Window编程初探（一） – n0ps1ed's website

参考：https://www.bilibili.com/video/BV1By4y1r7Cq

写一个简单的窗口程序，流程如下：

启动WinMain
├─ 定义窗口
│
├─ 注册窗口类（RegisterClassW）
│
├─ 创建窗口（CreateWindowW）→ 发送WM_CREATE → WndProc弹窗
│
├─ 显示窗口（ShowWindow）
│
└─ 进入消息循环：
│
├─ 用户操作 → 生成消息 → GetMessage捕获
│
├─ TranslateMessage转换键盘输入
│
├─ DispatchMessage → 调用WndProc处理
│
└─ WM_CLOSE → DestroyWindow

前置知识

Windows 消息处理机制总结

Windows 是一个基于消息驱动的操作系统，应用程序通过消息循环（Message Loop）接收并处理系统或用户输入的事件（如鼠标、键盘、窗口绘制等）。以下是其核心流程和关键概念：

1. 消息处理的核心流程

(1) 消息产生

消息由以下来源产生：

用户输入（如鼠标点击 WM_LBUTTONDOWN、键盘按下 WM_KEYDOWN）。
系统事件（如窗口大小调整 WM_SIZE、窗口关闭 WM_CLOSE）。
应用程序自身（通过 SendMessage 或 PostMessage 发送）。

(2) 消息进入消息队列

系统队列（System Queue）：硬件输入（如键盘、鼠标）先进入系统队列，再由 Windows 分发到对应线程的消息队列。
线程消息队列（Thread Message Queue）：每个 GUI 线程维护自己的消息队列，存储待处理的消息。

(3) 消息循环（Message Loop）

应用程序通过 GetMessage → TranslateMessage → DispatchMessage 循环处理消息：

MSG msg;
while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0)) {
    TranslateMessage(&msg);  // 转换键盘消息（如 WM_KEYDOWN → WM_CHAR）
    DispatchMessage(&msg);   // 将消息发送到窗口过程（lpfnWndProc）
}

GetMessage：从消息队列取出消息，若队列为空，线程会等待（不占用 CPU）。
TranslateMessage：将键盘按键消息转换为字符消息（如 WM_KEYDOWN + WM_KEYUP → WM_CHAR）。
DispatchMessage：调用窗口的 lpfnWndProc 处理消息。

(4) 窗口过程（Window Procedure）

每个窗口都有一个 lpfnWndProc（窗口过程函数），负责处理消息：

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hwnd, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam) {
    switch (msg) {
        case WM_CLOSE:
            DestroyWindow(hwnd); // 关闭窗口
            break;
        case WM_DESTROY:
            PostQuitMessage(0); // 退出消息循环
            break;
        default:
            return DefWindowProc(hwnd, msg, wParam, lParam); // 默认处理
    }
    return 0;
}

若消息未被处理，必须调用 DefWindowProc 执行默认行为（如窗口拖动、最小化等）。

2. 消息的类型

消息类型	说明
输入消息	`WM_KEYDOWN`, `WM_MOUSEMOVE`（用户交互）
窗口管理消息	`WM_CREATE`, `WM_SIZE`, `WM_CLOSE`（窗口生命周期）
绘制消息	`WM_PAINT`（窗口需要重绘）
系统命令消息	`WM_COMMAND`（菜单/按钮点击）
自定义消息	`WM_USER` 或 `WM_APP` + 自定义值（`SendMessage`/`PostMessage` 发送）

3. 消息的发送方式

函数	行为
`PostMessage`	将消息放入队列后立即返回（异步），由消息循环处理。
`SendMessage`	直接调用窗口过程，等待处理完成（同步），阻塞调用线程。
`PeekMessage`	检查消息队列但不阻塞（适用于游戏等实时应用）。

过程

首先是WinMain，相当于main函数，参数含义已由注释给出。

int WINAPI WinMain(
	HINSTANCE hInstance,      // 当前程序实例句柄（由系统分配）
	HINSTANCE hPreHinstance,  // 前一个实例句柄（已废弃，总是NULL）
	LPSTR lpCmdLine,          // 命令行参数（ANSI字符串）
	int nCmdShow              // 窗口初始显示状态（最小化/正常等）
)
{
	return 0; 
}

第一步，定义并初始化窗口类，windows.h给了WNDCLASS以及WNDCLASSEXW、WNDCLASSW、WNDCLASSA等变种，WNDCLASSEXW比较常用，此处我们使用WNDCLASSW。

