图形设备描述表

作者在书中对其阐释：

画笔和画刷

• 画笔：用于画线条和轮廓，具有颜色、粗细和线型；
• 画刷：用于填充任何封闭对象，具有颜色、样式，甚至本身可以是位图；

GDI一般只使用一个画笔和一个画刷，即当前的图形设备描述表中每次只有一个画笔或画刷被激活；
所以在绘图前，要先选定一个画笔/画刷，需要注意的是，一旦选定后，直到被修改或程序结束，该画笔/画刷会一直被使用；
GDI关于画笔和画刷句柄的存取位置有限，且创建的画笔和画刷占用系统资源，完成绘图之后务必删除该画笔/画刷；

窗口事件

与窗口有关的消息简介：

WM_ACTIVATE消息

1
2
3

bActive = LOWORD(wParam);           // 激活标志
bMinimized = (BOOL)HIWORD(wParam);  // 最小化标志
hwndPrevious = (HWND)lParam;        // 窗口句柄

上述代码中bActive可能的取值如下：

bMinimized表示窗口是否已最小化；
hwndPrevious指将被激活或被取消激活的句柄，具体含义由bActive的值决定：如果bActive的值为WA_ACTIVE或WA_CLICKACTIVE，hwndPrevious是被取消激活的窗口的句柄，该句柄可能为NULL；

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

case WM_ACTIVATE:
    if (LOWORD(wparam) != WA_INACTIVE)
    {
        // 窗口被激活时的逻辑
    }
    else
    {
        // 窗口取消激活时的逻辑
    }
    return 0;

WM_PAINT 消息

在之前的代码中，我们对于WM_PAINT消息的处理方式如下：

1
2
3
4
5
6
7
8

PAINTSTRUCT	ps;
HDC			hdc;

case WM_PAINT:
	hdc = BeginPaint(hwnd, &ps);
	// 在此处执行绘图操作
	EndPaint(hwnd, &ps);
	return 0;

如下图所示，当一个窗口被移动、改变大小或被其他窗口遮盖时，WN_PAINT消息便被发送了：

创建菜单

菜单的配置与前述各类资源一样，编写在.RC资源脚本中，同时，和字符串资源相似，菜单各项的标识符也必须是整数ID，而不能是名称字符串；
一个简单的菜单配置如下：

1
2
3
4
5
6
7

// 在头文件 RESOURCES.H 中
#define MENU_FILE_ID_OPEN 1000
#define MENU_FILE_ID_CLOSE 1001
#define MENU_FILE_ID_SAVE 1002
#define MENU_FILE_ID_EXIT 1003

#define MENU_HELP_ABOUT 2000

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

// 在资源脚本 xxx.RC 中
MainMenu MENU DISCARDABLE
{
    POPUP "File"
    {
        MENUITEM "Open", MENU_FILE_ID_OPEN
        MENUITEM "Close", MENU_FILE_ID_CLOSE
        MENUITEM "Save", MENU_FILE_ID_SAVE
        MENUITEM "Exit", MENU_FILE_ID_EXIT
    }

    POPUP "Help"
    {
        MENUITEM "About", MENU_HELP_ABOUT
    }
}

上述代码可以生成如下图所示的菜单栏：

作者在书中写道“关键字DISCARDABLE是过时了但还是必须的”，但是实测在VisualStudio2019环境下此声明是不需要的；
与其他资源的定义相同，花括号可以被替换为BEGIN...END对；
如果需要设置热键或配合Alt触发的快捷键，只需要在POPUP菜单或MENUITEM字符串中将&放到想要标识的快捷键字符前面，如下：

1
2
3
4
5

// 使 x 成为热键
MENUITEM "E&xit", MENU_FILE_ID_EXIT

// 设置可以通过 Alt+F 触发的快捷键
POPUP "&File"

资源与Windows应用程序

Windows程序支持将资源数据编译到.EXE文件中，优势如下：

• 更容易发布
• 不易丢失附加资源
• 无法被轻易访问和修改

支持编译到程序中的资源类型有：图标，光标，字符串，声音，位图，对话框，图元文件；
我们只需要创建扩展名为.RC的文本文件，资源编译器会自动根据所配置的资源脚本装载所需的资源，并编译到以.RES为扩展名的文件中，后续与.LIB和.OBJ文件编译为一个完整的应用程序文件；

