Tổng quan lập trình hệ thống

Tài liệu này dành cho sinh viên, giáo viên khối ngành công nghệ thông tin tham khảo và có những bài học bổ ích hơn, bổ trợ cho việc tìm kiếm tài liệu, giáo án, giáo trình, bài giảng các môn học khối ngành công nghệ thông tin

Lập trình hệ thống

GV: Trần Nhật Hóa Bm: Công nghệ PM

Chương 1 Cơ sở lập trình hệ thống

 Giao tiếp người dùng đồ họa

 Đa nhiệm.

 Chia sẻ thủ tục mà Windows cung cấp.

 Sử dụng thư viện liên kết động (DLL).

 Có tính tương thích cao.

 Xây dựng dựa trên kiến trúc mở.

2 Hoạt động của ứng dụng

 Theo hướng sự kiện.

được chứa trong duy nhất trong một file.

là thành phần giao tiếp của ứng dụng đối với người dùng gồm các thành phần cơ bản:

 thanh tiêu đề

 đường viền cửa sổ

 vùng làm việc (vùng client…)

3 Các khái niệm cơ bản

3 Các khái niệm (tt)

 Thông điệp (Message):

 Một sự kiện xảy ra luôn phát sinh ra một thông điệp

 Thông điệp cho biết bản chất của sự kiện đó là gì

 Thông điệp đi kèm bởi các thông tin bổ sung được chứa trong các thông số của nó

 Hàng đợi thông điệp (Message queue)

 Mỗi ứng dụng đều có một hàng đợi để chứa các thông điệp dành cho nó (tuân theo nguyên tắc FIFO).

 Hàng đợi thông điệp do Windows cung cấp

 Các thông điệp có thể vào hàng đợi hoặc không tùy thuộc vào độ ưu tiên của các thông điệp

3 Các khái niệm (tt)

 Vòng lặp thông điệp (Message loop)

 Vòng lặp thông điệp có chức năng lấy các thông điệp từ hàng đợi để gửi cho chương trình xử lý.

 Vòng lặp thông điệp phải được cài đặt từ phía ứng

dụng.

 Thủ tục xử lý thông điệp

 Do chương trình cung cấp để xử lý các sự kiện cần thiết

 Các thông điệp đã được xử lý hoặc không được xử lý bởi chương trình sẽ được gửi cho thủ tục xử lý mặc định

Chương 2: Kiến trúc chương trình

 Có hai cách tiếp cận cho kiến trúc một chương trình C/Windows, đó là:

- Theo hướng thông điệp (sự kiện)

- Theo hướng thành phần

 Theo hướng sự kiện

 Sơ đồ (hình bên)

 Mô tả (…)

Window API

WinMain() Khởi động biến định nghĩa cửa sổ Tạo lập cửa

sổ.

WinMain() Khởi động biến định nghĩa cửa sổ Tạo lập cửa

Chương trình ứng dụng

Lời gọi API

 Sơ đồ (hình bên)

 Mô tả (…)

 Theo hướng thành phần

Điểm vào chương trình: WinMain

int WINAPI WinMain (HINSTANCE hInstance,

HINSTANCE hPrevInstance, PSTR szCmdLine, int iCmdShow)

 Các tham số:

 Tham số đầu tiên là cái xác định chương trình.

 Thể hiện (instance) trước đó của nó hPrevInstance.

 Tham số thứ ba là dòng lệnh được sử dụng để thực thi chương trình.

 Tham số thứ tư xác định cách thức chương trình sẽ khởi động hiển thị

Hàm MessageBox

MessageBox (NULL, TEXT ("Hello, Windows"), TEXT ("HelloMsg"), 0) ;

 Biểu diễn một thông báo ngắn.

 Tham số đầu tiên của MessageBox là một nắm bắt

cửa sổ (handle to window).

 Tham số thứ hai là chuỗi ký tự xuất hiện trên phần thân của hộp message.

 Tham số thứ ba là chuỗi ký tự xuất hiện trong thanh tiêu đề của hộp thoại.

