Александр Чиртик

Delphi. Трюки и эффекты

Введение

В настоящее время количество книг, посвященных различным языкам программирования, настолько велико, что иногда просто не знаешь, какую выбрать. Цель этой книги – не просто тривиальное изложение материала о Delphi. Она поможет вам получить опыт в решении многих задач. В итоге у вас будет необходимый базис знаний, который даст возможность легко и быстро усваивать что-то новое. Здесь вы найдете ответы на вопросы, которые возникают у большинства людей при разработке своих собственных приложений. Вам больше не придется задумываться над тем, как решать мелкие задачи, которые являются повседневной работой большинства программистов. У вас появится возможность тратить больше времени именно на основную цель, поставленную перед вами, а не на второстепенные.

Данная книга рассчитана на читателей, которые уже имеют некий опыт в программировании, причем достаточный, чтобы не излагать тривиальные вещи заново. Но сразу отмечу, пусть даже вы делаете свои первые шаги на пути к написанию приложений на высоком уровне, книга окажет вам неоценимую помощь. Она построена так, чтобы вы смогли с высокой степенью эффективности узнавать новый материал. В конце книги есть приложения в удобном для восприятия виде. В них вы найдете информацию, которая часто используется при написании программ.

Зачастую люди выбирают Delphi за его простоту. Программа подкупает начинающих пользователей, которые хотят почти сразу писать программы, а не разбираться в особенностях синтаксиса языка. Простота в совокупности с мощью дают вам целый набор инструментов для воплощения задуманного. Однако запомните: чтобы научиться хорошо программировать, недостаточно иметь огромный объем теоретических знаний, хотя и он немаловажен. Следует научиться думать в концепции выбранного вами языка, и тогда вас ждет успех. Ведь не понимая, зачем все это нужно, вы не сможете эффективно воспользоваться ресурсами языка для наиболее удачного решения поставленных задач.

В этой книге описано множество примеров. Есть как относительно простые, так и довольно сложные. Но пусть последнее вас не пугает. К тому моменту, когда вы начнете их рассматривать, они не покажутся вам особенно трудными.

От издательства

Ваши замечания, предложения, вопросы отравляйте по адресу электронной почты [email protected] (издательство «Питер», компьютерная редакция).

На сайте издательства http://www.piter.com вы найдете подробную информацию о наших книгах.

Глава 1 Окна

• Привлечение внимания к приложению

• Окно приложения

• Полупрозрачные окна

• Окна и кнопки нестандартной формы

• Немного о перемещении окон

• Масштабирование окон

• Добавление пункта в системное меню окна

• Отображение формы поверх других окон

Было решено начать книгу именно с необычных приемов использования оконного интерфейса. Причиной стало то, что при работе с операционной системой Windows мы видим окна постоянно и везде (отсюда, собственно, и название). Речь идет не только об окнах приложений, сообщений, свойств – понятие о таких окнах есть у любого начинающего пользователя Windows. В своих собственных окнах рисуются и элементы управления (текстовые поля, панели инструментов, таблицы, полосы прокрутки, раскрывающиеся списки и т. д.). Взгляните на интерфейс, например, Microsoft Word. Здесь вы увидите, что даже содержимое документа находится в своем собственном окне с полосами прокрутки (правда, это не обязательно элемент управления). Окна элементов управления отличаются от «самостоятельных» окон (упрощенно) отсутствием стиля, позволяющего им иметь заголовок, а также тем, что являются дочерними по отношению к другим окнам. Понимание этого момента является важным, так как на нем основана часть примеров данной главы.Рассматриваемые примеры частично используют средства, которые предусмотрены в Borland Delphi, а частично – возможности «чистого» API (см. гл. 2). Практически все API-функции работы с окнами требуют задания параметра типа HWND – дескриптора окна. Это уникальное значение, идентифицирующее каждое существующее в текущем сеансе Windows окно. В Delphi дескриптор окна формы и элемента управления хранится в параметре Handle соответствующего объекта.Нужно также уточнить, что в этой главе термины «окно» и «форма» употребляются как синонимы, когда речь идет о форме (в том смысле, который это слово имеет при программировании с использованием Delphi). Когда же речь идет об элементах управления, то так и говорится: окно элемента управления.

1.1. Привлечение внимания к приложению

Начнем с простых примеров, позволяющих привлечь внимание пользователя к определенному окну приложения. Это может пригодиться в различных ситуациях: от уведомления пользователя об ошибке программы до простой сигнализации ему, какое окно в данный момент времени ожидает пользовательского ввода.

Инверсия заголовка окна

Вероятно, вы не раз могли наблюдать, как некоторые приложения после выполнения длительной операции или при возникновении ошибки как бы подмигивают. При этом меняется цвет кнопки приложения на Панели задач, а также состояние окна с активного на неактивное. Такой эффект легко достижим при использовании API-функции FlashWindow или ее усовершенствованного, но более сложного варианта – функции FlashWindowEx.

...

Первая из этих функций позволяет один раз изменить состояние заголовка окна и кнопки на Панели задач (листинг 1.1).

...

Как видите, функция принимает дескриптор нужного окна и параметр (тип BOOL) инверсии. Если значение флага равно True, то состояние заголовка окна изменяется на противоположное (из активного становится неактивным и наоборот). Если значение флага False, то состояние заголовка окна восстанавливается в свое первоначальное значение (активно или неактивно).

Более сложная функция FlashWindowEx в качестве дополнительного параметра (кроме дескриптора окна) принимает структуру FLASHWINFO, заполняя поля которой, можно настроить параметры мигания кнопки приложения и/или заголовка окна.

В табл. 1.1 приведено описание полей структуры FLASHWINFO.

Таблица 1.1. Поля структуры FLASHWINFO

Значение параметра dwFlags формируется из приведенных ниже флагов с использованием операции побитового ИЛИ:

• FLASHW_CAPTION – инвертирует состояние заголовка окна;

• FLASHWTRAY—заставляет мигать кнопку на Панели задач;

• FLASHW_ALL – сочетание FLASHW_CAPTION И FLASHW_TRAY;

• FLASHW_TIMER – периодическое изменение состояния заголовка окна и/или кнопки на Панели задач вплоть до того момента, пока фyнкцияFlashWindowEx не будет вызвана с флагом FLASHW_STOP;

• FLASHW_TIMERNOFG – периодическое изменение состояния заголовка окна и/или кнопки на Панели задач до тех пор, пока окно не станет активным;

• FLASHWSTOP – восстанавливает исходное состояние окна и кнопки на Панели задач.

Далее приведены два примера использования функции FlashWindowEx.

В первом – состояние заголовка окна и кнопки на Панели задач изменяется десять раз каждые 0,2 секунды (листинг 1.2).

...

Второй пример демонстрирует использование флаговРЬАЗШ_Т1МЕРч и FLASHW_STOP для инверсии заголовка окна в течение заданного промежутка времени (листинг 1.3).

...

В данном примере подразумевается использование таймера, срабатывающего каждые четыре секунды. Таймер первоначально неактивен. Конечно, можно было бы не использовать его, а просто посчитать количество инверсий, попадающих в нужный интервал времени (в данном случае четыре секунды), и задать его в поле uCount. Но приведенный пример рассчитан именно на демонстрацию использования флагов FLASHW_TIMERH flashw_stop.

Активизация окна

Рассмотрим другой, гораздо более гибкий способ привлечение внимания к окну приложения. Он базируется на использовании API-функции SetForegroundWindow. Функция принимает один единственный параметр – дескриптор окна. Если выполняется ряд условий, то окно с заданным дескриптором будет выведено на передний план и пользовательский ввод будет направлен в это окно. Функция возвращает нулевое значение, если не удалось сделать окно активным.

В приведенном ниже примере окно активизируется при каждом срабатывании таймера (листинг 1.4).

...

В операционных системах старше Windows 95 и Windows NT 4.0 введен ряд ограничений на действие функции SetForegroundWindow. Так, приведенный выше пример как раз и является одним из случаев недружественного использования активизации окна, но это всего лишь пример.

Чтобы активизировать окно, процесс должен быть не фоновым либо должен иметь право устанавливать активное окно, назначенное ему другим процессом с таким правом, и т. п. Все возможные нюансы в пределах одного трюка рассматривать не имеет смысла. Стоит отметить, что в случае, когда окно не может быть активизировано, автоматически вызывается функция FlashWindow для окна приложения (заставляет мигать кнопку этого приложения на Панели задач). Поэтому даже при неудачном вызове функции SetForegroundWindow приложение, нуждающееся во внимании, не останется незамеченным.

1.2. Окно приложения

Обратите внимание на то, что название приложения, указанное на кнопке, расположенной на Панели задач, совпадает в названием проекта (можно установить на вкладке Application диалога Project options, вызываемого командой меню Project → Options), но не с заголовком главной формы приложения. Взгляните на приведенный ниже код, который можно найти в DPR-файле (несущественная часть опущена).

...

В конструкторе класса TApplication, экземпляром которого является глобальная переменная Application (ее объявление находится в модуле Forms), происходит неявное создание главного окна приложения. Заголовок именно этого окна отображается на Панели задач (кстати, этот заголовок можно также изменить с помощью свойства Title объекта Application). Дескриптор главного окна приложения можно получить при помощи свойства Handle объекта Application.

Главное окно приложения делается невидимым (ему задается нулевая высота и ширина), чтобы создавалась иллюзия его отсутствия и можно было считать, что главной является именно создаваемая первой форма.

Для подтверждения вышесказанного можно отобразить главное окно приложения, используя следующий код (листинг 1.5).

...

В результате ширина окна станет равной 200, а высота – 100, и мы сможем посмотреть на главное окно. Кстати, можно заметить, что при активизации этого окна (например, щелчке кнопкой мыши на заголовке) фокус ввода немедленно передается созданной первой, то есть главной, форме.

Теперь должно стать понятно, почему не мигала кнопка приложения при использовании функций FlashWindow или FlashWindowEx. Недостаток этот можно легко устранить, например, следующим образом (листинг 1.6).

...

В данном случае будет одновременно инвертироваться заголовок окна приложения. Убедиться в этом можно, предварительно применив листинг 1.5. Наконец, чтобы добиться одновременного мигания кнопки приложения на Панели задач и заголовка формы (произвольной, а не только главной), можно применить листинг 1.7.

...

В данном случае инвертируется заголовок формы Forml. Кнопка на Панели задач может не только мигать, но и, например, быть скрыта или показана, когда в этом есть необходимость. Так, для скрытия кнопки приложения можно применить API-функцию ShowWindow следующим образом:

...

Чтобы показать кнопку приложения, можно ту же функцию ShowWindow вызвать со вторым параметром, равным SW_NORMAL.

1.3. Полупрозрачные окна

В Windows 2000 впервые появилась возможность использования прозрачности окон (в англоязычной документации такие полупрозрачные окна называются Layered windows). Достигается это заданием дополнительного стиля окна (о назначении и использовании оконных стилей можно узнать в гл. 2). Здесь мы не будем рассматривать использование API-функций для работы с полупрозрачными окнами, так как их поддержка реализована для форм Delphi. Соответствующие свойства включены в состав класса TForm.

• AlphaBlend – включение/выключение прозрачности. Если True, то прозрачность включена, если False, то выключена.

• AlphaBlendValue – значение, обратное прозрачности окна (от 0 до 255). Если 0, то окно полностью прозрачно, если 255, то окно непрозрачно.

Значения перечисленных свойств можно изменять как из окна Object Inspector, так и во время выполнения программы (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Свойства для настройки прозрачности в окне Object Inspector

На рис. 1.2 наглядно продемонстрировано, как может выглядеть полупрозрачное окно (форма Delphi). #Autogen_eBook_id2 Рис. 1.2. Форма, прозрачная на 14 %

Ниже для примера рассмотрим, как применяются свойства AlphaBl end, а также AlphaBlendValue для задания прозрачности окна во время выполнения программы (сочетание ползунка tbAlpha, флажка chkEnableAlpha и подписи lblCurAlpha на форме рис. 1.2) (листинг 1.8).

...

Довольно интересный эффект постепенного исчезновения, а затем появления формы можно реализовать, применив следующий код (листинг 1.9).

...

Главная сложность приведенного в листинге 1.9 алгоритма кроется в использовании таймера (Timerl) для инициирования изменения прозрачности окна. Так сделано для того, чтобы окно могло принимать пользовательский ввод, даже когда оно скрывается или постепенно показывается, и чтобы приложение не «съедало» все ресурсы на относительно слабой машине. Попробуйте сделать плавное изменение прозрачности в простом цикле, запустите его на каком-нибудь Pentium III 600 МГц без навороченной видеокарты и сами увидите, что станет с бедной машиной.

Грамотное, а главное уместное, использование прозрачности окон может значительно повысить привлекательность интерфейса приложения (взгляните хотя бы на Winamp 5 при включенном параметре прозрачности окон).

1.4. Окна и кнопки нестандартной формы

Сейчас мы рассмотрим некоторые стандартные возможности Windows, которые можно использовать для достижения большего разнообразия и привлекательности элементов оконного интерфейса за счет изменения формы элементов управления и, естественно, самих окон приложений.

Регионы. Создание и использование

Рассматриваемые далее эффекты по изменению формы окон базируются на использовании регионов (областей) отсечения – в общем случае сложных геометрических фигур, ограничивающих область рисования окна. По умолчанию окна (в том числе и окна элементов управления) имеют область отсечения, заданную прямоугольным регионом с высотой и шириной, равн ыми высоте и ширине самого окна.

Однако использование прямоугольных регионов для указания областей отсечения совсем не обязательно. Использование отсечения по заданному непрямоугольному региону при рисовании произвольного окна наглядно представлено на рис. 1.3: а – изначальный прямоугольный вид формы; б – используемый регион, формирующий область отсечения; в – настоящий вид формы в результате рисования с отсечением по границам заданного региона.

Рис. 1.3. Использование области отсечения при рисовании окна

Рассмотрим операции, позволяющие создавать, удалять и модифицировать регионы. Создание и удаление регионов Создать регионы различной формы можно с помощью следующих API-функций:

...

Все перечисленные здесь и ниже функции создания регионов возвращают дескриптор GDI-объекта «регион». Он впоследствии и передается в различные функции, работающие с регионами.

Итак, первая из приведенных функций (CreateRectRgn) предназначена для создания регионов прямоугольной формы. Параметры этой функции необходимо толковать следующим образом:

• p1 и р2 – горизонтальная и вертикальная координаты левой верхней точки прямоугольника;

• р3 и р4 – горизонтальная и вертикальная координаты правой нижней точки прямоугольника.

Следующая функция – CreateEllipticRgn – предназначена для создания региона эллиптической формы. Параметры этой функции – координаты прямоугольника (аналогично CreateRectRgn), в который вписывается эллипс.

Третья функция – CreateRoundRectRgn – создает регион – прямоугольник с округленными углами. При этом первые четыре параметра функции аналогичны соответствующим параметрам функции CreateRectRgn. Параметры р5 и рб – ширина и высота сглаживающих углы эллипсов (рис. 1.4).

Трех приведенных функций достаточно даже в том случае, если нужно создавать регионы очень сложной формы. Это достигается при помощи многочисленных операций над простыми регионами, как в приведенном далее примере создания региона по битовому шаблону. Однако рассмотрим еще одну несложную функцию, которая позволяет сразу создавать регионы-многоугольники по координатам точек – вершин многоугольников:

...

Рис. 1.4. Округление прямоугольника функцией CreateRoundRectRgn

Функция CreatePolygonRgn принимает следующие параметры: • Points – указатель на массив записей типа TPoint, каждый элемент массива описывает одну вершину многоугольника, координаты не должны повторяться;• Count – количество записей в массиве, на который указывает Points;• FillMode – режим заливки региона (в данном случае, попадает ли внутренняя область многоугольника в регион).Параметр FillMode принимает значения WINDING (попадает любая внутренняя область) или ALTERNATE (попадает внутренняя область, если она находится между нечетной и следующей четной сторонами многоугольника).

...

Поскольку регион является GDI-объектом (подробнее в гл. 6), то для его удаления, если он не используется системой, применяется функция удаления GDI-объектов DeleteObject:

...

Регион как область отсечения при рисовании окна

Было сказано, что регион нужно удалять в том случае, если он не используется системой. Так вот, после того как регион назначен окну в качестве области отсечения, удалять его не следует. Функция назначения региона окну имеет следующий вид:

...

Функция возвращает 0, если произвести операцию не удалось, и ненулевое значение в противном случае. Параметры функции SetWindowRgn следующие:

• hWnd – дескриптор окна, для которого устанавливается область отсечения (свойство Handle формы или элемента управления);

• hRgn – дескриптор региона, назначаемого в качестве области отсечения (в простейшем случае является значением, возвращенным одной из функций создания региона);

• bRedraw – флаг перерисовки окна после назначения новой области отсечения, для видимых окон обычно используется значение True, для невидимых – False.

Чтобы получить копию региона, формирующего область отсечения окна, можно использовать API-функцию GetWindowRgn:

...

Первый параметр функции – дескриптор (Handle) интересующего нас окна. Второй параметр – дескриптор предварительно созданного региона, который в случае успеха модифицируется функцией GetWindowRgn так, что становится копией региона, формирующего область отсечения окна. Описания целочисленных констант – возможных возвращаемых значений функции:

• NULLREGION – пустой регион;

• SIMPLEREGION – регион в форме прямоугольника;

• COMPLEXREGION – регион сложнее, чем прямоугольник;

• ERROR – при выполнении функции возникла ошибка (либо окну задана область отсечения).

Далее приводится пример использования функции GetWindowRgn (предполагается, что приведенный ниже код является телом одного из методов класса формы).

...

Операции над регионами

При рассказе о функциях создания регионов неоднократно упоминалось о возможности комбинирования регионов для получения сложных форм. Пришло время кратко рассмотреть операции над регионами. Все операции по комбинированию регионов осуществляются при помощи функции CombineRgn:

...

Параметры этой функции:

• p1 – регион (предварительно созданный), куда сохранить результат;

• р2, p3 – регионы-аргументы операции;

• р4 – тип операции над регионами.

Более подробно действие CombineRgn при различных значениях параметра р4 поясняется в табл. 1.2.

