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細述 wxWindows

可移植 C++ 和 Python 工具箱簡介

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Markus Neifer ([email protected]), 軟體工程師

2001 年 2 月 01 日

Markus Neifer 提供了有關 wxWindows -- 一種可移植的 C++ 和 Python GUI 工具箱 -- 的概述。他讨論了庫的體系結構，講述了如何安排多平台檔案處理和目錄分隔字元，并談到 wxHTML、圖像檔案格式和 Unicode。還介紹了一些有幫助的 wxWindows 調試小竅門，以及如何将 MFC 應用程式移植到 Linux。

wxWindows 庫，無論是否作為動态連結庫 (DLL) 來編譯它，都有可能有非常小的執行體。它還提供了用于多平台開發的各種特性：可以獲得 OpenGL 接口以及對 HTML、Unicode 和國際化的内建支援。它可以幫助您将應用程式從僅用于 Windows 的 MFC（Microsoft Foundation Classes）移植到其它平台，比方說，Linux。wxWindows 的一個主要目的是在盡可能多的平台上運作，這樣才能支援幾乎每種可用的 C++ 編譯器。它還沒有使用标準 C++ 的全部特性（例如名稱空間、std::string 類和 STL 容器）。但标準 C++ 已被列在日程中，并且已經有了一些對于新類型轉換文法和 std::string 的支援。

簡要曆史

Julian Smart 于 1992 年在愛丁堡大學 (University of Edinburgh) 人工智能應用學院開始了 wxWindows 的研究。1995 年，Markus Holzem 釋出了其到 Xt（X 工具箱）的 wxWindows 移植。停了一段時間後，1997 年 5 月，Windows 和 GTK+ 移植被合并，并放入 CVS 資源庫，所有對 wxWindows 做出貢獻的人都可以使用它。到 97 年底，Julian Smart 開始分發 wxWindows 的 CD-ROM，包括完整的源碼、編譯器材料等等。

目前 wxWindows 在 GPL 下釋出，但有一個例外：可以分發不帶有源代碼的二進制可執行檔案。這對于商業項目來說是個不錯的選擇。它有各種 UNIX 版和 Microsoft Windows 版，以及 Macintosh OS 版。到 OS/2 和其它作業系統的移植也正在開發中。現在，讓我們開始進入具有豐富内容的正文...

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要運用的平台

因為 wxWindows 随時可以使用本機控件，是以它采取與大多數其它多平台 GUI 庫不同的方式來對待小視窗部件。可以仿效那些不可用的控件，例如 Unix 下的樹控件。這将為應用程式的使用者提供類似的外觀和感覺。wxWindows 庫目前支援以下平台：

Windows 3.1，Windows 95/98，Windows NT
帶有 Motif/Lesstif 的大多數 UNIX 版本
帶有 GTK+ 的大多數 UNIX 版本
Mac

僅帶非 GUI 類的 wxBase 庫也可以在 UNIX/Win32 和 BeOS 下建構（有一些限制）。即使您不是将 wxWindows 作為 DLL 編譯，也可以獲得非常小的可執行檔案。例如，使用 Windows 平台的 Microsoft Visual C++ 所編譯的最小的樣本應用程式小于 400 KB。因為 wxWindows 的可執行程式很小，是以通常可以避免所謂的“DLL 災難”。

現在，讓我們看看多平台特性...

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獨立于體系結構的類型

為避免體系結構的依賴性，該庫提供了各種獨立于體系結構的類型和宏，能夠根據應用程式的尾數來處理位交換。它們包括：

wxInt32（32 位有符号整數）
wxInt16（16 位有符号整數）
wxInt8（8 位有符号整數）
wxUint32（32 位無符号整數）
wxUint16 = wxWord（16 位無符号整數）
wxUint8 = wxByte（8 位無符号整數）

位交換宏可用于整數和無符号整數（其中的 xx 代表 16 或 32，BE 代表大尾數法，LE 代表小尾數法。）

wxINTxx_SWAP_ON_BE()
wxUINTxx_SWAP_ON_BE()
wxINTxx_SWAP_ON_LE()
wxUINTxx_SWAP_ON_LE()
wxINTxx_SWAP_ALWAYS()
wxUINTxx_SWAP_ALWAYS()

