Организация низкоуровнего консольного ввода-вывода

Низкий уровень консольного ввода-вывода по сравнению с высоким уровнем и обладает более широкими и гибкими возможностями. Низкоуровневые функции консольного ввода-вывода обеспечивают прямой доступ к входному и экранным буферам консоли, предоставляя приложению доступ к событиям мыши и клавиатуры, а также к информации об изменении размеров окна консоли. Функции низкоуровневого ввода-вывода позволяют приложению иметь доступ по чтению-записи к указанному числу последовательных символьных ячеек в экранном буфере или к прямоугольному блоку символьных ячеек в указанной позиции экранного буфера.

Поддержка работы с мышью в консоли

Большое достоинство консольных приложений — встроенная средствами Windows поддержка мыши. Она реализуется с помощью функции ReadConsolelnput. Важно отметить, что эта функция используется для получения информация о событиях не только мыши, но и о событиях клавиатуры, изменении размера окна и так далее.

B00L ReadConsoleInput(

HANDLE hConsolelnput,

PINPUT_RECORD lpBuffer,

DWORD nLength,

LPDWORD lpNumberOfEventsRead);

hConsolelnput — стандартный дескриптор ввода, полученный функцией GetStdHandle;

lpBuffer — указатель на буфер, в который записывается информация о событии мыши, — эта область памяти имеет структуру, называемую INPUT_ RECORD;

nLength — размер во входных записях буфера, на который указывает указатель lpBuffer;

lpNumberOfEventsRead — определяет переменную, в которую записывается действительное число прочитанных записей входного буфера.

Расширенная поддержка клавиатуры в консоли

Функции работы с текстом высокого уровня не дают других возможностей работы с клавиатурой, кроме как примитивного ввода текста. При разработке программ текстового режима часто требуется информация о состоянии управляющих клавиш, о факте удержания клавиши, что может свидетельствовать о желании пользователя повторить ввод некоторого символа или просто о желании получить тривиальный скан-код клавиши. Эти и другие события клавиатуры доступны программе посредством функции ReadConsolelnput. События клавиатуры генерируются при нажатии любой клавиши. Процесс их обработки аналогичен обработке событий мыши. В первую очередь заполняется о нажатии некоторых управляющих клавиш. Для всех остальных клавиш просто фиксируется факт нажатия. При этом необходимо помнить, что однократному нажатию клавиши реально соответствуют два события — нажатие и отпускание клавиши. В связи с этим программа выводит два сообщения. На практике этого можно избежать, анализируя поле bKeyDown: bKeyDown=l, когда клавиша нажата; bKeyDown=0, когда клавиша отпущена. Выход из программы — при выполнении любых действий с мышью.

Описание используемых функций

 GetStdHandle

Функция извлекает дескриптор для стандартного ввода данных, стандартного вывода или стандартной ошибки устройства.

HANDLE GetStdHandle(

DWORD nStdHandle 

);

nStdHandle – стандартное устройство, для которого дескриптор должен быть возвращен.

На вход функции GetStdHandle должно быть подано одно из следующих значений:

• STD_INPUT_HANDLE = -10 — дескриптор стандартного входного потока;

• STD_OUTPUT_HANDLE = -11 — дескриптор стандартного выходного потока;

• STD_ERROR_HANDLE = -12 — дескриптор стандартного потока ошибок.

Дескрипторы, возвращенные функцией GetStdHandle, могут быть использованы прикладными программами, которым нужно читать из консоли или записывать в консоль. Когда консоль создана, дескриптором стандартного ввода является дескриптор буфера ввода консоли, а стандартного вывода и обработки стандартной ошибки является дескриптор активного экранного буфера консоли. Эти дескрипторы могут быть использованы функциями ReadFile и WriteFile, или любой из консольных функций, которые обращаются к консольному буферу ввода или экранному буферу.

Стандартные дескрипторы процесса могут быть переназначен вызовом функции SetStdHandle, в этом случае функция GetStdHandle возвращает переназначенный дескриптор. Если стандартные дескрипторы были переназначены, можно задать значение CONIN$ при вызове к функции CreateFile, чтобы получить дескриптор для буфера ввода консоли. Точно так же можно задать значение CONOUT$, чтобы получить дескриптор для активного экранного буфера консоли.

WriteConsole

Функция записывает символьную строку в экранный буфер консоли, начинающийся с текущей позиции курсора.

BOOL WriteConsole(

HANDLE hConsoleOutput,           CONST VOID * lpBuffer,           DWORD nNumberOfCharsToWrite,     LPDWORD lpNumberOfCharsWritten,  LPVOID lpReserved  );

hConsoleOutput – дескриптор экранного буфера консоли.

lpBuffer – указатель на буфер, содержащий символы, которые будут записаны в экранный буфер консоли. Общий размер должен быть меньше чем 64КБ.

nNumberOfCharsToWrite – число TCHARs для чтения.

lpNumberOfCharsWritten – указатель на переменную, которая принимает число фактических записей TCHARs.

lpReserved - зарезервировано, должно быть ПУСТО (NULL).

