窗口分析
(本文尝试通过一些简单的实验,来分析Windows的窗口机制,并对微软的设计理由进行一定的猜测,需要读者具备C++、Windows编程及MFC经验,还得有一定动手能力。文中可能出现一些术语不统一的现象,比如“子窗口”,有时候我写作“child window”,有时候写作“child”,我想应该不会有太大影响,文章太长,不一一更正了)
问题开始于我的最近的一次开发经历,我打算把程序的一部分界面放在DLL中,而这部分界面又需要使用到Tooltip,但DLL中的虚函数PreTranslateMessage无法被调用到,原因大家可以在网上搜索一下,这并不是我这篇文章要讲的。PreTranslateMessage不能被调,那Tooltip也就不能起作用,因为Tooltip需要在PreTranslateMessage中加入tooltip.RelayEvent(&msg)来触发事件,方可正常显示。解决方法有好几个,我用的是比较麻烦的一个——完全自己手动编写Tooltip,然后用WM_MOUSEMOVE等事件来触发Tooltip显示,写好之后发现些小问题,那就是调试运行时候IDE给了个warning,说我在析构函数中调用了DestroyWindow,这样会导致窗口OnDestry和OnNcDestroy不被正常调用,这个问题我以前遇到过,当然解决方法也是显而易见的,只需要在窗口对象(C++概念,非Windows内核对象,下文同)销毁前,调用DestroyWindow即可。对于要销毁的这个窗口的子窗口,是不需要显式调用DestroyWindow的,因为父窗口在销毁的时候也会销毁掉它们,OK,我把这个过程用个示意图说明一下:
图1
上图表示了App Window及其子窗口的关系,现在假设我们要销毁Parent Window 1(对应的对象指针是m_pWndParent1),我们可以m_pWndParent1->DestroyWindow(),这样Child Window 1,Parent Window 2,Child Window 2都被销毁了,销毁的时候这些窗口的OnDestry和OnNcDestroy都被调用了,最后delete m_pWndParent1,此时m_pWndParent1->m_hWnd已经是NULL,不会再去调用Destroy,在析构的时候也就不会出现Warning。但如果不先执行m_pWndParent1->DestroyWindow()而直接delete m_pWndParent1,那么在CWnd::~CWnd中就会调用DestroyWindow(m_hWnd),这样会产生WM_DESTROY和WM_NCDESTROY,会尝试去调用OnDestry和OnNcDestroy,但由于是在CWnd的函数~CWnd()的内部调用这两个成员,此时的虚函数表指针并不指向派生类的虚函数表,因此调用的其实是
CWnd::OnDestroy和CWnd::OnNcDestroy,派生类的OnDestry和OnNcDestroy不被调用,但我们很多时候把释放内存等操作写在派生类的OnDestroy和OnNcDestroy中,这样,就容易导致内存泄露和逻辑混乱了。
上面这些道理我当然是知道的,但Warning还是出现了,而且我用排除法确定了是跟我写的那个Tooltip有关,下面是关于我的Tooltip的截图:
图2
大家看到,Tooltip显示在我的图形窗口上,它是个弹出式(popup)窗口,其内容为当前鼠标光标的坐标值,图形窗口之外,我是不想让它显示的,那么按照我的思路,Tooltip就应该设计是图形窗口的子窗口,它的窗口对象就应该作为图形窗口对象的成员,在图形窗口OnCreate的时候创建,在图形窗口被DestroyWindow的时候自动销毁,前面提到过,父窗口被销毁的时候,其子窗口会被自动销毁,没错吧,所以不需要显式去对Tooltip调用DestroyWindow。可事实证明了这样是有问题的,因为Tooltip的父窗口根本不是,也不能是图形窗口。大家可以看到我的图形窗口是作为一个子窗口嵌入到别的窗口中去的,它的属性包含了WS_CHILD,通过实验,我发现Tooltip的父窗口只能指定为程序主窗口,如果企图指定为那个图形窗口的话,它就自动变为程序主窗口,再进一步研究发现,弹出式窗口的父窗口都不能是带WS_CHILD风格的窗口,然后打开spy++查看,弹出式窗口的上一级都是桌面,可是,通过GetParent函数,得到的弹出式窗口的父窗口却是程序主窗口而不是桌面,为什么???问题越来越多,我糊涂了,上面说的都是在我深入理解前,所看到的现象,包括了我的一些概念认识方面的错误。
好吧,我们现在开始,一点点地通过实验去攻破这些难题!