Таблица 1.2.

Операции функции CombineRgn

Кроме приведенных выше в табл. 1.2 констант, в качестве параметра р4 функции CombineRgn можно использовать RGNCOPY. В этом случае копируется регион, заданный параметром р2, в регион, заданный параметром p1.

Тщательно рассчитывая координаты точек регионов-аргументов, можно с использованием функции CombineRgn создавать регионы самых причудливых форм, в чем вы сможете убедиться далее.

Наконец, после теоретического отступления рассмотрим несколько примеров создания и преобразования регионов с последующим их использованием для формирования области отсечения окон (форм и элементов управления на формах).

Закругленные окна и многоугольники

Сначала самые простые примеры: создание регионов без операций над ними. Формы всех трех приведенных здесь примеров содержат по три кнопки различной ширины и высоты, которым также задаются области отсечения.

...

Итак, в приведенном ниже обработчике события FormCreate создается окно в форме эллипса с тремя кнопками такой же формы (листинг 1.10).

...

Ширина и высота эллипсов в приведенном примере равна соответственно ширине и высоте тех окон, для которых создаются регионы (формы и каждой из кнопок). При необходимости это можно изменить, например, если требуется, чтобы все кнопки были одной величины независимо от размера, установленного во время проектирования формы.

Результат работы листинга 1.10 можно увидеть на рис. 1.5.

Рис. 1.5. Окно и кнопки в форме эллипсов

Далее рассмотрим не менее интересный (возможно, даже более полезный на практике) пример, а именно округление углов формы и кнопок на ней, то есть применение к ним области отсечения в форме прямоугольника с округленными углами. Ниже приводится реализация соответствующего обработчика события FormCreate (листинг 1.11).

...

В листинге 1.11 размеры округляющих эллипсов вычисляются в зависимости от размеров конкретного окна (20 % от ширины и 20 % от высоты). Это смотрится не всегда красиво. В качестве альтернативы для ширины и высоты скругляющих эллипсов можно использовать фиксированные небольшие значения.

Результат работы листинга 1.11 можно увидеть на рис. 1.6.

Рис. 1.6. Окно и кнопки с округленными краями

Теперь самый интересный из предусмотренных примеров – создание окна и кнопок в форме многоугольников, а конкретно: окна в форме звезды, кнопок в форме треугольника, пяти– и шестиугольника (рис. 1.7). #Autogen_eBook_id8 Рис. 1.7. Окно и кнопки в форме многоугольников

Создание регионов для областей отсечения формы, показанной на рис. 1.7, выглядит следующим образом (листинг 1.12).

...

Особенностью создания регионов в приведенном листинге является использование дополнительных процедур для заполнения массива points координатами точек-вершин многоугольников определенного вида. Все эти процедуры принимают, помимо ссылки на сам массив points, ширину и высоту прямоугольника, в который должен быть вписан многоугольник. Процедура создания треугольника приводится в листинге 1.13.

...

В листинге 1.14 приведена процедура создания шестиугольника.

...

Листинг 1.15 содержит процедуру создания пятиугольника (неправильного).

...

Пятиугольная звезда, используемая как область отсечения формы, создается при помощи приведенной в листинге 1.15 процедуры Make5Angle. После изменяется порядок следования вершин пятиугольника, чтобы их обход при построении региона выполнялся так, как рисуется звезда карандашом на бумаге (например, 1-3-5-2-4) (листинг 1.16).

...

Процедура MakeStart (листинг 1.16) использует дополнительную процедуру Swap, меняющую местами значения двух передаваемых в нее аргументов. Процедура Swap реализуется чрезвычайно просто и потому в тексте книги не приводится.

Комбинированные регионы

Вы уже научились создавать и использовать простые регионы. Однако многим может показаться недостаточным тех форм окон, которые получаются с использованием лишь одного несложного региона в качестве области отсечения. Пришло время заняться созданием окон более сложной формы, применяя рассмотренные ранее операции над регионами.

«Дырявая» форма

Этот простейший пример сомнительной полезности предназначен для знакомства с операциями над регионами. Здесь применяется только одна из возможных операций – операция XOR для формирования «дырок» в форме (рис. 1.8).

Рис. 1.8. «Дырки» в форме

На рис. 1.8 явно видно, как в «дырках» просвечивается одно из окон среды разработки Delphi. При этом сообщения от мыши, когда указатель находится над «дыркой», получает не наше окно, а те, часть которых видна в «дырке». Программный код, приводящий к созданию формы столь необычного вида, приведен в листинге 1.17.

...

Сложная комбинация регионов

Теперь пришла очередь более сложного, но и гораздо более интересного примера. Последовательное применение нескольких операций над регионами приводит к созданию формы, показанной на рис. 1.9 (белое пространство – это вырезанные части формы).

Рис. 1.9. Сложная комбинация регионов

Процедура, в которой производятся операции над регионами, приведена в листинге 1.18.

...

В листинге подписано, какие операции для создания каких элементов итогового региона предназначены. В операциях участвуют семь регионов. Расположение используемых в операциях регионов показано на рис. 1.10.

Рис. 1.10. Элементарные регионы, используемые для получения формы на рис. 1.9.

Использование шаблона

Предыдущий пример наглядно демонстрирует мощь функции CombineRgn при построении регионов сложной формы. Однако существует огромное количество предметов, контуры которых крайне сложно повторить, комбинируя простые регионы. Построение многоугольных регионов с большим количеством точек может в этом случае нас выручить, но ведь это крайне нудно и утомительно.

Если есть изображение предмета, контуры которого должны совпадать с контурами региона, то гораздо проще при построении региона обрабатывать само изображение, отбирая все точки, для которых выполняется определенное условие. Изображение и будет тем шаблоном, по которому «вырезается» регион нужной формы.

Рассмотрим простейший пример: есть монохромное изображение, каждая точка которого должна попасть в результирующий регион, если ее цвет не совпадает с заданным цветом фона. При этом изображение анализируется по так называемым «скан-линиям», то есть построчно. Из подряд идущих точек не фонового цвета формируются прямоугольные регионы, которые объединяются с результирующим регионом. Пример возможного шаблона приведен на рис. 1.11.

Рис. 1.11. Пример растрового изображения-шаблона

Функция построения региона указанным способом приведена в листинге 1.19.

...

Загрузка изображения-шаблона и создание региона может происходить, например, при создании формы следующим образом (листинг 1.20).

...

В листинге 1.20 подразумевается использование файла back.bmp, находящегося в той же папке, что и файл приложения. Цвет фона – белый. Таким образом, если шаблон, показанный на рис. 1.11, хранится в файле back. bmp, то получим форму, как на рис. 1.12.

Рис. 1.12. Результат построения региона по шаблону

1.5. Немного о перемещении окон

Кроме придания необычного вида окнам приложения способами, рассмотренными выше, можно также несколько разнообразить интерфейс за счет оригинального использования перемещения окон. Далее показано, как самостоятельно назначать области, за которые можно перетаскивать (и не только) форму. Еще один пример демонстрирует способ дать пользователю возможность самомузадавать расположение элементов управления на форме.

Перемещение за клиентскую область

Здесь на конкретном примере (перемещение формы за любую точку клиентской области) продемонстрировано, как можно самостоятельно определять положение некоторых важных элементов окна. Под элементами окна здесь подразумеваются:

• строка заголовка (не только предназначена для отображения текста заголовка, но и служит областью захвата при перемещении окна мышью);

• границы окна (при щелчке кнопкой мыши на верхней, нижней, правой и левой границе можно изменять размер окна, если, правда, стиль окна это допускает);

• четыре угла окна (предназначены для изменения размера окна при помощи мыши);

• системные кнопки – закрытия, разворачивания, сворачивания, контекстной справки (обычно расположены в строке заголовка окна);

• полосы прокрутки – горизонтальная и вертикальная;

• системное меню (раскрывается при щелчке кнопкой мыши на значке окна);

• меню – полоса меню, обычно вверху окна;

• клиентская область – по умолчанию все пространство окна, кроме строки заголовка, меню и полос прокрутки.

Каждый раз, когда над окном перемещается указатель мыши либо происходит нажатие кнопки мыши, система посылает соответствующему окну сообщение WM_NCHITTEST для определения того, над какой из перечисленных выше областей окна находится указатель. Обработчик этого сообщения, вызываемый по умолчанию, информирует систему о расположении элементов окна в привычных для нас местах: заголовка – сверху, правой границы – справа и т. д.

Как вы, скорее всего, уже догадались, реализовав свой обработчик сообщения WM_NCHITTEST, можно изменить назначение элементов окна. Этот прием как раз и используется в листинге 1.21.

...

Приведенный в листинге 1.21 обработчик переопределяет положение только строки заголовка, возвращая значение HTCAPTION. Этот обработчик может возвращать следующие значения (целочисленные константы, возвращаемые функцией DefWindowProc):

• HTBORDER – указатель мыши находится над границей окна (размер окна не изменяется);

• НТВОТТОМ, НТТОР, HTLEFT, HTRIGHT – над нижней, верхней, левой или правой границей окна соответственно (размер окна можно изменить, «потянув» за границу);

• HTBOTTOMLEFT, HTBOTTOMRIGHT, HTTOPLEFT, HTTOPRIGHT – В левом нижнем, правом нижнем, левом верхнем или правом верхнем углу окна (размер окна можно изменять по диагонали);

• HTSIZE, HTGROWBOX – над областью, предназначенной для изменения размера окна по диагонали (обычно в правом нижнем углу окна);

• HTCAPTION – над строкой заголовка окна (за это место окно перемещается);

• HTCLIENT – над клиентской областью окна;

• HTCLOSE – над кнопкой закрытия окна;

• HTHELP – над кнопкой вызова контекстной справки;

• HTREDUCE, HTMINBUTTON – над кнопкой минимизации окна;

• HTZOOM, HTMAXBUTTON – над кнопкой максимизации окна;

• HTMENU – над полоской меню окна;

• HTSYSMENU – над значком окна (используется для вызова системного меню);

• HTHSCROLL, HTVSCROLL – указатель находится над вертикальной или горизонтальной полосой прокрутки соответственно;

• HTTRANS PARENT – если возвращается это значение, то сообщение пересылается окну, находящемуся под данным окном (окна должны принадлежать одному потоку);

• HTNOWHERE – указатель не находится над какой-либо из областей окна (например, на границе между окнами);

• HTERROR – то же, что и NTNOWHERE, только при возврате этого значения обработчик по умолчанию (DefWindowProc) воспроизводит системный сигнал, говорящий об ошибке.

Перемещаемые элементы управления

В завершение материала о перемещении окон приведем один совсем несложный, но довольно интересный пример, позволяющий прямо «на лету» модифицировать внешний вид приложения, перемещая и изменяя размер элементов управления так, как будто это обычные перекрывающиеся окна.

Чтобы вас заинтересовать, сразу приведем результат работы примера. Итак, на рис. 1.13 показан внешний вид формы в начале работы примера.

Рис. 1.13. Первоначальный вид формы

Теперь устанавливаем флажок Перемещение элементов управления и получаем результат, показанный на рис. 1.14. #Autogen_eBook_id15 Рис. 1.14. Элементы управления можно перемещать (флажок не учитывается)

Выполняем произвольные перемещения, изменение размера окон, занявших место элементов управления, снимаем флажок и получаем результат – измененный интерфейс формы (рис. 1.15). #Autogen_eBook_id16 Рис. 1.15. Внешний вид формы после перемещения элементов управления

Как же достигнут подобный эффект? Очень даже просто. Ведь вы уже знаете, что элементы управления рисуются внутри своих собственных окон (дочерних по отношению к окну формы). Окна элементов отличает отсутствие в их стиле флагов (по – дробнее в гл. 2), позволяющих отображать рамку, изменять размер окна элемента управления. Это легко исправить, самостоятельно задав нужные флаги в стиле окна при помощи API-функции SetWindowLong. Для удобства можно написать отдельную процедуру, которая будет дополнять стиль окна флагами, необходимыми для перемещения и изменения размера (как, собственно, и сделано в примере) (лис – тинг 1.22).

...

Как можно увидеть, задание дополнительных флагов происходит в два этапа. Сначала считывается старое значение стиля окна. Потом при помощи двоичной операции ИЛИ стиль (а это целочисленное значение) дополняется новыми флагами. Это делается для того, чтобы не пропали ранее установленные значения стиля окна.

Вообще, процедура MakeMovable изменяет два стиля окна: обычный и расширенный. Расширенный стиль окна изменяется лишь для того, чтобы строка заголовка получившегося окна занимала меньше места (получаем так называемое окно панели инструментов). Полный перечень как обычных, так и расширенных стилей можно посмотреть в приложении 2.

Логично также реализовать процедуру, обратную MakeMovable, запрещающую перемещение окон элементов управления (листинг 1.23).

...

Осталось только реализовать вызовы процедур MakeMovable и MakeUnmovable в нужном месте программы. В нашем примере вызовы заключены внутри обработчика изменения состояния флажка на форме (листинг 1.24).

...

1.6. Масштабирование окон

Возможность масштабирования окон (форм) является интересным приемом, который может быть заложен в дизайн приложения.

При этом имеется в виду масштабирование в буквальном смысле этого слова: как пропорциональное изменение размера элементов управления формы, так и изменение размера шрифта.

Использовать масштабирование при работе с Delphi крайне просто, ведь в класс TWinControl, от которого наследуются классы форм, встроены методы масштабирования. Вот некоторые из них:

• ScaleControls – пропорциональное изменение размера элементов управления на форме;

• ChangeScale – пропорциональное изменение размера элементов управления с изменением шрифта, которым выводится текст в них.

Оба приведенных метода принимают два целочисленных параметра: числитель и знаменатель нового масштаба формы. Пример задания параметров для методов масштабирования приводится в листинге 1.25.

...

Чтобы размер шрифта правильно устанавливался, для элементов управления нужно использовать шрифты семейства TrueType (в нашем примере это шрифт Times New Roman).

На рис. 1.16 приводится внешний вид формы до изменения масштаба.

Рис. 1.16. Форма в оригинальном масштабе

Внешний вид формы после уменьшения масштаба в 1,25 раза (новый масштаб составляет 80 % от первоначального) демонстрируется на рис. 1.17. #Autogen_eBook_id18 Рис. 1.17. Форма в масштабе 80 %

То, что форма не изменяет своего размера при масштабировании, можно легко исправить, установив, например, свойство AutoSize в True при помощи редактора свойств объектов (Object Inspector). Если по каким-либо причинам использование свойства AutoSize вас не устраивает, то можно рассчитать новый размер формы самостоятельно. Только пересчитывать нужно размер не всего окна, а его клиентской области, ведь строка заголовка при масштабировании остается без изменений. Расчет размера окна можно выполнить так:1. Получить прямоугольник клиентской области окна (GetClientRect).2. Посчитать новый размер клиентской области.3. Рассчитать разницу между новой и первоначальной шириной, новой и первоначальной высотой клиентской области; сложить полученные значения с первоначальными размерами самой формы.Пример расчета приводится ниже (для увеличения размера клиентской области в 1,2 раза):

...

...

1.7. Добавление пункта в системное меню окна

Обратите внимание на меню, раскрывающееся при щелчке кнопкой мыши на значке окна. В этом системном меню обычно присутствуют пункты, выполняющие стандартные действия над окном, такие, как закрытие, минимизация, максимизация и др. Однако есть функции, позволяющие получить доступ к этому меню, что дает возможность использовать его в своих целях.

Для получения дескриптора (HMENU) системного меню окна используем API-функцию GetSystemMenu, а для добавления пункта в меню – функцию AppentMenu. Пример процедуры, добавляющей пункты в системное меню, приведен в листинге 1.26.

...

В результате системное меню формы Forml станет похожим на меню, показанное на рис. 1.18.

Рис. 1.18. Пользовательские пункты в системном меню

Однако мало просто создать пункты меню, нужно предусмотреть обработку их выбора. Это делается в обработчике сообщения WM_SYSCOMMAND (листинг 1.27).

...

Обратите внимание на то, что числовые значения, которые переданы в функцию AppendMenu, используются для определения, какой именно пункт меню выбран. Чтобы меню вело себя обычным образом, все поступающие от него команды должны быть обработаны. Поэтому для всех команд, реакция на которые не заложена в реализованном нами обработчике, вызывается обработчик по умолчанию (функция DefWindowProc).

1.8. Отображение формы поверх других окон

Иногда вам может пригодиться возможность отображения формы поверх всех окон. За примером далеко ходить не надо: посмотрите на окно Диспетчера задач Windows. А теперь вспомните, терялось ли хоть раз окно Свойства: Экран среди других открытых окон. Это происходит из-за того, что оно перекрывается другими окнами и при этом не имеет никакого значка на Панели задач (правда, это окно все же можно найти с помощью Диспетчера задач).

Из сказанного выше можно заключить, что как минимум в двух случаях отображение поверх других окон может пригодиться: для важных окон приложения (например, окно ввода пароля) и/или в случае, если значок приложения не выводится на Панели задач (как скрыть значок, было рассказано выше).

После небольшого отступления рассмотрим способы, позволяющие задать положение формы так, чтобы другие окна не могли ее закрыть.

Первый способ прост «до безобразия»: достаточно задать свойству FormStyle в окне Object Inspector значение f sStayOnTo. Результат этого действия показан на рис. 1.19 (обратите внимание, что форма закрывает Панель задач, которая по умолчанию также отображается поверх всех окон).

Рис. 1.19. Форма, отображаемая поверх других окон

Второй способ пригодится, если форма отображается постоянно как обычно, однако в определенные моменты времени требует к себе пристального внимания, для чего и помещается наверх. Способ основан на использовании API-функции SetWindowPos, которая кроме позиции и размера окна может еще устанавливать порядок рисования окна (Z-order).

...

Вызов функции SetWindowPos для помещения окна наверх выглядит следующим образом (Handle – дескриптор нужного окна):

...

В таком случае окно может быть закрыто другим окном, также отображающимся поверх других (например, Диспетчером задач).

Чтобы восстановить нормальное положение (порядок рисования) окна, можно вызвать функцию SetWindowPos со следующим набором параметров:

...

