GDI编程与动态链接库

1、GDI(图形设备接口)

     Windows应用程序不支持标准输出函数(如printf)，应用程序输出包括文字在内的所有数据都是以图形方式“绘制”到窗口上。

Windows通过图形设备接口GDI对图形输出进行支持。GDI由函数和相关数据类型、宏定义以及结构体组成。主要有：获取和释放设备描述表函数、获取设备信息函数、使用GDI绘图对象函数、绘图函数、设置和获取设备参数函数等，其显示的图形类型有：直线、、曲线、填充、位图、文本等。

     Windows对图形显示设备进行了封装，形成了一个统一的虚拟图形显示设备。应用程序可以在这个虚拟设备上进行绘图，而虚拟设备图形转换为物理设备图形的任务则由设备驱动程序完成。这个虚拟图形设备用一个包含各种设备属性的数据结构来表示，称为设备场镜DC(device content)，又称设备上下文。我们也可以这样理解，从应用程序的角度来看，设备场镜DC就是Windows提供的一个“画板”，程序在其上进行绘图。

     当程序员希望在图形输出设备上绘图时，必须先获取设备场镜句柄，然后以此为参数调用GDI函数绘图。Windows给我们提供了几种获取设备场镜句柄的方法。若在处理消息时获取了设备场镜句柄，那么久应该在退出窗口过程WndProc之前释放它。并且DC句柄一旦释放之后就不能再使用了，而必须重新获取。

     几种获取设备场镜句柄的方法：

     a.在处理WM_PAINT消息时，使用BeginPaint和EndPaint调用；

     b.使用GetDC函数获取客户区是设备场镜句柄，使用ReleaseDC释放句柄，绘图结果将在下次WM_PAINT消息刷新后消失；

     c.使用GetWindowDC函数获取整个窗口的设备场镜句柄，调用ReleaseDC释放该句柄；

     d.使用CreateDC函数获取设备场镜句柄，使用DeleteDC释放句柄，该函数更为通用；

     e.使用CreateCompatibleDC创建内存设备场镜句柄，使用DeleteDC释放句柄，在该句柄上绘制的图形不会显示，只是在内存中“绘图”，故而一般需要调用GDI位图函数将它复制到可显示DC句柄上才能看到绘图。

     常用GDI绘图对象有一下几种：

     a.画笔(Pen)

     b.画刷(Brush)

     c.字体(Font)

     d.调色板(Palette)

     e.裁剪区(Region)

     f.位图(BitMap)

     而我们在使用GDI绘图对象时必须按一下步骤：

     a.创建绘图对象或调用GetStockObject获取预定义绘图对象；

     b.调用SelectObject将绘图对象选进设备场镜DC中；

     c.调用DeleteObject删除绘图对象(GetStockObject获取的对象除外)。

     创建和删除绘图对象一般有两个时机：一个时机是在WM_CREATE消息处理中创建绘图对象，在WM_DESTROY消息处理中删除绘图对象，即在窗口建立时创建对象，窗口销毁时删除对象，这样得到的绘图对象在整个窗口运行期间一直有效，优点是不用频繁地创建和删除对象，缺点是绘图对象始终占用内存，存储开销大。另一个时机是在设备场镜句柄有效期间，例如在BeginPaint、GetDC、GetWindowDC、CreateDC、CreateCompatibleDC之后创建绘图对象，在EndPaint、ReleaseDC、DeleteDC之后删除绘图对象。并且Windows规定不能删除设备场镜当前选择的绘图对象。

     双缓冲技术：

     GDI将图形直接绘制在显示设备上时，如果绘制内容较多或是绘制时间较长时，会出现显示闪烁，为解决这一问题，可以采用双缓冲技术。

     双缓冲技术原理：在内存中创建一个与屏幕绘图区域一致的内存DC，然后在其上绘制图形，这样由于闪烁发生在内存中，因此不可见，绘制完成后采用BitBlt快速将图形送到显示设备上，从而可避免显示闪烁。

2、动态链接库

     动态链接库(DLL)是Windows最重要的组成要素之一，大多数与Windows相关的磁盘文件如果不是程序模块，就是动态链接程序。动态链接库是Windows系统中实现共享函数库概念的一种实现方式，其中常见作为DLL实现的文件有：

     a.系统API模块(.dll)文件：如user32.dll、kernel32.dll；

     b.ActiveX控件(.ocx)文件：如Windows上的日历控件；

     c.控制面板(.cpl)文件：控制面板中的每一项都是一个专用的DLL；

     d.设备驱动程序(.drv)文件：如控制打印到打印机的打印机驱动程序。

     动态链接库的主要作用：允许同时运行的若干程序共享一组函数的单一拷贝，不需要重复编译或链接，而一旦装入内存，DLL函数可以被系统中的任何正在运行的应用程序软件所使用，不必再讲DLL函数的另一拷贝装入内存。按照自己的理解就是，在程序运行时动态地将DLL中的函数载入内存，避免重复载入。