這裡的用法很直接，如下例所示：

32 位帶符号整數變量的位元組交換

wxInt32 old_var = 0xF1F2F3F4;
wxInt32 new_var = wxINT32_SWAP_ALWAYS( old_var )

除了這些宏以外，wxWindows 還提供了

#define

來定義機器（庫在其上編譯）的目前尾數。以下是它的一例：

使用 #define

if ( wxBYTE_ORDER == wxLITTLE_ENDIAN )
{
    // Do stuff for little endian machine...
}
else
{
    // Do stuff for big endian machine...
}

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檔案處理

要為具有不同檔案存儲器概念的不同平台進行編寫總是很困難的。要克服這一問題，wxWindows 有一些函數用于多平台檔案處理。首先，讓我們看一些用于基本檔案操作（例如複制、删除和重命名）的函數。

基本檔案操作

wxString old_report = "smithers_00.doc"
wxString new_report = "my_smithers.doc";
if ( wxCopyFile( old_report, "smithers_00.bak" ) == true )
{
    if ( wxRemoveFile( old_report ) == true )
    {
        if ( wxRenameFile( new_report, old_report ) == false )
        {
            // Doh!
        }
    }
}

另一個為不同平台進行編寫所帶來的嚴重問題是目錄分隔字元，但使用

wxPathList

類的話就可以完全避免這一問題。

wxPathList

包含了搜尋檔案所用的目錄清單。如果希望查找某一檔案，隻需要将檔案名傳遞給

wxPathList

類，它就會搜尋預先定義的目錄。

wxPathList 類

wxPathList path_list;
// Add current working directory
path_list.Add( "." );
// Add one directory above current working directory
path_list.Add( ".." );
// Add directories from environment variable PATH to the list
path_list.AddEnvList( "PATH" );
wxString path = path_list.FindValidPath( "homer.bmp" );

wxWindows 中還有兩個有用的函數：

wxFileNameFromPath()

，用于将檔案名從完整路徑中剝離，以及

wxPathOnly()

，用于将路徑從完整路徑中剝離。

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HTML

Vaclav Slavik 的 wxHTML 庫對基本 HTML 進行文法分析并産生 HTML。它并沒有完全實作 HTML 标準，但它的功能對于處理聯機幫助已經足夠了，它還可以使用标記處理程式進行擴充。要顯示 HTML，需要建立一個類為

wxHtmlWindow

的對象。然後調用它的方法來設定相關的架構和相關的狀态欄，前者用來實際地顯示 HTML，後者用來顯示由 HTML 文法分析器所生成的消息。

wxHTML

wxHtmlWindow html_window = new wxHtmlWindow( this );
html_window->SetRelatedFrame( this, "HTML : %%s" );
html_window->SetRelatedStatusBar( 0 );

然後，可以通過使用以下函數來裝入 HTML 頁面：

裝入 HTML

html_window->LoadPage( "burns.htm" );

也可以通過以下函數來顯示 HTML 代碼

顯示 HTML

html_window->SetPage( "<html><body>Hello, Monty!</body></html>" );

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圖像

wxImage

類使用圖像格式處理程式來裝入各種不同的圖像檔案格式。可以通過實作自己的圖像格式處理程式，擴充 wxImage 來裝入新的圖像格式。現有的圖像格式處理程式使用衆所周知的庫，例如 Sam Leffler 的 libTIFF 庫或獨立 JPEG 小組的 JPEG 庫。有一些用于 BMP、PNG、JPEG、GIF、PCX、PNM 和 TIFF 的處理程式。可以通過使用應用程式啟動代碼中 wxImage 類的靜态方法 AddHandler() 來激活每個圖像格式處理程式。

wxImages

bool MyApp::OnInit()
{
    wxImage::AddHandler( new wxPNGHandler );
    // more ...
}

要使用所有現有的圖像格式處理程式，隻需要調用函數

wxInitAllImageHandlers()

