張曉峰

摘 要： Windows程序設(shè)計(jì)使得復(fù)雜的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程變得簡(jiǎn)便，但是由于API、MFC等復(fù)雜內(nèi)容的引入，使得該課程的學(xué)習(xí)過(guò)程充滿艱辛，難以獲得滿意的教學(xué)效果。隨著該課程的廣泛開(kāi)展，基于對(duì)該課程教學(xué)模式的深入思考和多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，分析了該課程教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，充分認(rèn)識(shí)到程序整體結(jié)構(gòu)對(duì)于Windows程序設(shè)計(jì)的重要性，提出了“先搭結(jié)構(gòu)，再添磚瓦”的教學(xué)模式，并設(shè)計(jì)了一套與之相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞： Windows程序設(shè)計(jì)； API； MFC； 程序框架

中圖分類(lèi)號(hào)：G42 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-8228（2014）11-57-02

New idea of Windows programming course

Zhang Xiaofeng

（School of Computer Science and Technology， Nantong University， Nantong， Jiangsu 226019， China）

Abstract： Using Windows programming， the complex software development becomes easy. But the course of Windows programming is hard to obtain a satisfactory teaching effectiveness. Since the introduction of API， MFC and so on， the study of Windows programming is difficult. With the development of this course， it is necessary to take a deep considering of this course. In this paper， the problems of this course are analyzed according to years of teaching experience. A new teaching mode， which suggests the framework is more important， is proposed. A suit of corresponding experiments are designed.

Key words： Windows programming； API； MFC； framework of programming

0 引言

Windows程序設(shè)計(jì)是一種實(shí)用的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法，該方法主要使用API（Application Programming Interface，應(yīng)用程序編程接口）、MFC（Microsoft Foundation Classes，微軟基礎(chǔ)類(lèi)庫(kù)）等實(shí)現(xiàn)，是程序設(shè)計(jì)的高級(jí)形式。近幾年來(lái)，為了讓學(xué)生更好地接觸流行的程序設(shè)計(jì)方式，畢業(yè)后更好地適應(yīng)角色融入工作中，很多學(xué)校開(kāi)設(shè)了Windows程序設(shè)計(jì)課程。由于該課程涉及的知識(shí)面廣，包含內(nèi)容的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，實(shí)際獲得的教學(xué)效果并不理想。一些研究[1-3]分析了Windows程序設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)，提出了相應(yīng)的教學(xué)方案。但是這些方法的使用往往得到只見(jiàn)樹(shù)木不見(jiàn)森林的結(jié)果。本文分析和研究了Windows程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，提出了合理的解決方案，并設(shè)計(jì)了一套與之相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。所提出的方法在近幾年的教學(xué)實(shí)踐中獲得了較好的效果。

1 課程的難點(diǎn)

本課程涉及一種實(shí)用的程序編寫(xiě)技術(shù)，它和Windows操作系統(tǒng)有著密切的聯(lián)系，通過(guò)Windows編程技術(shù)，既能夠編寫(xiě)出涉及底層的軟件，也可以實(shí)現(xiàn)功能強(qiáng)大的具有Windows窗口界面的程序。然而正是由于其強(qiáng)大的功能，使得初學(xué)者無(wú)所適從。以下簡(jiǎn)要分析本課程的難點(diǎn)。

⑴ 面向過(guò)程到面向?qū)ο蟮霓D(zhuǎn)變

學(xué)生在接觸本課程之前，一般都學(xué)習(xí)過(guò)諸如C或者C++這類(lèi)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。然而那些課程中編寫(xiě)的程序主要是面向過(guò)程的，程序之間的調(diào)用、跳轉(zhuǎn)清晰明了。會(huì)有人說(shuō)C++是一個(gè)面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言，課程中主要涉及的是控制臺(tái)程序，用C++來(lái)講解面向過(guò)程的程序結(jié)構(gòu)和思想，對(duì)于面向?qū)ο蟮闹v解僅停留在類(lèi)、對(duì)象等概念上，學(xué)生很難形成面向?qū)ο蟮纳羁陶J(rèn)識(shí)。

到了Windows程序設(shè)計(jì)部分，面向?qū)ο缶蜕婕暗匠绦虻姆椒矫婷?。?duì)象、類(lèi)和方法使得整個(gè)程序形成一個(gè)復(fù)雜的關(guān)系網(wǎng)，與原先的程序開(kāi)發(fā)思想形成了鮮明的對(duì)比。