После этого другие, неотображаемые поверх остальных, окна могут снова перекрывать нашу форму.

Глава 2 Уменьшение размера ЕХЕ-файла. Использование Windows API

• Источник лишних килобайт

• Создание окна вручную

• Окно с элементами управления

• Стандартные диалоговые окна Windows

• Установка шрифта элементов управления

Не секрет, что размер скомпилированного ЕХЕ-файла Delphi часто значительно превосходит размер программ, написанных с использованием сред разработки от Microsoft (например, Visual C++, Visual Basic).

...

При разработке крупных проектов этот факт абсолютно не смущает. Однако что же делать, если программисту на Delphi нужно написать программу, занимающую как можно меньше места (например, инсталлятор) или загружающуюся за минимальное время (например, сервисную программу). Конечно, такое приложение можно написать на C++, но что делать, если осваивать новый язык программирования нет времени?

В этой главе будут рассмотрены два способа уменьшения размера ЕХЕ-файла: отказ от библиотеки Borland за счет прямого использования Windows API и разбиение приложения на несколько DLL. Первый способ позволяет реально уменьшить размер приложения. Однако написание Delphi-приложения (да еще и с оконным интерфейсом) с использованием только API-функций является задачей весьма трудоемкой, хотя и интересной, да к тому же и экзотичной. Второй же способ не уменьшает размера проекта в целом, но может сэкономить время запуска приложения.

Вначале небольшое отступление. Итак, операционная система (в нашем случае это Windows) предоставляет интерфейс для программирования внутри себя – набор функций, заключенных в нескольких системных библиотеках, называемый Windows API (Windows Application Programming Interface – интерфейс программирования Windows-приложений). Любой проект под Windows на любом языке программирования в конечном счете сводится именно к приложению, использующему функции Windows API. Только использование этих самых функций может быть как явным, так и скрытым за использованием библиотек, поставляемых вместе со средой программирования.

И еще один момент. В тексте постоянно говорится о Windows API, а не просто API. Это потому, что само понятие Application Programming Interface применяется ко многим системам, а не только к ОС, и уж тем более не только к Windows. Вот несколько примеров: UNIX API, Linux API, Oracle API (интерфейс для работы с СУБД Oracle) и т. д.

...

Теперь выясним, за счет чего разрастается ЕХЕ-файл приложения при использовании среды программирования Delphi.

2.1. Источник лишних килобайт

Для начала создадим новый проект Windows-приложения (Pro j ectl. exe). По умолчанию оно создает и показывает одну пустую форму (объявлена в модуле Unitl. pas). Ничего менять не будем, просто скомпилируем и посмотрим размер ЕХЕ-файла. Больше 300 Кбайт – не многовато ли для такого простого приложения?

Кстати, простейшее оконное приложение, написанное на Visual C++ 6.0 (в Release-конфигурации, то есть без отладочной информации в ЕХЕ-файле) без использования MFC, имеет размер 28 Кбайт, с использованием библиотеки MFC (правда, окно диалоговое) – 20 Кбайт. Простейшее оконное приложение на Visual Basic 6.0 занимает всего 16 Кбайт.

Из-за чего такая разница? Посмотрим, какие библиотеки используются приложениями, написанными на этих языках программирования. Это можно сделать, например, с помощью программы Dependency Walker, входящей в комплект Microsoft Visual Studio (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Библиотеки, используемые приложениями

Как видим, приложение на Delphi (правый верхний угол окна на рис. 2.1) использует приличный набор функци й, помещенных в стандартные библиотеки операционной системы Windows. Кроме библиотек операционной системы, приложение на Delphi ничего не использует. Приложение WinAPI. ехе (левое верхнее окно на рис. 2.1) является примером чистого Windows API приложения в том смысле, что в нем не задействованы библиотеки-оболочки над API-функциями, каким-либо образом облегчающие программирование. Собственно, столько реально и «весит» простейшее оконное приложение.С приложением MFC. ехе уже интереснее: размер самого ЕХЕ-файла уменьшился за счет того, что часть кода работы с API-функциями переместилась в библиотеки. С приложением на Visual Basic (правое нижнее окно) еще интереснее – оно фактически представляет собой вызовы функций одной библиотеки, в которой и реализована вся поддержка программирования на этом языке (при детальном рассмотрении этой библиотеки в ней можно найти объявления встроенных функций Visual Basic).К чему это все? А к тому, что приложения на других языках программирования (в данном случае речь идет о продуктах Microsoft) совсем не менее «тяжеловесны», чем приложения, написанные на Borland Delphi, если при их написании программист пользуется не только API-функциями. Особенно примечателен в этом случае пример исполняемого файла Visual Basic, который хотя и имеет малый размер, но требует наличия библиотеки, размер которой около 1,32 Мбайт. Программа на Visual C++ с использованием, например, MFC, в которой реализованы классы оболочки над функциями Windows API (правда, не только они), требуетналичия нескольких DLL. Для Microsoft это не проблема, так как операционная система Windows выпускается именно этой компанией, а следовательно, обеспечить переносимость (здесь – работоспособность без установки) приложений, написанных с использованием ее же сред разработки, очень просто: достаточно добавить нужные библиотеки в состав ОС.Что же в таком случае осталось сделать Borland? Дабы не лишать программиста возможности пользоваться библиотеками с реализацией самых полезных классов (VCL и не только), код с реализацией этих самых классов приходится компоновать в один файл с самой программой. Вот и получается, что реализация этих самых классов в ЕХЕ-файле может занимать места гораздо больше, чем реализация собственно приложения. Так в нашем случае и получилось.

...

Теперь обратимся к нашему проекту на Delphi. Посмотрим, что записано в файлах Unitl.pas и Projectl. dpr. Текст файла Unitl.pas приводится ниже (листинг 2.1).

...

Обратите внимание на секцию uses. Здесь можно увидеть подключение девяти модулей, объявление собственно класса формы TForml, а также строку, указывающую компилятору на использование файла ресурсов. Все модули, кроме первых двух, – это уже труды компании Borland, облегчающие жизнь простым программистам. Модуль такого же рода используется и в файле Pro j ectl. dpr (листинг 2.2).

...

Теперь обратим внимание на модули Windows и Messages. В первом определены константы, структуры данных, необходимые для работы с функциями Windows API, и, конечно же, объявлены импортируемые из системных библиотек API-функции. В модуле Messages можно найти определения констант и структур для работы с Windows-сообщениями (об этом в подразд. «Реакция на события элементов управления» разд. 2.3).

Собственно, этих двух модулей должно хватить для того, чтобы реализовать оконное приложение, правда, использующее только стандартные функции WindowsAPI, стандартные элементы управления. В листинге 2.3 приведен пример элементарного Windows-приложения. Главное, на что сейчас стоит обратить внимание, – это размер приложения: всего 15 Кбайт.

...

Зачастую неоправданно полностью отказываться от классов, реализованных Borland. Но для чистоты эксперимента в этой главе рассмотрим радикальные примеры, построенные на использовании только Windows API.

2.2. Создание окна вручную

Раз уж речь зашла о приложениях с оконным интерфейсом, то самое время приступить к его реализации средствами Windows API. Итак, чтобы создать и заставить работать окно приложения, нужно выполнить следующие операции:

1. Зарегистрировать класс окна с использованием функции RegisterClass или RegisterClassEx.

2. Создать экземпляр окна зарегистрированного ранее класса.

3. Организовать обработку сообщений, поступающих в очередь сообщений.

Пример того, как можно организовать регистрацию класса окна, приведен в листинге 2.4.

...

Здесь существенным моментом является обязательное заполнение структуры WNDCLASSEX информацией о классе окна. Самой необычной вам должна показаться следующая строка:

...

Здесь мы сохранили адрес функции WindowFunc (листинг 2.5) – обработчик оконных сообщений (называемый также оконной процедурой). После вызова функции RegisterClassEx система запомнит этот адрес и будет вызывать нашу функцию-обработчик каждый раз при необходимости обработать сообщение, пришедшее окну. Простейшая реализация функции WindowFunc приводится в листинге 2.5.

...

В этой функции реализована обработка сообщения WMPAINT – запроса на перерисовку содержимого окна. Обработка сообщения WMCLOSE предусмотрена для того, чтобы при закрытии главного окна происходил выход из приложения. Для всех остальных сообщений выполняется обработка по умолчанию.

Обратите особое внимание на прототип этой функции: типы возвращаемых значений, типы параметров и способ вызова функции должны быть именно такими, как в листинге 2.5. Возвращаемое значение зависит от конкретного сообщения. Чаще всего это SOK (константа, равная 0) в случае успешной обработки сообщения.

Далее в листинге 2.6 приводится часть программы, собственно использующая регистрацию, создание окна, а также организующая обработку сообщений для созданного окна.

...

В приведенном листинге 2.6 на месте многоточия должны находиться коды функций WindowFunc и RegisterWindow. При создании окна использовались только стили WS_VISIBLE и WS_OVERLAPPEDWINDOWS. Но это далеко не все возможные стили окон. В приложении 2 приводится список всех стилей окон (если другого не сказано, то стили можно комбинировать при помощи оператора or). Кроме функции CreateWindow, для создания окон можно использовать фyнкциюCreateWindowEx. При этом появится возможность указать дополнительный (расширенный) стиль окна (первый параметр функции CreateWindowEx). Список расширенных стилей приводится все в том же приложении 2.

В конце листинга 2.6 расположен цикл обработки сообщений:

...

Здесь API-функция GetMessage возвращает значения больше 0, пока в очереди не обнаружится сообщение WMQUIT. В случае возникновения какой-либо ошибки функция GetMessage возвращает значение-1. Функция TranslateMessage преобразует сообщения типа WM_KEYDOWN, WM_KEYUP, WM_SYSKEYDOWN и WM_ SYSKEYUP В сообщения СИМВОЛЬНОГО ввода (WM_CHAR, WM_SYSCHAR, WM_DEADCHAR, WM_SYSDEADCHAR). Функция DispatchMessage в общем случае (за исключением сообщения WMTIMER) вызывает функцию обработки сообщений нужного окна.

Внешний вид самого окна, созданного в этом примере, приводится на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Окно, созданное вручную

Кстати, пока размер приложения всего 16 Кбайт.

2.3. Окно с элементами управления

После того как мы рассмотрели создание простейшего окна, самое время позаботиться о его наполнении элементами управления. Для стандартных элементов управления в системе уже зарегистрированы классы окон. Их перечень следующий:

• BUTTON – оконный класс, реализующий работу обычной кнопки, флажка, переключателя и даже рамки для группы элементов управления (GroupBox);

• СОМВОВОХ – раскрывающийся список;

• EDIT – текстовое поле, может быть как однострочным, так и многострочным, с полосами прокрутки или без;

• LISTBOX – список;

• SCROLLBAR – полоса прокрутки;

• STATIC – статический текст (он же Label, надпись, метка и пр.), кроме текста, может содержать изображение.

Ввиду большого количества возможных стилей окон элементов управления их перечень здесь не приводится, но его можно найти в приложении 2.

Создание элементов управления

Целесообразно написать более краткие функции создания элементов управления, чтобы, формируя интерфейс формы «на лету», не приходилось «украшать» код громоздкими вызовами функций CreateWindow tumCreateWindowEx. Этим мы сейчас и займемся. Сразу необходимо отметить: предполагается, что все функции помещены в модуль (модуль Controls в файле Controls.pas), в котором объявлены глобальные переменные hAppInst и hParentWnd. Эти переменные инициализируются перед вызовом первой из перечисленных ниже процедур или функций создания и работы с элементами управления (инициализацию можно посмотреть в листинге 2.21).

...

Итак, для создания обычных кнопок можно использовать функцию из листинга 2.7 (все рассмотренные далее функции создания элементов управления возвращают дескриптор созданного окна).

...

Приведенная в листинге 2.8 функция создает флажок и устанавливает его.

...

Следующая функция (листинг 2.9) создает переключатель. Если нужно, то он устанавливается. Новый переключатель может начинать новую группу переключателей, для чего нужно параметру group присвоить значение True.

...

Для создания подписанной рамки, группирующей элементы управления, можно воспользоваться функцией CreateFrame, приведенной в листинге 2.10.

...

Для того чтобы создать раскрывающийся список (ComboBox), можно использовать функцию CreateCombo из листинга 2.11.

...

Для создания простого списка (ListBox) вполне подойдет фyнкцияCreateList из листинга 2.12.

...

Функция CreateLabel в листинге 2.13 создает статическую надпись (Label), предназначенную только для вывода текста.

...

Однострочное текстовое поле с привычной рамкой создается функцией CreateEdit (листинг 2.14).

...

Создание многострочного текстового поля (Memo) отличается от создания однострочного поля только указанием дополнительного флага ES_MULTILINE (листинг 2.15).

...

Приведенные здесь функции не претендуют на абсолютную универсальность и гибкость. Они введены для того, чтобы упростить создание элементов управления в тех частных случаях, которые приводятся далее в примерах этой главы.

Использование элементов управления

Элементы управления, как и все окна, управляются путем посылки им сообщений. Этим же способом они уведомляют родительские окна о некоторых произошедших событиях (например, выделение элемента в списке, нажатие кнопки и т. д.).

Описание наиболее используемых сообщений для рассматриваемых элементов управления приводится в приложении 3. Мы же рассмотрим, как можно упростить работу с элементами управления в некоторых частных случаях, написав для этого специальные функции.

Итак, в демонстрационном проекте для управления переключателями и флажками предусмотрены следующие функции и процедуры (листинг 2.16).

...

Функции и процедуры листинга 2.17 предназначены для управления элементом ComboBox.

...

Сходные функции и процедуры в листинге 2.18 предназначены для управления элементом ListBox.

...

Функции и процедуры листинга 2.19 дадут возможность управлять текстовыми полями ( Edit и Memo).

...

В листинге 2.20 приводятся функции и процедуры, которые можно с одинаковым успехом применять ко всем элементам управления.

...

Реакция на события элементов управления

При возникновении какого-либо предусмотренного для элемента управления события родительскому окну посылается сообщение WM_COMMAND.

...

Итак, когда родительское окно получает сообщение WM_COMMAND, то из двух прилагающихся параметров (lParam и wParam) можно извлечь следующие сведения:

• старшие 16 бит wParam представляют собой целочисленный код уведомления, позволяющий определить, что же именно произошло с элементом управления;

• младшие 16 бит wParam представляют собой идентификатор элемента управления, состояние которого изменилось (именно этот идентификатор мы передавали вместо дескриптора меню при создании элементов управления);

• lParam содержит дескриптор (HWND) окна элемента управления, состояние которого изменилось.

Для выделения старших 16 бит из 32-битного значения можно использовать функцию HiWord. Для получения младших 16 бит можно использовать функцию с именем LoWord. Обе они объявлены в модуле Windows.

В качестве примеров можно привести следующие коды уведомлений:

• BN_CLICKED – нажата кнопка;

• EN_CHANGE – изменен текст в текстовом поле;

• LBN_SELCHANGE – изменилось выделение в списке;

• CBN_SELCHANGE – изменилось выделение в раскрывающемся списке.

Эти и все остальные константы уведомлений стандартных элементов управления объявлены в модуле Messages.

...

Пример приложения

Рассмотрим небольшой пример, иллюстрирующий принцип работы с элементами управления, помещенными на форму описанным ранее способом. Проект этого приложения называется ControlsDemo.

Не будем заострять внимание на регистрации класса главного окна приложения, так как она аналогична приведенной в листинге 2.4. Рассмотрим создание окна с элементами управления в нем (листинг 2.21).

...

Листинг 2.21 заодно демонстрирует использование некоторых из приведенных ранее функций работы с элементами управления. Выглядит созданное окно так, как показано на рис. 2.3.

Рис. 2.3. Окно с элементами управления

Принцип построения функции обработки сообщений для этого окна приведен в листинге 2.22.

...

Приведенная в листинге 2.22 функция отнюдь не претендует на то, чтобы быть эталоном в порядке классификации сообщений от элементов управления. Иногда бывает полезно сразу классифицировать сообщения не по элементам управления, которые их прислали, а по типу. К тому же в ряде случаев можно предусмотреть один обработчик сообщений сразу для нескольких элементов управления, например для группы переключателей. В таком случае полезным окажется параметр 1 Par am сообщения WM_COMMAND.

Кстати, размер исполняемого файла этого приложения всего 19 Кбайт.

2.4. Стандартные диалоговые окна Windows

Теперь рассмотрим, как можно только при помощи функций Windows API вызывать некоторые распространенные диалоговые окна. Чтобы использовать API-функции и структуры с информацией для этих диалоговых окон, необходимо подключить следующие модули:

• CommDlg – для окон открытия/сохранения файла, выбора цвета и шрифта, поиска и замены текста;

• ShlObj и ActiveX – для окна выбора папки (второй модуль нужен для дос тупа к интерфейсу IMalloc, зачем – будет рассказано далее);

• Windows – помимо объявления основных структур и API-функций, этот модуль содержит объявления функций для работы с окнами подключения и отключения от сетевого ресурса (сетевого диска);

• ShellAPI – для системного окна О программе.

Вариант использования рассматриваемых в этом разделе диалоговых окон приведен в подразд. «Демонстрационное приложение».

...

Окно открытия/сохранения файла

Чтобы воспользоваться возможностями окна открытия файла, достаточно задействовать листинг 2.23.

...

Приведенная в листинге 2.23 функция возвращает не пустую строку – полный путь файла в случае, если пользователь выбрал или ввел имя файла. Здесь главной трудностью является заполнение довольно большой структуры OPENFILENAME. В данном примере используются только базовые возможности диалога открытия файла и лишь некоторые из поддерживаемых им флагов (поле Flags):

• OFN_FILEMUSTEXIST – при успешном завершении работы диалогового окна можно быть уверенным, что результирующий путь является путем существующего файла;

• OFN_PATHMUSTEXI ST – не дает ввести имя файла в несуществующей папке (например, при вводе с:\docs\mydocl.doc, если папки docs не существует, будет выдано соответствующее сообщение);

• OFNHIDEREADONLY – не показывать флажок Только для чтения.