详见WNDCLASSW （winuser.h） – Win32 apps | Microsoft Learn

需要注意的是初始化时候需要将 lpfnWndProc 设置为自定义的窗口过程函数（此处是WndProc）, 此后，所有基于该窗口类创建的窗口都会使用 lpfnWndProc(WndProc) 处理消息。可以理解为，当消息传到某个窗口时，这个窗口就会调用lpfnWndProc(WndProc)来处理消息。

int WINAPI WinMain(
	HINSTANCE hInstance,      // 当前程序实例句柄（由系统分配）
	HINSTANCE hPreHinstance,  // 前一个实例句柄（已废弃，总是NULL）
	LPSTR lpCmdLine,          // 命令行参数（ANSI字符串）
	int nCmdShow              // 窗口初始显示状态（最小化/正常等）
)
{
	// 1. 定义并初始化窗口类结构体
	WNDCLASSW myclass = { 0 };  // 清零初始化
	myclass.lpszClassName = L"n0ps1ed";  // 窗口类名称（唯一标识）
	myclass.lpfnWndProc = WndProc;       // 设置窗口消息处理函数

	return 0; 
}

第二步，注册窗口类，使用的是RegisterClassW函数：RegisterClassW(&myclass);

int WINAPI WinMain(
	HINSTANCE hInstance,      // 当前程序实例句柄（由系统分配）
	HINSTANCE hPreHinstance,  // 前一个实例句柄（已废弃，总是NULL）
	LPSTR lpCmdLine,          // 命令行参数（ANSI字符串）
	int nCmdShow              // 窗口初始显示状态（最小化/正常等）
)
{
	// 1. 定义并初始化窗口类结构体
	WNDCLASSW myclass = { 0 };  // 清零初始化
	myclass.lpszClassName = L"n0ps1ed";  // 窗口类名称（唯一标识）
	myclass.lpfnWndProc = WndProc;       // 设置窗口消息处理函数

	// 2. 注册窗口类到操作系统
	RegisterClassW(&myclass);  // 注册后才能创建该类的窗口

	return 0; 
}

这里可能会有疑惑，为什么不能直接创建窗口实例，而要先注册？这个注册窗口的意义是啥？

答案：当主线程从消息列队获取消息后，会根据句柄（Hwnd)得到一个窗口指针，这个指针指向窗口树的一个节点（系统会把所有的窗口用一个树形链表表示），这个节点含有该窗口的信息（如何窗口的类名称），同时系统会维护一张hash表，作用也就是为每个窗口类找对应的消息处理函数指针，其实你所做的注册窗口类的工作，就是向这张表写数据，然后系统就会为该窗口执行这个消息处理函数。

然后是第三步，创建窗口实例：

// 3. 创建窗口实例
	HWND hwindow = CreateWindowW(
		myclass.lpszClassName,  // 使用已注册的窗口类名
		L"n0ps1ed",            // 窗口标题文本
		WS_OVERLAPPEDWINDOW,   // 标准窗口样式（带标题栏、边框等）
		CW_USEDEFAULT,         // 初始x位置（使用默认值）
		0,                    // 初始y位置
		CW_USEDEFAULT,        // 窗口宽度（默认）
		0,                    // 窗口高度
		NULL,                 // 父窗口句柄（无）
		NULL,                 // 菜单句柄（无）
		hInstance,            // 程序实例句柄
		0                     // 创建参数（无）
	);

第四步，显示窗口：

// 4. 显示窗口
ShowWindow(hwindow, SW_SHOWNORMAL);  // 以普通状态显示窗口

第五步，消息循环处理：

// 5. 消息循环（程序核心）
MSG msg = { 0 };
while (GetMessageW(&msg, NULL, 0, 0))  // 获取消息，NULL改成hwindow也可以
{
    DispatchMessageW(&msg);  // 将消息分发到窗口过程WndProc
}

其中，GetMessageW原型如下：

BOOL GetMessageW(
  LPMSG lpMsg,          // 存储消息的缓冲区
  HWND  hWnd,           // 目标窗口句柄（NULL表示接收所有窗口消息）
  UINT  wMsgFilterMin,  // 最小消息号（过滤范围起点）
  UINT  wMsgFilterMax   // 最大消息号（过滤范围终点）
);

而DispatchMessageW是负责消息分发的，我们点击鼠标键盘对窗口产生的消息不是直接传给窗口，而是需要先传给系统，系统再分发给对应窗口句柄。所以才需要GetMessageW先获取消息然后再DispatchMessageW发消息。（也可以直接发给回调函数 lpfnWndProc）

当调用 DispatchMessageW(&msg) 时，系统首先从 MSG 结构体中提取关键信息（目标窗口句柄、消息类型（如WM_PAINT）、附加信息（如按键码）、附加信息（如鼠标坐标）），然后通过 hwnd 找到对应的窗口类（WNDCLASS），接着获取注册时指定的 lpfnWndProc（即WndProc 函数）并执行。