 Tham số thứ tư xác định loại nút nhấn nào mà ta

muốn nó xuất hiện trong hộp thoại (0 là OK)

3 Mô hình Lập trình C/Windows

WinMain{

Register Class CreateWindow

MessageLoop}

WndProc(){

Switch

}myWinApp.EXE

”Windows”

message

dispa

tch

Ví dụ (HelloWin)

// Khai báo và xác lập các thuộc tính của lớp cửa sổ

Ví dụ (tt)

// Đăng ký lớp cửa sổ

// Tạo cửa sổ chương trình

Ví dụ (tt)

// Hiển thị cửa sổ

// Cài đặt vòng lặp thông điệp

Ví dụ (tt)

//xử lý TĐ: WM_CREATE, WM_PAINT, WM_DESTROY)

Kết quả

Toàn cục về chương trình

 Tiền xử lý

# include <windows.h>

 Khai báo hàm xử lý thông điệp của cửa sổ:

LRESULT CALLBACK WndProc (HWND, UINT, WPARAM, LPARAM) ;

 Hai hàm thành phần của chương trình:

 WinMain( )

 WndProc( )

Các lời gọi hàm

 LoadIcon Loads an icon for use by a program

 LoadCursor Loads a mouse cursor for use by a program

 GetStockObject Obtains a graphic object, in this case a brush

used for painting the window's background

 RegisterClass Registers a window class for the program's window

 MessageBox Displays a message box

 CreateWindow Creates a window based on a window class

 ShowWindow Shows the window on the screen

 UpdateWindow Directs the window to paint itself

Các lời gọi hàm (tt)

 GetMessage Obtains a message from the message queue

 TranslateMessage Translates some keyboard messages

 DispatchMessage Sends a message to a window procedure

 PlaySound Plays a sound file

 BeginPaint Initiates the beginning of window painting

 GetClientRect Obtains the dimensions of the window's client

area

 DrawText Displays a text string

 EndPaint Ends window painting

 PostQuitMessage Inserts a "quit" message into the message

queue

 DefWindowProc Performs default processing of messages

Ký pháp Hungarian

Lớp cửa sổ

Là một cấu trúc được định nghĩa như sau:

màn hình (normal, minimized, maximized)

 UpdateWindow (hwnd) ;

Vòng lặp thông điệp

Thủ tục xử lý thông điệp

Một số thông điệp

Chương 3 Vẽ trên cửa sổ

1 Painting and Repainting

 Khái niệm vùng client (vùng làm việc).

 Trong môi trường kí tự, chương trình có thể vẽ vào bất cứ phần nào của màn hình.

 Trong Windows, ta chỉ có thể hiển thị chữ hay phần đồ họa trên vùng client.

 Windows báo cho thủ tục cửa sổ rằng phần

client của cửa sổ cần vẽ lại bằng thông điệp

WM_PAINT.

1.1 Thông điệp WM_PAINT

 Khi khởi động, chương trình gọi hàm UpdateWindow

 Windows gửi cho thủ tục cửa sổ thông điệp

 Một vùng cửa sổ bị che được hiện

 Người dùng thay đổi kích thước cửa sổ

1.1 Thông điệp WM_PAINT (tiếp)

 Thông điệp WM_PAINT được nhận khi: (tt)

 Chương trình sử dụng các hàm ScrollWindow hay

ScrollDC để cuộn phần client của nó

 Chương trình sử dụng các hàm InvalidateRect hay

InvalidateRgn để tạo ra các thông điệp WM_PAINT

 Một số trường hợp khác Windows lưu phần màn hình nó ghi lên và phục hồi lại:

 Con trỏ chuột di chuyển qua vùng client

 Một icon được kéo qua vùng client

1.2 Valid & Invalid Rectangles

 Khi nhận được một thông điệp WM_PAINT, nó thường chỉ cập nhật một vùng chữ nhật nhỏ, gọi là: “Vùng

 Windows không đặt nhiều thông điệp WM_PAINT trong hàng đợi (Việc xử lý sẽ thế nào?)

2 GDI (Graphics Device Interface)

 Để vẽ vùng client của cửa sổ, ta sử dụng các hàm GDI.

 Windows cung cấp một số hàm GDI để ghi các chuỗi văn bản ra vùng client của cửa sổ.

2.1 Device Context (Ngữ cảnh

thiết bị)

 HDC (Handle Device Context)

 Một handle đơn giản chỉ là một tham trỏ đến đối

 Với màn hình, một device context thường kết hợp

với một cửa sổ trên màn hình

 Sau khi một chấm dứt việc vẽ, cần giải phóng

handle device context

2.2 Nhận handle device context

Method One

 Được sử dụng khi xử lý thông điệp WM_PAINT.

