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细述 wxWindows

可移植 C++ 和 Python 工具箱简介

wxWindows 库,无论是否作为动态链接库 (DLL) 来编译它,都有可能有非常小的执行体。它还提供了用于多平台开发的各种特性:可以获得 OpenGL 接口以及对 HTML、Unicode 和国际化的内建支持。它可以帮助您将应用程序从仅用于 Windows 的 MFC(Microsoft Foundation Classes)移植到其它平台,比方说,Linux。wxWindows 的一个主要目的是在尽可能多的平台上运行,这样才能支持几乎每种可用的 C++ 编译器。它还没有使用标准 C++ 的全部特性(例如名称空间、std::string 类和 STL 容器)。但标准 C++ 已被列在日程中,并且已经有了一些对于新类型转换语法和 std::string 的支持。

简要历史

Julian Smart 于 1992 年在爱丁堡大学 (University of Edinburgh) 人工智能应用学院开始了 wxWindows 的研究。1995 年,Markus Holzem 发布了其到 Xt(X 工具箱)的 wxWindows 移植。停了一段时间后,1997 年 5 月,Windows 和 GTK+ 移植被合并,并放入 CVS 资源库,所有对 wxWindows 做出贡献的人都可以使用它。到 97 年底,Julian Smart 开始分发 wxWindows 的 CD-ROM,包括完整的源码、编译器材料等等。

目前 wxWindows 在 GPL 下发布,但有一个例外:可以分发不带有源代码的二进制可执行文件。这对于商业项目来说是个不错的选择。它有各种 UNIX 版 和 Microsoft Windows 版,以及 Macintosh OS 版。到 OS/2 和其它操作系统的移植也正在开发中。现在,让我们开始进入具有丰富内容的正文...

要运用的平台

因为 wxWindows 随时可以使用本机控件,所以它采取与大多数其它多平台 GUI 库不同的方式来对待小窗口部件。可以仿效那些不可用的控件,例如 Unix 下的树控件。这将为应用程序的用户提供类似的外观和感觉。wxWindows 库当前支持以下平台:

  • Windows 3.1,Windows 95/98,Windows NT
  • 带有 Motif/Lesstif 的大多数 UNIX 版本
  • 带有 GTK+ 的大多数 UNIX 版本
  • Mac

仅带非 GUI 类的 wxBase 库也可以在 UNIX/Win32 和 BeOS 下构建(有一些限制)。即使您不是将 wxWindows 作为 DLL 编译,也可以获得非常小的可执行文件。例如,使用 Windows 平台的 Microsoft Visual C++ 所编译的最小的样本应用程序小于 400 KB。因为 wxWindows 的可执行程序很小,所以通常可以避免所谓的“DLL 灾难”。

现在,让我们看看多平台特性...

独立于体系结构的类型

为避免体系结构的依赖性,该库提供了各种独立于体系结构的类型和宏,能够根据应用程序的尾数来处理位交换。它们包括:

  • wxInt32(32 位有符号整数)
  • wxInt16(16 位有符号整数)
  • wxInt8(8 位有符号整数)
  • wxUint32(32 位无符号整数)
  • wxUint16 = wxWord(16 位无符号整数)
  • wxUint8 = wxByte(8 位无符号整数)

位交换宏可用于整数和无符号整数(其中的 xx 代表 16 或 32,BE 代表大尾数法,LE 代表小尾数法。)

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

这里的用法很直接,如下例所示:

32 位带符号整数变量的字节交换
wxInt32 old_var = 0xF1F2F3F4;
wxInt32 new_var = wxINT32_SWAP_ALWAYS( old_var )

除了这些宏以外,wxWindows 还提供了 #define 来定义机器(库在其上编译)的当前尾数。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...
}

文件处理

要为具有不同文件存储器概念的不同平台进行编写总是很困难的。要克服这一问题,wxWindows 有一些函数用于多平台文件处理。首先,让我们看一些用于基本文件操作(例如复制、删除和重命名)的函数。

基本文件操作
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!
        }
    }
}

另一个为不同平台进行编写所带来的严重问题是目录分隔字符,但使用 wxPathList 类的话就可以完全避免这一问题。 wxPathList 包含了搜索文件所用的目录列表。如果希望查找某一文件,只需要将文件名传递给 wxPathList 类,它就会搜索预先定义的目录。

wxPathList 类
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 中还有两个有用的函数: wxFileNameFromPath() ,用于将文件名从完整路径中剥离,以及 wxPathOnly() ,用于将路径从完整路径中剥离。

