Visual C+程序設(shè)計 ch01 Visual C+開發(fā)環(huán)境1.1 認(rèn)識Visual C+集成開發(fā)環(huán)境Visual C+開發(fā)環(huán)境是一個基于Windows 操作系統(tǒng)的可視化、面向?qū)ο蟮募砷_發(fā)環(huán)境(Integrated Development Environment，IDE）。在該環(huán)境下用戶可以開發(fā)有關(guān)C 和C+的各種應(yīng)用程序，應(yīng)用程序包括建立、編輯、瀏覽、保存、編譯、鏈接和調(diào)試等操作，這些操作都可以通過單擊菜單選項或工具欄按鈕來完成，使用方便、快捷。它還提供了項目工作區(qū)(WorkSpace)、應(yīng)用程序向?qū)?AppWizard）、類操作向?qū)?ClassWizard）和WizardBar等實用編程工具。 Visual C+的主窗口 圖1.1Microsoft Visual C+開發(fā)環(huán)境 1.1.2 工程與項目工作區(qū)在Visual C+集成開發(fā)環(huán)境中，把實現(xiàn)程序設(shè)計功能的一組相互關(guān)聯(lián)的C+源文件、資源文件以及支撐這些文件的類的集合稱為一個工程。工程是Visual C+IDE 開發(fā)程序的基本單位，一個工程至少包含一個工程文件，工程文件的擴展名為.dsp。 Visual C+IDE 以項目工作區(qū)來組織應(yīng)用程序的工程，項目工作區(qū)文件的擴展名為.dsw，這種類型的文件在Visual C+中級別是最高的。項目工作區(qū)含有工作區(qū)的定義和工程中所包含文件的所有信息。所以，要打開一個工程，只需打開對應(yīng)的項目工作區(qū)文件(*.dsw)即可。項目工作區(qū)窗格一般位于屏幕左側(cè)，包含ClassView(類視圖）、ResourceView(資源視圖）及FileView(文件視圖）3 種視圖。 1. ClassViewClassView 用于顯示工程中定義的類。展開文件夾將顯示工程中所有的類，包括系統(tǒng)生成的和用戶自定義的。單擊類名左邊的“+”，就可以看到類的數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)，如圖1.2 所示。我們可以看到，在ClassView 中使用了各種各樣的圖標(biāo)，它們被用來標(biāo)識類、類成員和工程中的其他項，圖1.3 給出了這些圖標(biāo)的含義。 圖1.2 ClassView 視圖圖1.3 ClassView 各圖標(biāo)含義 2. ResourceViewResourceView 用于顯示工程中所包含的資源文件。展開文件夾可顯示所有的資源類型，如圖1.4 所示。顯示的資源類型包括Accelerator(加速鍵)、Dialog(對話框)、Icon(圖標(biāo))、Menu(菜單)、StringTable(串表)、Toolbar(工具條)、Version(版本)等。雙擊底層某個圖標(biāo)或資源文件名，可以打開相應(yīng)的資源編輯器。 圖1.4 ResourceView 視圖 3. FileViewFileView 用于顯示所創(chuàng)建的工程。展開文件夾后可以看到工程中所包含的文件，如圖1.5 所示。除了查看，還可以管理文件，包括增加、刪除、移動、重命名和復(fù)制文件等。單擊文件類型左邊的“+”可看到工程中該種類型的所有文件，雙擊一個文件即可打開該文件。一個應(yīng)用程序工程主要包含實現(xiàn)源文件(*.cpp)、頭文件(*.h)和資源文件(*.rc)等文件類型。 圖1.5 FileView 視圖 1.2 集成開發(fā)環(huán)境的菜單欄Visual C+ IDE 中的菜單欄由File、Edit、View、Insert、Project、Build、Tools、Window和Help 9 個主菜單組成，如圖1.6 所示。每個主菜單又由多個菜單項和子菜單組成。菜單項提供的功能幾乎可以完成Developer Studio 的所有功能。 圖1.6 Visual CIDE 的菜單欄 1.2.1 File 菜單File 菜單主要包括一些與文件有關(guān)的操作命令，其中的主要菜單項、快捷鍵及其功能見表1-1。 