实用的Windows应用程序概要

Windows程序的关键是打开窗口，并对窗口进行文本、图像的显示工作，以及对来自窗口的交互消息做出响应，步骤如下：

1. 创建一个Windows类；
2. 创建一个事件句柄或WinProc回调函数；
3. 注册先前创建的Windows类到Windows系统中；
4. 用注册过的Windows类创建一个窗口；
5. 创建一个能从事件句柄获取事件或向事件句柄传递Windows信息的事件循环。

Windows类

每一个应用程序至少需要创建一个Windows类，用于描述窗口信息；
描述Windows类信息的数据结构有两个，WNDCLASS和WNDCLASSEX，最好选用较新的扩展版本WNDCLASSEX；
在Unicode环境下，WNDCLASSEXW被定义成了WNDCLASSEX，相关定义如下：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

typedef struct tagWNDCLASSEXW {
    UINT        cbSize;         // 结构体大小
    /* Win 3.x */
    UINT        style;          // 样式
    WNDPROC     lpfnWndProc;    // 窗口事件回调函数指针
    int         cbClsExtra;     // 额外的类信息
    int         cbWndExtra;     // 额外的窗口信息
    HINSTANCE   hInstance;      // 应用程序实例句柄
    HICON       hIcon;          // 主图标句柄
    HCURSOR     hCursor;        // 鼠标句柄
    HBRUSH      hbrBackground;  // 窗口背景填充笔刷句柄
    LPCWSTR     lpszMenuName;   // 需要附加的菜单名
    LPCWSTR     lpszClassName;  // 类本身的名字
    /* Win 4.0 */
    HICON       hIconSm;        // 小图标句柄
} WNDCLASSEXW, *PWNDCLASSEXW, NEAR *NPWNDCLASSEXW, FAR *LPWNDCLASSEXW;

多任务和多线程

Windows允许不同的应用程序以轮询的方式“同时”执行，每一个应用程序都占用一段很短的时间片来运行，而后轮到下一个应用程序运行，如下图所示，CPU由几个不同的应用程序以循环的方式共享，而负责判断出下一个运行的程序、给每个程序分配运行时间的是调度程序的工作：

• 简单的调度策略：给每个应用程序分配固定的运行时间；
• 复杂的调度策略：将应用程序设定为不同的优先级和抢先性或低优先级的事件；

在大部分情况下，我们是不需要对Windows调度程序过度关注。
深入接触Windows，会发现其不仅是多任务的，还是多线程的，程序可以有许多较为简单的执行线程构成；这些线程被视为具有较重的权值的进程，从而如程序一样被调度；程序可以有一个主线程和几个工作线程构成，如下图：

一般的游戏循环结构

一个视频游戏基本上是一个连续的循环，它完成逻辑动作并以每秒30帧或更高的刷新率在屏幕上绘制图像，与动画和电影的放映原理相似，简化的游戏循环结构如下图所示：

对上图每一部分流程进行说明：

1. 初始化：游戏程序执行初始化操作，如内存分配、资源检查与加载等；
2. 进入游戏循环：代码进入到游戏主循环体内部，各种操作开始运行，直到用户退出主循环；
3. 获取玩家输入：缓存/处理玩家通过鼠标、键盘或手柄等设备的输入信息，以备后续游戏逻辑使用；
4. 执行游戏逻辑部分：执行诸如人工智能、物理系统等游戏逻辑的更新，更新后的数据用于渲染下一帧图像；
5. 渲染下一帧图像：根据前述的输入和逻辑处理，游戏的下一帧动画已经具备渲染条件；渲染中的图像常被放置于不可见的缓冲区，因此玩家不会看到这一帧画面被逐步渲染的过程；渲染完成后的图像会从缓冲区中迅速拷贝至显示设备中（双缓冲原理）；
6. 同步显示：随着时间推移，渲染每一帧游戏所需要的数据量和运算量可能会有较大变化，对计算机设备的负荷也有所不同，在不加限制的情况下就会导致游戏画面刷新率（帧率）时高时低；所以必须通过定时功能来维持帧率稳定；
7. 循环：重复执行从“进入游戏循环”开始到现在的步骤；
8. 退出：到达这一步表示游戏将关闭并返回操作系统，执行的操作与“初始化”阶段相反：对必要的数据进行持久化，释放内存等相关资源。

游戏循环与FSM

在大多数情况下，游戏循环是一个含有大量状态的FSM（Finite State Machine，有限状态自动机），如下图所示：