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原生开发,使用C语言调用Windows API 开发软件思路分享
来源:cnblogs  作者:vladelaina  时间:2025/3/7 10:35:05  对本文有异议

Githu: https://github.com/vladelaina/Catime

作者是一个高度依赖计时器功能的人,但是市面上的软件都不能满足个性化的需求,所以打算自己动手开发,同时采用c语言来做原生开发,一下是开发思路,以及遇到的问题

1. 原生开发的优势

使用Windows API进行原生开发具有以下优势:

  • 高性能:直接调用系统API,无中间层开销,执行效率高
  • 低资源占用:程序体积小,内存占用少,适合轻量级应用
  • 系统集成度高:可以深度访问Windows系统功能和资源
  • 无依赖性:不需要额外运行时环境,降低部署复杂度
  • 精确控制:对UI和系统交互有更精细的控制能力

2. 开发思路与架构设计

2.1 基本架构

典型的Windows API应用程序架构包括:

  • 窗口过程函数:处理窗口消息的核心回调函数
  • 消息循环:获取并分发系统消息
  • 资源管理:处理GDI对象、内存等资源
  • 模块化设计:将功能分散到不同模块中

2.2 设计模式

  • 事件驱动模型:基于Windows消息机制
  • MVC/MVP模式:分离UI和业务逻辑
  • 单例模式:管理全局资源和状态

3. 关键技术点

3.1 窗口创建与管理

  1. // 窗口类注册
  2. WNDCLASS wc = {0};
  3. wc.lpfnWndProc = WindowProcedure;
  4. wc.hInstance = hInstance;
  5. wc.lpszClassName = "MyWindowClass";
  6. RegisterClass(&wc);
  7. // 创建窗口
  8. HWND hwnd = CreateWindowEx(
  9. WS_EX_CLIENTEDGE,
  10. "MyWindowClass",
  11. "Window Title",
  12. WS_OVERLAPPEDWINDOW,
  13. CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, 800, 600,
  14. NULL, NULL, hInstance, NULL);

3.2 消息处理

  1. LRESULT CALLBACK WindowProcedure(HWND hwnd, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam) {
  2. switch(msg) {
  3. case WM_CREATE:
  4. // 窗口创建时的初始化
  5. break;
  6. case WM_PAINT:
  7. // 绘制窗口内容
  8. break;
  9. case WM_COMMAND:
  10. // 处理菜单和控件命令
  11. break;
  12. case WM_DESTROY:
  13. PostQuitMessage(0);
  14. break;
  15. default:
  16. return DefWindowProc(hwnd, msg, wParam, lParam);
  17. }
  18. return 0;
  19. }

3.3 GDI绘图

  1. void DrawContent(HWND hwnd) {
  2. PAINTSTRUCT ps;
  3. HDC hdc = BeginPaint(hwnd, &ps);
  4. // 创建和选择画笔、画刷
  5. HPEN hPen = CreatePen(PS_SOLID, 1, RGB(0, 0, 255));
  6. HPEN hOldPen = SelectObject(hdc, hPen);
  7. // 绘制图形
  8. Rectangle(hdc, 10, 10, 100, 100);
  9. // 清理资源
  10. SelectObject(hdc, hOldPen);
  11. DeleteObject(hPen);
  12. EndPaint(hwnd, &ps);
  13. }

3.4 资源管理

  1. // 资源文件 (resource.rc)
  2. IDI_MYICON ICON "myicon.ico"
  3. IDM_MYMENU MENU BEGIN
  4. POPUP "&File"
  5. BEGIN
  6. MENUITEM "&Open", IDM_OPEN
  7. MENUITEM "&Save", IDM_SAVE
  8. MENUITEM SEPARATOR
  9. MENUITEM "E&xit", IDM_EXIT
  10. END
  11. END
  12. // 加载资源
  13. HICON hIcon = LoadIcon(hInstance, MAKEINTRESOURCE(IDI_MYICON));
  14. SendMessage(hwnd, WM_SETICON, ICON_BIG, (LPARAM)hIcon);

3.5 对话框和控件

  1. // 创建控件
  2. HWND hButton = CreateWindow(
  3. "BUTTON", "Click Me",
  4. WS_CHILD | WS_VISIBLE | BS_PUSHBUTTON,
  5. 10, 10, 100, 30,
  6. hwnd, (HMENU)IDC_BUTTON, hInstance, NULL);
  7. // 显示对话框
  8. DialogBox(hInstance, MAKEINTRESOURCE(IDD_DIALOG), hwnd, DialogProc);
  9. // 对话框过程
  10. INT_PTR CALLBACK DialogProc(HWND hwndDlg, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam) {
  11. switch(msg) {
  12. case WM_INITDIALOG:
  13. return TRUE;
  14. case WM_COMMAND:
  15. if(LOWORD(wParam) == IDOK) {
  16. EndDialog(hwndDlg, IDOK);
  17. return TRUE;
  18. }
  19. break;
  20. }
  21. return FALSE;
  22. }

4. 开发挑战与解决方案

4.1 内存管理

  • 挑战:手动管理内存容易导致泄漏
  • 解决方案
    • 使用资源获取即初始化(RAII)模式
    • 成对调用分配/释放函数
    • 使用工具检测内存泄漏

4.2 多线程同步

  • 挑战:UI线程与工作线程的协调
  • 解决方案
    • 使用PostMessage/SendMessage进行线程间通信
    • 合理使用互斥量、事件、信号量等同步原语
    • 避免死锁和竞态条件

4.3 DPI感知

  • 挑战:在不同DPI设置下保持UI一致性
  • 解决方案
    • 实现DPI感知(SetProcessDpiAwareness)
    • 使用相对单位而非固定像素
    • 根据DPI缩放绘图操作

4.4 国际化支持

  • 挑战:支持多语言和不同区域设置
  • 解决方案
    • 使用资源字符串而非硬编码文本
    • 支持Unicode字符集
    • 考虑文本布局方向(RTL/LTR)

5. 构建与部署

5.1 构建工具

  • Visual Studio:提供完整IDE体验
  • MinGW/GCC:开源编译器选项
  • CMake:跨平台构建系统
  • Makefile:传统构建脚本

5.2 静态链接与动态链接

  • 静态链接:生成独立可执行文件,无外部依赖
  • 动态链接:减小可执行文件体积,共享系统DLL

5.3 安装程序制作

  • NSIS (Nullsoft Scriptable Install System)
  • Inno Setup
  • WiX Toolset

5.4 部署注意事项

  • 运行时依赖检查
  • 权限要求
  • 注册表和系统配置
  • 应用程序清单(manifest)设置

6. 调试与优化技巧

6.1 调试技术

  • 使用DebugView捕获调试输出
  • 使用WinDbg进行高级调试
  • 实现自定义日志系统

6.2 性能优化

  • 减少不必要的重绘
  • 优化GDI对象使用
  • 使用双缓冲技术避免闪烁
  • 延迟加载资源

7. 参考资源

8. 结语

Windows API原生开发虽然学习曲线较陡,但掌握后能够开发出高效、轻量且深度集成Windows系统的应用程序。通过合理的架构设计和模块化,可以降低开发复杂度,提高代码可维护性。

原文链接:https://www.cnblogs.com/vladelaina/p/18757131

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