表1-1 File 菜單中主要菜單項和功能 1.2.2 Edit 菜單Edit 菜單主要包括一些與文件編輯有關(guān)的操作命令，它的作用在于為用戶提供了一種編輯當(dāng)前打開文件的手段。Edit 菜單中的主要菜單項、快捷鍵及功能見表1-2。 表1-2 Edit 菜單中菜單項和功能 1.2.3 View 菜單View 菜單中的菜單命令項主要用于改變窗口的顯示方式和激活指定的窗口。它的作用在于讓用戶設(shè)置窗口的顯示方式，并提供觀察調(diào)試的窗口。View 菜單中的主要菜單項、快捷鍵及其功能見表1-3。 表1-3 View 菜單中主要菜單項和功能 1.2.4 Insert 菜單Insert 菜單主要包括一些與添加有關(guān)的操作命令，用于向工程中插入類、資源、對象等。Insert 菜單中的主要菜單項、快捷鍵及其功能見表1-4。 表1-4 Insert 菜單中主要菜單項和功能 1.2.5 Project 菜單Project 菜單主要包括一些與工程管理有關(guān)的操作命令。Project 菜單中的主要菜單項、快捷鍵及其功能見表1-5。表1-5 Project 菜單中主要菜單項和功能 1.2.6 Build 菜單Build 菜單主要包括一些與建立可執(zhí)行程序有關(guān)的操作命令，可以提供編譯、鏈接、調(diào)試等功能。Build 菜單中的主要菜單項、快捷鍵及其功能見表1-6。 表1-6 Build 菜單中菜單項和功能 1.2.7 Tools 菜單Tools 菜單中的菜單命令主要用于啟動Visual Studio 實用工具和定制Visual C+IDE 界面。Tools 菜單中的主要菜單項及其功能見表1-7。表1-7 Tools 菜單中菜單項和功能 1.2.8 Window 菜單Window 菜單主要包括一些與窗口顯示有關(guān)的操作命令。Window 菜單中的主要菜單項及其功能見表1-8。表1-8 Window 菜單中主要菜單項和功能 1.3 集成開發(fā)環(huán)境的工具欄Visual C+ IDE 的工具欄以?？看翱诘男问匠霈F(xiàn)，工具欄的位置可以通過鼠標(biāo)拖曳的方法來改變，并可以根據(jù)需要在顯示與隱藏之間進行切換。一般的方法是執(zhí)行Tools 菜單中的Customize 菜單命令，打開Customize 對話框，然后單擊Toolbars 標(biāo)簽，如圖1.7 所示。也可以在菜單欄或工具欄的空白處單擊鼠標(biāo)右鍵，然后在一個彈出式菜單中選擇要顯示或隱藏的工具，如圖1.8所示。 圖1.7 在定制對話框中設(shè)置工具欄圖1.8 在彈出菜單中設(shè)置工具欄如果要恢復(fù)工具欄或菜單欄到系統(tǒng)原來的默認(rèn)狀態(tài)，則在Customize 對話框中單擊Reset 或Reset All 按鈕即可。 1.3.1 Standard 工具欄Standard 工具欄中包括一些與文件和編輯有關(guān)的常用操作命令，每個按鈕的功能與文件(File)、編輯(Edit)和查看(View)等主菜單中的某個菜單項對應(yīng)。圖l.9 給出了Standard 工具欄的一般形式。Standard 工具欄按鈕從左到右依次對應(yīng)的菜單項為：New Text File、Open、Save、Save All、Cut、Copy、Paste、Undo、Redo、Workspace、Output、Window List、FindIn Files、Find、Search。 圖1.9 Standard 工具欄 1.3.2 Build MiniBar 工具欄Build MiniBar 工具欄中主要包括了工程的選擇、編譯、鏈接和調(diào)試等操作命令，每個按鈕的功能與編譯和調(diào)試菜單中某個菜單項對應(yīng)。圖1.10 給出了編譯微型條工具欄(BuildMiniBar)的一般形式。Build MiniBar 工具欄按鈕從左到右依次對應(yīng)的菜單項為：Compile、Build、Stop Build、Execute、Go、Insert/Remove Breakpoint。 圖1.10 Build MiniBar 工具欄 1.3.3 WizardBar 工具欄WizardBar 工具欄可以對ClassView 和ClassWizard 中的命令進行快速訪問，使類和成員函數(shù)的操作更加方便，WizardBar 會自動跟蹤用戶程序的上下文。它的一般形式如圖1.11 所示。 