Отдельно рассмотрим, зачем в приведенном примере вызывается дополнительная функция PrepareFilterString (листинг 2.24).

...

Дело в том, что при задании фильтров (поле IpstrFile) требуется, чтобы каждое их название и обозначение были отделены символом #0, а за последним фильтром шла последовательность из двух нулевых символов. На практике задавать строку из нескольких фильтров в следующем виде не особо удобно:

...

Поэтому часто применяются другие разделители, которые впоследствии преобразуются в символы #0. В нашем случае в качестве разделителя используется символ |, поэтому приведенная выше строка фильтра может быть записана так:

...

Согласитесь, что получилось более кратко и понятно.

Теперь обратимся к диалоговому окну сохранения файла. Для его вызова достаточно переделать пример из листинга 2.23 следующим образом (листинг 2.25).

...

Здесь дополнительно к упомянутому ранее флaгyOFN_PATHMUSTEXIST применен флаг OFN_OVERWRI ТЕ PROMPT для того, чтобы при указании имени уже существующего файла был задан вопрос о желании пользователя заменить старый файл.

Окно выбора цвета

Вызов следующего диалогового окна – окна выбора цвета – приводится в листинге 2.26.

...

Здесь также заполняется структура похожего назначения. Используются следующие флаги диалогового окна:

• CC_RGBINIT – использовать значение поля rgbResult в качестве предустановленного значения цвета (по умолчанию как ранее выбранного);

• CC_ANYCOLOR – отображать все доступные предопределенные цвета (левая часть, рис. 2.4);

• CC_FULLOPEN – раскрывать панель подбора цвета (правая часть, рис. 2.4).

Рис. 2.4. Окно выбора цвета

Поясним, что за переменная, а точнее, ее адрес, сохраняется в поле lpCustColors – это массив из 16 значений типа COLORREF:

...

Обратите внимание на 16 квадратов в левой нижней области окна (рис. 2.4) – это места для определенных пользователем цветов. Для заполнения этой области окна и используются значения из массива colors. Массив может быть как локальным, так и глобальным (что удобнее, так как значения определенных пользователем цветов сохраняются между вызовами диалогового окна).

Окно выбора шрифта

Для вывода диалогового окна выбора шрифта вполне подойдет функция, приведенная в листинге 2.27.

...

Здесь используются флаги окна, имеющие следующие значения:

• CF_BOTH – отображать экранные и принтерные шрифты (для показа экранных или принтерных шрифтов можно использовать флаги CFSCREENFONTS и CF_PRINTERFONTS соответственно);

• CF_INITTOLOGFONTSTRUCT – выбрать в диалоговом окне шрифт, соответствующий (или максимально похожий) шрифту, описываемому структурой LOGFONT, указатель на которую сохраняется в поле lpLogFont.

Окно выбора папки

Чтобы иметь возможность пользоваться окном Обзор папок для выбора папки, можно использовать листинг 2.28.

...

В листинге 2.28 функция ShowChooseFolder возвращает полный путь указанной папки, если она выбрана, и пустую строку в противном случае. Само окно Обзор папок показано на рис. 2.5.

Рис. 2.5. Окно выбора папки

Особенностью использованной в данном примере функции SHBrowseForFolder является то, что она возвращает не путь выбранного каталога, а указатель на структуру ItemlDList (что-то вроде внутреннего представления путей). Для извлечения построения пути по содержимому этой структуры используется функция SHGetPathFromlDList. После этого структура нам больше не нужна, и ее следует правильно удалить (с использованием специального интерфейса IMalloc). Для этого используется процедура DeletePIDL, реализованная в листинге 2.29.

...

...

Вообще функцию SHBrowseForFolder (листинг 2.28) можно использовать и для указания принтеров или компьютеров. Для этого достаточно установить флаги BIF_BROWSEFORCOMPUTERH BIF_BROWSEFORPRINTER соответственно:

...

или

...

Чтобы в окне отображались еще и значки файлов, необходимо установить флаг BIF_BROWSEINCLUDEFILES.

Окна подключения и отключения сетевого ресурса

Часто бывает удобно осуществлять доступ к сетевым папкам как к локальным дискам компьютера (с использованием того же принципа построения пути). Окна подключения и отключения сетевого ресурса позволяют дать пользователю возможность выбрать, какие папки считать сетевыми дисками и какие сетевые диски можно отключить.

Окно подключения сетевого ресурса в Windows ХР выглядит так, как показано на рис. 2.6.

Рис. 2.6. Окно подключения сетевого диска

Для вызова диалогового окна подключения сетевого ресурса можно использовать функцию, приведенную в листинге 2.30.

...

Функция ShowConnection возвращает True в случае удачного подключения и False в противном случае.

Окно отключения сетевого диска приведено на рис. 2.7.

Рис. 2.7. Отключение сетевого ресурса

Функция, показывающая окно отключения сетевого диска, приведена в листинге 2.31.

...

Аналогично ShowConnection функция ShowDisconnect возвращает True, если отсоединен хотя бы один диск, и False в противном случае.

Системное окно «О программе»

Этот последний и довольно экзотичный пример приведен на случай, если возникнет желание или необходимость использовать красивое окно  О программе, которое выводится для самой операционной системы Windows и ее компонентов. Процедура выведения этого окна приведена в листинге 2.32.

...

Правда, в окне О программе Windows ХР на информацию о приложении отведено всего две строки (и место для значка слева от окна). Все остальное место занимают информация о регистрации операционной системы и фирменная эмблема Microsoft Windows ХР.

Демонстрационное приложение

Теперь пришла очередь рассмотреть небольшое приложение, использующее описанные выше диалоговые окна (проект StandartWindows). Окно этого приложения приводится на рис. 2.8.

Рис. 2.8. Окно демонстрационного приложения

Размер ЕХЕ-файла приложения равен 22 Кбайт. В листинге 2.33 приводятся объявления используемых глобальных переменных, а также код, реализующий создание окна и элементов управления в нем, цикл обработки сообщений (файл StandartWindows. dpr). Функции работы с рассмотренными выше диалоговыми окнами вынесены в отдельный модуль StdWindows (файл StdWindows.pas). В этом и следующем листинге используются уже знакомые вам функции из модуля Controls.

...

Код функции RegisterWindow опущен, так как он аналогичен приведенному в листинге 2.4. Функции работы с рассмотренными ранее диалоговыми окнами вынесены в модуль StdWindows (файл StdWindows. pas).

Особенностью цикла обработки сообщений в этом примере является использование API-функции IsDialogMessage, которая позволяет реагировать на некоторые действия пользователя так, как это делается в диалоговых окнах. Примером может быть перемещение фокуса между окнами при нажатии клавиши Tab.

Перед функцией RegisterWindow (на месте многоточия перед ее объявлением в листинге 2.33) находится функция обработки сообщений, имеющая следующий вид (листинг 2.34).

...

Обработка сообщений здесь довольно проста, за исключением изменения шрифта текстового поля. Обратите внимание на следующий отрывок листинга 2.34:

...

Этот довольно объемный фрагмент кода всего лишь заменяет шрифт в текстовом поле. Подобную операцию можно использовать для задания шрифта любого элемента управления. В частности, в приведенных в этой главе примерах текст на кнопках, надписях и т. д. выглядит довольно невзрачно потому, что используется системный шрифт, установленный по умолчанию.

Способ, которым можно установить шрифт всех элементов управления окна, показан далее. Теперь еще один существенный момент: не забывайте удалять объекты GDI (в данном случае – шрифт) после того, как они стали не нужны. Дело в том, что приложение может владеть не более чем 65 000 объектов GDI. И при наличии так называемой «утечки» ресурсов GDI может наступить момент (при продолжительной работе программы), когда вдруг окна приложения начинают отрисовываться по меньшей мере странно (если вообще отрисовываются).

2.5. Установка шрифта элементов управления

Есть множество способов установки шрифта текста, отображаемого в элементах управления. Можно, например, при создании каждого элемента управления посылать ему сообщение WM_SETFONT, передавая дескриптор (HFONT) созданного ранее объекта шрифта. В таком случае код создания и установки шрифта элементов управления (с использованием рассмотренных в этой главе функций) может выглядеть, как в листинге 2.35.

...

Выглядит окно с элементами управления, шрифт которых установлен любым из рассмотренных способов, так, как показано на рис. 2.9.

Рис. 2.9. Шрифт элементов управления, отличный от системного

Способ задания шрифта, приведенный в листинге 2.35, легко реализовать. Его существенным недостатком является двукратное увеличение количества строк кода, выполняющих создание элементов управления. Для окон, содержащих большое количество элементов управления, можно предложить более универсальный способ (листинг 2.36).

...

Собственно за установление шрифта отвечает в приведенном листинге только одна строка:

...

Правда, при этом нужно определить функцию обратного вызова (в данном случае это функция EnumFunc), которая будет вызываться по одному разу для каждого дочернего окна. В нашем примере функцияЕпитРипс имеет следующий вид (листинг2.37).

...

В принципе, имя этой функции и названия параметров могут быть любыми. А вот типы параметров и возвращаемого значения, а также способ вызова функции должны быть именно такими, как в листинге 2.37. Функция должна возвращать True, если нужно продолжать перечисление окон, и False в противном случае. Значение, которое было передано в качестве третьего параметра API-функции EnumChildWindows, передается в функцию обратного вызова. В нашем случае этим параметром является дескриптор шрифта.

Глава 3 Мышь и клавиатура

• Мышь

• Клавиатура

Самыми распространенными средствами для ввода информации в компьютер являются мышь и клавиатура. Уже сложно представить себе персональный компьютер без таких устройств, так как клавиатура обеспечивает полноценный ввод текстовой информации, а мышь – это наиболее простое, интуитивно понятное средство для работы с графическим интерфейсом. В этой связи существует масса возможностей по созданию различного рода хитростей и трюков, связанных с мышью и клавиатурой.

3.1. Мышь

Начнем с простых операций с мышью. Вероятно, простота этого средства определяет то, как легко использовать в программе данные, получаемые от мыши. Поэтому при работе с мышью большинство сложностей состоит именно в особых алгоритмах обработки данных, а не в получении этих данных (по сравнению, например, с клавиатурой), в чем вы сами сейчас сможете убедиться.

Координаты и указатель мыши

Для начала программным путем определим присутствие мыши в системе. Один из способов определения наличия мыши демонстрирует следующий пример (листинг 3.1).

...

Описанная выше функция MousePresent позволяет проверить наличие мыши. Когда мышь присутствует, MousePresent возвращает True, в противном случае – False.

После того как мы обнаружили мышь, можем приступать к определению ее координат на экране (листинг 3.2).

...

Для определения координат мыши использовалась API-функция GetCursorPos. Передав в эту функцию переменную pt типа ТPoint, мы получим текущие экранные координаты указателя.

Рассмотрим пример, в котором указатель мыши при нажатии кнопки Button2 скрывается, а при нажатии кнопки Button3 (например, при помощи клавиатуры) показывается (листинг 3.3).

...

В приведенном примере для управления видимостью указателя мыши используется функция ShowCursor, которая либо скрывает его (принимая значение False), либо снова показывает (принимая значение True). По причине того что указатель может скрываться и управление мышью будет невозможно, исходный текст, осуществляющий управление видимостью указателя, помещен в обработчики нажатия кнопок формы. В то время, когда указатель будет скрыт, можно использовать клавишу Tab для выбора и нажатия кнопки.

Существуют и другие способы скрыть указатель. Рассмотрим пример управления его видимостью посредством установки свойства Cursor компонента:

...

В данном случае указатель делается невидимым только для формы, за ее пределами он становится видимым. Если на форме присутствуют компоненты (элементы управления), то при наведении на них указатель мыши становится видимым. Если мы хотим сделать его невидимым во всей области экрана, то следует применить следующий исходный текст:

...

Мышь можно передвигать и программным путем. Следующий пример демонстрирует, каким образом это можно сделать (листинг 3.4).

...

Захват указателя мыши

Существует ряд задач, для выполнения которых бывает полезно иметь возможность получать сообщения от мыши даже тогда, когда указатель находится за пределами формы. За примером далеко ходить не надо: откройте редактор Paint, сделайте размер его окна меньше размера холста, после чего, нажав кнопку мыши, нарисуйте линию так, чтобы в ходе рисования указатель вышел за пределы окна редактора. Есть ли на рисунке часть линии, которую вы рисовали, двигая указатель за пределами окна (должна быть)?

Захват указателя полезен и в других случаях, потому мы рассмотрим, как его реализовать (а сделать это действительно просто). В листинге 3.5 приводятся обработчики нажатия и отпускания кнопки мыши, которые реализуют захват указателя на время от нажатия до отпускания кнопки.

...

Вся хитрость состоит в использовании API-функций захвата SetCapture, а также ReleaseCapture. При вызове первой функции происходит регистрация окна, которое захватывает указатель мыши: окно будет получать сообщения от мыши даже тогда, когда указатель будет находиться за его пределами. Функция возвращает дескриптор окна, которое захватило указатель ранее, либо 0, если такого окна нет. Соответственно, функция ReleaseCapture используется для отмены захвата указателя.

...

Можно также упомянуть о API-функции GetCapture. Функция не принимает аргументов и возвращает дескриптор окна, захватившего указатель ранее. С помощью этой функции можно, например, удостовериться, что захватом указателя мыши мы не нарушим работу другого приложения (что маловероятно).

Ограничение перемещения указателя

При помощи несложных манипуляций можно также ограничить перемещение указателя мыши определенной областью экрана (прямоугольником). Для этого используется API-функция ClipCursor. Она принимает в качестве параметра структуру TRect с координатами прямоугольника, в пределах которого может перемещаться указатель, и в случае успешной установки ограничения возвращает отличное от нуля значение.

С ClipCursor тесно связана функция GetClipCursor, позволяющая получить координаты прямоугольника, которым в данный момент ограничено перемещение указателя.

Использование функций ClipCursor и GetClipCursor приведено в листинге 3.6.

...

Здесь реализована пара процедур, первая из которых (SetCursorRect) ограничивает перемещение указателя мыши заданной областью экрана (параметр newRect). Перед ограничением на перемещение указателя в процедуре SetCursorRect происходит сохранение области перемещения, установленной ранее, чтобы действие процедуры можно было отменить. Для отмены ограничения перемещения указателя служит вторая процедура – RestoreCursorRect.

...

Изменение назначения кнопок мыши

Как известно, операционная система Windows дает возможность работать за компьютером широкому кругу людей. Со стороны разработчиков было бы глупо не предусмотреть возможность простой адаптации манипулятора «мышь» к правше или левше. К тому же мышь адаптировать к таким различиям намного проще: конструкцию изменять не надо, достаточно программно поменять функции кнопок мыши.

Как поменять функции левой и правой кнопок мыши, демонстрирует листинг 3.7.

...

В листинге 3.7 не учитывается тот факт, что инверсия мыши уже может быть установлена при запуске программы (например, если за компьютером работает левша). Чтобы точно знать, была ли ранее применена инверсия к кнопкам мыши, можно использовать значение, возвращаемое функцией SwapMouseButton. Если это значение отлично от нуля, то ранее функции кнопок мыши были инвертированы.

Подсчет расстояния, пройденного указателем мыши

Рассмотрим небольшую программу, которая носит скорее познавательный, чем практический характер. Она умеет подсчитывать, сколько же метров (в буквальном смысле) пробегает указатель мыши за время ее работы. Внешний вид формы приложения показан на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Программа измерения пробега указателя мыши

Использование такой программы крайне просто: сразу после запуска она начинает измерять пройденное указателем мыши расстояние в пикселах. Нижняя группа элементов управления нужна для правильного вывода пройденного расстояния в метрах. При нажатии кнопки Изменить масштаб становятся активными два текстовых поля (для ввода ширины и высоты прямоугольника). Чтобы программа правильно преобразовывала пройденное расстояние, нужно линейкой измерить ширину белого прямоугольника и ввести полученное значение (в мм) в текстовое поле. При повторном нажатии этой кнопкивведенные значения принимаются, и с этого момента показания пройденного расстояния переводятся в метры с учетом текущего разрешения и размера монитора. Теперь приступим к рассмотрению реализации этого приложения. В табл. 3.1 приводятся сведения по настройке элементов управления, не являющихся рамками или статическими надписями.Таблица 3.1. Параметры элементов управления формы, показанной на рис. 3.1 #Autogen_eBook_id31 В листинге 3.8 приводятся объявления переменных (членов класса TForml) и методов, добавленных вручную.

...

Суммарное расстояние в пикселах, пройденное указателем, сохраняется в переменной distance. Рассмотрим, как осуществляется перевод этого расстояния в метры (листинг 3.9).

...

В приведенном расчете нет ничего сложного, как, собственно, нет ничего сложного и во всем примере. Главная процедура приложения – обработчик для таймера Timerl. Таймер срабатывает с максимальной для него частотой (не 1 мс, конечно, но где-то 18 раз в секунду). Текст обработчикаТ1тег1Т1тег приводится в листинге 3.10.

...

Как можно увидеть при внимательном рассмотрении листинга 3.10, обновление показаний происходит при истинном значении переменной isUpdating. Значение этой переменной устанавливается в False во время задания масштаба, чтобы во время ввода значений в текстовые поля не выводились неправильные цифры (листинг 3.11).

...

Процедуры StartUpdating и StopUpdating скрывают действия, которые необходимо произвести для остановки или возобновления отображения пройденного расстояния в текстовом поле. В нашем примере они выглядят крайне просто (листинг 3.12).

...

В завершение остается реализовать код инициализации при запуске программы и обработчик события Click для кнопки cmbClear (листинг 3.13).

...

Вот, собственно, и все, что нужно для работы рассматриваемой программы. Остается лишь уточнить, что способ установки масштаба, используемый в программе, предназначен для таких разрешений мониторов, при которых нет искажений по горизонтали или вертикали. Чаще всего это такие разрешения, при которых размеры изображения по горизонтали и вертикали подчиняются пропорции 4:3 (640 х 480, 800 х 600 и т. д.). При этом такими же пропорциями должен обладать экран монитора.

Подсвечивание элементов управления

В завершение рассмотрим несложный, но достаточно полезный пример, позволяющий сделать более «живым» интерфейс приложения: изменение внешнего вида элементов управления при наведении на них указателя мыши.

