控制台窗口界面控制设计 _控制台界面结构

摘要: 文本界面的控制台应用程序开发是深入学习C++、掌握交互系统的实现方法的最简单的一种手段。然而，Visual C++的C++专用库却没有TC所支持的文本(字符)屏幕控制函数，为此本系列文章从一般控制步骤、控制台窗口操作、文本(字符)控制、滚动和移动、光标、键盘和鼠标等几个方面讨论控制台窗口界面的编程控制方法。

　　在众多C++开发工具中，由于Microsoft本身的独特优势，选用Visual C++已越来越被众多学习者所接受。显然，现今如果还再把TC作为开发环境的话，不仅没有必要，而且也不利于向Windows应用程序开发的过渡。然而，Visual C++的C++专用库却没有TC所支持的文本屏幕(控制台窗口)控制函数(相应的头文件是conio.h)。这必然给C++学习者在文本界面设计和编程上带来诸多不便。要知道，文本界面设计是一种深入学习C++、掌握交互系统的实现方法的最简单的一种手段，它不像C++的Windows图形界面应用程序，涉及知识过多。为此，本系列文章来讨论在Visual C++ 6.0开发环境中，如何编写具有美观清晰的控制台窗口界面的C++应用程序。

　　 一、概述

　　所谓控制台应用程序，就是指那些需要与传统DOS操作系统保持某种程序的兼容，同时又不需要为用户提供完善界面的程序。简单地讲，就是指在Windows环境下运行的DOS程序。一旦C++控制台应用程序在Windows 9x/NT/2000操作系统中运行后，就会弹出一个窗口。例如下列过程：

　　单击Visual C++标准工具栏上的“New Text File”按钮，打开一个新的文档窗口。

　　选择File | Save菜单或按快捷键Ctrl+S或单击标准工具栏的Save按钮，弹出“保存为”文件对话框。将文件名为“Hello.cpp” (注意扩展名.cpp不能省略)。

　　在文档窗口中输入下列代码：


　　单击小型编译工具栏中的“Build”按钮或按F7键，系统出现一个对话框，询问是否将此项目的工作文件夹设定源文件所在的文件夹，单击[是]按钮，系统开始编译。

　　单击小型编译工具栏中的“Execute Program”按钮或按Ctrl+F5键，运行刚才的程序。

　　程序运行后，弹出下图的窗口。


　　这就是控制台窗口，与传统的DOS屏幕窗口相比最主要的区别有：

　　(1) 默认的控制台窗口有系统菜单和标题，它是一个内存缓冲区窗口，缓冲区大小取决于Windows操作系统的分配；而DOS屏幕是一种物理窗口，不具有Windows窗口特性，其大小取决于ROM BIOS分配的内存空间。

　　(2) 控制台窗口的文本操作是调用低层的Win32 APIs，而DOS屏幕的文本操作是通过调用BIOS的16(10h)中断而实现的。

　　(3) 默认的控制台窗口可以接收键盘和鼠标的输入信息，设备驱动由Windows管理，而DOS屏幕窗口接收鼠标时需要调用33h中断，且鼠标设备驱动程序由自己安装。

　　 二、控制台文本窗口的一般控制步骤

　　在Visual C++ 6.0中，控制台窗口界面的一般编程控制步骤如下：

　　调用GetStdHandle获取当前的标准输入(STDIN)和标准输出(STDOUT)设备句柄。函数原型为：

　　　HANDLE GetStdHandle( DWORD nStdHandle );

　　其中，nStdHandle可以是STD_INPUT_HANDLE(标准输入设备句柄)、STD_OUTPUT_HANDLE(标准输出设备句柄)和STD_ERROR_HANDLE(标准错误句柄)。需要说明的是，“句柄”是Windows最常用的概念。它通常用来标识Windows资源(如菜单、图标、窗口等)和设备等对象。虽然可以把句柄理解为是一个指针变量类型，但它不是对象所在的地址指针，而是作为Windows系统内部表的索引值来使用的。

　　调用相关文本界面控制的API函数。这些函数可分为三类。一是用于控制台窗口操作的函数(包括窗口的缓冲区大小、窗口前景字符和背景颜色、窗口标题、大小和位置等)；二是用于控制台输入输出的函数(包括字符属性操作函数)；其他的函数并为最后一类。

　　调用CloseHandle()来关闭输入输出句柄。

　　注意，在程序中还必须包含头文件windows.h。下面看一个程序：


程序中，COORD和CONSOLE_SCREEN_BUFFER_ INFO是wincon.h定义的控制台结构体类型，其原型如下：

　　还需要说明的是，虽然在C++中，iostream.h定义了cin和cout的标准输入和输出流对象。但它们只能实现基本的输入输出操作，对于控制台窗口界面的控制却无能为力，而且不能与stdio.h和conio.h友好相处，因为iostream.h和它们是C++两套不同的输入输出操作方式，使用时要特别注意。