圖1.11 WizardBar 工具欄 WizardBar 工具欄上從左到右分別是Class List 下拉列表框、Filter 下拉列表框、MemberList 下拉列表框和Action 控件。Action 控件含有一個按鈕和一個下拉菜單。3 個列表框分別確定當(dāng)前的類、ID 和成員函數(shù)，Action 控件用于完成一些常用功能。單擊Action 按鈕旁的下拉箭頭時，可打開Action 菜單。通過選擇菜單項，可執(zhí)行跳到函數(shù)定義、增加消息處理函數(shù)等操作。Action 菜單中的菜單項及功能見表1-10。 表1-10 Action 菜單中的菜單項和功能 1.4 AppWizard 與ClassWizardAppWizard(應(yīng)用程序向?qū)?的作用是幫助用戶一步步生成一個新的應(yīng)用程序，并且自動生成應(yīng)用程序所需的基本代碼。它是Visual C+提供的一個實用編程工具，用它產(chǎn)生C+源代碼框架。將它與ClassWizard 一起配合使用，可大大節(jié)省用于開發(fā)應(yīng)用程序的時間和精力。 1.4.1 應(yīng)用程序向?qū)ppWizard在Visual C+中，開發(fā)Windows 應(yīng)用程序有很多方法，最簡單、最方便的方法是使用應(yīng)用程序向?qū)ppWizard。在可視化開發(fā)環(huán)境下，生成一個應(yīng)用程序要做的工作主要包括編寫源代碼、添加資源和設(shè)置編譯方式。利用應(yīng)用程序向?qū)Э梢钥焖賱?chuàng)建各種風(fēng)格的應(yīng)用程序框架，并可自動生成程序通用的源代碼，這樣大大減少了手工編寫代碼的工作量，使程序員能把精力放在具體應(yīng)用代碼的編寫上。啟動Visual C+，進入Visual C+IDE，從File 菜單上選擇New 菜單項，此時將彈出New 對話框，如圖1.12 所示。該對話框有4 個選項卡，分別用于創(chuàng)建新的Files、Projects、Workspaces 和Other Documents。 圖1.12 New 對話框 1. Files 選項卡單擊Files 標(biāo)簽，彈出選項卡，選擇要創(chuàng)建的文件類型，如圖1.13 所示。如果要把新文件添加到一個已經(jīng)存在的工程中，則須選擇Add to Project 復(fù)選框，并選擇工程名稱。在File 編輯框中輸入文件名稱，在Location 編輯框中選擇路徑。 圖1.13 Files 選項卡 2. Projects 選項卡Projects 選項卡用于新建一個項目工程，工程文件中存放軟件開發(fā)所需的全部信息。單擊Projects 標(biāo)簽，彈出選項卡，如圖1.12 所示。首先選擇工程類型，在Project name 編輯框中輸入工程名稱。Visual C+自動為新工程提供一個默認(rèn)目錄，用戶也可以選擇一個目錄。如果用戶要把新工程加到打開的Workspace 窗口中，須選擇Add to current workspace單選按鈕。否則，Visual C+將自動創(chuàng)建一個新Workspace 窗口來包含該工程。 3. Workspaces 選項卡單擊Workspaces 標(biāo)簽，彈出選項卡，如圖1.14 所示。建立工作區(qū)文件用于記錄用戶程序開發(fā)過程中的各種信息，如打開窗口的數(shù)目、大小、工具欄的設(shè)置信息等。選擇工作區(qū)類型，在Workspace name 編輯框中輸入工作區(qū)名稱。Visual C+自動為新工作區(qū)提供一個默認(rèn)目錄，用戶也可以改變它?？梢韵葎?chuàng)建一個空的工作區(qū)再接著創(chuàng)建工程，此時工作區(qū)的目錄不同于它所包含工程的目錄。也可以在創(chuàng)建工程時選中Create new workspaces，此時工作區(qū)的名稱和目錄與工程的名稱和目錄一致。 4. Other Documents 選項卡單擊Other Documents 標(biāo)簽，彈出選項卡。選擇文檔文件類型。當(dāng)創(chuàng)建新文件時，如果要把新文件加到一個已經(jīng)存在的工程中去，則須選擇Add to project 復(fù)選框，并選擇工程名稱，在File 編輯框中輸入文件名稱。Visual C+自動為新文件提供一個默認(rèn)目錄，用戶也可以自己選擇目錄。