 Hai hàm được yêu cầu: BeginPaint và EndPaint.

 Yêu cầu: handle cửa sổ, địa chỉ của biến cấu trúc PAINTSTRUCT (PAINTSTRUCT ps;)

 BeginPaint, nhiệm vụ:

 Xóa nền của vùng không hợp lệ để chuẩn bị vẽ.

 Điền thông tin vào cấu trúc ps.

 Trả về giá trị là handle device context.

HDC hdc;

 Loại bỏ handle device context này bởi gọi: EndPaint.

2.2 Nhận handle device context (tt)

 Dạng của xử lý thông điệp WM_PAINT

case WM_PAINT:

hdc = BeginPaint (hwnd, &ps) ;

[use GDI functions]

EndPaint (hwnd, &ps) ; return 0 ;

 Việc gọi liên tiếp BeginPaint và EndPaint sẽ hợp lý hóa vùng không hợp lệ trước đó

2.2 Nhận handle device context (tt)

 Tuy nhiên, không được dùng thế này:

case WM_PAINT:

return 0 ; // WRONG !!!

 Vì sao?

 Do Windows không cập nhật vùng không hợp lệ.

 Nếu không gọi BeginPaint và EndPaint (hay ValidateRect), Windows sẽ lại gửi cho ta thông điệp WM_PAINT khác Điều đó làm treo chương trình vì không thể thoát được.

2.3 Cấu trúc paint (Tiếp)

 Chương trình chúng ta chỉ sử dụng ba trường đầu tiên, các trường còn lại được sử dụng bên trong bởi

Windows

 Chi tiết các trường:

 hdc: handle device context

 fErase: cờ FALSE (0), xóa nền của hình chữ nhật không hợp lệ bằng brush chỉ định trong lớp cửa sổ

 Nhắc lại (trong WinMain):

wndclass.hbrBackground = (HBRUSH) GetStockObject (WHITE_BRUSH) ;

2.3 Cấu trúc paint (Tiếp)

 Chi tiết các trường (Tiếp):

 Trường rcPaint của PAINTSTRUCT là một cấu trúc RECT.

 Cấu trúc này định nghĩa một hình chữ nhật.

 Để giới hạn vùng không hợp lệ.

 Và giới hạn vẽ trong vùng này.

 Để vẽ bên ngoài hình chữ nhật khi xử lý thông điệp WM_PAINT,

ta có thể gọi:

 InvalidateRect (hwnd, NULL, TRUE) ; trước khi gọi BeginPaint

 Làm bất hợp lệ toàn vùng client khiến cho BeginPaint xóa

nền.

 Ta có thể vẽ lại toàn bộ vùng client khi nhận được thông điệp

WM_PAINT.

 Còn khi ta sử dụng handle device context trả về từ BeginPaint, ta

sẽ không vẽ bên ngoài hình chữ nhật rcPaint.

2.4 Nhận hdc (Method Two)

 Thực sự hữu dụng nếu như:

 Ta chỉ vẽ một phần của vùng client trong quá trình xử lý.

 Hoặc cần handle device context (hdc) cho mục đích khác.

 Để nhận một hdc của vùng client của cửa sổ:

hdc = GetDC (hwnd) ;

[use GDI functions]

ReleaseDC (hwnd, hdc) ;

 GetDC và ReleaseDC nên được gọi theo cặp

 Khác với hdc nhận được từ BeginPaint, hdc được nhận

bởi GetDC có vùng chữ nhật bằng toàn bộ vùng client

 Hàm GetWindowDC trả về một hdc cho phép ta vẽ lên toàn bộ cửa sổ Tuy nhiên cần phải xử lý thêm thông

điệp WM_NCPAINT cho vùng nonclient

2.5 Hàm TextOut

 TextOut là hàm GDI để hiển thị chữ.

TextOut (hdc, x, y, psText, iLength) ;

GetDC hoặc BeginPaint

logic).

2.6 Thông tin kích thước kí tự

 Để hiển thị nhiều hàng chữ bằng hàmTextOut ta cần biết không tin về kích thước kí tự.