一、神秘的WS_OVERLAPPED
我们从WinUser.h头文件中可以看出,窗口可分三种,其Window Styles定义如下:
#define WS_OVERLAPPED 0x00000000L #define WS_POPUP 0x80000000L #define WS_CHILD 0x40000000L
那么我们很容易得到这个结论:style的最高位是1的,是一个popup窗口,style的次高位是1的,代表是一个child窗口,如果最高位次高位都是0,那这个窗口就是一个overlapped窗口,如果两位都是1,厄??MSDN告诉我们不能这么干,事实呢?我后面再讲。其实这个结论是有点过时的,甚至很能误导人,不是我们的原因,很可能是Windows的历史原因,为什么?具体也是后面讲。嘿嘿。
OK,我们现在开始来尝试,看看这些风格究竟影响窗口几何,对了,准备spy++,这是必备工具。
用VC++的向导创建一个Hello World的Windows程序,注意是Windows程序,不是MFC的Hello World,这样我们可以绕开MFC,专注于查看一些Windows的技术细节,编译,运行。
图3
然后用spy++查看这个窗口的风格,发现其风格显示为“WS_OVERLAPPEDWINDOW|WS_VISIBLE|WS_CLIPSIBLING|WS_OVERLAPPED”。此时它的创建函数为:
hWnd = CreateWindow(szWindowClass, szTitle, WS_OVERLAPPEDWINDOW, CW_USEDEFAULT, 0, CW_USEDEFAULT, 0, NULL, NULL, hInstance, NULL);
只制定了一个WS_OVERLAPPEDWINDOW,但我们很快就找到了WS_OVERLAPPEDWINDOW的定义:
#define WS_OVERLAPPEDWINDOW (WS_OVERLAPPED | \\ WS_CAPTION | \\ WS_SYSMENU | \\ WS_THICKFRAME | \\ WS_MINIMIZEBOX | \\ WS_MAXIMIZEBOX)
原来overlapped窗口就是有标题,系统菜单,最小最大化按钮和可调整大小边框的窗口,这
个定义是正确的,但只是个我们认知上的概念的问题,因为popup和child窗口也同样可以拥有这些(后面证明)。由于WS_OVERLAPPED为0,那我们是不是可以把WS_OVERLAPPEDWINDOW定义中的WS_OVERLAPPED拿掉呢?那是肯定的,那也就是说WS_OVERLAPPED什么都不是!我们只作popup和child的区分,是不是这样?也不是,我们继续实验。
很简单,接下去我们只给这个向导生成的代码加一点点东西,就是把CreateWindow改成:
hWnd = CreateWindow(szWindowClass, szTitle, WS_OVERLAPPEDWINDOW|WS_POPUP, CW_USEDEFAULT, 0, CW_USEDEFAULT, 0, NULL, NULL, hInstance, NULL);
对,给窗口风格增一个popup风格,看看会怎么样?运行!这回可不得了,窗口缩到了屏幕的左上角,并且宽度高度都变为了最小,当然,你还是可以用鼠标拖动窗口边缘来调整它的大小的。如图:
图4
这是为什么呢?观察CreateWindow的,第四、第五、第六和第七参数,分别为窗口的x坐标,y坐标,宽度,和高度,CW_USEDEFAULT被define成0,所以窗口被缩到左上角去也就不奇怪了,可没有popup,光是overlapped风格的窗口,为什么不会缩呢?看MSDN的说明,对第四个参数的说明:“If this parameter is set to CW_USEDEFAULT, the system selects the default position for the window's upper-left corner and ignores the y parameter. CW_USEDEFAULT is valid only for overlapped windows; if it is specified for a pop-up or child window, the x and y parameters are set to zero. ”其余几个参数也有类似的描述,这说明了什么?说明Windows对overlapped和popup还是作区分的,而这点,算是我们发现的第一个不同。哦,还有件事情,就是用spy++观察其风格,发现其确实多了一个WS_POPUP,其余没什么变化。
继续,这回还是老地方,把WS_POPUP改为WS_CHILD,试试看,这回创建窗口失败了,返回0,用GetLastError查看具体错误信息,得到的是:“1406:无法创建最上层子窗口。”看来桌面是不让我们随便搞的。继续,还是老地方,这回改成:
hWnd = CreateWindow(szWindowClass, szTitle, WS_OVERLAPPEDWINDOW|WS_POPUP|WS_CHILD, CW_USEDEFAULT, 0, CW_USEDEFAULT, 0, NULL, NULL, hInstance, NULL);
嗯?有没搞错,又是popup又是child,肯定不能成功吧,不试不知道,居然成功了,这个创建出来的窗口乍一看,跟popup风格的很像,但用起来有些怪异,比如:当它被别的窗口挡住的时候,不能通过点击它的客户区来让它显示在前面,即使点击它的标题栏,也是要松开鼠标左键,它才能显示在前面,还有就是用spy++的“瞄准器”没法准确捕捉到这个窗口,瞄准器对准它的时候,就显示Caption为“Program Manager”,class为“Program”,“Program Manager”是什么?其实就是我们所看到的这个桌面(注意,不是桌面,我说的是我们说“看到的桌面”,就是显示桌面图标的这个所能看到的桌面窗口,和前面提到的桌面窗口是有区
别的)的父窗口的父窗口,这个窗口一般情况下是不能直接“瞄准”到的,这点可以通过spy++证实,如图:
图5
图6
spy++不能直接“瞄准”这个popup和child并存的怪窗口,但我们有别的办法捕捉到它,+