Обзор

Основной темой программирования для Windows, как следует из названия этой операционной системы, является программирование окон. Большинство компонентов Windows-приложений — главные окна, меню, панели инструментов, полосы прокрутки, кнопки и другие элементы управления — являются окнами. Следовательно, типичное Windows-приложение состоит из нескольких окон. В нескольких следующих подразделах приводится краткий обзор концепций программирования для Windows с которыми необходимо познакомиться перед тем, как перейти к более детальному обсуждению.

Ресурсы

В Windows могут одновременно работать несколько приложений. Следовательно, аппаратные ресурсы, такие как время процессора, память и даже экран монитора, совместно используются несколькими приложениями. Чтобы предотвратить хаос, который возникнет, если несколько программ одновременно попытаются получить доступ к ресурсам и изменить их состояние, Windows полностью запрещает приложениям прямой доступ к аппаратным средствам компьютера. Одна из главных задач Windows — управление запущенными программами и распределение между ними ресурсов. В результате, если нашему приложению надо сделать что-нибудь не оказывая влияния на другие выполняющиеся программы, оно должно делать это через механизмы Windows. Например, для того чтобы отобразить окно, вы должны вызвать функцию ShowWindow, а не записывать данные непосредственно в память видеокарты.

События, сообщения, очередь сообщений и цикл обработки сообщений

Приложения Windows следуют управляемой событиями модели программирования (event-driving programming model). Обычно приложение Windows просто сидит и ждет пока не произойдет какое-нибудь событие (event) (приложение может выполнять фоновую работу — то есть выполнять какие-то задачи, когда не происходит никаких событий). События генерируются во многих случаях; наиболее общие примеры — нажатие клавиш, щелчки мыши, создание, перемещение, сворачивание, развертывание и закрытие окон, изменение размеров и отображение окна.

Когда происходит событие Windows отправляет приложению сообщение (message), уведомляющее о событии, и помещает его в очередь сообщений (message queue) приложения, которая представляет собой обычную очередь, где хранятся поступившие приложению сообщения. Приложение постоянно проверяет состояние очереди в цикле обработки сообщений (message loop), и, когда обнаруживает в очереди новое сообщение, направляет его оконной процедуре (window procedure) того окна, которому данное сообщение предназначено. (Вспомните, что у приложения может быть несколько окон.) Оконная процедура — это специальная функция, связанная с окном приложения. (У каждого окна должна быть оконная процедура, но несколько окон могут совместно использовать одну оконную процедуру. Следовательно нет необходимости писать для каждого окна отдельную оконную процедуру.) В оконной процедуре мы реализуем обработку различных сообщений. Например, мы можем реализовать завершение работы приложения при нажатии клавиши Esc. Для этого в оконной процедуре следует написать:

case WM_KEYDOWN:
     if( wParam == VK_ESCAPE )
          ::DestroyWindow(MainWindowHandle);
     return 0;

Сообщения, которые окно не обрабатывает обычно переправляются стандартной оконной процедуре, которая и занимается их обработкой.

Итак, подытожим. Пользователь или приложение выполняют какое-нибудь действие, приводящее к генерации события. Операционная система находит приложение, которому предназначено данное событие, и посылает ему сообщение. Отправленное сообщение добавляется к очереди сообщений приложения. Приложение постоянно проверяет свою очередь сообщений. Когда приложение обнаруживает в очереди предназначенное ему сообщение, оно направляет его окноной процедуре связанной с тем окном, которому предназначалось сообщение. После получения сообщения оконная процедура выполняет инструкции, отвечающие за обработку поученного сообщения. Все эти действия показаны на рис. 1.

Рис. 1. Управляемая событиями модель программирования

GUI

Большинство Windows-приложениий предоставляют пользователю для работы графический интерфейс (GUI, graphical user interface). Обычное Windows-приложение содержит главное окно, меню, панель инструментов и, возможно, ряд других элементов управления. На рис. 2 показаны наиболее распространенные элементы графического интерфейса пользователя. Для игр, использующих Direct3D. нам не требуется профессиональный интерфейс пользователя. Фактически нам достатоно главного окна, в клиентской области которого мы будем отображать трехмерные сцены.

Рис. 2. Графический интерфейс пользователя обычного приложения Windows. Клиентская область — это белое пространство в окне приложения. Обычно она используется для показа пользователю результатов работы программы. Создавая Direct3D-приложения мы используем эту область для визуализации наших трехмерных сцен