⑵ 消息驅(qū)動(dòng)機(jī)制

傳統(tǒng)的編程方式主要是過(guò)程式的結(jié)構(gòu)，從一個(gè)部分到另一個(gè)部分一目了然。比如在程序中運(yùn)行一個(gè)函數(shù)，必須有代碼顯式調(diào)用該函數(shù)。因此，僅僅讀程序就可以獲得程序完整的流程。

但是消息驅(qū)動(dòng)機(jī)制改變了傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。在這種驅(qū)動(dòng)機(jī)制下，程序的流向與當(dāng)前獲得的消息有關(guān)，這樣，每次運(yùn)行程序時(shí)的消息不同會(huì)造成不同的運(yùn)行結(jié)果。消息的種類(lèi)有好多種，其中最常用的是用戶(hù)的鼠標(biāo)、鍵盤(pán)交互動(dòng)作。因此想要更好地掌握Windows程序的設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，理解消息驅(qū)動(dòng)機(jī)制是必不可少的。

⑶ API和MFC開(kāi)發(fā)的區(qū)別和聯(lián)系

API和MFC是實(shí)現(xiàn)Windows程序設(shè)計(jì)的兩種基本途徑。兩者都能實(shí)現(xiàn)具體的編程目的，都是基于消息驅(qū)動(dòng)的，但在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中有較大的區(qū)別。

API開(kāi)發(fā)方式?jīng)]有對(duì)程序進(jìn)行過(guò)多封裝，功能的實(shí)現(xiàn)都必須調(diào)用相應(yīng)的API函數(shù)實(shí)現(xiàn)，樣樣事都需要親力親為，優(yōu)點(diǎn)是開(kāi)發(fā)人員對(duì)設(shè)計(jì)程序的實(shí)現(xiàn)有清晰的認(rèn)識(shí)。而MFC則封裝了較多的內(nèi)容，優(yōu)點(diǎn)是使開(kāi)發(fā)者集中精力在具體實(shí)現(xiàn)上，而不是糾結(jié)于界面設(shè)計(jì)、消息處理的細(xì)節(jié)，缺點(diǎn)則是初學(xué)者不了解程序的流向，不能有效掌控整個(gè)程序。

⑷ 對(duì)Windows程序設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)理解不夠

由于Windows程序設(shè)計(jì)是基于消息驅(qū)動(dòng)的，編程的時(shí)候需要考慮的是如何調(diào)用消息處理程序。API比較簡(jiǎn)單，一般就是處理窗口的消息。而MFC將這些內(nèi)容封裝起來(lái)，很難直接看到內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。

⑸ API數(shù)量龐大，難以記憶

功能強(qiáng)大帶來(lái)的副作用就是需要更多的函數(shù)實(shí)現(xiàn)具體功能。Windows中的API函數(shù)多達(dá)數(shù)千個(gè)，隨著Windows的發(fā)展，數(shù)量還在不斷增加，這給初學(xué)者造成了較大的負(fù)擔(dān)。如何分門(mén)別類(lèi)記憶這些API函數(shù)，是Windows程序設(shè)計(jì)中必須面對(duì)的問(wèn)題。

2 解決方案

Windows程序設(shè)計(jì)課程中遇到的問(wèn)題并不是孤立的，它們之間緊密聯(lián)系。對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行深入分析研究，本文提出這樣的教學(xué)模式：先掌握程序的框架結(jié)構(gòu)，然后再考慮細(xì)節(jié)的“磚瓦”。先導(dǎo)課程中有相關(guān)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言課程已訓(xùn)練過(guò)學(xué)生的編程思想，本課程主要希望教會(huì)學(xué)生借助Windows程序設(shè)計(jì)工具開(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu)復(fù)雜和功能強(qiáng)大的Windows程序，因此程序整體結(jié)構(gòu)在本課程中具有意義。

面向?qū)ο蟮乃枷氩荒軆H靠講解對(duì)象和類(lèi)的概念，應(yīng)該放到具體程序中講解，比如程序的主體中的對(duì)象和類(lèi)。而MFC中更是充滿了類(lèi)的概念，從整個(gè)框架到小的控件都是類(lèi)的具體對(duì)象。當(dāng)學(xué)生知道了這些部分都是對(duì)象的時(shí)候，他們會(huì)恍然大悟。這些類(lèi)的具體方法也會(huì)隨著教學(xué)的深入而不斷被提到。