　　六、文本操作示例

　　下面看一个示例程序：

 
　　程序运行结果如下图所示。
　
　　需要说明的是，上述程序在不同的字符代码页面(code page)下显示的结果是不同的。例如，中文Windows操作系统的默认代码页是简体中文(936)，在该代码页面下值超过128的单字符在Windows NT/XP是显示不出来的。下表列出了可以使用的代码页。

　　七、滚动和移动

　　ScrollConsoleScreenBuffer是实现文本区滚动和移动的API函数。它可以将指定的一块文本区域移动到另一个区域，被移空的那块区域由指定字符填充。函数的原型如下：

　　利用这个API函数还可以实现删除指定行的操作。下面来举一个例子，程序如下：


　　程序中，实现删除行的操作DeleteLine的基本原理是：首先将裁剪区域和移动区域都设置成指定行row(包括该行)以下的控制台窗口区域，然后将移动的位置指定为(0, row-1)。这样，超出裁剪区域的内容被裁剪掉，从而达到删除行的目的。

　　需要说明的是，若裁剪区域参数为NULL，则裁剪区域为整个控制台窗口。
 

　　八、光标操作

　　控制台窗口中的光标反映了文本插入的当前位置，通过SetConsoleCursorPosition函数可以改变这个“当前”位置，这样就能控制字符(串)输出。事实上，光标本身的大小和显示或隐藏也可以通过相应的API函数进行设定。例如：

　　这两个函数都与CONSOLE_CURSOR_INFO结构体类型有关，其定义如下：


　　需要说明的是，dwSize值反映了光标的大小，它的值范围为1-100；当为1时，光标最小，仅是一条最靠下的水平细线，当为100，光标最大，为一个字符大小的方块。

　　 九、读取键盘信息

　　键盘事件通常有字符事件和按键事件，这些事件所附带的信息构成了键盘信息。它是通过API函数ReadConsoleInput来获取的，其原型如下：


　　其中，INPUT_RECORD定义如下：


　　与键盘事件相关的记录结构KEY_EVENT_RECORD定义如下：


　　我们知道，键盘上每一个有意义的键都对应着一个唯一的扫描码，虽然扫描码可以作为键的标识，但它依赖于具体设备的。因此，在应用程序中，使用的往往是与具体设备无关的虚拟键代码。这种虚拟键代码是与设备无关的键盘编码。在Visual C++中，最常用的虚拟键代码已被定义在Winuser.h中，例如：VK_SHIFT表示SHIFT键，VK_F1表示功能键F1等。

　　上述结构定义中，dwControlKeyState用来表示控制键状态，它可以是CAPSLOCK_ON(CAPS LOCK灯亮)、ENHANCED_KEY(按下扩展键)、LEFT_ALT_PRESSED(按下左ALT键)、LEFT_CTRL_PRESSED(按下左CTRL键)、NUMLOCK_ON (NUM LOCK灯亮)、RIGHT_ALT_PRESSED(按下右ALT键)、RIGHT_CTRL_PRESSED(按下右CTRL键)、SCROLLLOCK_ON(SCROLL LOCK灯亮)和SHIFT_PRESSED(按下SHIFT键)中的一个或多个值的组合。

　　下面的程序是将用户按键的字符输入到一个控制台窗口的某个区域中，并当按下NUM LOCK、CAPS LOCK和SCROLL LOCK键时，在控制台窗口的最后一行显示这些键的状态。


　　程序运行结果如下图所示：
　　

 

　　　十、读取鼠标信息

　　与读取键盘信息方法相似，鼠标信息也是通过ReadConsoleInput来获取的，其MOUSE_EVENT_RECORD具有下列定义：

　　其中，dwButtonState反映了用户按下鼠标按钮的情况，它可以是：FROM_LEFT_1ST_BUTTON_PRESSED(最左边按钮)、RIGHTMOST_BUTTON_PRESSED(最右边按钮)、FROM_LEFT_2ND_BUTTON_PRESSED(左起第二个按钮)、FROM_LEFT_3RD_BUTTON_PRESSED(左起第三个按钮)和FROM_LEFT_4TH_BUTTON_PRESSED (左起第四个按钮)。而dwEventFlags表示鼠标的事件，如DOUBLE_CLICK(双击)、MOUSE_MOVED(移动)和MOUSE_WHEELED(滚轮滚动，只适用于Windows 2000/XP)。dwControlKeyState的含义同前。

　　下面举一个例子。这个例子能把鼠标的当前位置显示在控制台窗口的最后一行上，若单击鼠标左键，则在当前位置处写一个字符‘A’，若双击鼠标任一按钮，则程序终止。具体代码如下：


　　程序运行结果如下：
　
　　 十一、结语

　　综上所述，利用控制台窗口的Widows API函数可以设计简洁美观的文本界面，使得用Visual C++ 6.0开发环境深入学习C++以及文本界面设计成为一件比较容易的事件。当然文本界面的设计还需要一定的方法和技巧，限于篇幅，这里不再阐述。