而不是上面顯示的

AddHandler()

方法。

在其它平台上使用應用程式中的工具欄位圖時要特别小心。在 Windows 上，您将看到 Windows 位圖格式，但 Linux 位圖通常是 pixmaps，在這種情況下，就不能完全避免有條件的編譯。讓我們看一些樣本代碼。

#if defined(__WXGTK__) || defined(__WXMOTIF__)
    #include "maggie.xpm"
#endif
// more ...
void MyApp::UseBitmap()
{
    wxBitmap bitmap( wxBITMAP( maggie ));
    // more ...
}

了解了嗎？所有效果都是由

wxBITMAP()

宏實作的。對于 Windows 和 OS/2，它将使用應用程式資源中名為 'maggie' 的位圖來建立

wxBitmap

對象。對于所有其它平台，它将使用稱為 'maggie_xpm' 的 pixmap 來建立

wxBitmap

對象。

當可以使用

wxDC::DrawBitmap()

在裝置上下文中繪制位圖時，必須為圖像操作使用

wxImage

對象，如下所示。

圖像操作

wxImage* p_image = new wxImage( bitmap );
// Have some fun
if ( p_image->Ok() )
{
    if ( p_image->GetHeight() > 50 && p_image->GetWidth() > 50 )
    {
        unsigned char red   = p_image->GetRed( 50, 50 ); 
        unsigned char green = p_image->GetGreen( 50, 50 ); 
        unsigned char blue  = p_image->GetBlue( 50, 50 );
        // Secure but might be slow
        p_image->SetRGB( 50, 50, red, green, blue );
        // If you want fast action use a pointer...
        unsigned char* data = p_image->GetData();
        // Manipulate the data...
    }
}

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Unicode 和國際化 (i18n)

開發适用于國際市場的軟體時，不能指望每個人都能閱讀以英文表示的應用程式消息。但廣泛使用的 ANSI 代碼又不能處理所有語言符号。（例如，它不能進行中文。）而同時編寫 ANSI 和 Unicode 又有些複雜，您可以從下例中領略到這一點：

ANSI 和 Unicode

#ifdef USE__UNICODE
    wchar_t wide_char = L'h';
    wchar_t const* wide_string = L"Hello, World!";
    int length = wcslen( wide_string );
#else
    char ansi_char = 'h';
    char const* ansi_string = "Hello, World!";
    int length = strlen( ansi_string );
#endif

而使用 wxWindows Unicode 能力就隻需要編寫以下代碼：

wxT() 宏以及 wxChar 和 wxString

wxChar wx_char = wxT( '*' );
wxString wx_string = wxT( "Hello, World!" );
int length = wx_string.Len();

wxT()

宏以及

wxChar

和

wxString

類将處理所有問題。該庫在内部對所有消息使用這種方法。目前有捷克語、丹麥語、德語、法語、意大利語和俄語譯文可用，但您可以在

wxLocale

類的幫助下編譯庫的本地化版本後使用它。

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調試

庫提供了各種不同的類、函數和宏來幫助您調試應用程式。如果以調試方式來編譯庫，用于類

wxObject

（wxWindows 中大多數類的基類）的

new

和

delete

操作符就已經重新定義，可以存儲有關在堆上配置設定的對象的額外資訊。使用這些資訊，可以用類

wxDebugContext

來獲得有關對象配置設定、記憶體洩露、覆寫和正在寫入的詳細資訊。

// Start logging for Dump() call
wxDebugContext::SetCheckpoint();
wxString *thing = new wxString;
wxDate* date = new wxDate;
// non-object allocation
char *ordinaryNonObject = new char[1000];
// more ...
// Print number of object and non-object allocations
wxDebugContext::Dump();
// Print allocation statistics
wxDebugContext::PrintStatistics();

對

wxDebugContext::Dump()

的調用将彈出一個包含配置設定清單的視窗。您可以在下面看到這樣一個清單，這是我用 wxWindows 提供的 memcheck 樣本建立的。

調用 wxDebugContext::Dump()

