C++“窗口”程序设计启蒙(之二)

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C++“窗口”程序设计启蒙(之二)

贺利坚 2012-05-11 23:04:00 浏览748
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【摘要】本文适合已经完整学习了C++面向对象机制,但在开发窗口程序方面还是零基础的同学。通过本文的引导进行实践体验,目的是消除同学们开发窗口程序的神秘感,为下一步的自学找到感觉。同时,能更深入地体会到编程基本功的根源所在,在今后能自觉地学好专业基础课,而不是只浮躁地追求开发平台和表面的技能。文章最后给出进一步实践的建议。

【相关博文】C++“窗口”程序设计启蒙(之一),我的学生刘畅的报告点击打开链接,对初用VC++6.0,以及对英文界面怕怕的童鞋,有参考价值;邵帅和辛彬自主尝试了在VS2013下的开发,见点击打开链接点击打开链接


  学习进程已经到了C++程序设计的尾声。同第一次体验窗口不同,我们已经具备了相当的“经验”,每周3-5个任务,近两万行的代码不是白做的。美中不足的是,我们面对的仍然是黑框框(尽管同学们已经会把黑框框改成各种颜色、字体的彩框框)。我们已经深刻领会了C++语言中的各种机制,并且可以将之用于各种应用场合。
  现在,我们将再次体验窗口程序设计,看到自定义的类如何参与到实际的项目中来。因为学习了面向对象程序设计,我们还可以看到利用向导生成的程序原来也是建立在OOP的基础的,程序中对话框、编辑框、按钮等均是MFC中例的实例,MFC中提供的类是可以被用户程序继承来使用的。这就是软件工程中强调的尽可能利用已有“类库”的最生动的案例。
  闲言碎语不讲了,先看这次体验的案例——求三角形的面积。

  一、三角形类
  第5周实验的任务一,我们已经设计过一个比较完整的三角形类,主要代码如下所示(main()函数和类的showMessage()成员函数就不写了,这是给黑框框准备的):
class Triangle
{
public:
    Triangle(){a=1;b=1;c=1;}   //设计默认构造函数,即不指定参数时,默认各边长为;
    Triangle(double x, double y, double z) {a=x; b=y; c=z;} //使用带参数构造函数,即Triangle(doublex, double y, double z),三边长在调用时由实参直接给出
    double perimeter(void);//计算三角形的周长
    double area(void);//计算并返回三角形的面积
private:
    double a,b,c;//三边为私有成员数据
};
 
double Triangle::perimeter(void) 
{
     return (a +b + c); 
} 
 
double Triangle::area(void) 
{
   double s =(a + b + c) / 2;   
    return sqrt(s * (s - a) * (s - b) * (s - c));  
}
  写出这点代码已经是小case,后面运算符重载、继承、多态、虚函数等真功夫还没用呢!
  下面开发窗口版程序。和第一次的体验不同,这次的平台选用VS2008。、

  二、窗口程序的开发
  1、新建MFC应用程序

  选择菜单->文件->新建,在“项目类型”中选择“MFC”,右边的“模板”中选“MFC应用程序”,然后在项目“名称”处为项目命名,如图1所示:

   (图1)

  点击“确定”后,见图2:

   (图2)

  再点“下一步”,见图3:

   (图3)

  在“应用程序类型”部分,选择“基于对话框”(我们熟悉的“记事本”是典型的单文档应用程序,多文档应用程序形如Word2003。这两种应用在现实中更实用,但本文只体验简单的基于对话框的应用程序。)
  就本文的应用而言,可以点击“完成”了。不过做为体验而言,你可以继续“下一步”看看,不过在随后的界面中,不要改变默认的选项。

  当最后点击“完成”之后,在出现的界面上就可以安排所需要的控件了。


  2、开发界面

  先认识一下如下的设计界面(图4),再讲如何在界面上安排控件。

   (图4)

  图中的(1)-(5)分别是(请将(2)和(3)点开看一看):
  (1)解决方案资源管理器:其中列出了组成项目的所有文件,我们还将会加入自己写的“头文件”和“源文件”;

