2023年7月29日发(作者：)

《Windows编程技术》与《Windows编程技术实验》课程简介

 课程性质：专业限选课

 学分：3 = 2（理论）+ 1（实验）

 学时数：72 = 36（理论）+ 36（实验）

 开设时间：二年级下学期

 先修课程：程序设计基础

Windows编程技术及其实验课程，主要讲解Windows环境下Visual C++的MFC和.NET编程，也简单介绍标准C++和Visual C# 编程。采用Visual Studio 2005编程平台。

1．Windows与编程

Windows（视窗）是Microsoft公司为PC机开发的具有图形用户界面的多任务操作系统。

图形用户界面(GUI=Graphical User Interface)是计算机的一种人机接口，由图形显示设备（屏幕）和指示跟踪设备（鼠标、跟踪球、光笔/手写笔、触摸屏等）组成，用户可通过指示设备来操作图形设备上的界面元素（窗口、菜单、对话框、图标、控件等）以完成各种任务和操作。

Windows的主要特点有：面向对象、消息/事件驱动、多任务、图形设备接口（GDI=

Graphics Device Interface）与设备无关等。与这些相对应，Windows编程有如下特点：

 面向对象的编程思想——在Windows中，窗口、菜单、事件皆是对象，而对话框与各种控件只是一些特殊的窗口，所以对界面元素的操作和消息/事件的处理都涉及到对象。

 消息/事件驱动的程序结构——与基于过程的控制台字符界面编程不同，Windows编程是基于消息的，由用户和系统事件来驱动。

 资源共享与数据交换——Windows是多任务操作系统，提供了多种手段在应用程序与系统之间、应用程序与应用程序之间进行数据交换与共享，如剪接板、DDE、DLL、OLE、COM、ActiveX、.NET/CLR。

 与设备无关GDI编程——Windows为应用程序提供了丰富的与设备无关应用程序接口，免去了为不同的I/O设备编写软件的不同版本之烦恼。如利用与设备无关的GDI，应用程序使用同一函数，就可在不同的显示器和打印机上输出同样的图形。

2．.NET与C#

为了适应网络（特别是因特网和万维网Web）和组件编程的需要，并与Sun公司的Java/J2EE/EJB竞争，微软公司于2000年提出了跨语言、跨平台的运行环境与编程平台技术——.NET，并为此创建了一种新的编程语言C#。.NET是Windows 2000/XP/Server操作系统的补充，是Windows Vista/Longhorn操作系统的核心。

1 .NET由.NET框架（.NET Framework）和对应的应用程序开发平台（Visual Studio）这两部分组成。.NET框架又由CLR（Common Language Runtime公共语言运行时）、FCL（Framework Class Library框架类库）和这三个主要部分组成。Visual Studio中包含多种编程语言工具，主要有Visual C++、Visual C# 和Visual Basic。

C# 是源于C++的一种类似于Java的OOP（Object Oriented Programming面向对象编程）语言，是专门为.NET设计的，也是.NET编程的首选语言。C# 与C++很相似，还借鉴了Java的许多特点。但是C# 比C++更安全、比Java更有效，特别适合于Windows环境下的.NET编程。

3．MFC与C++/CLI

早期的Windows编程，是用C语言直接调用Windows SDK (Software Development Kit软件开发工具包)中的API（Application Program Interface 应用程序接口）来开发Windows应用程序，由于需要亲自处理很多繁琐的编程细节，加上Windows API有两千多个函数、几百个数据结构和变量类型，所以进行Windows 编程是一件非常困难与痛苦的事。

Visual C++采用OOP来进行Windows 编程，将API的几千个函数、结构和变量类型封装在200个左右的类中（常用的只有十几个类），并且屏蔽掉了许多繁琐的编程细节，使得Windows 编程大大简化。微软公司称这些类所组成的类库为MFC（Microsoft Foundation

Class Library微软基础类库）。

由于在Visual Studio .NET和2005中，只有Visual C++可以同时进行Windows的API（MFC）和.NET（混合）编程（Visual C# 和Visual Basic只能进行.NET编程），所以Visual

C++，特别是MFC就成了计算机专业人员进行Windows编程的首选。

由于C++的语法和功能与.NET类库编程的要求不太一致，需要做一些修改才能进行.NET编程。为此，微软公司推出了MC++或C++/CLI。

MC++（Managed C++，托管C++），全称是Managed Extensions for C++（C++的托管扩展），是用来编写.NET托管程序的C++扩展，随Visual C++ .NET推出。