13:32:45: ----- Memory dump of memcheck at Tue Dec 26 13:32:45 2000 -----
13:32:45: ../../../samples/memcheck/memcheck.cpp(88): 
   non-object data at $DD3DC0, size 4
13:32:45: ../../../samples/memcheck/memcheck.cpp(89): 
   wxDate at $DD40D0, size 24
13:32:45: ../../../samples/memcheck/memcheck.cpp(92): 
   non-object data at $DD4118, size 1000

對

wxDebugContext::PrintStatistics()

的調用将提供一些統計資訊，如下所示。

調用 wxDebugContext::PrintStatistics()

13:32:45: ----- Memory statistics of memcheck at Tue Dec 26 13:32:45 2000 -----
13:32:45: 1 objects of class wxDate, total size 24
13:32:45: 5 objects of class nonobject, total size 4256
13:32:45: 
13:32:45: Number of object items: 1
13:32:45: Number of non-object items: 5
13:32:45: Total allocated size: 4280

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将 MFC 應用程式移植到 Linux

wxWindows 庫也可以将 MFC 應用程式移植到 Linux 和其它作業系統。您将在下面的代碼摘錄中看到，wxWindows 字元串類

wxString

與 MFC 字元串類

CString

有某些相似性。

wxString

wxString s1 = "Hello, World!";
wxString s2 = "Hello";
if ( s1.IsEmpty() == false )
{
    s2.Empty();
    s2 = s1.Left( 5 );
    int pos = s1.Find( ',' );
    s2 += s1.Mid( pos, 2 );
    s2 += s1.Right( 6 );
}

wxWindows 的事件系統也與 MFC 非常相似，消息映射表都是将事件處理程式方法映射到事件系統。在 wxWindows 中，這些稱為事件表。事件表宏與 MFC 的消息映射隻有一點差别。在下面的源代碼中顯示了主要差異。

頭檔案的 MFC 代碼

class CButtonCtrl : public COleControl
{
// Implementation
protected:
    LRESULT OnOcmCommand( WPARAM wParam, LPARAM lParam );
    DECLARE_MESSAGE_MAP()
};

實作檔案的 MFC 代碼

BEGIN_MESSAGE_MAP( CButtonCtrl, COleControl )
    //{{AFX_MSG_MAP( CButtonCtrl )
    ON_MESSAGE( OCM_COMMAND, OnOcmCommand )
    //}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP()

頭檔案的 wxWindows 代碼

class MyButton : public wxButton
{
    void OnButton( wxMouseEvent& event )
private:
    DECLARE_EVENT_TABLE()
};

實作檔案的 wxWindows 代碼

BEGIN_EVENT_TABLE( MyButton, wxButton )
    EVT_BUTTON( -1, MyButton::OnButton )
END_EVENT_TABLE()

如您所見，并沒有什麼不同。在郵件清單中已經有相當一部分人成功地将他們現有的 MFC 應用程式移植到 wxWindows（我們也非常願意幫助您:)。

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标準 C++

wxWindows 還沒有使用标準 C++ 技術（例如

std::string

、STL 或名稱空間），因為這樣會大量減少 wxWindows 可在其上進行編譯的平台數。（隻有很少一些編譯器完全支援标準 C++ 的最新特性。）但随着标準 C++ 越來越受到普遍支援，wxWindows 開發小組會将對标準 C++ 的支援內建到它的庫中。讓我們看看他們都做了哪些工作。

以标準 C++ 編寫進行的安全向下類型轉換

class A {
    virtual void foo() {};
};
class B : public A {};
A* p_A = new B();
B* p_B = dynamic_cast 
        ( p_A );

如果有任何錯誤，

p_B

将包含 0 指針。在 wxWindows 中，您将發現一個基于宏的系統用于運作時類型資訊，但對于上述 C++ 代碼，必須按以下方法使用

wxDynamicCast()

宏：

用于标準 C++ 的wxDynamicCast() 宏

B* p_B = wxDynamicCast( p_A, B );