2.7 Chi tiết về Text Metrics

static int cxChar, cyChar ;

 Nhận chiều rộng và chiều cao của ký tự:

case WM_CREATE:

hdc = GetDC (hwnd) ; GetTextMetrics (hdc, &tm) ; cxChar = tm.tmAveCharWidth ; cyChar = tm.tmHeight + tm.tmExternalLeading ; ReleaseDC (hwnd, hdc) ;

return 0 ;

2.9 Ví dụ (SysMets1)

2.9 Ví dụ (tiếp)

2.9 Ví dụ (tiếp)

2.9 Ví dụ (tiếp)

2.9 Ví dụ (tiếp)

2.9 Ví dụ (tiếp)

2.9 Ví dụ (tiếp)

Kết quả:

2.9 Ví dụ (tiếp)

 Xem xét chương trình

 Thủ tục cửa sổ xử lý 3 loại thông điệp:

 WM_CREATE, WM_PAINT, và WM_DESTROY

 Thông điệp WM_CREATE

 Được tạo ra khi tạo ra cửa sổ (hàm CreateWindow)

 Nhận một device context bằng lời gọi GetDC.

 Nhận text metrics của font hệ thống bằng GetTextMetrics.

 Lưu chiều rộng trung bình của ký tự trong cxChar.

 Lưu tổng chiều cao ký tự trong cyChar.

 Lưu chiều rộng trung bình của các chữ hoa trong cxCaps.

 cxCaps = (tm.tmPitchAndFamily & 1 ? 3 : 2) * cxChar / 2 ;

 Thông điệp WM_PAINT

 Xem các lời gọi hàm TextOut()…

 Hạn chế của chương trình?

3 Các thanh cuộn

 Để đưa các thanh cuộn vào chương trình, ta cần thêm vào các định danh WS_VSCROLL (cuộn dọc) hay WS_HSCROLL (cuộn ngang) trong hàm CreateWindow:

3 Các thanh cuộn (tiếp)

 Scroll Bar Range and Position

Mỗi thanh cuộn đều kết hợp một range (khoảng, vùng) và position (vị trí).

3 Các thanh cuộn (tiếp)

 Mặc định, vùng của thanh cuộn có giá trị từ 0 – 100

 Có thể thay đổi các giá trị này bằng lời gọi:

SetScrollRange (hwnd, iBar, iMin, iMax, bRedraw) ;

 iBar sẽ là: SB_VERT hoặc SB_HORZ

 iMin, iMax: là các giá trị mới

 bRedraw đặt bằng TRUE nếu ta muốn Windows vẽ lại thanh cuộn dựa trên vùng mới

 Các giá trị thumb:

 Đặt vị trí mới bằng câu lệnh:

SetScrollPos (hwnd, iBar, iPos, bRedraw) ;

3 Các thanh cuộn (tiếp)

 Của Windows:

 Của chương trình:

3 Các thanh cuộn (tiếp)

 Các thông điệp thanh cuộn:

 WM_VSCROLL (cuộn dọc)

 WM_HSCROLL (cuộn ngang)

 Các tham số đi kèm: wParam và lParam

 Thông số lParam có thể bỏ qua

 Thông số wParam được chia thành một word thấp

và một word cao

 Word thấp chỉ định tác động của chuột lên thanh cuộn (xem hình dưới)

3 Các thanh cuộn (tiếp)

 Các mã thông báo của tác

động được định nghĩa như

hình bên:

 Trong đó: các định danh

LEFT, RIGHT đối với các

thanh cuộn ngang;

 UP,DOWN,TOP,BOTTOM

đối với thanh cuộn dọc.

Các thanh cuộn (tiếp)

3 Các thanh cuộn (tiếp)

3 Ví dụ (SysMets2)

3 Ví dụ (tt)

Ví dụ (tt)

 Kết quả

 Ngoài ra, ta có thể nhận một hdc áp dụng cho toàn cửa sổ không chỉ vùng client:

Nhận một Device Context (tiếp)

 Một hàm khác để nhận hdc:

hdc = CreateDC (pszDriver, pszDevice, pszOutput, pData) ;

[other program lines]

DeleteDC (hdc) ;

 Ví dụ, ta có thể nhận một handle device

context của toàn màn hình:

hdc = CreateDC (TEXT ("DISPLAY"), NULL, NULL, NULL) ;

Nhận một Device Context (tiếp)

 Khi ta chỉ cần nhận thông tin về device

context, ta có thể sử dụng hàm CreateIC:

hdc = CreateIC (TEXT ("DISPLAY"), NULL, NULL, NULL) ;

 Lưu ý rằng: Ta không thể vẽ lên thiết bị bằng cách sử dụng handle thông tin context này.

