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1、windows编程 08GDI编程1绘图第8章 GDI编程1-绘图GDI（Graphics Device Interface，图形设备接口）是Windows操作系统的传统图形子系统，负责与设备无关的图形绘制，Win32 API为应用程序提供了丰富的绘图函数和功能，MFC对它们进行了C+类封装，参见图8-1。Windows应用程序MFCWin32 API执行程序用户界面（User）图形子系统（GDI）设备驱动程序内核（Kernel）图形驱动程序硬件抽象层（HAL）计算机硬件图8-1 GDI与Windows操作系统（其中彩色部分为操作系统）传统GDI是随Windows 1.0于1985年11月推出

2、的，新式GDI+则是随Windows XP于2001年10月推出的GDI的改进版，增加了混色、渐变画刷、样条曲线、矩阵变换、图像处理、持久路径等新功能。随Windows Vista及.NET框架3.0微软于2006年11月又推出了基于DirectX和.NET框架的全新图形子系统WPF（Windows Presentation Foundation，视窗显示/展现基础），它统一了桌面和浏览器等客户端应用程序的图形界面，采用XAML声明式编程，将用户界面的设计和编程彻底分离开来，是Windows的下一代GUI显示系统。本书从第8章到第11章，将详细讨论如何使用GDI进行传统的Windows图形编程

3、，包括绘图、文字、图像、动画、图标、图元文件和打印等内容。GDI+是建立在GDI之上的，计划在第14章中简单介绍。WPF则是以.NET框架为基础的，准备在第18章中再加以讨论。在MFC应用程序中，绘图一般在视图类的（屏幕/打印机）绘图消息响应函数OnDraw中进行，例如：void CDrawView:OnDraw(CDC* /*pDC*/) CDrawDoc* pDoc = GetDocument(); ASSERT_VALID(pDoc); if (!pDoc) return; / TODO: 在此处为本机数据添加绘制代码每次需要重绘窗口时（如程序启动、窗口大小改变、全部或部分窗口重现、程序

4、员调用函数RedrawWindow或Invalidate/UpdateWindow），应用程序框架都会调用此CWnd消息响应成员函数（的覆盖）来绘制窗口客户区。在Windows中，绘图一般在框架窗口的客户区（对应于视图类C*View）进行，使用的是封装在MFC的设备上下文（Device-Context，DC）类CDC中的各种绘图函数。在绘图前，一般需先得到客户区大小和CDC对象、设置绘图颜色，然后再根据文档数据或用户操作来绘制各种图形。8.1 几何对象的结构和类图8-2 GDI几何对象的结构与类为了使用绘图函数，应该先了解绘图所用到的几种表示几何对象的结构和类，包括点、大小和矩形，其中常用的是

5、点和矩形。这些结构和类被分别定义在头文件windef.h和afxwin.h中。MFC中的几何对象类都是独立的类（不是CObject的派生类），是对API中对应结构的C+封装，参见图8-2。8.1.1 点点（point）在API中的结构为POINT，对应的MFC类为CPoint。1点结构POINTAPI中的点数据结构POINT用来表示一点的x、y坐标：typedef struct tagPOINT LONG x; LONG y; POINT;其中，类型LONG（32位整数）的定义为：typedef long LONG;2点类CPointMFC中的点类CPoint为一个没有基类的独立类，封装了PO

6、INT结构，有成员变量x和y，其构造函数有5种：CPoint( ); / 默认CPoint( int initX, int initY ); / 常用CPoint( POINT initPt );CPoint( SIZE initSize );CPoint( LPARAM dwPoint ); / 低字设为x、高字设为yCPoint类还定义了4个平移和设置的成员函数：void Offset(int xOffset, int yOffset);void Offset(POINT point);void Offset(SIZE size);void SetPoint(int X, int Y);另

7、外，CPoint类还重载了+、-、+=、-=、=、!= 等运算符来支持CPoint对象和CPoint、POINT、SIZE对象之间的运算。8.1.2 大小大小（size，尺寸）在API中的结构为SIZE，在MFC中的类为CSize。1大小结构SIZE大小结构SIZE用来表示矩形的宽cx和高cy：typedef struct tagSIZE LONG cx; LONG cy; SIZE;2大小类CSizeMFC中的大小类CSize也为一个没有基类的独立类，封装了SIZE结构，有成员变量cx和cy，其构造函数也有5种：CSize( );CSize( int initCX, int initCY )