В листинге 3.14 показано, как можно сделать статическую надпись похожей на гиперссылку (для большего эффекта для такой надписи можно установить свойство Cursor равным crHandPoint на этапе проектирования формы).

...

Осталось добавить обработчик события Click для надписи, и получится довольно правдоподобная гиперссылка, правда, выполнять она может любое действие.

Начертание шрифта можно также изменить для стандартной кнопки. Как это можно сделать, показано в листинге 3.15.

...

В листинге 3.15 используется обработчик MouseMove для кнопки потому, что, к великому сожалению, обработчики co6biTHftMouseEnter nMouseLeave для нее (по крайней мере, с вкладки Standard) не предусмотрены.

3.2. Клавиатура

Клавиатура является основным средством для ввода информации в компьютер, поэтому не будем обходить стороной и рассмотрим некоторые не так часто используемые или не такие очевидные возможности работы с ней.

Определение информации о клавиатуре

Начнем с небольшого примера, позволяющего определить некоторую информацию о клавиатуре (листинг 3.16). Пример основан на использовании API-функции GetKeyboardType.

...

При создании формы происходит заполнение текстовых полей информацией о типе клавиатуры, коде типа, присвоенном производителем, и количестве функциональных клавиш.

Пример возможного результата определения информации о клавиатуре приводится на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Информация о клавиатуре

Опрос клавиатуры

Существует достаточно удобная альтернатива обработке событий клавиатурного ввода, которая может оказаться особенно полезной, когда нужно знать состояние сразу нескольких клавиш.

В листинге 3.17 приводится пример обработчика события TimerlTimer, определяющего, нажаты ли клавиши ↑, ↓, ←, →, а также пробел, Enter, Ctrl (правый) и Alt (правый).

...

Для того чтобы определить состояние клавиш, можно использовать API-функцию GetKeyboardState, которая заполняет массив buttons (на самом деле тип TKeyBoardstate определен как array [0. 255] of Byte) значениями, характеризующими, нажата ли клавиша. Причем значения в массиве buttons трактуются следующим образом:

• если установлен старший бит (проверка чего и делается в листинге 3.17), то клавиша в данный момент нажата;

• если установлен младший бит, то функция, закрепленная за этой клавишей (например, Caps Lock), включена.

Для индексации массива можно использовать ASCII-коды символов, а также константы, соответствующие несимвольным клавишам (обозначения и коды для таких клавиш приводятся в приложении 1).

Каждой контролируемой клавише (листинг 3.17) соответствует кнопка на форме. Для принудительной установки кнопки в нажатое или ненажатое состояние используется посылка сообщения BMSETSTATE. Пример определения состояния клавиш в некоторый момент времени показан на рис. 3.3.

Рис. 3.3. Состояние некоторых клавиш клавиатуры

Интересно, что рассмотренный способ работы с клавиатурой можно использовать даже для определения неисправных клавиш на клавиатуре, например, как это сделано в одной из программ пакета Norton Utilities. Имитация нажатия клавишСостояние клавиш на клавиатуре можно не только определять, его также можно программно изменять. Рассмотрим один из способов программного нажатия клавиш, который крайне прост благодаря наличию API-функции keybdevent, как раз и предназначенной для имитации клавиатурного ввода.Назначения параметров этой функции поясним на примере (листинг 3.18).

...

Нас интересуют, прежде всего, первый и третий параметры функции keybdevent (второй не используется, а третий предназначен для установки дополнительной информации, относящейся к нажатию клавиши). Первым параметром функции передается код «нажимаемой» или «отпускаемой» клавиши. Третий параметр равен нулю при «нажатии» и константе KEYEVENTF_KEYUP при «отпускании» клавиши.

...

Аналогичный приведенному в листинге 3.18 пример программного нажатия клавиши Print Screen (снятия копии экрана) приводится в листинге 3.19.

...

В листинге 3.20 приводится пример нажатия комбинации из нескольких клавиш (Windows+M для сворачивания всех окон).

...

Добавление к этой комбинации клавиши Shift приведет к восстановлению первоначального состояния окон.

Последний пример иллюстрирует, как можно использовать программное нажатие клавиш для ускорения быстрого доступа к программам. Имеется в виду программное нажатие сочетаний клавиш, ассоциированных с ярлыками, расположенными на Рабочем столе или находящимися в меню Пуск. Допустим, на компьютере используется сочетание клавиш Ctrl+Alt+E для запуска Internet Explorer. Пример программного нажатия этой комбинации клавиш приведен в листинге 3.21.

...

Последний пример особенно полезен для запуска сразу нескольких программ (для этого ярлыкам этих программ должны быть назначены сочетания клавиш).

«Бегущие огни» на клавиатуре

В завершение рассмотрим довольно забавный пример, так же, как и предыдущий, основанный на программном нажатии клавиш Caps Lock, Num Lock и ScroLL Lock. Как известно, этим клавишам соответствуют три лампочки (по крайней мере, на большинстве клавиатур). Суть примера состоит в последовательном включении/выключении упомянутых клавиш, которое автоматически сопровождается включением/выключением соответствующих лампочек.

Перед рассмотрением основных процедур примера приведем текст процедуры PressKey, которая далее используется практически на каждом шагу (листинг 3.22). Она имитирует нажатие одной клавиши с переданным кодом.

...

Запуск и остановка огней осуществляется при нажатии кнопки (помимо кнопки, на форме должно быть текстовое поле, в котором вводится интервал между сменой состояния огней, а также таймер со свойством Enabled, равным False) (листинг 3.23).

...

В начале листинга 3.23 приведены используемые глобальные переменные:

• initCaps, initNum, initScroll – для сохранения первоначального состояния клавиш Caps Lock, Num Lock и Scroll Lock с целью его восстановления при остановке огней, чтобы не раздражаться необходимостью вручную устанавливать состояния этих клавиш;

• curCaps, curNum, curScroll – для быстрого определения текущего состояния клавиш (вместо постоянного обращения к функциям типа GetKeyboardState).

Перемещение огней происходит при каждом срабатывании таймера Timer1 (листинг 3.24).

...

...

Теперь можно запустить соответствующую заставку и получить неплохое украшение, например, для новогодней елки… из компьютера.

Глава 4 Диски, каталоги, файлы

• Диски

• Каталоги и пути

• Файлы

В этой главе вы познакомитесь с некоторыми возможностями получения полезной информации о файловой системе (и от файловой системы). Примеры главы целиком основаны на использовании API-функций для получения информации, так сказать, из первых рук. Конечно, разработчики Borland не проигнорировали эту тему при написании библиотеки для Delphi: в модуле SysUtils можно найти ряд функций, позволяющих работать с объектами файловой системы. Поэтому в этой главе в основном рассматриваются API-функции, позволяющие получить информацию, недоступную при использовании процедур и функций модуля SysUtils, дабы полностью не дублировать функционал этой библиотеки.

4.1. Диски

Начнем с получения информации о дисках компьютера. Как вы, наверное, не раз могли убедиться, ряд приложений (хотя бы тот же Internet Explorer) обладают гораздо большей информацией о дисках, нежели их обозначение (буква) или размер. Далее рассмотрено, как определить буквы всех установленных на компьютере дисков, метки дисков, серийные номера томов и другую информацию о файловой системе. Вы также узнаете, как программно поменять метки дисков.

Все рассмотренные ниже функции работы с дисками вы можете найти в модуле DriveTools, расположенном на диске, прилагаемом к книге, в папке с названием раздела.

Сбор информации о дисках

Итак, начнем по порядку. Получить список дисков компьютера (строк вида<буква>: \) поможет функция из листинга 4.1.

...

Функция принимает ссылку на список и заполняет его строками с путями корневых папок каждого из дисков (например, с: \). Вся сложность этой функции состоит в необходимости выделения путей из строки, заполняемой API-функцией GetLogicalDriveStrings. Функция GetDriveLetters возвращает количество строк, добавленных в список letters.

Кроме API-функции GetLogicalDriveStrings, для получения информации о том, за какими буквами закреплены диски, можно использовать еще как минимум одну функцию – GetLogicalDrives. Она не имеет аргументов и возвращает значение типа DWORD, представляющее собой битовую маску. Состояние каждого бита маски (от 1 до 26) соответствует наличию либо отсутствию диска под соответствующей номеру буквой латинского алфавита. Выделение информации из маски (и соответственно составление списка дисков) может выглядеть, как в листинге 4.2.

...

Теперь напишем несложные функции, позволяющие определить полный размер и размер свободного пространства на диске (листинг 4.3).

...

В обеих функциях листинга 4.3 для достижения двух разных целей используется API-функция GetDiskFreeSpaceEx:

...

Функция принимает путь (любой) файла или папки на интересующем диске и заполняет три параметра:

• lpFreeBytesAvailableToCaller – размер свободного пространства, доступного пользователю, под чьими правами работает поток, вызывающий функцию (в байтах);

• lpTotalNumberOf Bytes – полный размер диска (в байтах);

• lpTotalNumberOf FreeBytes – размер свободного пространства на диске (в байтах).

Все перечисленные значения являются 64-битными, чтобы можно было оперировать размерами дисков более 4 Гбайт. Если вызов функции GetDiskFreeSpaceEx оказывается неудачным, то возвращается значение False. В этом случае функции листинга 4.3 возвращают -1, сигнализируя об ошибке.

Теперь самое интересное – определение детальной информации о файловой системе на дисках. Много интересного о файловой системе на каждом диске можно узнать при помощи API-функции GetVolumelnformation. Она имеет следующий вид:

...

Объявление функции выглядит довольно громоздким за счет большого количества параметров. Однако использовать функцию GetVolumelnformation очень просто. Чтобы не вдаваться в долгое описание ее параметров, рассмотрим ее использование на примере (листинг 4.4).

...

Если проанализировать приведенный листинг, то можно увидеть, что функции GetVolumelnf ormation, кроме пути, принадлежащего диску, передается также:

• буфер для метки диска (и длина этого буфера);

• указатель на переменную типа DWORD для записи в нее серийного номера тома диска (присваивается при каждом создании файловой системы, например, после форматирования диска);

• ссылка на переменную типа Cardinal для сохранения в ней максимальной длины компонента пути (имени файла или папки);

• ссылка на переменную типа Cardinal для сохранения в ней набора битовых флагов с некоторыми параметрами файловой системы;

• буфер для названия файловой системы (и его длина).

Как вы могли заметить, результатом работы приведенной в листинге 4.4 функции GetDrivelnf ormation является заполнение структуры (записи) Drivelnf о. Определение этой структуры (а также вложенной в нее структуры, хранящей некоторые извлеченные из битовой маски fsOptions флаги) приводится в листинге 4.5.

...

Напоследок рассмотрим еще одну полезную возможность – определение типа носителя диска при помощи API-функции GetDriveType. Она принимает единственный параметр, задающий корневую папку диска (например, С: \, причем обратный слэш на конце обязателен). Функция GetDriveType возвращает целочисленное значение, идентифицирующее тип диска. Вариант получения текстового описания типов дисков с использованием этой API-функции приведен в листинге 4.6.

...

Изменение метки диска

Как вы думаете, сложно ли изменить метку диска? Совсем нет: вся сложность состоит в отыскании нужной функции. В данном случае можно применить API-функцию SetVolumeLabel (листинг 4.7).

...

В листинге 4.7 приведена функция-оболочка для API-функции изменения метки диска, избавляющая нас от необходимости преобразования типов и интерпретации значения, возвращаемого API-функцией.

Программа просмотра свойств дисков

В завершение темы работы с дисками рассмотрим еще небольшой пример, обобщающий сказанное выше. Для этого создадим небольшое приложение, выводящее информацию о любом из дисков компьютера. Приложение должно использовать возможности всех рассмотренных выше функций.

Окно этого приложения приведено на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Окно с информацией о дисках

Работа формы, приведенной на рис. 4.1, организована предельно просто. Сначала при создании формы получаем список дисков (а также выделяем первый диск и загружаем информацию о нем) (листинг 4.8).

...

Загрузка информации о дисках происходит при выборе буквы диска в списке (листинг 4.9).

...

При нажатии кнопки Изменить производится попытка присвоить выбранному в списке диску метку, введенную в соответствующее текстовое поле (txtLabel) (листинг 4.10).

...

Табличное или иное описание свойств элементов управления не приводится, так как имена элементов управления соответствуют виду информации, помещаемой в них. Только следует уточнить, что в элементе управления TChart создан один ряд типа Pie (круговая диаграмма). У этого ряда отключено отображение подписей к диаграмме, чтобы не дублировать данные, приведенные в легенде.

4.2. Каталоги и пути

В этом разделе описываются некоторые полезные примеры, позволяющие узнавать расположение важных каталогов операционной системы Windows. Здесь также рассматриваются вопросы преобразования путей и приводятся некоторые алгоритмы обхода каталогов, применяемые для поиска.

Прежде чем рассматривать решения конкретных задач, следует уточнить, что за магическое число, а точнее, целочисленная константа используется в некоторых примерах, приведенных далее. Речь идет о константе МАХРАТН, равной 260. Она используется явно или неявно (функциями API) в качестве максимально возможной длины пути. Здесь налицо небольшой парадокс: хотя такая файловая система как FAT32, и реализована так, что может поддерживать неограниченную вложенность каталогов, в реальности не получится создать даже два вложенных каталога с именем длиной 255 символов.

...

Системные папки WINDOWS и system

Приходилось ли вам хоть раз писать приложения, работоспособность которых зависела от расположения системных папок Windows? Если да, то вы наверняка хорошо знаете, как неустойчиво предположение о том, что папка WINDOWS всегда C:\WIND0WS, a system всегда C:\WINDOWS\system. Ведь при установке операционной системы ничто не мешает поместить ее, например, на диск Е:\, а папку для Windows назвать Linux. Кроме того, системная папка Windows на платформе NT имеет имя system32, и кто знает, какое имя она будет иметь в следующей версии Windows. В таких и многих других случаях выручат API-функции: GetWindowsDirectory и GetSystemDirectory. Они обе принимают в качестве параметров строковый буфер и его длину и возвращают количество символов, записанных в переданный буфер, или 0 в случае ошибки.

Для этих функций удобно реализовывать функции-оболочки, работающие со стандартными для Delphi строками, что, собственно, и сделано при написании этой главы (все реализованные функции вы можете найти в модуле PathFunctions, расположенном на диске, прилагаемом к книге, в папке с названием подраздела). Итак, функция определения папки Windows приведена в листинге 4.11.

...

По аналогии реализуется функция определения расположения системной папки, только вместо GetWindowsDirectory вызывается фyнкцияGetSystemDirectory.

Имена для временных файлов

Для централизованного хранения временных данных, необходимых при работе приложений, в Windows предусмотрена специальная папка Temp. Ее расположение может варьироваться. Причем в многопользовательских версиях Windows (NT, 2000, ХР) местоположение папки для временных файлов может быть различным для различных пользователей. Итак, расположение папки Temp поможет определить API-функция GetTempPath. Она принимает следующие параметры: строковый буфер и длину этого буфера. Возвращает количество символов, записанных в переданную строку, или 0, если возникла ошибка. Функция-оболочка, скрывающая работу со строковым буфером и преобразование типов, реализуется аналогично двум ранее рассмотренным функциям (листинг 4.12).

...

Кроме того, Windows API предусматривает очень полезную функцию, избавляющую программиста от необходимости подбирать имена временных файлов так, чтобы они были уникальными в пределах заданной папки (это не обязательно должна быть папка Temp ). Имя этой функции – GetTempFileName. Пример ее использования приведен в листинге 4.13.

...

Приведенная в листинге 4.13 функция в качестве папки для временных файлов использует папку Temp. Однако функцию GetTempFileName можно использовать для получения имен файлов в пределах любой папки.

Кроме пути папки, в которой необходимо создать временный файл, функция GetTempFileName принимает строку-префикс для имени временного файла и целочисленное значение (третий параметр). Если третий параметр не равен нулю, то его значение в шестнадцатеричной форме просто прибавляется справа к строке prefix. Никаких проверок на уникальность получившегося имени файла при этом не производится. Если же третий параметр установить в 0, то система сама сформирует шестнадцатеричное значение так, чтобы имя файла было уникальным в заданной папке. Кроме того, при этом создается и сам файл.

Буфер (последний параметр функции GetTempFileName) должен вмещать как минимум МАХРАТН символов, так как функция записывает в него полный путь временного файла.

Пример работы функций определения папки для временных файлов, получения имени для временного файла, а также определения системных папок Windows приводится на рис. 4.2.

Рис. 4.2. Папки WINDOWS, system, Temp и имя для временного файла

Прочие системные пути

В Windows существует ряд других системных путей, которые так или иначе могут пригодиться. Определяются они не менее просто, чем пути к системным папкам (листинг 4.14).

...

Здесь используется функция командной оболочки файловой системы (Windows Shell) SHGetSpecialFolderPath, ее объявление находится в модуле ShlObj. Среди параметров этой функции самыми значимыми для нас (кроме буфера длиной минимум МАХРАТН символов для помещения в него пути) являются два последних. Третий параметр функции SHGetSpecialFolderPath используется для указания того, расположение какой именно папки нас интересует. Если четвертый параметр функции SHGetSpecialFolderPath не равен False, то запрошенная папка будет создана, если до этого она не существовала.

Пример использования функции GetSpesialDir для составления списка (в элементе управления ListView) некоторых системных путей приведен в листинге 4.15. Из него вы также сможете узнать имена целочисленных констант, идентифицирующих некоторые папки.

...

Результат работы процедуры из листинга 4.14 приводится на рис. 4.3.

Рис. 4.3. Прочие системные пути Windows

В приведенной в листинге 4.15 процедуре определены не все пути, доступные с использованием функции SHGetSpecialFolderPath. Дело в том, что существует ряд виртуальных (не существующих реально на диске) папокМой компьютер, Принтеры, Сетевое окружение и т д. Для некоторых упоминаемых в листинге 4.15 папок есть также аналогичные папки, содержимое которых доступно всем пользователям:• CSIDL_COMMON_DESKTOPDIRECTORY – содержимое этой папки отображается на Рабочем столе всех пользователей;• CSIDL_COMMON_DOCUMENTS – общие документы;• CSIDL_COMMON_FAVORlTES—общие элементы папки Избранное;• CSIDL_COMMON_PROGRAMS – общие для всех пользователей программы (пункт Программы меню Пуск);• CSIDL_COMMON_STARTMENU – общие элементы, отображаемые вменю Пуск;• CSIDL_COMMON_STARTUP – общие элементы меню Автозагрузка;• CSIDL_COMMON_TEMPLATES – папка с общими для всех пользователей шаблонами документов.

