Особенности программирования под Windows.

Язык программирования С++ создавался тогда когда, существовали две операционные системы Dos и Unix. Ни тодна из них не имела развитого графического интерфейса, поэтому, создавая программу программист был вынужден создавать интерфейс для пользователя, чтобы тот смог в дальнейшем работать с этой программой. Появление Windows в значительной степени упростило эту задачу. В самом деле, Windows имеет разветвленный графический интерфейс прикладного программирования (Application Programming Interface – API), позволяющий создавать окна, меню, кнопки, полосы прокрутки и т.п. API – это набор необходимых функций с помощью которых любое приложение может взаимодействовать с операционной системой. API – это своего рода связывающее звено между приложением и операционной системой. API для Win32 содержит более 2000 функций, несколько сотен сообщений, констант, макросов. Было бы нелепо создавать все это заново, вместо того, чтобы воспользоваться имеющимися разработками. Однако для того, чтобы это сделать нужно иметь некоторые представления о механизме работы ОС Windows. Рассмотрим лишь некоторые основные возможности этой операционной системы.

В отличие от предшествующих операционных систем Win32 является многозадачной, т.е. имеет возможность одновременного выполнения нескольких задач. Впрочем, это только кажущаяся одновременность. На самом деле один процессор может только переключаться от выполнения одной задачи к другой, но операционная система сама решает какой программе предоставить в распоряжение процессор. Подобная организация позволяет, выполнять одновременного нескольких программ, и не допускает возможности полного захвата ресурсов компьютера одной задачей, защищая, таким образом, систему от "зависания" (хотя на практике это не всегда так).

Выполняемая задача, или как принято говорить в Win32 процесс, может быть разбита на несколько одновременно выполняющихся подзадач, которые называются потоками. При этом основной поток может продолжать общаться с пользователем, в то время как другие заняты выполнением возложенных на них функций.

Все потоки, принадлежащие одному процессу, выполняются в одном адресном пространстве и имеют общие с этим процессом код, ресурсы и глобальные переменные. Для того чтобы несколько потоков слаженно решали поставленные задачи и не мешали друг другу при использовании каких-то общих ресурсов, применяется синхронизация потоков. Синхронизация может потребоваться, например, в случае, когда один из потоков должен дождаться завершения какой-то операции, выполняемой другим потоком, или когда потоки работают с ресурсом, способным одновременно обслуживать лишь один из них. Поскольку потоки выполняются в условиях вытесняющей многозадачности, функции их синхронизации берет на себя операционная система. Для управления потоками в Windows используются специальные флаги, на которых основано действие нескольких механизмов синхронизации.

В Win32 каждый процесс имеет свое адресное пространство, поэтому одновременно выполняемые приложения не могут случайно повредить данные друг друга. Однако часто возникает необходимость в обмене информацией или процессами. Для этой цели в Win32 предусмотрены специальные способы, позволяющие приложениям получать совместный доступ к каким-либо данным.

Один из способов заключается в создании "Почтового ящика" (mailslot) — специальной структуры в памяти, имитирующей обычный файл на жестком диске. Приложения могут помещать данные в "ящик" и считывать их из него. Когда все приложения, работающие с ящиком, завершаются, "почтовый ящик и данные, находящиеся в нем, удаляются из памяти.

Другой способ заключается в организации коммуникационной магистрали -"канала" (pipe), соединяющего процессы. Приложение, имеющее доступ к каналу с одного его "конца", может связаться с приложением, имеющим доступ к каналу с другого его "конца", и передать ему данные. Канал может выделять приложениям односторонний или двусторонний доступ. При одностороннем доступе одно приложение может записывать данные в канал, а другое — считывать; при двустороннем — оба приложения могут выполнять операции чтения/записи. Существует возможность организовать канал, коммутирующий сразу несколько процессов.

Таким образом, особенностью операционной системы Win32 является непрерывный обмен сообщениями между потоками и системой. Поэтому создание программ под Windows имеет свои особенности, связанные именно с обработкой сообщений.

Создание окон.

Windows это программа написанная на языке С++. Причем обмен информацией системы с пользователем чаще всего осуществляется с помощью окон. Сразу возникает вопрос: как операционная система Windows в процессе работы создает окна к которым вынуждена сама обращаться? Ответ очень прост. Средствами языка С++. Существует базовый класс Frame от которого пораждаются объекты - окна. Только нужно иметь в виду, что имена этим объектам дает сама операционная система. Имена представляют собой целые числа. Использование таких имен вполне оправдано, т.к. следующий объект получает уникальное имя строящееся по простому правилу, к последнему имени нужно добавить единицу. И вообще большинство переменных в Windows это целые числа. Только нужно иметь в виду, что это не числа типа int. Такие имена объектов Windows называются дискрипторами.

В Win32 программах вместо стандартных для С и С++ типов данных (таких, как int или char) применяются типы данных, определенные в библиотечных файлах (например, в WINDOWS.Н). Часто используются следующие типы:

HANDLE — 32-разрядное целое предназначено для автоматического создания имен т.е. идентификатор какого-либо ресурса, например имя окна, диска и т.п;

HWND — 32- разрядное длинное целое для создания имен окон;

BYTE — 8-разрядное беззнаковое символьное значение;

WORD— 16-разрядное беззнаковое короткое целое;

DWORD, UINT — 32-разрядное беззнаковое длинное целое;

LONG — 32-разрядное длинное целое со знаком;

BOOL — целое, используется для обозначения истинности (1 — TRUE) или ложности (0 — FALSE);

LPSTR — 32-разрядный указатель на строку символов.

Кроме перечисленных, существует еще много других типов, обозначающих дескрипторы различных ресурсов, указатели, структуры и т. д. Различия многих из них заключаются лишь в том, что они обозначают. Понятно, что в большинстве случаев, эти типы на самом деле являются именами классов, которые осуществляют те или иные действия в операционной системе. В Windows программах можно также использовать и все традиционные типы данных.