如果類型轉換失敗，

p_B

将包含 0 指針。對于支援新類型轉換文法的實作，宏擴充為

dynamic_cast<>

。但不幸的是，宏隻對指針起作用，而不對引用起作用。除了

wxDynamicCast()

宏以外，還有

wxStaticCast()

和

wxConstCast()

宏。

wxWindows 字元串類

wxString

提供了 90% 的标準字元串類方法。這裡有些示例：

wxWindows' wxString

wxString s1 = "Hello, World!";
wxString s2 = "Hello";
s2.erase();
for ( size_t i = 0; i < s1.length(); ++i )
    s2 += s1[i];
if ( s1.compare( s2 ) == 0 ) {
    // Strings are equal
}

請注意，如果在這裡将

wxString

typedef

為

std::string

，就可以同時為 wxWindows 和标準 C++ 編寫。

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文檔

wxWindows 文檔就目前來說一點也不出色。雖然一些比較“陳舊”的類（例如

wxString

）文檔很齊全，但對最近實作的類（例如

wxGrid

）或更模糊的類（例如

wxGLCanvas

）的描述本應該做得更好。主要文檔提供了對庫及其概念的快速介紹、按照字母順序排列的類引用、程式設計政策、主題概述，以及對 wxHTML 和 wxPython 的某些注釋，提供了 HTML、WinHelp、MS HTML Help 和 PDF 格式（請參閱參考資料）。

如果您剛剛接觸 wxWindows，應該從主題概述開始。它們提供了許多有關公共主題（例如調試、事件處理、列印等等）的基本資訊和代碼示例。主要文檔還包含了一些技術說明和教程，它們提供的主題資訊範圍從有關了解 wxWindows 的一些非常公共的問題到特定于編譯器的問題。您還将得到大量純文字檔案，包含用于所支援平台的安裝和發行說明。wxWindows 發行版還提供了随文檔一起的大約 50 個樣本應用程式。

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支援

如果您在使用庫時遇到問題，在文檔中又找不到答案該怎麼辦？不用擔心。通常您有兩種支援可選：使用郵件清單的免費支援，或商業支援。如果您不幸需要快速解答，可能最好使用商業支援。雖然核心開發者總是會關注郵件清單，但他們往往很忙碌，無法立即做出響應。但您通常可以在一兩天内得到答案。（如果提的問題不太尋常或比較複雜，則在再次提出問題之前應該至少等上兩天。）可以從 Sourceforge（請參閱參考資料）上的 CVS 源代碼資料庫通路最新的源碼。

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總結

現在您對 wxWindows 究竟是什麼，它為多平台開發提供了哪些産品和服務應該有了一定認識。但當然，這些不是全部。拿目前的 wxStudio 項目為例，它使用 wxWindows 開發類似于 IDE 的 Microsoft Visual Studio。或者 wxCVS 項目，它将是用于 CVS 系統的多平台圖形界面。或者 wxDesigner，它是由 Robert Roebling 開發的一種 RAD 工具，用于建構 wxWindows 對話框。您應該會發現，wxWindows 社群正在不斷成長，是以在下一次将要開發多平台項目時請關注一下它。

所有提到的産品名都是其相應擁有者的商标或注冊商标。

參考資料

您可以參閱本文在 developerWorks 全球站點上的英文原文.
仔細檢視 wxWindows 首頁
閱讀有關 Sourceforge 上的 wxWindows資訊
wxStudio 是建立免費、跨平台內建開發環境的研究計劃
wxDesigner 有 Windows 和 UNIX 版可用
wxPROs 是 wxWindows 和 wxPython 的專業人員資源組織

關于作者

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Markus Neifer 最初在 LOGO 龜标的幫助下開始程式設計，在此之後他使用過各種版本的 BASIC。在研究地理資訊期間，他學習了一段時間的 C，但随後很快轉向 C++ 和 Java，因為它們具有面向對象的性質。他曾在 R&D 部門工作，在那期間，他發表了有關面向對象的科學軟體開發的文章。現在，他是地理資訊系統領域中的軟體工程師。可以通過 [email protected] 與他聯系。

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