...

Определение и установка текущей папки

Во время работы каждого приложения для него запоминается папка, которая считается текущей (для этого приложения). При грамотном управлении текущей папкой удобно использовать рассмотренные далее относительные пути.

Для определения текущей папки приложения можно воспользоваться функцией GetCurrentDir, приведенной в листинге 4.16.

...

Функция определения пути текущей папки основана на применении соответствующей API-функции GetCurrentDirectory. Вполне естественно, что она имеет пару – функцию для задания текущего каталога SetCurrentDirectory. Объявление этой функции:

...

Функция принимает путь папки и возвращает ненулевое значение в случае успешного выполнения.

Преобразование путей

Рассмотрим несколько функций, которые могут пригодиться, если возникнет необходимость преобразования путей. Имеется в виду прежде всего преобразование имен файлов в формат MS-DOS и обратно. Этот вид преобразования наглядно продемонстрирован на рис. 4.4 (верхняя часть формы).

Иногда оказывается полезным представлять пути относительно какой-нибудь папки, но не относительно корневого каталога диска. Например, представьте, что вы разрабатываете приложение, документы которого, являющиеся неделимыми для пользователя, могут фактически состоять из большого количества файлов, расположенных в разных папках (Images, Movies, Embed). Сами папки расположены в том же каталоге, где и основной файл документа, или ниже по иерархии (во вложенных папках). Как добиться того, чтобы при копировании приложения со всеми нужными папками в другое место (на другой диск или компьютер, в другую папку) его по-прежнему можно было открыть, при этом рассчитывая, что в папках Images, Movies и Embed содержится не только нужная информация. Последнее говорит о том, что приложение должно «знать», какие файлы и в каких папках ему действительно необходимы. В таком случае пригодится относительный путь, который несет в себе информацию о количестве и направлении переходов из каталога, заданного в качестве корневого, для того чтобы мы смогли найти указанный в этом пути файл или папку.

Преобразование из абсолютного в относительный путь и наоборот продемонстрировано на рис. 4.4 (нижняя часть формы). При этом в качестве исходного пути берется содержимое текстового поля Исходный длинный путь, а в качестве пути папки для построения относительного пути – содержимое поля Текущая папка.

Рис. 4.4. Преобразование путей

На всякий случай нужно уточнить, что в относительном пути элемент. указывает на текущую папку (никуда переходить не надо), а элемент. означает папку, расположенную на один уровень выше (родительскую папку). Также следует уточнить, что под абсолютным путем понимается путь, корневым элементом которого является \\ или <диск>: \ (С: \, D: \ их д.).

...

Преобразование длинных имен файлов в короткие и наоборот

Теперь рассмотрим реализацию преобразования путей. Сначала – преобразование между длинной и короткой формами. Выполняется это предельно просто, благо Windows API предусматривает соответствующие функции.

Преобразование длинного пути в короткий приводится в листинге 4.17.

...

Соответственно, обратное преобразование пути может выглядеть следующим образом (листинг 4.18).

...

При тестировании последнего листинга в Delphi 7 выяснилось, что API-функция GetLongPathName объявлена в модуле Windows. Возможно, в более старых или новых версиях Delphi это не так. Но в любом случае импортировать эту функцию из библиотеки Kernel32. dll предельно просто, достаточно поместить в модуль следующую строку:

...

Преобразование абсолютного пути в относительный и наоборот

Теперь пришла очередь рассмотреть реализацию преобразований между абсолютной и относительной формами путей. Однако сначала рассмотрим небольшую, но полезную процедуру, используемую при преобразованиях. Процедура GetPathElements (листинг 4.19) формирует список строк из компонентов переданного ей пути (имен каталогов и имени целевого файла или каталога).

...

После применения процедуры GetPathElements работать с компонентами пути становится очень удобно, да к тому же и упрощается код функций преобразования, так как при их написании не нужно уделять внимание правильному выделению подстрок из строки полного пути.

Функция преобразования абсолютного пути в относительный (от заданной в параметре curdir папки) приводится в листинге 4.20.

...

При преобразовании нужно учитывать, что пути, не принадлежащие одной иерархии (например, локальный и сетевой или пути, принадлежащие разным дискам, не могут быть представлены один относительно другого: у них нет общего родительского каталога.

Обратное преобразование относительного пути в абсолютный приведено в листинге 4.21. Здесь нужно отметить, что если путь папки curdir относительный, то в итоге получим также относительный путь (только относительно другой папки). Поэтому функция и называется RelativePathToRelative, а не RelativePathToAbs.

...

Поиск

Поиск является неотъемлемой частью работы с файловой системой. Даже простой просмотр содержимого любого каталога сопряжен с использованием простейших, но все-таки поисковых средств (перебор и, возможно, отсеивание элементов каталога). Поэтому далее мы рассмотрим возможные варианты реализации двух удобных функций поиска: поиск по маске и атрибутам файлов в пределах заданной папки и такой же поиск по всему дереву каталогов, начиная от заданной корневой папки. Все рассмотренные далее функции поиска можно найти в модуле Search, расположенном на диске, в папке с названием подраздела.

Но сначала немного сведений о масках для поиска и атрибутах файлов (и папок).

Маски и атрибуты

Маска имени файла или папки представляет собой строку, в которой неизвестный одиночный символ можно менять на? а произвольное количество (0 и более) неизвестных заранее символов – на *. Остальные (допустимые в имени) символы обозначают сами себя. Например, имена файлов SomeFile. ехе и Some. ехе удовлетворяют каждой из масок: Some* и Some*. ехе.

Атрибуты определяют некоторые важные особенности файла. Так, например, при просмотре каталога при помощи API-функций папка может отличаться от файла только наличием атрибута FILE_ATTRIBURE_DIRECTORY. Вообще содержимое папки (директории, каталога) записано на диске в самый обычный файл. Его отличает наличие указанного неизменяемого вручную атрибута и строго заданный формат записей, а также наличие специальных функций, скрывающих от нас все особенности работы с данными каталога (открытие файла, поиск нужных записей).

Итак, далее об атрибутах. Ниже приводится перечень наиболее часто используемых атрибутов файлов и каталогов (идентификаторы целочисленных констант, объявленных в модуле Windows). Если не сказано иное, атрибут можно изменить.

• FILE_ATTRIBUTE_ARCHIVE – архивный файл или каталог (на опыте замечено, что этот атрибут появляется практически у всех файлов, находящихся на диске некоторое время);

• FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY – атрибут каталога (атрибут нельзя самостоятельно снять или назначить);

• FILE_ATTRIBUTE_HIDDEN – скрытый файл или каталог;

• FILE_ATTRIBUTE_NORMAL – означает отсутствие особых атрибутов у файла или каталога (у последнего, естественно, всегда установлен атрибут FILE_ ATTRIBUTE_DIRECTORY);

• FILE_ATTRIBUTE_READONLY – файл или каталог только для чтения;

• FILE_ATTRIBUTE_SYSTEM – системный файл или каталог;

• FILE_ATTRIBUTE_TEMPORARY – временный файл (файловая система стремится по возможности хранить все содержимое открытого временного файла в памяти для ускорения доступа к находящимся в нем данным).

Были рассмотрены основные атрибуты, которые могут быть присвоены объектам файловой системы (файлам и папкам), но не было сказано, как получить или установить атрибуты файла или каталога. Атрибуты можно получить при просмотре содержимого каталога (как в рассмотренных далее функциях поиска). А можно использовать для этого API-функцию GetFileAttributes. Она принимает путь файла (PChar) и возвращает значение типа DWORD (32-битное целое значение), представляющее собой битовую маску. Если функция GetFileAttributes завершается неудачно, то возвращаемое значение равно $FFFFFFFF (-1 при переводе к беззнаковому целому).

Каждому из рассмотренных атрибутов соответствует бит в возвращаемом функцией GetFileAttributes значении. Вот отрывок программы, определяющей, является ли файл системным:

...

Атрибуты устанавливаются при помощи API-функции SetFileAttributes. Она принимает два параметра: путь файла или папки (PChar) и битовую маску атрибутов. Возвращает 0 (False) в случае неудачи и ненулевое значение в противном случае.

Поскольку в функцию SetFileAttributes передается маска, хранящая сведения сразу обо всех атрибутах файла или папки, то изменять атрибуты нужно аккуратно (чтобы не удалить установленные ранее). Пример (отрывок программы) «включения» одного и одновременного «выключения» другого атрибута файла приведен в листинге 4.22 (проверка ошибок для простоты не производится).

...

Поиск в указанной папке

Поиск в пределах одной папки представляет собой простой перебор всех элементов каталога с отбором тех, имена которых удовлетворяют маске и заданному набору атрибутов. В приведенном ниже примере (листинг4.23) используется API-функция FindFirstFile, которая начинает просмотр заданного каталога, автоматически отсеивая имена файлов и папок, не удовлетворяющи х маске. Функция возвращает дескриптор (THandle), используемый для идентификации начатого просмотра папки при продолжении поиска (в функции FindNextFile).

После окончания просмотра папки вызывается функция FindClose, завершающая просмотр папки. Очень напоминает работу с обычным файлом (открытие, просмотр, закрытие), не так ли?

...

Результатом работы функции SearchlnFolder является заполнение списка names именами или, если значение параметра addpath равно True, полными путями найденных файлов и каталогов. Значение параметра flags (битовая маска атрибутов) формируется так же, как для функции SetFileAttributes. Только одновременно можно установить любые интересующие программиста атрибуты. При нахождении хотя бы одного файла или каталога SearchlnFolder возвращает значение True.

В функции поиска проверка соответствия атрибутов найденных файлов и каталогов производится при помощи дополнительной функции MatchAttrs. Код этой функции приведен в листинге 4.24.

...

Может показаться, что проверка из одной строки – слишком слабый аргумент для создания отдельной функции. В рассматриваемом примере отдельная функция MatchAttrs выделена для того, чтобы сделать отсеивание файлов (и папок) по атрибутам более очевидным.

В листинге 4.24 приводится реализация нестрогого фильтра: он принимает файл или папку, если они имеют все установленные в flags атрибуты, независимо от наличия файла или папки дополнительных атрибутов. Так, если мы задали flags:= FILE_ATTRIBUTE_READONLY, то будут найдены как файлы, так и каталоги, а также скрытые, системные и прочие файлы, также имеющие атрибут FILE_ATTRIBUTE_READONLY. Для реализации строгого фильтра можно заменить выражение в функции MatchAttrs простым равенством: flags = attrs.

Возможный результат поиска с использованием функции SearchlnFolder приводится на рис. 4.5.

Рис. 4.5. Поиск в заданной папке

Пример вызова функции SearchlnFolder (для показанного на рис. 4.5 приложения) приведен в листинге 4.25.

...

Поиск по всему дереву каталогов

В листинге 4.26 приводится одна из возможных реализаций рекурсивного поиска по дереву каталогов. Алгоритм поиска работает следующим образом.

1. Выполняется поиск в папке folder (все найденные файлы или папки добавляются в список names).

2. Функция SearchlnTree вызывается для каждого подкаталога BfoLder для продолжения поиска в поддереве, определяемом подкаталогом.

...

В функции SearchlnTree не используется просмотр каталога folder вручную (при помощи API-функций) из соображений эффективности. Если захотите, можете реализовать поиск подкаталогов при помощи функции SearchlnFolder. Правда, при этом нужно будет завести дополнительный список (TStringList) для сохранения найденных в текущем каталоге подкаталогов. Элементы списка будут использоваться только один раз: для поиска в подкаталогах.

Возможный результат поиска с использованием функции SearchlnTree приводится на рис. 4.6.

Рис. 4.6. Поиск по дереву каталогов

С небольшими модификациями алгоритм рекурсивного обхода дерева каталогов, реализованный в листинге 4.25, можно использовать и при операциях, отличных от простого поиска: например, при копировании или удалении дерева каталогов. Для этого достаточно выполнять нужные операции над каждым найденным объектом.

Построение дерева каталогов

Рассмотрим довольно интересный пример, основанный на использовании функции поиска SearchlnFolder, – построение дерева каталогов для определенного диска (рис. 4.7).

Рис. 4.7. Дерево каталогов

Для простоты (и чтобы не отвлекать внимания от построения дерева) диск задается в программе жестко. При необходимости это можно легко исправить (как определять диски, вы уже знаете). Рассмотрим работу приложения по порядку. Элемент управления TreeView на форме имеет имя tree. Содержимое списка изображений (ImageList), используемого деревом, приведено на рис. 4.8.#Autogen_eBook_id41 Рис. 4.8. Изображения для элементов дерева

Первый элемент дерева (соответствует диску) образуется при создании формы (листинг 4.27).

...

Здесь и далее в примере root позволяет быстро получать доступ к корневому элементу дерева. Используемая в листинге 4.27 процедура применяется для установки состояния элементов дерева (листинг 4.28).

...

Если после создания элементов дерева процедура SetExpanded вызывается с параметром isExpanded, равным False (как в листинге 4.27), то для переданного в процедуру элемента дерева создается фиктивный дочерний элемент. Это делается для того, чтобы не зачитывать содержимое каждого не развернутого еще элемента дерева (для папок с большим количество файлов программа будет сильно «тормозить»). А так у каждого еще не развернутого элемента отображается символ +, позволяющий развернуть его в нужный момент. При этом не нужно забывать удалять созданный фиктивный элемент дерева (что и делает SetExpanded с параметром isExpanded, равным True).

Каждый не развернутый еще элемент дерева помечается значением поля Node. Data, равным 0. Каждый элемент, содержимое которого уже прочитано с диска, помечается значением поля Node. Data, равным 1. Для проверки, было ли прочитано содержимое каталога, соответствующего элементу дерева, используется простая функция IsExpanded (листинг 4.29).

...

Загрузка содержимого каталога и одновременное формирование дочерних элементов в дереве происходят при разворачивании элемента дерева (листинг 4.30).

...

В листинге 4.30 для определения пути каталога, заданного элементом дерева, используется функция NodeToFolderPath. Реализуется она совсем несложно (листинг 4.31).

...

Приведенный здесь пример построения дерева может пригодиться при решении некоторых задач. Дополнительно же нужно сказать, что на вкладке Samples (Delphi 7) можно найти компоненты, прекрасно подходящие для построения пользовательского интерфейса приложений для просмотра содержимого не только физически существующих дисков: полное дерево каталогов SheLLTreeView (включая корневой элемент Рабочий стол и прочие виртуальные каталоги), список основных элементов системы каталогов (ShellComboBox), а также элемент управления для просмотра содержимого папки (SheLLListView).

4.3. Файлы

В завершение главы рассмотрим три несложных примера работы с файлами: копирование файла (с отображением хода копирования в ProgressBar), определение значков, ассоциированных с файлами, и извлечение значков из ЕХЕ– и DLL-файлов.

Красивое копирование файла

Казалось бы, что особенного в организации копирования большого файла с отображением процесса: читай файл порциями, записывай прочитанные данные в файл назначения, попутно показывая в ProgressBar или где-то еще отношение объема переписанной информации к размеру файла. Однако зачем такие сложности? Ведь у API-функции CopyFi 1е, осуществляющей простое копирование файла, есть расширенный вариант – функция CopyFileEx, в которую встроена поддержка отображения процесса копирования (и не только это). Вот прототип функции CopyFileEx:

...

Итак, кроме пути исходного и конечного файлов, а также флагов (последний параметр), функция принимает ряд дополнительных параметров: адрес функции обратного вызова (IpProgressRoutine), указатель на данные, передаваемые в функцию обратного вызова (lpData), а также адрес переменной типа BOOL (pbCancel), при установке значения которой в True копирование прерывается.

Пример использования функции CopyFileEx в программе приведен в листинге 4.32. Здесь подразумевается, что кнопка cmbCopy используется как для запуска, так и для остановки процесса копирования. Также на форме присутствуют следующие элементы управления:

• индикатор pbCopyProgress, диапазон значений которого от 0 до 100;

• текстовое поле txtFrom с именем копируемого файла;

• текстовое поле txtTo с именем файла назначения.

...

Из листинга 4.32 можно увидеть, что в качестве значения последнего параметра функции CopyFileEx можно передавать константу COPY_FILE_FAIL_IF_EXISTS (функция вернет False, если файл назначения уже существует, и не будет осуществлять копирование).

На самом деле значение параметра dwCopyFlags функции CopyFileEx может быть комбинацией значений COPY_FILE_FAIL_IF_EXISTS И COPY_FILE_RES TARTABLE, то есть представляет собой битовый флаг. Последнее значение используется для того, чтобы в случае прерывания копирование файла можно было возобновить. Функция CopyFileEx в этом случае сохраняет в файле назначения информацию, достаточную для возобновления процесса копирования.

В листинге 4.32 изменяется переменная progress – глобальная переменная-ссылка на TProgressBar, которая используется в функции обратного вызова. Переменная bCancelCopy, адрес которой передается в функцию CopyFileEx, также объявлена глобальной (в пределах модуля).

Теперь, наконец, рассмотрим функцию обратного вызова, осуществляющую в нашем случае отображение хода копирования на индикаторе (листинг 4.33).

...

Пусть вас не смущает большое количество параметров функцииСоруРгодгеззЕипс. Применять их все далеко не обязательно (но они должны быть объявлены), хотя ничего сложного здесь нет. В листинге 4.33 использование параметров реализовано наиболее простым (на наш взгляд) и очевидным образом: значения параметров TotalBytesTransferred и TotalFileSize применяются для определения доли скопированной информации.

В листинге 4.33 вызов метода ProcessMessages объекта Application используется потому, что функция CopyFileEx возвращает управление программе только после завершения (или прерывания) копирования. Иначе пришлось бы создавать для копирования отдельный поток, усложняя листинг и отвлекая вас от главной цели этого примера.

