam);

}

Thông thường chúng ta chỉ chặn để xử lý các thông điệp cần thiết có liên quan đến chức

năng của ứng dụng. Các thông điệp khác thì giao cho hàm xử lý mặc định làm việc (hàm

DefWindowProc).

1.4.5. Xử lý thông điệp

Sau khi cửa sổ được hiển thị trên màn hình, thì chương trình phải đọc các thông tin nhập

của người dùng từ bàn phím hay thiết bị chuột. Windows sẽ duy trì một hàng đợi thông điệp cho

Trang 17

NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH

LẬP TRÌNH C TRÊN WINDOWS

mỗi chương trình chạy trên nó. Khi một sự kiện nhập thông tin xuất hiện, Windows sẽ dịch sự

kiện này thành dạng thông điệp và đưa nó vào hàng đợi thông điệp của ứng dụng tương ứng.

Một ứng dụng nhận các thông điệp từ hàng đợi thông điệp bằng cách thực thi một đoạn

mã sau:

while ( GetMessage(&msg, NULL, 0 ,0) )

{

TranslateMessage (&msg);

DispatchMessage (&msg);

}

Trong đó msg là một biến cấu trúc kiểu MSG được định nghĩa trong tập tin tiêu đề

WINUSER.H.

typedef struct tagMSG

{

HWND hwnd;

UINT message;

WPARAM wParam;

LPARAM lParam;

DWORD time;

POINT pt;

} MSG, *PMSG;

Kiểu dữ liệu POINT là một kiểu cấu trúc khác, được định nghĩa trong tập tin tiêu đề

WINDEF.H, và có mô tả :

typedef struct tagPOINT

{

LONG x;

LONG y;

Trang 18

NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH

} POINT, *PPOINT;

Ý nghĩa của các trường trong cấu trúc MSG

LẬP TRÌNH C TRÊN WINDOWS

ü hwnd : Định danh của cửa sỗ mà thông điệp phát sinh.

ü message : Định danh của thông điệp, ví dụ như thông điệp phát sinh khi bấm nút

chuột trái là WM_LBUTTONDOWN có giá trị 0x0201.

ü wParam : Tham số 32-bit chứa các thông tin phụ thuộc vào từng thông điệp cụ

thể.

ü lParam : Tham số 32-bit phụ thuộc vào thông điệp.

ü time : Thời gian đặt thông điệp trong hàng đợi.

ü pt : Tọa độ của chuột khi đặt thông điệp vào hàng đợi

Hàm GetMessage sẽ trả về 0 nếu msg chứa thông điệp có định danh WM_QUIT

(0x0012), khi đó vòng lặp thông điệp ngưng và ứng dụng kết thúc. Ngược lại thì hàm sẽ trả về

một giá trị khác 0 với các thông điệp khác.

1.4.6. Xây dựng một ứng dụng đầu tiên

Một ứng dụng thường có giao diện nền tảng là một khung cửa sổ, để tạo được cửa sổ này

chúng ta thực hiện bằng cách khai báo một lớp cửa sổ và đăng ký lớp cửa sổ đó. Để cửa sổ tương

tác được thì chúng ta phải viết hàm xử lý cửa sổ WndProc khi đó tất cả các thông điệp liên quan

đến cửa sổ sẽ được truyền vào cho hàm này. Đoạn chương trình sau là khung sườn cho các

chương trình viết trên Windows, bao gồm 2 hàm chính là :

WinMain : hàm chính của chương trình thực hiện các chức năng :

·

Khai báo lớp cửa sổ.

Đăng ký lớp cửa sổ vừa khai báo.

Tạo và hiển thị lớp cửa sổ trên.

Vòng lặp nhận thông điệp.

WndProc : Hàm xử lý thông điệp gởi đến cửa sổ.

/* HELLOWORLD.C */

#include <windows.h>

LRESULT CALLBACK WndProc ( HWND, UINT, WPARAM, LPARAM );

int WINAPI WinMain (HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, PSTR

szCmdLine, int iCmdShow )

{

static TCHAR szAppName [] = TEXT ("HelloWorld");

HWND hwnd;

Trang 19

NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH

MSG msg;

LẬP TRÌNH C TRÊN WINDOWS

WNDCLASS wndclass;

wndclass.style = CS_HREDRAW|CS_VREDRAW;

wndclass.lpfnWndProc = WndProc;

wndclass.cbClsExtra = 0;

wndclass.cbWndExtra = 0;

wndclass.hInstance = hInstance;

wndclass.hIcon = LoadIcon ( NULL, IDI_APPLICATION );

wndclass.hCursor = LoadCursor ( NULL, IDC_ARROW );

wndclass.hbrBackground =

( HBRUSH ) GetStockObject ( WHITE_BRUSH );

wndclass.lpszMenuName = NULL;

wndclass.lpszClassName = szAppName;

if ( !RegisterClass ( &wndclass ) )

{

MessageBox(NULL, TEXT (" The program requires Windows"), szAppName,

MB_ICONERROR );

return 0;

}

hwnd = CreateWindow ( szAppName, // Tên lớp cửa sổ

TEXT (" The Hello World Program"), // Tiêu đề cửa sổ

WS_OVERLAPPEDWINDOW, // Kiểu cửa sổ

CW_USEDEFAULT, // Tọa độ x

CW_USEDEFAULT, // Tọa độ y

CW_USEDEFAULT, // Chiều ngang

CW_USEDEFAULT, // Chiều dọc

Trang 20