【转】控制台窗口界面的编程控制（一）

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：

#include 
void main()
{
cout<<"Hello, Console!"< } 
　　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：

#include 
#include 
#include 
void main()
{
HANDLE hOut;
hout = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);
// 获取标准输出设备句柄
CONSOLE_SCREEN_BUFFER_INFO bInfo; // 窗口信息
GetConsoleScreenBufferInfo(hOut, &bInfo ); 
// 获取窗口信息
printf(" The soul selects her own society, ");
printf("Then shuts the door; ");
printf("On her devine majority ");
printf("Obtrude no more. ");
_getch();
COORD pos = {0, 0}; 
FillConsoleOutputCharacter(hOut, ' ', bInfo.dwSize.X * bInfo.dwSize.Y, pos, NULL);
// 向窗口中填充字符以获得清屏的效果
CloseHandle(hOut); // 关闭标准输出设备句柄
} 
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：

// 坐标结构体
typedef struct _COORD { 
SHORT X; 
SHORT Y; 
} COORD; 

// 控制台窗口信息结构体
typedef struct _CONSOLE_SCREEN_BUFFER_INFO { 
COORD dwSize; // 缓冲区大小
COORD dwCursorPosition; // 当前光标位置
WORD wAttributes; // 字符属性
SMALL_RECT srWindow; // 当前窗口显示的大小和位置
COORD dwMaximumWindowSize; // 最大的窗口缓冲区大小
} CONSOLE_SCREEN_BUFFER_INFO ; 
　　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。

三、控制台窗口操作

　　用于控制台窗口操作的API函数如下：












GetConsoleScreenBufferInfo 获取控制台窗口信息
GetConsoleTitle 获取控制台窗口标题
ScrollConsoleScreenBuffer 在缓冲区中移动数据块
SetConsoleScreenBufferSize 更改指定缓冲区大小
SetConsoleTitle 设置控制台窗口标题
SetConsoleWindowInfo 设置控制台窗口信息 
　　此外，还有窗口字体、显示模式等控制函数，这里不再细说。下列举一个示例，程序如下：

#include 
#include 
#include 
void main()
{
HANDLE hOut = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE); 
// 获取标准输出设备句柄
CONSOLE_SCREEN_BUFFER_INFO bInfo; // 窗口缓冲区信息
GetConsoleScreenBufferInfo(hOut, bInfo );
// 获取窗口缓冲区信息
char strTitle[255];
GetConsoleTitle(strTitle, 255); // 获取窗口标题
printf("当前窗口标题是：%s ", strTitle);
_getch();
SetConsoleTitle("控制台窗口操作"); // 获取窗口标题
_getch();
COORD size = {80, 25};
SetConsoleScreenBufferSize(hOut,size); // 重新设置缓冲区大小
_getch();
SMALL_RECT rc = {0,0, 80-1, 25-1}; // 重置窗口位置和大小
SetConsoleWindowInfo(hOut,true ,&rc);
CloseHandle(hOut); // 关闭标准输出设备句柄
} 
　　需要说明的是，控制台窗口的原点坐标是(0, 0)，而最大的坐标是缓冲区大小减1，例如当缓冲区大小为80*25时，其最大的坐标是(79, 24)。

　　四、文本属性操作

　　与DOS字符相似，控制台窗口中的字符也有相应的属性。这些属性分为：文本的前景色、背景色和双字节字符集(DBCS)属性三种。事实上，我们最关心是文本颜色，这样可以构造出美观的界面。颜色属性都是一些预定义标识：

FOREGROUND_BLUE 蓝色
FOREGROUND_GREEN 绿色
FOREGROUND_RED 红色
FOREGROUND_INTENSITY 加强
BACKGROUND_BLUE 蓝色背景
BACKGROUND_GREEN 绿色背景
BACKGROUND_RED 红色背景
BACKGROUND_INTENSITY 背景色加强
COMMON_LVB_REVERSE_VIDEO 反色 
　　与文本属性相关的主要函数有：