写到这一步，我们已经创建了一个窗口实例并显示出来，然后使用GetMessageW来获取发往hwindow句柄（即所创建的窗口实例）的信息，然后使用DispatchMessageW函数把消息分发给句柄，调用WndProc 函数执行，所以接下来我们完善一下WndProc 函数：

// 窗口过程函数 - 处理所有发送到窗口的消息
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
	switch (message)  // 根据消息类型进行分支处理
	{
	case WM_CREATE:  // 窗口创建完成时收到的第一个消息
		MessageBoxW(hwnd, L"窗口创建了", L"提示", MB_OK);  // 显示创建提示
		break;

	case WM_CLOSE:   // 当用户点击关闭按钮时触发
		MessageBoxW(hwnd, L"窗口关闭了", L"提示", MB_OK);  // 显示关闭提示
		DestroyWindow(hwnd); // 销毁窗口（会触发WM_DESTROY消息）
		break;

	case WM_MOUSEMOVE:   // 鼠标移动时触发
		MessageBoxW(hwnd, L"鼠标移动", L"提示", MB_OK);  // 显示关闭提示
		break;

	default:  // 其他未处理的消息交给默认处理函数
		return DefWindowProc(hwnd, message, wParam, lParam);
	}
	return 0;  // 已处理的消息返回0
}

此时就已经完成了一个简单的窗口程序，实现的功能是打开窗口时候会弹窗提示“窗口创建了”，关闭窗口时会提示“窗口关闭了”，鼠标在窗口上移动时弹窗提示“鼠标移动”效果图如下：

完整代码：

#include <Windows.h> 


// 窗口过程函数 - 处理所有发送到窗口的消息
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
	switch (message)  // 根据消息类型进行分支处理
	{
	case WM_CREATE:  // 窗口创建完成时收到的第一个消息
		MessageBoxW(hwnd, L"窗口创建了", L"提示", MB_OK);  // 显示创建提示
		break;

	case WM_CLOSE:   // 当用户点击关闭按钮时触发
		MessageBoxW(hwnd, L"窗口关闭了", L"提示", MB_OK);  // 显示关闭提示
		DestroyWindow(hwnd); // 销毁窗口（会触发WM_DESTROY消息）
		break;

	case WM_MOUSEMOVE:   // 鼠标移动时触发
		MessageBoxW(hwnd, L"鼠标移动", L"提示", MB_OK);  // 显示关闭提示
		break;

	default:  // 其他未处理的消息交给默认处理函数
		return DefWindowProc(hwnd, message, wParam, lParam);
	}
	return 0;  // 已处理的消息返回0
}

// Windows应用程序入口点（不同于控制台程序的main）
int WINAPI WinMain(
	HINSTANCE hInstance,      // 当前程序实例句柄（由系统分配）
	HINSTANCE hPreHinstance,  // 前一个实例句柄（已废弃，总是NULL）
	LPSTR lpCmdLine,          // 命令行参数（ANSI字符串）
	int nCmdShow              // 窗口初始显示状态（最小化/正常等）
)
{
	// 1. 定义并初始化窗口类结构体
	WNDCLASSW myclass = { 0 };  // 清零初始化
	myclass.lpszClassName = L"n0ps1ed";  // 窗口类名称（唯一标识）
	myclass.lpfnWndProc = WndProc;       // 设置窗口消息处理函数


	// 2. 注册窗口类到操作系统
	RegisterClassW(&myclass);  // 注册后才能创建该类的窗口

	// 3. 创建窗口实例
	HWND hwindow = CreateWindowW(
		myclass.lpszClassName,  // 使用已注册的窗口类名
		L"n0ps1ed",            // 窗口标题文本
		WS_OVERLAPPEDWINDOW,   // 标准窗口样式（带标题栏、边框等）
		CW_USEDEFAULT,         // 初始x位置（使用默认值）
		0,                    // 初始y位置
		CW_USEDEFAULT,        // 窗口宽度（默认）
		0,                    // 窗口高度
		NULL,                 // 父窗口句柄（无）
		NULL,                 // 菜单句柄（无）
		hInstance,            // 程序实例句柄
		0                     // 创建参数（无）
	);

	// 4. 显示窗口
	ShowWindow(hwindow, SW_SHOWNORMAL);  // 以普通状态显示窗口


	// 5. 消息循环（程序核心）
	MSG msg = { 0 };
	while (GetMessageW(&msg, hwindow, 0, 0))  // 获取消息
	{
		DispatchMessageW(&msg);  // 将消息分发到窗口过程WndProc
	}

	return 0;  // 程序结束（当GetMessage收到WM_QUIT时退出循环）
}