  (2)类视图:其中列出了项目中出现的所有类,可以查看这些类的数据成员、成员函数,以及这些类的“基类型”。(建议一定要看一看,这对理解我们刚刚学过的抽象类的理解很有帮助。如下图是逐级打开CtriangleApp类的基类,最后查看到顶级基类CObject的情形。~CObject()是个虚函数,是虚析构函数,准确地讲,还是纯虚函数,因而CObject是抽象类,回顾或复习我们在多态性和虚函数部分的内容,回顾当时提出的在软件工程方面的考虑,……)

   (图5)

  话题再回到图4。
  (3)资源视图:列出了项目中的对话框、图标等资源。在其他类型的应用程序中,像菜单、工具栏等也是作为资源出现的。应用程序开发过程需要编辑各种资源。当然,本文不将此作为体验内容。
  (4)属性:在设计中可以修改对话框、控件等对象的属性(实则对应的就是对象的数据成员);
  (5)工具箱:其中包括了常见应用程序界面中需要的各种“控件”(深刻理解:控件是MFC中已经定义好的供人机交互使用的类,将控件“拖”到界面上的动作,将对应由类实例化出其一个对象。如:用于文本编辑的控件 来源于MFC中定义的CEdit类,在对话框中“放置”一个Edit Control控件,即是实例化一个CEdit类的对象。)

  在你开发程序的过程中,(1)-(5)是时时需要用到的部件。但是,有时界面上并不能找到。如果哪一个东东“失踪”了,首先要看看整个界面,是否“停靠”在了哪个边缘。另外,点击“视图”菜单,如图6,你可以在这里找到你的所需。

   (图6)

  话题扯开了一些,下面接着进行设计。

  3、在界面上布置控件

  回到图4的界面,从“工具箱”中找到“Static Text”(静态文本)控件,拖到对话框中;在“属性”中,将Caption属性改为“a”(理解:Caption为该类的一个数据成员),如图7所示:

   (图7)

  用相同的方法,加入其他必要的控件(用于输入的编辑框控件Edit Control和按钮控件Button),并删除向导自动提供的其他控件后,结果如图8所示:
   (图8)
  提示一下,如果控件位置用鼠标拖着老对不齐,在菜单中有“格式”,其中的对齐工具可以帮忙(看看“对齐”)。
  接着要做的工作是,在应用程序中添加成员就是,并将之与各个编辑框“联系”起来。以a后面的那个编辑框为例:选中编辑框,点鼠标右键,选“添加变量(B)…”,然后,出现了“添加成员变量向导”窗口,如图9所示,将“类别”改为value,变量类型选作double,而变量名为m_a(或者你喜欢的其他标识符)。
  (图9)
  同样的方法,对其余几个编辑框分别添加变量,变量名分别中m_b、m_c和m_area。
  为编辑框设置与之联系的变量的意义在于,编辑框中输入的值将记录在相应的变量中,我们通过变量,就可以访问编辑框中输入的值,也可以将计算得到的变量的值显示到编辑框中。换句话说,搭建起了程序中用到的变量,和窗口中的控件之间的桥梁。
  在项目中加入用户自定义代码后,我们再设置点击“求面积”后要执行的代码。

  4、写入用户自定义的代码
  需要将我们自己写的善于三角形类的代码加入项目。
  在“(1)解决方案资源管理器”栏中,在“头文件”处点击右键,选“添加->新建项”,在项目中加入一个头文件(文件名如:MyTriangle.h),内容是类的声明:
class Triangle
{
public:
    Triangle(){a=1;b=1;c=1;}  
    Triangle(double x, double y, double z) {a=x; b=y; c=z;} 
    double area(void);
private:
    double a,b,c;
};
  加入头文件的界面如图10所示:
   (图10)
  再在“源文件”处点击右键,选“添加->新建项”,在项目中加入一个源文件(文件名如:MyTriangle.cpp),内容是类中成员函数的实现(加入#include stdafx.h的理由可以暂时忽略,其他两个包含文件应该懂):
#include "stdafx.h"
#include <Cmath>
#include "MyTriangle.h"
double Triangle::area(void) 
{ 
    double s =(a + b + c) / 2;   
    return sqrt(s * (s - a) * (s - b) * (s - c));  
}
  将类的声明放在头文件中,而实现的代码分放在另一个源文件中,是项目开发中的一般做法,要学会和习惯于这样做。显然,本例中这么一点代码就占一个文件显得夸张了。
  请体会:对一个应用而言,这些用户自定义的代码是核心。用术语讲,叫做“业务逻辑”。