Теперь несколько слов о возвращаемых функцией CopyProgressFunc значениях (в нашем примере используется только одно из четырех доступных значений). Список целочисленных констант, значения которых может возвращать функция CopyProgressFunc, таков:

• PROGRESS_CONTINUE – продолжать процесс копирования;

• PROGRESS_CANCEL – отмена копирования;

• PROGRESS_STOP – остановка копирования (можно возобновить);

• PROGRESS_QUIET – при возврате этого значения система перестает вызывать функцию CopyProgressFunc.

Внешний вид формы при копировании большого файла приводится на рис. 4.9.

Рис. 4.9. Копирование большого файла

Только не нужно забывать останавливать копирование при закрытии приложения или в прочих экстренных ситуациях. Так, если не предусмотреть обработку события CloseQuery для формы (рис. 4.9), то закрыть ее в ходе копирования обычным способом не удастся. Зато после завершения копирования (или при нажатии кнопки Отмена) форма тут же исчезнет. Странное поведение, не правда ли? Вариант более-менее адекватной реакции на закрытие формы приводится в листинге 4.34.

...

Как вариант, можно запретить закрытие формы (установить CanClose в False), не останавливая копирования.

В том случае, когда копируется несколько файлов, можно ввести дополнительный элемент управления Progress Ваг, отображающий ход всего процесса копирования. Только при этом придется заранее определить общий размер копируемых файлов.

Определение значков, ассоциированных с файлами

Рассмотрим еще один интересный пример, позволяющий получить значок файла, показываемый, например, в Проводнике Windows. Приведенная в листинге4.35 функция принимает в качестве параметра путь файла и флаг, определяющий, какой нужен значок – малый или большой. Она возвращает дескриптор экземпляра значка, ассоциированного с файлом. Реализация функции находится в модуле ShellFunctions, расположенном на диске, прилагаемом к книге, в папке с названием раздела.

...

Используемая в листинге 4.35 API-функция SHGetFilelnfo объявлена в модуле ShellApi. Там же объявлена структура SHFILEINFO.

В листинге 4.36 приведен пример использования функции GetFilelcon: здесь полученные значки сохраняются в элементах управления Image (по одному для большого и малого значков).

...

Пример определения значка файла приводится на рис. 4.10.

Рис. 4.10. Определение значка, ассоциированного с файлом

На самом деле функция из листинга 4.35 может определять значки не только файлов, но и каталогов, дисков и виртуальных папок ( Мой компьютер, Рабочий стол, Панель управления и т. д.). Правда, в последнем случае используемая в листинге API-функция SHGetFilelnfo требует первый параметр специального вида (не строка). Частично работа с таким представлением путей рассмотрена в подразд. «Окно выбора папки» разд. 2.4. В заключение скажем несколько слов о прочих полезных возможностях API-функции SHGetFileInf о. Недаром она называется не SHGetFilelcon или что-то подобное: она позволяет получить гораздо больше информации, нежели просто значок файла. Эта информация зависит от набора флагов, передаваемых в функцию в качестве последнего параметра. Но сначала рассмотрим, из каких полей состоит структура SHFILEINFO, потому что результат (за редким исключением) помещается именно в ее поля:• hIcon (типа HICON) – дескриптор значка заданного путем объекта (первый параметр функции SHGetFilelnfo);• iIcon (типа Integer) – номер значка в системном компоненте ImageList; • dwAttributes (типа DWORD) – атрибуты заданного путем объекта;• szDisplayName (типа array [0. МАХ_РАТН-1] of AnsiChar) – буфер для имени заданного объекта (например, сочетание имени и метки диска, отображаемое в Проводнике Windows); • szTypeName (типа array [0..79] of AnsiChar) – буфер для названия типа файла (например, Документ Microsoft Word). На полях dwAttributes и ilcon подробно останавливаться не будем, зато рассмотрим, как заставить функцию SHGetFilelnfo заполнить остальные поля структуры (их проще всего использовать в Delphi). Вот используемые для этого флаги (имена целочисленных констант):• SHGFIICON – поле hlcon заполняется дескриптором значка, ассоциированного с объектом; если при использовании дескриптор не сохраняется в каком-либо контейнере или прочем объекте, автоматически удаляющем ненужные значки (как в листинге 4.36), то после использования значок нужно удалить вручную (API-функция Destroylcon);• SHGFI_LARGEICON, SHGFI_SMALLICON – ОНИ применяются В комбинации с SHGFIICON для получения большого или малого значков соответственно; использование флагов вместе не имеет смысла (будет получен малый значок);• SHGFI_DISPLAYNAME—при наличии этого флага поле szDisplayName будет содержать дружественное пользователю имя объекта (например, System (С:));• SHGFI_EXETYPE – при наличии этого атрибута полез zTypeName будет заполнено текстовым описанием типа файла.Значения в приведенном списке можно, если не сказано иное, комбинировать при помощи операции битового ИЛИ (or).Извлечение значков из ЕХЕ– и DLL-файловНаверняка вы знаете, что исполняемый файл, помимо кода программы, данных и прочей системной информации, может содержать также ресурсы. Так, из секции ресурсов берутся значки для ЕХЕ-файлов. Также в ЕХЕ– или DLL-файлах помещаются значки, используемые для ассоциированных с приложениями документов. Итак, в завершение главы рассмотрим еще один графический пример: создадим программу, способную извлекать упомянутые значки из DLL– или ЕХЕ-файлов (работает также и для ICO-файлов).Пусть мы имеем путь файла, а также два списка (TImageList) для больших и малых значков соответственно. Тогда процедура, заполняющая списки значками, извлеченными из файла, может выглядеть следующим образом (листинг 4.37).

...

В листинге 4.37 для извлечения значков из файла используется очередная полезная функция модуля ShellApi – Extract IconEx. Прототип функции таков:

...

Функция ExtractlconEx принимает следующие параметры:

• lpszFile – путь файла, из которого извлекаются значки;

• nIconlndex – номер первого извлекаемого значка; нумерация начинается с нуля (если номер равен -1 и параметры piconLarge и piconSmall нулевые, то функция возвращает количество значков в файле);

• piconLarge, piconSmall – ссылки на переменные типа HI CON (либо на первые элементы массива array. of HICON) для помещения в них дескрипторов больших и малых значков соответственно;

• nIcons – количество извлекаемых значков (по сути, может быть количество элементов в передаваемых в функцию массивах: лишние элементы не будут заполнены).

Функция возвращает количество значков, извлеченных из файла, или количество значков в файле при соответствующем значении параметра nlconlndex.

В листинге 4.36 используется не совсем оптимальный способ извлечения значков из файла – по одному. Однако он подойдет для большинства случаев. Другой (но не единственный) вариант – использование массива. Тогда функцииЕх^асИсопЕх передаются первые элементы массивов для дескрипторов значков (функции нужен адрес начала массива), а в качестве последнего параметра – количество элементов в массиве. Таким образом, если количество значков в файле превзойдет количество элементов в массиве, то вызов функции ExtractlconEx можно будет повторить, передав в качестве параметра nlconlndex значение, возвращенное функцией ExtractlconEx, умноженное на номер вызова функции (начиная с нуля).

Можно также использовать динамический массив, предварительно установив его размер, вызвав функцию ExtractlconEx с параметром nlconlndex, равным -1. Установить значения параметров piconLarge, piconSmall в ноль (не меняя объявления функции) можно, объявив указатель на HICON (AHICON), присвоив ему значение nil и передав его в качестве упомянутых параметров в функцию.

На рис. 4.11 приводится внешний вид формы приложения после извлечения значков из файла Explorer. ехе.

Обработчик нажатия кнопки Загрузить значки представленной н а рис. 4.11 формы приводится в листинге 4.38.

Рис. 4.11. Пример извлеченных из ЕХЕ-файла значков

...

Подразумевается, что имена элементов управления ListView: для отображения больших значков – lvwIconLg и для отображения малых lvwIconSm. На форме также расположены два элемента управления ImageList: ImageListLg для хранения больших и ImageListSm для хранения малых значков.

С помощью окна Object Inspector список ImageListLg назначен в качестве источника больших изображений (свойство Largelmages) для lvwIconLg. Соответственно, список ImageListSm назначен в качестве источника малых изображений (свойство Smalllmages) для lvwIconSm.

Глава 5 Мультимедиа

• Воспроизведение звука с помощью системного динамика

• Использование компонента MediaPlayer

• Компонент Animate

• Разработка звукового проигрывателя

• Видеопроигрыватель

Использование мультимедийных технологий позволяет повысить качество программ и придает им профессиональный вид, более привлекательный для пользователя. Среди разнообразных применений мультимедиа наиболее интересны аудио– и видеовозможности компьютера. Использование звуков и видео в программах позволяет иным образом взаимодействовать с пользователем: озвучивать его действия, информировать о некоторых событиях, просматривать видеоролики и т. п. В рамках предложенной главы будут рассмотрены основные возможности мультимедийных средств и компонентов среды Delphi. Будут описаны компоненты Animate и MediaPLayer, использование API-функций для генерации звука системным динамиком и для воспроизведения звука из ресурсных файлов. В отличие от языков Turbo Pascal и Borland Pascal, Delphi не содержит процедур типа Sound и NoSound, предназначенных для работы со звуком. Для использования мультимедийных возможностей компьютера в Delphi служат специальные компоненты Animate и MediaPLayer. Компонент MediaPLayer является основным элементом воспроизведения аудио– и видеофайлов. Многофункциональный элемент MediaPLayer обладает рядом важных характеристик (свойств) и обеспечивает управление мультимедийными устройствами. Для создания и воспроизведения простейшей анимации предназначен компонент Animate. Он позволяет воспроизводить файлы в формате AVI (Audio-Video Interleaved – Аудио– и видеосмесь).

5.1. Воспроизведение звука с помощью системного динамика

Звуковое сопровождение является важной частью большинства современных мультимедийных приложений. В простейших случаях генерации звукового сигнала удобно использовать процедуру Веер модуля SysUtils. В этом случае нет необходимости использовать вышеупомянутые мультимедийные компоненты языка, а звук создается встроенным системным динамиком. Процедура Веер осуществляет вызов одноименной API-функции, поэтому ее использование не составит большого труда (листинг 5.1).

...

Наряду с Веер для получения звукового сигнала используется API-функция MessageBeep (uType: UINT): Boolean, генерирующая стандартный системный звук, тип которого указывает параметр uType. Параметр функции MessageBeep может задаваться двумя способами: в виде шестнадцатеричного числа или поименованной константы. Например, системный звук по умолчанию задается константой МВ_ОК, а стандартный системный звук задается шестнадцатеричным числом $ FFFFFFFF. Функция возвращает параметр типа Boolean, который в случае успешного выполнения (воспроизведения звука) равен True.

5.2. Использование компонента MediaPlayer

Мультимедийный проигрыватель Media Player является многофункциональным управляющим элементом. Он представляет программисту набор свойств и методов, позволяющих манипулировать файлами и устройствами мультимедиа, поддерживать воспроизведение и перемещение между остальными фонограммами (дорожками, записями), а также идентифицировать подключенные устройства.

Компонент MediaPlayer содержит следующие кнопки (рис. 5.1, слева направо).

• Play – воспроизведение.

• Pause – пауза.

• Stop – остановка.

• Next – переход к следующей фонограмме (дорожке). Для случая одной фонограммы выполняется переход в ее конец.

• Prev – переход к предыдущей фонограмме. Для случая одной фонограммы выполняется переход в ее начало.

• Step – переход на несколько кадров вперед.

• Back – возврат на несколько кадров назад.

• Record – включение режима записи.

• Eject – извлечение носителя.

Рис. 5.1. Вид компонента MediaPlayer

Компонент MediaPlayer обладает рядом свойств, которые позволяют управлять воспроизведением файлов. • AutoOpen – определяет, должно ли устройство автоматически открываться сразу после загрузки.• AutoRewind – если равно True, то после завершения воспроизведения файла будет переход на его начало.• DeviceType – определяет тип устройства, которым должен управлять объект MediaPlayer. Принимает одно из следующих значений:– dtAVIVideo – файл AVI;– dtCDAudio – аудио компакт-диски;– dtDAT – цифровой кассетный аудиопроигрыватель;– dtDigitalVideo – цифровое видео (AVI, MPG, MOV-файлы или ММ-фильм);– dtMMMovie – формат multimedia movie;– dtOther – неопределенный формат;– dtSequencer – MIDI-файл;– dtVCR – видеомагнитофон;– dtVideodisc – проигрыватель видеодисков;– dtWaveAudio – звуковой файл типа WAV;– dtAutoSelect – компонент выбирает устройство автоматически, устанавливается по умолчанию.• Display – задает оконный элемент, в котором будет происходить воспроизведение видеоданных. Если свойство не задано, то будет открываться новое дополнительное окно.• DisplayRec – задает прямоугольную область для воспроизведения данных.• EnableButtons – определяет набор командных кнопок, которые можно использовать в компоненте.• StartPos – определяет начальную позицию для воспроизводимых данных. Если не задано, то воспроизведение идет сначала.• EndPos – определяет конечную позицию для воспроизведения данных. Если не задано, то воспроизведение идет до конца.• Position – текущая позиция при воспроизведении.• Tracks – определяет количество дорожек для компакт-дисков.• Frames – определяет число кадров, на которое перемещается позиция устройства при вызове методов Back и Next.• Length – длина файла (носителя).• TimeFormat – устанавливает временной формат, используемый конкретным устройством.• Wait – определяет, будет управление возвращено вызывающему приложению немедленно или после завершения воспроизведения.Одним из важных свойств является Capabilities типа TMPDevCapsSet, которое позволяет определить возможности выбранного и открытого устройства. Это свойство может принимать следующие значения, устанавливающие доступность соответствующих операций:• mpCanE j ect – извлечение носителя;• mpCanPlay – воспроизведение;• mpCanRecord – запись на носитель;• mpCanStep – перемотка вперед или назад определенного количества кадров;• mpUsedWindow – использование окна для вывода изображения.Перед использованием устройства его нужно открыть, поскольку большинство методов, например Play и StartRecording, можно вызвать только после открытия устройства. Оно выполняется путем вызова метода Open (листинг 5.2). Если необходимо выполнить автоматическое открытие устройства, то свойству AutoOpen типа Boolean следует присвоить значение True (по умолчанию присвоено значение Fal s е). После открытия какого-либо устройства свойство Devi s е ID типа Wo г d проигрывателя определяет идентификатор этого устройства. Если открытых устройств нет, то значение свойства DeviselD равно 0.

...

После завершения использования мультимедийного устройства его нужно закрыть, вызвав метод Close.

После открытия устройства с помощью свойства Tracks типа Longint можно получить информацию о количестве фонограмм (дорожек). Если устройство не поддерживает дорожки, то значение этого свойства неопределенно. Свойство TrackLength ITrackNum: Integer] типа Longint содержит длину фонограммы с индексом TrackNum (отсчет начинается с единицы). Длина дорожки указывается в формате времени, который определен свойством TimeFormat.

Свойство TimeFormat типа TMPTimeFormats задает формат значений свойств, которые связаны со временем. Оно влияет на способ интерпретации и отображение значений таких свойств, как TrackLength, Length, StartPos, EndPos и Position. Основными значениями свойства TimeFormat являются следующие.

• tfMilliseconds – целое четырехбайтовое число, счетчик миллисекунд.

• tfHMS – количество часов, минут и секунд, размещенных побайтно, начиная с младшего байта, в четырехбайтовом целом. Старший байт не учитывается.

• tfMSF – количество минут, секунд и кадров, размещенных побайтно, начиная с младшего байта, в четырехбайтовом целом. Старший байт не учитывается.

• tfFrames – целое четырехбайтовое число, содержащее количество кадров.

Теперь, когда мы ознакомились с основными свойствами мультимедиа-компонента MediaPlayer, можем приступать к непосредственному применению его на практике. Приведем пример исходного текста программы, при загрузке которой проигрывается звук (в формате WAV) (листинг 5.3).

...

При создании формы Forml воспроизводится звуковой файл start. wav.

В некоторых случаях удобно хранить данные (например, звуковые записи) и использовать их прямо в запускаемом модуле (ЕХЕ-файле). Такой метод предусматривает хранение звука в файлах ресурсов (RES). На этапе сборки программы файлы ресурсов прикрепляются к запускаемому модулю, тем самым увеличивая размер модуля. Но количество файлов, необходимых для корректной работы программы, уменьшается. Так, в предыдущем случае для нормальной работы программы (воспроизведение звука при загрузке) необходим фaйлstart. wav. Следующий пример демонстрирует создание приложения, запускаемый модуль которого будет содержать все необходимые ресурсы, в нашем случае это звуковой файл.

Вначале необходимо создать файл ресурса, содержащий звуковую запись. Для этого понадобится компилятор ресурсов, который находится в кaтaлoгeBorland\ Delphi7\Bin\ и носит имяЬгсс32. ехе. Далее создаем файл ресурса. Все ресурсы (значки, указатели, изображения, таблицы строк и т. п.), используемые приложением, описываются в специальном файле. Такое описание имеет фиксированный формат:

...

Имя – это уникальное имя ресурса, которое будет использоваться в процедурах работы с ресурсами. Имя файла – строка, содержащая путь к файлу. В нашем случае строка, описывающая ресурс:

...

Далее в командной строке записываемЬгсс32. ехе source. re, где source. re – текстовый файл, содержащий описание ресурса.

После компиляции получаем готовый файл pecypcasource. RES. Перемещаем его в каталог проекта. На этом этапе ресурс может использоваться.

Чтобы подключить файл ресурса, пишем в исходном тексте:

...

Теперь, когда файл ресурса подключен и готов к использованию, необходимо создать функцию, которая будет доставать звуковой файл и воспроизводить его. Тело функции, выполняющей эти действия, выглядит следующим образом (листинг 5.4).

...