BOOL FillConsoleOutputAttribute( // 填充字符属性
HANDLE hConsoleOutput, // 句柄
WORD wAttribute, // 文本属性
DWORD nLength, // 个数
COORD dwWriteCoord, // 开始位置
LPDWORD lpNumberOfAttrsWritten // 返回填充的个数
);

BOOL SetConsoleTextAttribute( // 设置WriteConsole等函数的字符属性
HANDLE hConsoleOutput, // 句柄
WORD wAttributes // 文本属性
);

BOOL WriteConsoleOutputAttribute( // 在指定位置处写属性
HANDLE hConsoleOutput, // 句柄
CONST WORD *lpAttribute, // 属性
DWORD nLength, // 个数
COORD dwWriteCoord, // 起始位置
LPDWORD lpNumberOfAttrsWritten // 已写个数
); 
　　另外，获取当前控制台窗口的文本属性是通过调用函数GetConsoleScreenBufferInfo后，在CONSOLE_SCREEN_ BUFFER_INFO结构成员wAttributes中得到。

　　五、文本输出

　　文本输出函数有：

BOOL FillConsoleOutputCharacter( // 填充指定数据的字符
HANDLE hConsoleOutput, // 句柄
TCHAR cCharacter, // 字符
DWORD nLength, // 字符个数
COORD dwWriteCoord, // 起始位置
LPDWORD lpNumberOfCharsWritten // 已写个数
);

BOOL WriteConsole( // 在当前光标位置处插入指定数量的字符
HANDLE hConsoleOutput, // 句柄
CONST VOID *lpBuffer, // 字符串
DWORD nNumberOfCharsToWrite, // 字符个数
LPDWORD lpNumberOfCharsWritten, // 已写个数
LPVOID lpReserved // 保留
);

BOOL WriteConsoleOutput( // 向指定区域写带属性的字符
HANDLE hConsoleOutput, // 句柄
CONST CHAR_INFO *lpBuffer, // 字符数据区
COORD dwBufferSize, // 数据区大小
COORD dwBufferCoord, // 起始坐标
PSMALL_RECT lpWriteRegion // 要写的区域
);

BOOL WriteConsoleOutputCharacter( // 在指定位置处插入指定数量的字符
HANDLE hConsoleOutput, // 句柄
LPCTSTR lpCharacter, // 字符串
DWORD nLength, // 字符个数
COORD dwWriteCoord, // 起始位置
LPDWORD lpNumberOfCharsWritten // 已写个数
); 
　　可以看出：WriteConsoleOutput函数功能相当于SetConsoleTextAttribute和WriteConsole的功能。而WriteConsoleOutputCharacter函数相当于SetConsoleCursorPosition(设置光标位置)和WriteConsole的功能。不过在具体使用要注意它们的区别。
　

六、文本操作示例

　　下面看一个示例程序：

#include <windows.h> 
HANDLE hOut;
void ShadowWindowLine(char *str); // 在具有阴影效果的窗口中显示一行字符，窗口为居中显示
void DrawBox(bool bSingle, SMALL_RECT rc); // 绘制边框
void main()
{
　hOut = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE); // 获取标准输出设备句柄
　SetConsoleOutputCP(437); // 设置代码页
　ShadowWindowLine("Display a line of words, and center the window with shadow.");
　CloseHandle(hOut); // 关闭标准输出设备句柄
}

void ShadowWindowLine(char *str)
{
　CONSOLE_SCREEN_BUFFER_INFO bInfo; // 窗口缓冲区信息
　GetConsoleScreenBufferInfo( hOut, &bInfo ); // 获取窗口缓冲区信息
　// 计算显示窗口大小和位置
　int x1, y1, x2, y2, chNum = strlen(str);
　x1 = (bInfo.dwSize.X - chNum)/2 - 2;
　y1 = bInfo.dwSize.Y/2 - 2;
　x2 = x1 + chNum + 4;
　y2 = y1 + 5;
　WORD att1 = BACKGROUND_INTENSITY; // 阴影属性
　WORD att0 = FOREGROUND_RED |FOREGROUND_GREEN |FOREGROUND_BLUE | 　
　　　　　　　FOREGROUND_INTENSITY |
　　　　　　　BACKGROUND_RED | BACKGROUND_BLUE; // 文本属性