所谓托管（managed）程序是指，程序的代码（元数据、MSIL），特别是程序中的数据和对象所对应内存的分配、指向和释放，全都由.NET的运行环境CLR来代为管理。托管是所有.NET程序的特点。

由于MC++的语法晦涩难懂，受到了广大C++程序员抵制与唾骂。作为改进，微软公司随Visual C++ 2005，推出了全新的C++/CLI，来代替MC++进行.NET编程。

CLI（Common Language Infrastructure公共语言基础设施）是微软公司提出的一种所谓垮语言（如C#、VB、C++、J#、Jscript）、跨平台（如Windows、Unix、Linux、Mac OS）的分布式计算方案和运行平台架构。CLI是.NET的核心，CLR只是CLI在Windows平台上的一个实现，也有人把.NET和CLI移植到了Linux、Solaris、Mac OS X和Unix上。CLI已经成为ECMA（European Computer Manufacturers Association欧洲计算机厂商协会）标准（ECMA-335）和ISO标准（ISO/IEC 23271）。C++/CLI也是ECMA标准（ECMA-372）

本课程的主要内容就是Visual C++的MFC和C++/CLI编程。

4．内容

本课程的主要内容有：

 绪论：操作系统与GUI、Windows编程的特点与工具、Visual Studio开发平台与MFC

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界面：菜单、工具栏和状态栏，对话框和控件，鼠标/键盘与消息

图形：绘图、位图、动画、文本、打印

文档：文档视图体系、文件读写与序列化、多视图、滚动与切分窗口

GDI+：GDI+的特点和优势、绘图与文字、路径与区域、变换与图像、图元文件

标准C++：宽字符串及字符串类、命名空间的使用、泛型编程与STL、容器与排序

.NET：.NET框架与CLR、MC++与C++/CLI、C#、.NET的C++与C# 编程

组件：DLL、COM、ActiveX控件与CLR组件编程

数据库：MFC的数据库接口与类、ODBC与DAO编程、编程简介

网络：WinSock与WinInet编程、.NET环境下的基本网络编程

多媒体：播放波形音频文件、MCI与MMAPI编程、OpenGL与DirectX编程

高级：上下文相关帮助、多线程、系统编程、窗体编程

5．课程目的与教学要求

通过课堂学习和上机实验，了解Windows编程的特点（GUI/消息驱动/OPP）与Visual

Studio开发平台，掌握Visual C++的MFC、标准C++和.NET编程。

课程的内容主要包括用户界面、文档视图、图形（GDI和GDI+）、标准C++（命名空间与STL）、.NET的C++/CLI与C# 编程，其它内容有数据库、网络、多媒体等基本程序设计，以及上下文相关帮助、组件（动态链接库/ActiveX控件/COM）、多线程、窗体等高级程序设计。

6．课程特色

在教学过程中强调基本性质的了解、具体方法的掌握和实际动手能力的培养。

采用课堂讲解与现场演示相结合、平时练习和综合作业相结合、理论课与实验课相结合的方式，使学生掌握Windows编程的基本内容和主要方法。

特别强调学生自己动手上机实习，要求编程实现课堂示例和课后练习，并按照各部分内容设计若干案例供学生进行实际编程练习。最后由3至5个学生组成一个小组，自选一个题目作为综合性编程作业。

7．教材与主要参考书

教材：本课程主讲老师李才伟自编的电子课件

主要参考书：

Ivor Horton（李颂华、康会光译）. Visual C++ 2005入门经典. 清华大学出版社，2007.1.（16开/1046页/118元）

林俊杰. 新一代Visual C++ 2005程序设计. 清华大学出版社，2006.11（16开/479页/49元）

罗斌. Visual C++ 2005编程实例精粹. 中国水利水电出版社，2007.1（16开/648页/68元）

等. Visual C++.NET大学教程. 清华大学出版社，2004.7.（16开/970页/99元）

George Shepherd & David Kruglinski. Microsoft Visual C++ .NET技术内幕. 清华大学出版社，2004.7.（16开/920页/106元/1CD）