這里所列文件類型是指Active 文檔，是由使用Active組件的程序如Microsoft Excel 或Microsoft Word 創(chuàng)建的。如果創(chuàng)建普通的文檔，如源文件，應(yīng)使用Files 選項卡。 1.4.2 類向?qū)lassWizard利用AppWizard 生成的只是應(yīng)用程序的框架，雖然可以正常地編譯、運行程序，但不包含任何實質(zhì)性的工作。要實現(xiàn)特定的功能，用戶需要在相應(yīng)的框架中添加自己的處理代碼。利用ClassWizard 可以為它建立新類、進行消息映射、增加類的成員變量、修改已存在的成員函數(shù)和成員變量等。單擊View 主菜單下的ClassWizard 菜單項或按Ctrl+W 鍵，可以打開ClassWizard 對話框，如圖1.16 所示。ClassWizard 由若干選項卡構(gòu)成，其中Message Maps 和Member Variables 是兩個最常用的標(biāo)簽。 圖1.16 ClassWizard 對話框 1Message MapsVisual C+中，通過ClassWizard 管理消息映射，用戶只需編寫處理消息的函數(shù)，并在用戶的類中增加一個消息映射即可。Message Maps 用于管理消息和成員函數(shù)之間的連接。其中的選項可以讓用戶進行加進消息響應(yīng)函數(shù)、刪除成員函數(shù)以及對成員函數(shù)進行編輯等操作。Message Maps 選項卡如圖1.16 所示。各選項的功能如下。 Projcet：指出當(dāng)前工程名稱。 Class name：顯示當(dāng)前的類名，要將消息處理函數(shù)映射為哪個類的成員函數(shù)，就在這里選擇哪個類。 Object IDs：表示當(dāng)前所選中對象的ID 號，包括能產(chǎn)生消息的菜單項、對話框控件。表中的首項總是當(dāng)前的類名。所有可接收消息對象的ID 都被列了出來。 Messages：在Object IDs 列表框中單擊，選中其中的一個ID， Messages 列表框中就會顯示與之關(guān)聯(lián)的消息列表。粗體字的消息表示已有消息處理函數(shù)。Member functions：列出當(dāng)前類中已包含的成員函數(shù)。V 表示是虛函數(shù)，W 表示是Windows 的消息響應(yīng)函數(shù)。Add Class：用于向工程中添加一個新類。Add Function：用于向Member functions 框中加入一個新的消息響應(yīng)函數(shù)，新增的成員函數(shù)用來響應(yīng)Messages 框中當(dāng)前所選中的消息。Delete Function：用于刪除Member functions 列表框中所選中的函數(shù)。但此時只在頭文件中刪除了函數(shù)聲明，在源文件中刪除了消息映射項，實際的函數(shù)代碼則必須由用戶自己手工刪除；否則，編譯時會給出出錯信息。Edit Code：用于打開Member functions 框中所選中的函數(shù)并進行編輯。 2Member VariablesMFC 提供了控件類，通過Member Variables 在控件所屬的對話框類中映射一個控件對象，通過調(diào)用控件類的方法可以方便地操作控件對象。Member Variables 選項卡如圖1.17所示。 圖1.17 Member Variables 標(biāo)簽頁 Project 下拉列表框列出用戶正在處理的工程文件。在Class name 下拉列表框中，可以選擇對哪個類進行類成員變量編輯。在Control IDs 列表框中，列出屬于該類的控件ID。選中控件ID，單擊Add Variable按鈕，可以為這個控件映射值類型的成員變量或控件類型的成員變量。值類型的成員變量用于數(shù)據(jù)交換，控件類型的成員變量就是一個控件類的對象。 1.5 程 序 調(diào) 試1.5.1 查找源程序中的語法錯誤語法錯誤分為一般錯誤(error)和警告錯誤(warning)。當(dāng)出現(xiàn)error 錯誤時將不會產(chǎn)生可執(zhí)行程序，而出現(xiàn)warning 錯誤時能夠生成可執(zhí)行程序，但程序運行時可能發(fā)生錯誤，嚴(yán)重的warning 錯誤還會引起死機現(xiàn)象。warning 錯誤比error 錯誤更難于修改，應(yīng)該盡量消除warning 錯誤。 