對(duì)構(gòu)架的理解可以通過(guò)分析一個(gè)樣板程序獲得，并且在隨后的課程中逐漸加深理解。API創(chuàng)建程序的結(jié)構(gòu)比較清晰，一般是創(chuàng)建窗體后進(jìn)入消息循環(huán)。MFC創(chuàng)建的程序主要有三類(lèi)：對(duì)話框、單文檔和多文檔，這三類(lèi)的結(jié)構(gòu)略有區(qū)別?！拔臋n/視圖”結(jié)構(gòu)是MFC程序的基本結(jié)構(gòu)，它將數(shù)據(jù)和顯示分開(kāi)，使程序開(kāi)發(fā)更容易。但是只會(huì)往這種結(jié)構(gòu)中填寫(xiě)程序，則會(huì)在文件是如何打開(kāi)、保存，以及送到屏幕顯示等具體問(wèn)題上迷惘，因此需要從基本結(jié)構(gòu)入手，深入剖析其程序的消息響應(yīng)機(jī)制。

解決了程序的框架問(wèn)題，接下來(lái)需要進(jìn)一步訓(xùn)練學(xué)生的面向過(guò)程的程序思想，即如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)個(gè)程序塊的功能。這些功能塊構(gòu)建了程序需要的“磚塊”，填入之前設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)中就形成了完整的程序。構(gòu)建“磚塊”就會(huì)用到相應(yīng)的API函數(shù)，這時(shí)不能一下子將所有API拋給學(xué)生。API太多，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。適宜采用的方法是讓學(xué)生掌握部分常用的API函數(shù)，然后拓展范圍，教會(huì)他們使用MSDN查找具有相應(yīng)功能的API函數(shù)。

3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

作為一門(mén)實(shí)踐性的課程，光靠理論是不能夠讓學(xué)生掌握課程的基本內(nèi)容的，良好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可以使學(xué)生將書(shū)本知識(shí)轉(zhuǎn)化為自己的技術(shù)。經(jīng)過(guò)這些整理，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)包含以下幾個(gè)部分。

⑴ Windows應(yīng)用程序的框架

該實(shí)驗(yàn)主要用于熟悉使用API編寫(xiě)Windows應(yīng)用程序的框架，首先實(shí)現(xiàn)單窗口程序及其消息處理，并在此基礎(chǔ)上添加其他窗體、對(duì)話框，及其消息處理函數(shù)。通過(guò)API掌握數(shù)據(jù)的流向。

⑵ Windows應(yīng)用程序?qū)Ω鞣N消息的響應(yīng)

這部分的消息主要包括：鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、菜單等。主要掌握各種常見(jiàn)的消息處理，以及這些消息處理中使用的API函數(shù)。

⑶ Windows應(yīng)用程序的圖形和文字輸出

這部分主要訓(xùn)練學(xué)生使用API函數(shù)實(shí)現(xiàn)輸出功能。

⑷ MFC創(chuàng)建程序的框架

這部分內(nèi)容包括使用MFC創(chuàng)建單文檔、多文檔和對(duì)話框程序，文檔打開(kāi)、保存，消息傳遞。要著重理解MFC程序的“文檔/視圖”框架。

⑸ MFC創(chuàng)建菜單

菜單中的消息響應(yīng)機(jī)制是這部分的重點(diǎn)，需要掌握手動(dòng)添加菜單及其相應(yīng)函數(shù)。

⑹ MFC程序中其他控件的使用

如果前面已經(jīng)掌握了MFC程序的框架，這部分就是在添磚加瓦。每個(gè)部分相對(duì)獨(dú)立，學(xué)習(xí)的難度不大。

其實(shí)驗(yàn)的安排與書(shū)本順序恰恰相反，它遵循了從整體到局部的理念。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生充分掌握Windows程序設(shè)計(jì)的框架，同時(shí)掌握每個(gè)細(xì)節(jié)的編寫(xiě)方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)Windows程序的全面掌控。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)Windows程序設(shè)計(jì)課程內(nèi)容繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)，分析了課程的難點(diǎn)，提出了從結(jié)構(gòu)入手，逐步了解各個(gè)細(xì)節(jié)的學(xué)習(xí)方法，并配合該方法提出了一套實(shí)驗(yàn)方案。在近些年的教學(xué)實(shí)踐中，這些方法取得了較好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 何軍.面向?qū)ο笏枷朐赪indows程序設(shè)計(jì)課程中的教學(xué)研究[J].福建

電腦，2013.8：186-187

[2] 劉智，張金榮，王森.深入淺出講解“Windows程序設(shè)計(jì)—Visual C++”

課程[J].計(jì)算機(jī)時(shí)代，2012.9：57-59

[3] 虞芬，鄒睿娟.以學(xué)生為中心，培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力—《Windows程序設(shè)

計(jì)》課程的教學(xué)改革與實(shí)踐[J].九江職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011.2：

46-48