HTML

Vaclav Slavik 的 wxHTML 库对基本 HTML 进行语法分析并产生 HTML。它并没有完全实现 HTML 标准,但它的功能对于处理联机帮助已经足够了,它还可以使用标记处理程序进行扩展。要显示 HTML,需要创建一个类为 wxHtmlWindow 的对象。然后调用它的方法来设置相关的框架和相关的状态栏,前者用来实际地显示 HTML,后者用来显示由 HTML 语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 );

然后,可以通过使用以下函数来装入 HTML 页面:

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

也可以通过以下函数来显示 HTML 代码

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

图像

wxImage 类使用图像格式处理程序来装入各种不同的图像文件格式。可以通过实现自己的图像格式处理程序,扩展 wxImage 来装入新的图像格式。现有的图像格式处理程序使用众所周知的库,例如 Sam Leffler 的 libTIFF 库或独立 JPEG 小组的 JPEG 库。有一些用于 BMP、PNG、JPEG、GIF、PCX、PNM 和 TIFF 的处理程序。可以通过使用应用程序启动代码中 wxImage 类的静态方法 AddHandler() 来激活每个图像格式处理程序。

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

要使用所有现有的图像格式处理程序,只需要调用函数 wxInitAllImageHandlers() 而不是上面显示的 AddHandler() 方法。

在其它平台上使用应用程序中的工具栏位图时要特别小心。在 Windows 上,您将看到 Windows 位图格式,但 Linux 位图通常是 pixmaps,在这种情况下,就不能完全避免有条件的编译。让我们看一些样本代码。

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

理解了吗?所有效果都是由 wxBITMAP() 宏实现的。对于 Windows 和 OS/2,它将使用应用程序资源中名为 'maggie' 的位图来创建 wxBitmap 对象。对于所有其它平台,它将使用称为 'maggie_xpm' 的 pixmap 来创建 wxBitmap 对象。

当可以使用 wxDC::DrawBitmap() 在设备上下文中绘制位图时,必须为图像操作使用 wxImage 对象,如下所示。

图像操作
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...
    }
}

Unicode 和国际化 (i18n)

开发适用于国际市场的软件时,不能指望每个人都能阅读以英文表示的应用程序消息。但广泛使用的 ANSI 代码又不能处理所有语言符号。(例如,它不能处理中文。)而同时编写 ANSI 和 Unicode 又有些复杂,您可以从下例中领略到这一点:

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 能力就只需要编写以下代码:

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 wxCharwxString 类将处理所有问题。该库在内部对所有消息使用这种方法。当前有捷克语、丹麦语、德语、法语、意大利语和俄语译文可用,但您可以在 wxLocale 类的帮助下编译库的本地化版本后使用它。

调试

库提供了各种不同的类、函数和宏来帮助您调试应用程序。如果以调试方式来编译库,用于类 wxObject (wxWindows 中大多数类的基类)的 newdelete 操作符就已经重新定义,可以存储有关在堆上分配的对象的额外信息。使用这些信息,可以用类 wxDebugContext 来获得有关对象分配、内存泄露、覆盖和正在写入的详细信息。

// 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();

wxDebugContext::Dump() 的调用将弹出一个包含分配列表的窗口。您可以在下面看到这样一个列表,这是我用 wxWindows 提供的 memcheck 样本创建的。

调用 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

wxDebugContext::PrintStatistics() 的调用将提供一些统计信息,如下所示。

调用 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

将 MFC 应用程序移植到 Linux

wxWindows 库也可以将 MFC 应用程序移植到 Linux 和其它操作系统。您将在下面的代码摘录中看到,wxWindows 字符串类 wxString 与 MFC 字符串类 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 的事件系统也与 MFC 非常相似,消息映射表都是将事件处理程序方法映射到事件系统。在 wxWindows 中,这些称为事件表。事件表宏与 MFC 的消息映射只有一点差别。在下面的源代码中显示了主要差异。

头文件的 MFC 代码
class CButtonCtrl : public COleControl
{
// Implementation
protected:
    LRESULT OnOcmCommand( WPARAM wParam, LPARAM lParam );
    DECLARE_MESSAGE_MAP()
};
实现文件的 MFC 代码
BEGIN_MESSAGE_MAP( CButtonCtrl, COleControl )
    //{{AFX_MSG_MAP( CButtonCtrl )
    ON_MESSAGE( OCM_COMMAND, OnOcmCommand )
    //}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP()
头文件的 wxWindows 代码
class MyButton : public wxButton
{
    void OnButton( wxMouseEvent& event )
private:
    DECLARE_EVENT_TABLE()
};
实现文件的 wxWindows 代码
BEGIN_EVENT_TABLE( MyButton, wxButton )
    EVT_BUTTON( -1, MyButton::OnButton )
END_EVENT_TABLE()