Функция WriteConsole записывает символы в экранный буфер консоли. Она ведет себя подобно функции WriteFile и, кроме того, может записывать или в режиме ANSI или УНИКОДЕ. Чтобы создать приложение, которое поддерживает единственный набор источников информации, совместимых с обоими режимами, используют функцию WriteConsole, а не WriteFile. Хотя WriteConsole может быть использована только с дескриптором экранного буфера консоли,  WriteFile может быть использована с другими дескрипторами (такими как файлы или каналы).  Функция WriteConsole завершается ошибкой, если используется со стандартным дескриптором, который был переназначен, чтобы быть несколько другим, чем консольный дескриптор.

Функция WriteConsole записывает символы в экранном буфере консоли в текущей позиции курсора. Позиция курсора продвигается вперед, по мере написания символов. 

Символы пишутся, с использованием атрибутов цвета текста и цвета фона, связанных с экранным буфером консоли. 

SetConsoleCursorPosition

Функция устанавливает позицию курсора в заданном экранном буфере консоли.

BOOL SetConsoleCursorPosition(

HANDLE hConsoleOutput,  COORD dwCursorPosition );

hConsoleOutput – дескриптор экранного буфера консоли.

dwCursorPosition – структура COORD, которая устанавливает новую позицию курсора. Координаты - столбец и ряд символьного знакоместа экранного буфера. Координаты должны быть в пределах границ экранного буфера консоли.

Если новая позиция курсора не в пределах границ окна экранного буфера консоли, начало координат окна изменяется, чтобы сделать курсор видимым.

SetConsoleTitle

Функция предназначена для отображения заголовка окна консоли

B00L SetConsolеTitle(LPCTSTR lpConsoleTitle) ;

Функция SetConsoleTitle имеет один параметр — указатель на строку с заголовком консоли, заканчивающуюся нулем.

FreeConsole

Функция  отключает вызывающий процесс от его консоли.

BOOL FreeConsole(VOID);

Если другие процессы совместно используют консоль, консоль не разрушается, но вызывающий процесс не может ссылаться на неё.

Процесс может использовать функцию FreeConsole, чтобы отключить себя от своей текущей консоли, а затем он может вызывать функцию AllocConsole, чтобы создать новую консоль или AttachConsole, чтобы подключиться на другую консоль.

AllocConsole

Функция  назначает новую консоль для вызывающего процесса.

BOOL AllocConsole(void);

Процесс может быть связан с только одной консолью, так что функция AllocConsole завершается ошибкой, если вызывающий процесс уже имеет консоль. Процесс может использовать функцию FreeConsole, чтобы отключить себя от своей текущей консоли, затем он может вызывать функцию AllocConsole, чтобы создать новую консоль или функцию AttachConsole, чтобы подключиться к другой консоли.

Если вызывающий процесс создает дочерний процесс, ребенок наследует новую консоль.

Функция AllocConsole инициализирует стандартный ввод данных, стандартный вывод и обработку стандартной ошибки для новой консоли. Дескриптор стандартного ввода – это дескриптор буфера ввода консоли, а дескрипторы стандартного вывода, и стандартной ошибки – это дескрипторы экранного буфера консоли. Чтобы получить эти дескрипторы, используйте функцию GetStdHandle.

CharToOemA

Функция  преобразует строку в определенный OEM набор символов.

BOOL CharToOem(      

LPCTSTR lpszSrc,

LPSTR lpszDst

);

lpszSrc –указатель на преобразуемую строку с завершающим нулем.

lpszDst – указатель на буфер для транслируемой строки. Если функция CharToOem используется как функция ANSI, строка может быть преобразована на месте путем установки параметра lpszDst для того же самого адреса, что и параметр lpszSrc. Этого нельзя делать, если CharToOem используется как широкосимвольная (Unicode) функция.

SetConsoleTextAttribute

Функция  устанавливает атрибуты символов, записанных в экранный буфер консоли функцией WriteFile или WriteConsole, или повторенных в эхо режиме функцией ReadFile или ReadConsole. Эта функция воздействует на текст, записанный после вызова функции.

BOOL SetConsoleTextAttribute(

HANDLE hConsoleOutput,  WORD wAttributes       

);

hConsoleOutput – дескриптор экранного буфера консоли.

wAttributes – цвет текста и фона

Чтобы выяснять текущие атрибуты цвета экранного буфера, необходимо вызвать функцию GetConsoleScreenBufferInfo.

ReadConsoleInputA

Функция  читает данные из консольного буфера ввода и удаляет их из буфера.

