user-interface - GUI 框架如何工作？

Question

我一直在网上寻找答案，我的问题是:
GUI 框架如何工作？例如 Qt 是如何工作的，有没有关于从头开始编写 GUI 框架的主题的书籍或网站？以及框架是否必须从操作系统 GUI 框架调用方法？

-- 感谢任何花时间尝试回答这个问题的人，如果我拼错了任何东西，请原谅我。

Answer 1

在过去，我们从头开始进行大量 GUI 编程。这并不像看起来那么难，但需要几周时间才能得出结果。

首先你需要一个好的绘图库。 该库的最小功能是绘制裁剪矩形(使用图案)、线条、位图和字体。您可以通过将字体创建为位图来作弊，剪切矩形只是一堆水平线。

现在你至少需要 鼠标、键盘和计时器驱动程序 (如果操作系统尚未提供)。通常，您需要检测键、符号键(例如 shift 等)、鼠标移动和鼠标点击。基本的计时器功能将允许您检测双击。

然后你需要创建一个窗口数据结构 .这个数据结构需要有坐标，即一个矩形，链接到父窗口(如果不是顶部窗口)，和窗口函数，即当这个窗口应该处理一些事件时将被调用的函数。

一旦你可以在屏幕上绘图，你需要一些 矩形代数函数 .您至少需要良好的函数来计算矩形的交集，而 相对于绝对坐标的快速分辨率 .例如 - 如果您的子窗口有父窗口，那么它的 x 和 y 应该递归地添加到父窗口 x 和 y 中，直到到达顶部窗口。

在这一点上，你有你的:
- 原始图形功能，
- 窗口结构，
- 鼠标驱动程序、键盘驱动程序和计时器，
- 矩形算术。

现在你可以写你的 主赛事收获功能 .此功能将一直运行。它的目的是检测事件并将消息发送到正确的窗口 .什么是事件？好吧，当您启动程序时，请存储鼠标的 x 和 y 坐标。然后在循环中检查它们是否已更改。如果它们发生了变化，请在该位置找到窗口...并向其发送 WM_MOUSEMOVE 事件。您的收获功能应该处理:
- 鼠标移动
- 鼠标点击
- 鼠标双击(记住上次点击和位置，测量时间并决定是否是双击)
- 计时器事件
- 键盘缓冲区变化
...

现在您应该能够将事件发送到 Windows。但是你真的需要一个机制。是消息队列和窗口过程的组合 .它通常是这样工作的:每个窗口都有一个窗口过程，它通常接受四个参数:消息 ID(即是否鼠标移动，是否绘制消息)、窗口句柄、参数 1 和参数 2。您可以直接使用类似于 send_message 函数的东西。或者您可以通过 post_message 函数向此窗口发送消息。这会将消息放入队列，窗口将一条一条地处理消息，最终接收到这一条。那么为什么要直接调用一条消息并将其他消息放入队列呢？因为优先。你看，键盘点击在被处理之前可能需要等待一段时间。但是窗口重绘必须立即完成，以防止屏幕上出现闪烁和错误数据。

所以你的收获事件函数使用 post_message 和 send_message 向窗口发送消息。您的窗口消息泵使用典型的消息泵获取它们，如下所示:

while (pmsg = get_message() != NULL) send_message(pmsg->id, pmsg->hwnd, pmsg->p1, pmsg->p2);

get_message 只是从队列中获取消息，并调用发送消息。很简单吧？嗯，不完全是这样。这样你只会接收到windows的驱动程序消息，但你还需要一些函数来重绘窗口 , 移动它们 等。当你创建 move_window 函数、resize_window、show_window 和 hide_window 函数时，你的窗口坐标会改变。其他窗口的部分将被覆盖(如果顶部窗口被移动或关闭)。您需要计算哪些窗口受坐标变化的影响并向这些窗口发送绘制消息(仅重新绘制未被覆盖的部分 - 请记住，您有剪裁绘图功能，所以这将工作)。

这些函数引入了消息 msg_paint、msg_move、msg_resize、msg_hide...

最后，您需要维护窗口的层次结构 .您的顶部窗口应该是桌面。它应该有子窗口(应用程序顶部窗口)。这些窗口可能有更多的子窗口(按钮、编辑框等)。保存这些的明显结构是 window 树 .当您检测到鼠标点击时，您必须遍历窗口树并以智能方式(找出谁有焦点，谁是模态等)来将消息发送到正确的窗口。当你画画时，你还必须遍历所有 child ，看看谁没有被发现，谁没有被发现。最后但并非最不重要的是，您需要将鼠标矩形作为顶部窗口处理，以防止在重新绘制窗口或(使用计时器和 msg_paint 事件)动画时鼠标闪烁。

大致就是这样。