如您所见,并没有什么不同。在邮件列表中已经有相当一部分人成功地将他们现有的 MFC 应用程序移植到 wxWindows(我们也非常愿意帮助您:)。

标准 C++

wxWindows 还没有使用标准 C++ 技术(例如 std::string 、STL 或名称空间),因为这样会大量减少 wxWindows 可在其上进行编译的平台数。(只有很少一些编译器完全支持标准 C++ 的最新特性。)但随着标准 C++ 越来越受到普遍支持,wxWindows 开发小组会将对标准 C++ 的支持集成到它的库中。让我们看看他们都做了哪些工作。

以标准 C++ 编写进行的安全向下类型转换
class A {
    virtual void foo() {};
};
class B : public A {};
A* p_A = new B();
B* p_B = dynamic_cast 
        ( p_A );

如果有任何错误, p_B 将包含 0 指针。在 wxWindows 中,您将发现一个基于宏的系统用于运行时类型信息,但对于上述 C++ 代码,必须按以下方法使用 wxDynamicCast() 宏:

用于标准 C++ 的wxDynamicCast() 宏
B* p_B = wxDynamicCast( p_A, B );

如果类型转换失败, p_B 将包含 0 指针。对于支持新类型转换语法的实现,宏扩展为 dynamic_cast<> 。但不幸的是,宏只对指针起作用,而不对引用起作用。除了 wxDynamicCast() 宏以外,还有 wxStaticCast()wxConstCast() 宏。

wxWindows 字符串类 wxString 提供了 90% 的标准字符串类方法。这里有些示例:

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
}

请注意,如果在这里将 wxStringtypedefstd::string ,就可以同时为 wxWindows 和标准 C++ 编写。

文档

wxWindows 文档就目前来说一点也不出色。虽然一些比较“陈旧”的类(例如 wxString )文档很齐全,但对最近实现的类(例如 wxGrid )或更模糊的类(例如 wxGLCanvas )的描述本应该做得更好。主要文档提供了对库及其概念的快速介绍、按照字母顺序排列的类引用、编程策略、主题概述,以及对 wxHTML 和 wxPython 的某些注释,提供了 HTML、WinHelp、MS HTML Help 和 PDF 格式(请参阅 参考资料)。

如果您刚刚接触 wxWindows,应该从主题概述开始。它们提供了许多有关公共主题(例如调试、事件处理、打印等等)的基本信息和代码示例。主要文档还包含了一些技术说明和教程,它们提供的主题信息范围从有关了解 wxWindows 的一些非常公共的问题到特定于编译器的问题。您还将得到大量纯文本文件,包含用于所支持平台的安装和发行说明。wxWindows 发行版还提供了随文档一起的大约 50 个样本应用程序。

支持

如果您在使用库时遇到问题,在文档中又找不到答案该怎么办?不用担心。通常您有两种支持可选:使用邮件列表的免费支持,或商业支持。如果您不幸需要快速解答,可能最好使用商业支持。虽然核心开发者总是会关注邮件列表,但他们往往很忙碌,无法立即做出响应。但您通常可以在一两天内得到答案。(如果提的问题不太寻常或比较复杂,则在再次提出问题之前应该至少等上两天。)可以从 Sourceforge(请参阅 参考资料 )上的 CVS 源代码数据库访问最新的源码。

总结

现在您对 wxWindows 究竟是什么,它为多平台开发提供了哪些产品和服务应该有了一定认识。但当然,这些不是全部。拿当前的 wxStudio 项目为例,它使用 wxWindows 开发类似于 IDE 的 Microsoft Visual Studio。或者 wxCVS 项目,它将是用于 CVS 系统的多平台图形界面。或者 wxDesigner,它是由 Robert Roebling 开发的一种 RAD 工具,用于构建 wxWindows 对话框。您应该会发现,wxWindows 社区正在不断成长,因此在下一次将要开发多平台项目时请关注一下它。

所有提到的产品名都是其相应拥有者的 商标或注册商标。


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Zone=Linux
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ArticleTitle=细述 wxWindows
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