3 姚领田. 精通MFC程序设计. 人民邮电出版社，2006.7.（16开/715页/78元/1CD）

Eugene Olafsen等. MFC Visual C++ 6 编程技术内幕. 机械工业出版社，2000.2.（16开/790页/89元/1CD）

任哲等. MFC Windows应用程序设计. 清华大学出版社，2004.7.（16开/303页/27元）

8．配套的实验

实验性质：软件实验

实验平台：PC机/Windows操作系统

实验工具：Visual Studio 2005

实验内容：（32个必做、6个选做，共38个作业）

1. （绪论）实现简单的API和MFC程序。

2. （菜单）实现并完善Student程序，包括添加/设置/修改菜单和菜单项、设置快捷键与提示信息、创建消息响应函数、创建弹出式菜单、动态修改菜单项（选中、禁止/激活、添加/删除、加图标）。

3. （控制条）进一步完善Student程序，包括添加/设置/修改工具条按钮、创建/装入/显示/隐藏工具条、动态设置按钮状态；定制状态条、动态显示鼠标的当前位置。

4. （对话框）再进一步完善Student程序，添加输入对话框和文件与颜色公用对话框。

5. （控件）实现个人信息对话框程序。

6. （选做）（鼠标与键盘及光标）测试各种鼠标与键盘事件及其消息响应，试验各种光标操作。

7. （椭圆）画一个与客户区等大，并随客户区改变大小的填充椭圆。（最好可以每次随机确定椭圆边框和填充的颜色）

8. （选做）（调色板）编写一个基于对话框的颜色调色板程序。

9. （直线）用鼠标交互绘制动态直线。

10. （绘图）编写一个交互式绘图程序。（综合型作业）

11. （字体/位图）在上面的绘图程序中，添加字体和位图等内容的实现。

12. （位图）实现保存屏幕和图形。

13. （动画）实行公爵位图动画。

14. （动画）实现移动动画。

15. （选做）（打印）实现页面设置公用对话框和打印公用对话框，修改各种设置与参数。设置逻辑映射模式，绘图输出到屏幕和打印机。打印绘制多页图形和页眉与页脚。

16. （图像）编写一个读显BMP文件[和其他图象文件]的MDI程序，要求：实现文件过滤、创建滚动视图类、对小位图使子窗口按适应图大小、对大位图支持子窗口的滚动。

17. （选做）（拆分）实现动态和静态拆分窗口例子DSplit和SSplit。

18. （Wave）编写一个读显Wave文件的SDI程序，要求：实现文件过滤、播放声音、（按客户区大小）画出（全部）声音数据的波形曲线（对双声道音频，画两条曲线）。

19. （正叶曲线）编写一个画填充正叶曲线的通用程序。可以指定叶片数、颜色、圆心和叶长（半径）等。

20. （八卦图）编写一个绘制阴阳八卦图的通用程序。可以指定各种颜色、圆心和半径等等。

21. （GDI+绘图）编写一个使用GDI+接口的交互式绘图程序，实现GDI+的所有基本

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功能和各种新增加的功能。（综合型作业）

（圆周文本）编写一个在圆周上绘制文本串的程序。

（选做）利用图元文件实现MFC和GDI+交互绘图的重画功能。

（映射排序）改写单词计数的map应用程序，实现按计数的大小顺序输出单词与计数。

（选做）（字符转换）编写宽字符串（UTF-16）与普通字符串（GB 2312）的相互转换函数。

（C++/CLI）使用C++/CLI编写一个简单的.NET窗体绘图程序。

（C#）使用C# 编写一个简单的.NET窗体绘图程序。

（媒体播放器）实现基于ActiveX控件的媒体播放器程序。

（DBA）实现DBM和DBA，在DBA中增加删除、添加、编辑和更新功能。

（DAO）实现DAO，并增加排序、查询、添加、编辑、删除和更新，及显示和修改数据库结构（字段）等功能。

（Winsock）实现套接字程序Sock。

（WinInet）实现InetSession和InetFTP程序。

（播放音频）试验三种播放波形音频的函数。

（MCI）使用MCI的命令串或命令消息方式，编写CD和WAV播放器。

（OpenGL）编制OpenGL程序，绘制自定义正方形及其矩阵变换，绘制自定义球面和辅助库中的各种曲面，动态改变观察位置。

（Direct3D）实现旋转圆筒的Direct3D例子。

（DirectSound）实现战争声效程序War。

大作业：三五人自愿组成一个小组，每组自选一个与Windows编程相关的题目。（设计型作业）

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