1.5.2 調(diào)試器為了查找和修改程序中的邏輯設(shè)計錯誤，Visual C+ IDE 提供了重要的調(diào)試工具Debug。單擊Build | Start Debug 菜單中的菜單項，可以啟動Debug。Start Debug 子菜單中有Go、Step Into、Run To Cursor 及Attach to Process 菜單項，它們的功能見表1-11。 表1-11 Start Debug 菜單中的菜單項和功能 Debug 主菜單取代Build 主菜單出現(xiàn)在菜單欄中，同時出現(xiàn)一個可?？康恼{(diào)試工具欄和一些調(diào)試窗口，如圖1.18 所示。將光標(biāo)放在程序中的某個變量名上，它的當(dāng)前值就會顯示出來。在Debug 菜單上有許多菜單項可以控制程序的執(zhí)行，見表1-12。Variable 窗口用于觀察和修改變量的當(dāng)前值，Debug 可根據(jù)當(dāng)前程序運行過程中變量的變化情況自動選擇應(yīng)顯示的變量。用戶可以在Variable 窗口的Context 下拉框選擇要查看的函數(shù)，然后Debug 會在窗口中顯示函數(shù)局部變量的當(dāng)前值。 該窗口中有3 個標(biāo)簽，Auto標(biāo)簽中顯示當(dāng)前語句或前一條語句中變量的值和函數(shù)的返回值。Locals 標(biāo)簽中顯示當(dāng)前函數(shù)局部變量的名稱、值和類型。this 標(biāo)簽以樹型方式顯示當(dāng)前類對象的所有數(shù)據(jù)成員，單擊“+”號可展開this 指針?biāo)笇ο蟆?圖1.18 Debug 界面 表1-12 Debug 菜單中的菜單項和功能 1.5.3 跟蹤調(diào)試程序即使源程序沒有語法錯誤，但最后生成的可執(zhí)行程序也沒有像程序設(shè)計要求的那樣運行，這類程序設(shè)計上的錯誤被稱為邏輯設(shè)計錯誤或缺陷(bug)。跟蹤調(diào)試程序是查找此類邏輯設(shè)計錯誤方法中最常采用的動態(tài)方法。跟蹤調(diào)試的基本原理就是在程序運行過程的某一階段觀測程序的狀態(tài)。而在一般情況下程序是連續(xù)運行的，所以我們必須使程序在某一點停下來。首先，我們所做的第一項工作就是設(shè)立斷點；其次，再運行程序，當(dāng)程序在斷點設(shè)立處停下來時，再利用各種工具觀測程序的狀態(tài)。程序在斷點停下來后，有時需要按用戶要求控制程序的運行，以便進一步觀測程序的流向。 1. 設(shè)置斷點利用Visual C+提供的集成調(diào)試環(huán)境，可以設(shè)置從簡單到復(fù)雜的各種斷點。選擇Edit菜單下的Breakpoints 菜單項后，系統(tǒng)顯示reakpoints 對話框，如圖1.19 所示。由圖中可以看到Breakpoints 對話框包含3 個選項卡，分別對應(yīng)“按位置”、“按表達式的值”和“按窗口消息”3 種設(shè)置斷點的方式。 圖1.19 Breakpoints 對話框Location 選項卡用于設(shè)置位置斷點。該斷點是最常用的一個無條件斷點，也是默認(rèn)的斷點類型。程序執(zhí)行時遇到這種斷點，只是簡單地停下來。 2. 控制程序運行當(dāng)設(shè)置完斷點后，程序就可以進入Debug 狀態(tài)，并按要求來控制程序的運行，其中有4 條命令：Step Over、Step Into、Step Out 和Run to Cursor。 Step Over：運行當(dāng)前箭頭指向的代碼(只運行一條代碼)。 Step Into：如果當(dāng)前箭頭所指的代碼是一個函數(shù)的調(diào)用，則用Step Into 進入該函數(shù)并進行單步執(zhí)行。 Step Out：如果當(dāng)前箭頭所指向的代碼是在某一函數(shù)內(nèi)部，用它可使程序運行至函數(shù)返回處。 Run to Cursor：使程序運行至光標(biāo)所指的代碼處。我們可以通過用鼠標(biāo)單擊工具欄按鈕或使用熱鍵來控制程序的運行。 3. 觀察數(shù)據(jù)變化在調(diào)試過程中，用戶可以通過Watch 和Variables 窗口查看當(dāng)前變量的值。這些信息可以反映程序運行過程中的狀態(tài)變化以及變化結(jié)果的正確與否。