　WORD attText = FOREGROUND_RED |FOREGROUND_INTENSITY; // 文本属性
　// 设置阴影
　COORD posShadow = {x1+1, y1+1}, posText = {x1, y1};
　for (int i=0; i<5; i++){
　　FillConsoleOutputAttribute(hOut, att1, chNum + 4, posShadow, NULL); 
　　posShadow.Y++;
　}
　// 填充窗口背景
　for (i=0; i<5; i++){
　　FillConsoleOutputAttribute(hOut, att0, chNum + 4, posText, NULL); 
　　posText.Y++;
　}
　// 写文本和边框
　posText.X = x1 + 2;
　posText.Y = y1 + 2;
　WriteConsoleOutputCharacter(hOut, str, strlen(str), posText, NULL);
　SMALL_RECT rc = {x1, y1, x2-1, y2-1};
　DrawBox(true, rc);
　SetConsoleTextAttribute(hOut, bInfo.wAttributes); // 恢复原来的属性
}

void DrawBox(bool bSingle, SMALL_RECT rc)
{
　char chBox[6];
　if (bSingle) {
　　chBox[0] = (char)0xda; // 左上角点
　　chBox[1] = (char)0xbf; // 右上角点
　　chBox[2] = (char)0xc0; // 左下角点
　　chBox[3] = (char)0xd9; // 右下角点
　　chBox[4] = (char)0xc4; // 水平
　　chBox[5] = (char)0xb3; // 坚直
　} else {
　　chBox[0] = (char)0xc9; // 左上角点
　　chBox[1] = (char)0xbb; // 右上角点
　　chBox[2] = (char)0xc8; // 左下角点
　　chBox[3] = (char)0xbc; // 右下角点
　　chBox[4] = (char)0xcd; // 水平
　　chBox[5] = (char)0xba; // 坚直
　}
　COORD pos = {rc.Left, rc.Top};
　WriteConsoleOutputCharacter(hOut, &chBox[0], 1, pos, NULL);

　for (pos.X = rc.Left + 1; pos.X　　WriteConsoleOutputCharacter(hOut, &chBox[4], 1, pos, NULL);

　pos.X = rc.Right;
　WriteConsoleOutputCharacter(hOut, &chBox[1], 1, pos, NULL);

　for (pos.Y = rc.Top+1; pos.Y　{
　　pos.X = rc.Left;
　　WriteConsoleOutputCharacter(hOut, &chBox[5], 1, pos, NULL);
　　pos.X = rc.Right;
　　WriteConsoleOutputCharacter(hOut, &chBox[5], 1, pos, NULL);
　}
　pos.X = rc.Left; pos.Y = rc.Bottom;
　WriteConsoleOutputCharacter(hOut, &chBox[2], 1, pos, NULL);
　
　for (pos.X = rc.Left + 1; pos.X　　WriteConsoleOutputCharacter(hOut, &chBox[4], 1, pos, NULL);

　pos.X = rc.Right;
　WriteConsoleOutputCharacter(hOut, &chBox[3], 1, pos, NULL);
} 
　　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。

代码页(Code page) 说 明 1258 越南文 1257 波罗的海文 1256 阿拉伯文 1255 希伯来文 1254 土耳其语 1253 希腊文 1252 拉丁文(ANSI) 1251 斯拉夫文 1250 中欧文 950 繁体中文 949 韩文 936 简体中文 932 日文 874 泰文 850 使用多种语言(MS-DOS拉丁文) 437 MS-DOS美语/英语