8、;CSize( SIZE initSize );CSize( POINT initPt );CSize( DWORD dwSize ); / 低字设为cx、高字设为cyCSizet类也重载了+、-、+=、-=、=、!= 等运算符来支持CSize对象和CSize、POINT、SIZE、RECT对象之间的运算。8.1.3 矩形矩形（rectangle）在API中的结构为RECT，在MFC中的类为CRect。1矩形结构RECTAPI中的矩形结构RECT定义了矩形的左上角与右下角的坐标：typedef struct tagRECT LONG left; LONG top; LONG right; LO

9、NG bottom; RECT;2矩形类CRectMFC中的矩形类CRect也为一个没有基类的独立类，封装了RECT结构，有成员变量left、top、right和bottom，其构造函数有6种：CRect( ); / 默认CRect( int l, int t, int r, int b ); / 常用CRect( const RECT& srcRect );CRect( LPCRECT lpSrcRect );CRect( POINT point, SIZE size );CRect( POINT topLeft, POINT bottomRight );CRect类重载了=，+、-，+=、

10、-=，=、!=，&、|，&=、|= 等运算符来支持CRect对象和CRect、POINT、SIZE、RECT对象之间的运算。还定义了转换符LPCRECT和LPRECT来自动完成CRect对象到矩形结构和类指针LPCRECT和LPRECT的转换。CRect类中常用的属性和成员函数有：int Width( ) const;int Height( ) const;CSize Size( ) const;CPoint& TopLeft( );CPoint& BottomRight( );CPoint CenterPoint( ) const;void SwapLeftRight();BOOL IsRe

11、ctEmpty( ) const;BOOL PtInRect( POINT point ) const;void SetRect( int x1, int y1, int x2, int y2 );void SetRect(POINT topLeft, POINT bottomRight);void OffsetRect(int x, int y);void MoveToXY(int x, int y);3判断点是否在矩形中有时需要判断某点（如鼠标位置）是否在某一矩形区域（如控件）中，这可以调用CRect类的PtInRect函数来做：BOOL PtInRect( POINT point ) c

12、onst;该函数当点point在其矩形区域内时，返回真。注意，该矩形区域不包括矩形的右边界和底边界。例如：CRect rect( 10, 10, 371, 267 );void CDrawView:OnLButtonUp(UINT nFlags, CPoint point) / TODO: 在此添加消息处理程序代码和/或调用默认值 if ( rect.PtInRect( point ) ) . . CView:OnLButtonUp(nFlags, point);8.2 客户区大小和DC在绘图前，一般需先获得客户区大小和设备上下文DC。8.2.1 获得客户区大小绘图一般都是在框架窗口的客户区（

13、对应于视图类）进行，而客户区的大小在运行时可由用户动态改变，为了使绘制的图形能随窗口大小自动改变，需先得到当前客户区大小的数据（宽w和高h）。获取客户区大小的方法有如下两种：1在消息响应函数OnSize中获得可利用属性窗口的消息页，为视图类添加WM_SIZE消息的响应函数OnSize。该函数会在窗口第一次显示或窗口大小被改变时被系统调用。其输入参数中的cx和cy就是当前客户区的宽和高，可将它们赋值给类变量（如m_iW和m_iH）供绘图时使用。例如：void CDrawView:OnSize(UINT nType, int cx, int cy) CView:OnSize(nType, cx,

14、cy); / TODO: 在此处添加消息处理程序代码 m_iW = cx; m_iH = cy;其中，nType的值为： SIZE_MAXIMIZED（窗口已被最大化） SIZE_MINIMIZED（窗口已被最小化） SIZE_RESTORED（窗口已被改变大小） SIZE_MAXHIDE（其他窗口被最大化） SIZE_MAXSHOW（其他窗口从最大化还原）2调用成员函数GetClientRect得到也可在绘图前，定义一个矩形结构变量rect，然后再调用CWnd类的成员函数GetClientRect来得到当前客户区矩形的数据，该函数的原型为：void GetClientRect( LPRECT

15、 lpRect ) const;其中，矩形结构的右（right）与底（bottom）就是客户区的宽与高（其左left与顶top都为0）。例如： RECT rect; GetClientRect(&rect); int w = rect.right, h = rect.bottom;8.2.2 DC在Windows中，绘图使用的是封装在MFC的DC（Device-Context, 设备上下文 / 绘图环境）类CDC中各种绘图函数。1CDC类图8-3 DC类CDC是CObject的直接派生类，CDC类自己也有若干派生类，其中包括：窗口客户区DC所对应的CClientDC类、OnPaint和OnDraw消息响应函数的输入参数中使用的CPaintDC类、图元文件对应的CMetaFileDC类和整个窗口所对应的CWindowDC类，参见图8-3。在MFC绘图中，一般直接使用CDC类即可。CDC类中有许多成员函数，可以用来设置各种绘图环境、属性和参数，以及绘制各种图形和图像等，将在后面陆续加以介绍。