自定义DLL：

a.建立DLL工程项目

首先通过向导新建一个Win32项目，项目名称为Win32DLL；

点击下一步，应用程序类型设置为DLL，附加选项设置为空项目，点击完成即可；

在项目中使用快捷键Ctrl+Shift+A，新建cpp文件DLL.cpp以及DLL.h文件。

b.声明导出函数

法一：使用__declspec(dllexport)，添加到需要导出的函数前进行声明；

法二：通过模块定义文件(Module-Definition File即.DEF)进行声明。

注：extern “C”的作用是以C方式导出，导出函数默认调用方式是_cdecl，函数的调用方式可在项目属性-配置属性-C/C++-高级-调用约定中进行设置。

c.编写DllMain函数和导出函数

DllMain函数是DLL模块的默认入口点，当Windows加载DLL模块时调用。系统首先调用全局对象的构造函数，然后调用全局函数DllMain，DllMain函数不仅在将DLL链接加载到进程时被调用，在DLL模块与进程分离时亦被调用。

d.编译得到DLL，可使用LordPE工具查看导出函数信息。

DLL的调用：

载入DLL的两种方法：

a.隐式链接：链接到.lib文件并将.dll文件置入新项目的路径中。因此，我们需要创建一个新的默认Win32控制台项目并添加一个源文件，将自定义DLL拷贝到新项目相同的目录下。如：

#include  “../Win32Dll/Dll.h”

#pragma  comment(lib,“../Debug/Win32Dll.lib”)

...

b.显式链接

属于动态加载DLL，需要函数指针和一些Windows函数。与隐式链接不同，显式链接载入DLL时，不需要DLL中的.lib或头文件，而只需要DLL。如：

#include “stdafx.h”

#include  <windows.h>

int _tmain(int argc，_TCHAR* argv[ ])

{

     // 1. 定义要调用的函数指针

     typedef  void(*Fun)( )；

     // 2. 获取DLL的实例句柄

     HINSTANCE hInst = LoadLibrary(L“../Debug/Win32Dll.dll“)；

     // 3. 得到DLL中的函数地址

     Fun pMsg = (Fun)GetProcAddress(hInst，”Msg“)；

     // 4. 使用函数

     pMsg( )；

     // 5. 释放DLL

     FreeLibrary(hInst)；

     return 0；

}

应用程序查找DLL

     若应用程序使用LoadLibrary进行显示链接，那么在该函数的参数中可以指定DLL文件的完整路径，如果不指定路径或是进行隐式链接，Windows将按照下面的搜索顺序来定义DLL：

a.包含EXE文件的目录；

b.进程的当前工作目录；

c.Windows系统目录；

d.Windows目录；

e.Path环境变量中的一系列目录。

DLL的调试：

a.若动态链接库是自己编写的，并且测试代码也是自己编写的，此时我们可将动态链接库和测试代码的工程建立在一起，在调试测试代码时，可直接调试动态链接库中的代码；

b.若动态链接库是自己编写的，而测试代码不是自己编写的，此时我们需要设置动态链接库中的项目属性，启动调用动态链接库的程序，形成连接之后，在调试的时候才可顺利在动态链接库中调试；

c.若动态链接库和测试代码都不是自己编写的，此时只能通过OllyDbg或其他调试工具进行调试。使用OllyDbg调试DLL，需保证OllyDbg目录下有loaddll.exe文件。

3、静态库

     静态库将函数和数据编译进一个二进制文件，通常命名为*.lib，编译器在链接过程中将这些二进制数据复制出来，并与调用库的其他模块数据组合在一起，形成最终的可执行文件，以后运行该可执行文件时，就不需要这个静态库的支持了。

建立静态库工程：

a.在DLL的基础上修改工程属性中的配置类型位静态库即可；

b.通过向导建立静态库，生成选择应用程序类型位静态库即可。

编写代码：

当我们通过向导新建Win32Lib项目，此时我们需要在新项目中建立头文件lib.h，源文件lib.cpp，编译即可。

使用静态库：只能是隐式链接

#include  ”stdafx.h“

#include ”../Win32lib/lib.h“

#pragma  comment(lib，”../Debug/Win32lib.lib“)

#include ”windows.h“

int  _tmain(int  argc，_TCHAR* argv[ ])

{

Msg( )；

return 0；

}