BOOL ReadConsoleInput(

HANDLE hConsoleInput,     PINPUT_RECORD lpBuffer ,  DWORD nLength ,           LPDWORD lpNumberOfEventsRead 

);

hConsoleInput – дескриптор консольного буфера ввода.

lpBuffer – указатель на массив структур INPUT_RECORD, который принимает данные буфера ввода. Общий размер требуемого массива должен быть меньше чем 64КБ.

nLength – размер массива, указанного параметром lpBuffer, в элементах массива.

lpNumberOfEventsRead – указатель на переменную, которая принимает число прочитанных записей вводимых данных.

Если число записей, предписываемых в параметре nLength, превышает число записей, доступных в буфере, читается доступное число. Функция не возвращает значения до тех пор, пока, по крайней мере, не будет прочитана одна запись вводимых данных.

Процесс может установить консольный дескриптор буфера ввода в одной из функций ожидания, чтобы выяснить, когда имеется непрочитанный консольный ввод данных. Когда буфер ввода не пуст, состояние консольного дескриптора буфера ввода является сигнальным.

Чтобы выяснять число непрочитанных записей вводимых данных в буфере ввода консоли, используют  функцию GetNumberOfConsoleInputEvents. Чтобы читать записи вводимых данных из консольного буфера ввода без воздействия на число непрочитанных записей, используют функцию PeekConsoleInput. Чтобы сбросить все непрочитанные записи в буфере ввода консоли, используют функцию FlushConsoleInputBuffer.

ExitProcess

Функция  заканчивает работу процесса и всех его потоков.

VOID ExitProcess(

UINT uExitCode 

);

uExitCode – определяет код выхода для процесса, и для всех потоков, которые завершают работу в результате вызова этой функции. Для того, чтобы получить значение выхода из процесса необходимо используют функцию GetExitCodeProcess. Для того, чтобы получить значение выхода из потока необходимо использовать функцию GetExitCodeThread.

Функция ExitProcess - предпочтительный метод завершения процесса. Эта функция обеспечивает чистое отключение процесса. Такое завершение включает в себя вызов функций точек входа всех связанных динамически подключаемых библиотек (DLL) со значениями, указывающими, что процесс отключается от  DLL. Если процесс заканчивается путем вызова TerminateProcess, DLL, к которым процесс подключен, не уведомляются о завершении процесса. После того, как все связанные DLL исполнили любое значение завершения, эта функция завершает работу текущего процесса.

Завершение процесса происходит по нижеследующим причинам:

1. Все дескрипторы объектов, открытые процессом, закрываются.

2. Все потоки в процессе завершают свою работу по исполнению кода.

3. Состояние объекта процесса становится сигнальным, удовлетворяя любые потоки, которые ждали завершения процесса.

4. Состояния всех потоков процесса, становятся сигнальными, удовлетворяя любые потоки, которые ждали завершения работы потоков.

5. Состояние завершения процесса изменяется из STILL_ACTIVE в значение выхода процесса.

Завершение процесса не заставляет дочерние процессы закончить свою работу.

Завершение процесса необязательно удаляет объект процесса из операционной системы. Объект процесса удаляется тогда, когда закрывается последний дескриптор процесса.

KEY_EVENT - клавиатурное событие

Смещение	Длина	Значение
+4	4	При нажатии клавиши значение поля больше нуля.
+8	2	Количество повторов при удержании клавиши.
+10	2	Виртуальный код клавиши.
+12	2	Скан-код клавиши.
+14	2	Для функции ReadConsoleInputA-младший байт равен ASCII-коду клавиши. Для функции ReadConsoleInputW слово содержит код клавиши в двухбайтной кодировке (Unicode).
+16	4	Содержится состояния управляющих клавиш. Может являться суммой следующих констант: RIGHT_ALT_PRESSED equ 1h LEFT_ALT_PRESSED equ 2h RIGHT_CTRL_PRESSED equ 4h LEFT_CTRL_PRESSED equ 8h SHIFT_PRESSED equ 10h NUMLOCK_ON equ 20h SCROLLLOCK_ON equ 40h CAPSLOCK_ON equ 80h ENHANCED_KEY equ 100h Смысл констант очевиден.

MOUSE_EVENT – событие с мышью

Смещение	Длина	Значение
+4	4	Младшее слово - Х-координата курсора мыши, старшее слово - Y-координата мыши.
+8	4	Описывает состояние кнопок мыши. Первый бит - левая кнопка, второй бит - правая кнопка, третий бит - средняя кнопка. Бит установлен - кнопка нажата.
+12	4	Состояние управляющих клавиш. Аналогично предыдущей таблице.
+16	4	Может содержать следующие значения: MOUSE_MOV equ 1h; было движение мыши DOUBLE_CL equ 2h; был двойной щелчок