Nhận một Device Context (tiếp)

 Device Context chỉ đến một thiết bị vật lý.

 Ta có thể lấy thông tin về thiết bị bằng lời gọi hàm GetDeviceCap (get device capabilities):

iValue = GetDeviceCaps (hdc, iIndex) ;

 iIndex là một trong những định danh được định nghĩa trong WINGDI.H.

 Ví dụ: giá trị iIndex của HORZES, VERTRES GetDeviceCaps trả về chiều rộng, cao của thiết bị.

Nhận thông tin Device Context

 Xem thêm tài liệu.

 Lưu ý các điểm sau:

- Khai báo cấu trúc devcaps[].

Ví dụ (DevCaps1)

- Xử lý các thông điệp:

Ví dụ (tiếp)

Ví dụ (tiếp)

Ví dụ (tiếp)

 Kết quả

Các thuộc tính của DC

 Windows sử dụng Device Context để lưu các thuộc tính xác định cách các hàm GDI hoạt động.

 Khi chúng ta nhận một handle device context, Windows đặt tất cả các thuộc tính theo giá trị mặc định.

 Ta có thể sử dụng các hàm để nhận hoặc

thay đổi các giá trị này.

Các thuộc tính của DC (tt)

Lưu Device Context

 Khi ta gọi hàm GetDC, BeginPaint ta nhận được một handle device context với các giá trị mặc định đối với các thuộc tính.

 Các giá trị này sẽ mất khi device context

được giải phóng (Sau lời gọi: ReleaseDC hay EndPaint).

Lưu Device Context (tiếp)

 Nếu ta cần sử dụng các thông số device

context không mặc định, ta phải khởi tạo

device context mỗi lúc ta nhận handle context mới:

Lưu Device Context (tiếp)

 Ta có thể lưu lại các giá trị thuộc tính khi trả lại device context.

 Cách thực hiện:

 Đặt CS_OWNDC trong lớp cửa sổ khi đăng ký.

wndclass.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW | CS_OWNDC ;

(ghi chú: Mỗi cửa sổ tạo ra dựa trên lớp cửa sổ này

sẽ có Device Context riêng và nó được tồn tại cho

đến khi cửa sổ bị hủy)

Lưu Device Context (tiếp)

 Ta chỉ phải khởi tạo các thuộc tính Device Context một lần, khi xử lý thông điệp

WM_CREATE.

Lưu Device Context (tiếp)

 Lưu trạng thái của Device Context bằng lời gọi:

idSaved = SaveDC (hdc) ;

 Khi muốn trở lại trạng thái trước của Device Context, ta thực hiện lời gọi:

RestoreDC (hdc, idSaved) ;

Lưu Device Context (tiếp)

 Ta có thể gọi SaveDC mà không cần giá trị trả về:

Vẽ các điểm và đường thẳng

 Trên lý thuyết, tất cả các thiết bị phần cứng chỉ cần có

hai hàm SetPixel (vẽ điểm) và GetPixel (lấy điểm) để

thực hiện thao tác vẽ

 Ví dụ, việc vẽ một đường thẳng chỉ cần thực hiện lời gọi

hàm GDI SetPixel nhiều lần với sự thay đổi của tọa độ x

và y tương ứng

 Trên thực tế, ta có thể thực hiện tất cả các thao tác vẽ

chỉ cần với hai hàm này (SetPixel và GetPixel), vấn đề

chỉ là hiệu năng

Vẽ điểm (Pixel)

 SetPixel,GetPixel cung cấp điểm khởi đầu cho việc vẽ

các hình

 Hàm SetPixel đặt một điểm tại tọa độ xác định x và y

với một màu nào đó, định dạng hàm như sau:

SetPixel (hdc, x, y, crColor) ;

 Tham số đầu tiên là một handle cho device context

 Tham số thứ 2 và 3 xác định tọa độ của điểm cần vẽ

 Tham số cuối cùng thuộc kiểu COLORREF xác định màu

 Hàm GetPixel trả về kết quả là màu của một điêmr

tại một ví trí nào đó:

crColor = GetPixel (hdc, x, y) ;