  5、最后冲刺
  在图8所示的界面上,选择“求面积”按钮并双击鼠标,出现了下面的窗口(图11)
   (图11)
  此处,需要输入当点击按钮后要执行的代码。输入后的代码是:
void CtriangleDlg::OnBnClickedButton1()
{
	// TODO: 在此添加控件通知处理程序代码
	UpdateData();   //将把界面上各控件输入的值“捕获”到与之关联的变量中
	Triangle t1(m_a,m_b,m_c);  //定义三角形对象
	m_area=t1.area();    //求面积
	UpdateData(FALSE);   //用m_area的值更新界面上对应的控件的值并实现显示
}
  另外,在triangleDlg.cpp的开始处要写入“#include"MyTriangle.h"”,这个你应该懂,也要懂。
  最后,运行的结果如图12所示:
   (图12)

  三、依葫芦画瓢
  【任务0】随着阅读,重现上面的案例;
  【任务1】在以上示例基础,为应用程序增加求周长的功能;
  【任务2】参考第8周任务3,设计分数类,并开发一个窗口式程序,可以完成分数的四则运算。可供参考的一个界面如图13:
   (图13)

  四、进一步的回味
  1、修改控件属性
  在应用开发中,常需要改变控件的属性,以达到设计目的。建议将每类控件的属性都看一看,将能够理解的学会使用。
  例如,用于显示面积的编辑框只起显示作用,不会用于输入,可以将其Disabled属性设为true,如图所示。在图14中,可以发现属性窗口部分的下方,显示对每种控件属性的含义,这是在学习中可以利用的有利条件。
   (图14)
  作为练习,试一下将显示面积的编辑框控件的Visible设置为false;Password设置为true,运行程序做些体会。


  2、理解代码及MFC

  请将项目中由向导自动生成的各个文件浏览一下,你将会发现我们确实已经学过了其中所包含的机制。
  以triangleDlg.h为例,定义的是CtriangleDlg 对话框。代码如下所示:
class CtriangleDlg : public CDialog
{
// 构造
public:
	CtriangleDlg(CWnd* pParent = NULL);	// 标准构造函数
// 对话框数据
	enum { IDD = IDD_TRIANGLE_DIALOG };
	protected:
	virtual void DoDataExchange(CDataExchange* pDX);	// DDX/DDV 支持
// 实现
protected:
	HICON m_hIcon;
	// 生成的消息映射函数
	virtual BOOL OnInitDialog();
	afx_msg void OnSysCommand(UINT nID, LPARAM lParam);
	afx_msg void OnPaint();
	afx_msg HCURSOR OnQueryDragIcon();
	DECLARE_MESSAGE_MAP()
public:
	afx_msg void OnBnClickedButton1();
	double m_a;
	double m_b;
	double m_c;
	double m_area;
};
  从代码中可以看到,这个应用程序中定义的CtriangleDlg类继承了CDialog类,其中的构造函数、虚函数等机制都有体现。还有,设置的m_a等几个变量,都是这个类的数据成员,而OnBnClickedButton1()为这个类的成员函数。
  再对照triangleDlg.cpp阅读,可以看到这个派生的类是如何实现的。
  如果说阅读中的障碍,就是其中DoDataExchange等函数了。这些是在基类CDialog类,甚至CDialog类的基类中定义的了。这需要在长期的学习中,深入了解MFC及其机制。尤其是,理解和运用Windows编程中的消息机制。
  关于MFC中类的体系,可看图15。其中本文初步体验过的类,已经用红圈标注。


  (图15)

  进一步要看的书,包括Windows编程、MFC方面的书籍。还有不少书是基于VC++6.0或VS2008、VS2010等的案例开发教程,也可以作为阅读和实践的选择。


  五、结语

  看一个业界大牛的界面:

  

   对一个产品而言,尽管UI(用户界面)非常重要,影响着产品的使用体验,甚至决定着产品的成败(想想苹果的产品)。对学习技术的同学,界面、窗口并非应用的核心,核心仍在技术基础,需要优先解决编程能力的问题。在此基础上,再掌握开发平台。
   这是应用开发者要走的路。


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