Для работы функции RetrieveLoadSound понадобятся две следующие переменные: hResource (дескриптор ресурса) и pData (указатель на память, расположение ресурса). Перед использованием ресурса производится его загрузка (функция LoadResource). Но чтобы загрузить именно тот ресурс, который нам необходим (звук LOADSOUND), с помощью функции FindResource ищем его в ресурсах, подключенных к этому экземпляру приложения (hlnstance). Далее получаем указатель на память, в которой находится звуковой файл, и записываем его в переменную pData. Если ресурс не найден, то программа выдаст сообщение об ошибке.

После того как был получен указатель на память, его можно использовать в функции sndPlaySound для воспроизведения звука. Параметр SND_MEMORY говорит о том, что воспроизведение будет осуществляться из памяти.

Функция RetrieveLoadSound может использоваться в любом месте программы для воспроизведения start. wav. В этом случае данные звукового файла будут находиться в запускаемом модуле, увеличивая его объем, но сокращая количество файлов приложения. Такой подход эффективен при создании небольших приложений, которые снабжаются короткими звуковыми сопровождениями.

В конце главы будет подробно описан процесс создания универсального проигрывателя, работа которого целиком построена на использовании компонента MediaPlayer. Далее рассмотрим следующий мультимедийный компонент Delphi – Animate, который позволяет воспроизводить как стандартную (встроенную в Windows), так и пользовательскую анимацию.

5.3. Компонент Animate

Видеоклип представляет собой файл в формате AVI, содержащий последовательность отдельных кадров, при отображении которых создается эффект движения. Наряду с изображением AVI-файлы могут содержать звук. Для воспроизведения видеоклипов можно использовать любой из компонентов – Animate или MediaPLayer.

Компонент Animate позволяет проигрывать AVI-файлы, а также отображать стандартную анимацию, используемую в Windows. AVI-файлы, воспроизводимые компонентом Animate, имеют следующие ограничения:

• они не должны содержать звука;

• информация в них не должна быть сжатой;

• размер файла не должен превышать 64 Кбайт.

Для задания воспроизводимого видеоклипа используются свойства FileName и CommonAVI. В один момент можно использовать только одно из этих свойств. Проигрываемый AVI-файл, существующий на диске, указывается путем задания свойства FileName, при этом свойству CommonAVI автоматически присваивается значение aviNone. Свойство CommonAVI позволяет выбрать один из стандартных клипов Windows и принимает следующие значения:

• aviNone – отсутствие стандартной анимации;

• aviCopyFile – копирование файла;

• aviCopyFiles – копирование файлов;

• aviDeleteFile—удаление файла;

• aviEmptyRecycle – очистка Корзины;

• aviFindComputer – поиск компьютера;

• aviFindFile – поиск файла;

• aviFindFolder – поиск папки;

• aviRecycleFile – перемещение файла в Корзину.

При присвоении свойству CommonAVI значения, отличного от aviNone, свойство FileName автоматически сбрасывается, принимая в качестве значения пустую строку.

Для задания видеоклипа также можно использовать ResHandle типа THandle и ResID типа Integer, которые составляют альтернативу свойствам CommonAVI и FileName. Значение ResHandle задает ссылку на модуль, в котором содержится изображение в виде ресурса, а значение свойства ResID в этом модуле указывает номер ресурса.

После выбора видеоклипа свойства FrameCount, FrameHeight и FrameWidth типа Integer определяют следующие параметры клипа: количество, высоту и ширину кадров (в пикселах) соответственно. Эти свойства являются свойствами времени выполнения, следовательно, доступны только для чтения.

По умолчанию размеры компонента Animate автоматически подстраиваются под размеры кадров видеоклипа, это определяет значение True свойства AutoSize. Если этому свойству присвоить значение False, то возможно отсечение части кадра изображения, если его размеры превышают размеры компонента Animate.

Воспроизведение видеоклипа начинается при установке свойству Active значения True. Начальный и конечный кадры задают диапазон воспроизведения и определяются соответственно значениями свойств StartFrame и StopFrame типа Small Int. По умолчанию StartFrame указывает на первый кадр анимации, и его значение равно 1.

Свойство Repetitions типа Integer определяет количество повторений воспроизведения видеоклипа. По умолчанию его значение равно нулю. В этом случае видеоклип проигрывается до тех пор, пока процесс воспроизведения не будет остановлен.

Для запуска и остановки воспроизведения клипов можно использовать методы Play, Stop и Reset. Процедура Play (FromFrame: Word, ToFrame: Word, Count: Integer) проигрывает видеоклип, начиная с кадра, заданного параметром FromFrame, и заканчивая кадром, заданным параметром ToFrame. Параметр Count определяет количество повторений. Таким образом, эта процедура позволяет одновременно управлять StartFrame, StopFrame и Repetitions, задавая для них требуемые при воспроизведении значения, а также устанавливает свойству Active значение True.

Свойство Open типа Boolean доступно при выполнении программы и позволяет определить, готов ли компонент Animate к воспроизведению. Если выбор и загрузка видеоклипа проходят успешно, то свойству Open автоматически устанавливается значение True, компонент можно открыть и проиграть анимацию. При неуспешном завершении загрузки видеоклипа это свойство получает значение False. При необходимости программист может сам устанавливать свойству Open значение False, тем самым отключая компонент Animate.

Процедура Stop прерывает воспроизведение видеоклипа и устанавливает свойству Active значение False. Процедура Reset, кроме того, дополнительно сбрасывает свойства StartFrame и StopFrame, устанавливая значения по умолчанию.

В качестве примера, наглядно отражающего работу компонента Animate, рассмотрим приложение для просмотра стандартной анимации операционной системы Windows.

Стандартный видеоклип можно просмотреть, нажав кнопку Просмотр, предварительно выбрав анимацию в группе независимых переключателей. Клип воспроизводится непрерывное количество раз с первого до последнего кадра. Чтобы прервать воспроизведение, необходимо нажать кнопку Стоп. Окно приложения приведено на рис. 5.2.

Рис. 5.2. Приложение для просмотра стандартной анимации

Рассмотрим исходный текст приложения подробно. Для работы программы необходим набор констант, значения которых может принимать свойство CommonAVI. Поэтому в начале программы объявляем константный массив Typeof AVI типа ТCommonAVI, который и будет содержать необходимые значения:

...

При создании главного окна приложения устанавливаем положение переключателя в группе выбора анимации:

...

Создаем обработчик выбора группы независимых переключателей. При выборе анимации первым делом устанавливается доступность кнопок управления. Далее задается вид воспроизводимого ролика (например, Копирование файлов). В блоке if происходит проверка индекса выбранной анимации, и если она не выбрана (индекс равен 0), то блокируется кнопка Просмотр, так как в этом случае просмотр стандартной анимации невозможен (листинг 5.5).

...

Значения индексов (RadioGroupSelectAnimEf f ects. Itemlndex) переключателей соответствуют порядковым номерам в массиве Typeof AVI, который содержит возможные значения свойства CommonAVI.

При нажатии кнопки начала показа происходит вызов метода Play компонента Animate и устанавливается доступность кнопок управления показом:

...

Обработчик кнопки Стоп основан на вызове метода Stop компонента Animate и выглядит следующим образом:

...

Зачастую компонент Animate используется при создании панелей инструментов для добавления в них анимационных пиктограмм, которые оживляют форму и служат для индикации того, что программа выполняет ту или иную обработку данных. Воспроизведение изображения может осуществляться, например, при нажатии кнопки в панели инструментов или по истечении заданного интервала времени.

Компонент Animate обеспечивает воспроизведение только простых AVI-файлов. С той же целью можно использовать компонент MediaPlayer, который с функциональной точки зрения значительно сложнее и обеспечивает много других мультимедийных возможностей.

5.4. Разработка звукового проигрывателя

Обладая достаточно большим багажом знаний о мультимедийных компонентах Delphi, мы вплотную подошли к созданию программы-проигрывателя. В рамках этой книги разработка многофункционального сложного проигрывателя не предусматривается, но создание легко реализуемого приложения с набором необходимых функций будет рассмотрено. Таким образом, приступим к проектированию проигрывателя. Для начала определим набор необходимых функций. В качестве базовых возможностей любого проигрывателя как видео-, так и аудиофайлов выделяют: непосредственно воспроизведение выбранного файла, возможность кратковременной остановки и возобновления воспроизведения (функция паузы), остановки, перемещение позиции воспроизведения (перемотка). Необходимыми также являются показ времени проигрывания и имя воспроизводимого файла. Как известно, компонент MediaPLayer поддерживает почти все эти функции, за исключением двух последних. Следовательно, MediaPLayer практически идеально подходит на роль основного элемента разрабатываемого проигрывателя.

Итак, создаем новый проект приложения. Соответствующим образом настраиваем свойства формы программы. Убираем кнопку максимизации, в данном случае она является лишней: устанавливаем значение False свойству biMaximaze, которое находится на вкладке Borderlcons. Устанавливаем BorderStyle равным bsSingle. Это не позволит пользователю изменять размеры формы. Для удобства использования проигрыватель появляется в центре экрана, следовательно, свойство Position устанавливаем как poScreenCenter. Настраиваем цвета, в рассматриваемом случае Color равно clInactiveCaptionText.

Для отображения текстовой динамической информации удобным является использование компонента Label или меток. Время, позиция указателя воспроизведения в файле буд ут выводиться в специальный индикатор. Индикатор (в нашем случае lbMainTime типа TLabel) будет отображать текущее время проигрывания. Создаваемый проигрыватель должен обладать неплохим и удобным интерфейсом, поэтому настраиваем индикатор следующим образом: цвет фона Color устанавливаем как clSkyBlue, цвет и размер шрифта индикатора – clMenuHighlight и 28 соответственно. Другой индикатор (надпись с именем воспроизводимого файла) будет иметь свойства, установленные по умолчанию.

Управление воспроизведением будет осуществляться частично при помощи кнопок проигрывателя. Функции перемотки будут реализованы в обработчиках двух других дополнительных кнопок. Поэтому скрываем все кнопки компонента MediaPLayer, кроме кнопок воспроизведения, паузы и остановки. Делаем это при помощи присвоения свойству VisibleButtons массива значений [btPlay,btPause,btStop]. Кнопки управления перемоткой будут выглядеть стандартно. Нам также необходима кнопка открытия файла для выбора файла воспроизведения. Помещаем на форму стандартную кнопку и оставляем ее настройки по умолчанию.

Далее максимально эргономично размещаем на форме вышеперечисленные компоненты и можем переходить от создания дизайна к реализации функциональных возможностей. Для корректной работы индикатора времени его необходимо периодически обновлять. Для достижения этой цели нам понадобится таймер. Среда Delphi содержит компонент, который выполняет функции таймера Timer (вкладка System). На форму приложения также помещаем стандартный диалог открытия файлов. Находится этот компонент на вкладке Dialogs. Один из вариантов размещения компонентов интерфейса выглядит, как показано на рис. 5.3.

Рис. 5.3. Интерфейс проигрывателя

Начнем рассмотрение исходного текста приложения. В программе присутствует секция констант с единственной константой, необходимой для задания расстояния (положения указателя воспроизведения в файле), на которое будет осуществляться перемотка. В данном случае перемотка будет осуществляться на 10 секунд:

...

Далее необходимо создать функцию, которая преобразует численные значения времени (миллисекунды) в более удобный для вывода строковый вариант с указанием минут и секунд (листинг 5.6).

...

Находим количество секунд, затем минут, преобразуем эти данные в строковый вид (для вывода на индикатор времени). Если после нахождения количества минут секунд оказалось меньше десяти, то добавляем 0 в результирующую строку. К примеру, мы получили, что композиция занимает три минуты и пять секунд. В этом случае строка должна выглядеть как 3:05, а не 3:5.

Процедуру создания корректного формата времени мы разобрали. Теперь необходимо выяснить, как можно узнать время, которое прошло с момента начала воспроизведения файла. Для этого обратимся к свойствам компонента MediaPlayer, а именно к Length (длина загруженного файла) и Position (текущая позиция в нем). Зная позицию, можно при помощи ранее рассмотренной функции FileLangToStr найти время воспроизведения (листинг 5.7).

...

Как можно заметить из листинга 5.7, после получения позиции в файле и его имени данные о времени воспроизведения и путь к файлу попадают на индикаторы lbMainTime и lbFileName соответственно.

Открытие и загрузка файла в мультимедийный компонент происходит при выполнении кода из листинга 5.8. Кроме того, обработчик вызывает известную нам процедуру UpdateViewTime и включает таймер (tmTimer. Enabled:= true).

...

Процедура обработки срабатывания таймера заключается в вызове функции обновления значений индикаторов (UpdateViewTime) (листинги 5.9 и 5.10).

...

...

Перемотка осуществляется при помощи двух кнопок. Для перемотки вперед на десять секунд необходимо нажать», назад – «(листинги 5.11 и 5.12).

...

...

Таким образом, разработанный проигрыватель располагает набором минимальных функций и возможностей. Но он обладает важным преимуществом, а именно простотой реализации. Как вы могли заметить, созданная программа может проигрывать и МРЗ-файлы. Это становится возможным благодаря использованию специального программного обеспечения – кодеков, установленных в операционной системе. Современная и достаточно распространенная операционная система Windows ХР содержит такие кодеки в комплекте базовой поставки. При использовании созданного проигрывателя в других операционных системах типа Windows, вероятно, понадобится самостоятельная установка кодеков.

На этом этапе принцип построения проигрывателя звуковых записей вам известен. Что касается просмотра видеозаписей, то благодаря универсальности компонента MediaPLayer он схож с воспроизведением звуковых файлов.

5.5. Видеопроигрыватель

Не менее интересной задачей, рассмотренной в рамках этой главы, является разработка проигрывателя видеофайлов. Форматов видео присутствует достаточно большое количество, но самым распространенным из них, несомненно, является AVI. Учитывая этот факт, разработаем проигрыватель видеофайлов в AVI-фор-мате.

Учитывая то, что среда Delphi предоставляет высокоуровневый доступ к мультимедийным возможностям компьютера, сам принцип построения проигрывателя не меняется. Как и в случае со звуковым проигрывателем, будет использоваться знакомый вам ранее компонент MediaPLayer. Особенностью воспроизведения видео является только вывод изображения на экран в дополнение к звуковому сопровождению. Таким образом, необходимо определить, какие именно компоненты могу т служить в качестве контейнеров для воспроизведения в них видеопотока.

Приступим к созданию проигрывателя видео (рис. 5.4). Как и в случае звукового проигрывателя, нам понадобятся: компонент MediaPLayer, диалог для открытия файлов OpenDiaLog, компонент-контейнер для вывода изображения (используем GroupBox). Настраиваем форму приложения. Убираем кнопку максимизации, в данном случае она является лишней: присваиваем свойству biMaximaze, которое находится на вкладке Borderlcons, значение False. Устанавливаем BorderStyle равным bsSingle. Это не позволит пользователю изменять размеры формы. Для удобства использования проигрыватель появляется в центре экрана, следовательно, свойство Position устанавливаем KaKpoScreenCenter. В компоненте MediaPLayer оставляем видимыми только кнопки начала, паузы и остановки воспроизведения (аналогичным образом, как в проигрывателе звука). Помещаем на форму компонент GroupBox, свойство Caption устанавливаем пустой строкой, так как именно в этот компонент будет выводиться изображение.

Рис. 5.4. Вид видеопроигрывателя

Рассмотрим некоторые особенности созданного видеопроигрывателя. В качестве элемента-контейнера для динамического изображения использовался компонент GroupBox, поэтому его необходимо было назначить элементом вывода видео для MediaPLayer. Этот процесс сводится к присваиванию свойству Display компонента MediaPLayer экземпляра компонента GroupBox. Происходит это во время активизации формы (листинг 5.13).

...

В предложенном фрагменте текста программы переменная gbViewVideo является экземпляром компонента GroupBox.

В качестве доказательства простоты, удобства и гибкости использования компонента MediaPLayer приведем весь исходный текст приложения (листинг 5.14).

...

Из предложенного фрагмента видно, что, обладая минимальным объемом исходного текста, видеопроигрыватель может выполнять все необходимые базовые функции.

Глава 6 Использование Windows GDI

• Графические объекты

• Аппаратно-независимыи графический вывод

• Контекст устройства

• Графические режимы

• Работа со шрифтами

• Рисование примитивов

• Работа с текстом

• Работа с растровыми изображениями

• Альфа-смешивание

Операционная система Windows с самого начала создавалась прежде всего как графическая оболочка. И как следствие, в ней осуществляется графическое представление информации. Вполне естественным является то, что почти любое приложение использует экран для отображения данных, с которыми оно работает. По крайней мере, сама операционная система отображает на экране визуальные элементы приложений. Windows обеспечивает универсальность представления информации как на экране, так и на других устройствах вывода, например, на принтере. Стоит отметить, что для этого используются одни и те же примитивы отображения. Система самостоятельно определяет целевое устройство и активизирует соответствующий ему модуль. ОС Windows является многозадачной и предъявляет к приложениям ряд основных требований, исключающих конфликты при использовании функций вывода. Однако это вовсе не означает, что Windows обеспечивает приложения только набором функций вывода на экран или печать – система полностью управляет всем выводом. Наверное, более правильно будет сказать, что приложения используют в качестве первичного вывода окно, а не непосредственно экран. Каждое устройство вывода в Windows характеризуется набором текущих параметров, с использованием которых происходит собственно вывод. Причем в каждый конкретный момент времени только одному приложению соответствует некоторое устройство вывода, что исключает одновременный доступ к последнему, изменение параметров одним приложением перед началом процесса вывода другим.

6.1. Графические объекты

Для управления выводом операционная система Windows предоставляет приложению набор графических объектов.

• Битовые массивы (bitmaps) – прямоугольные массивы точек, формирующие растровые изображения.

• Карандаши (pens) – используются для задания таких параметров рисования линий, как толщина, цвет и стиль (сплошная, прерывистая и т. п.).

• Кисти (brushs) – применяются для задания таких параметров заливки замкнутых контуров, как цвет и стиль.

• Шрифты (fonts) – позволяют задавать параметры вывода текста, включая имя шрифта, размер символов и т. д.

• Регионы (regions) – задают области окна, которые могут быть ограничены прямоугольником, многоугольником, эллипсом или их произвольной комбинацией, для выполнения операций заполнения, заливки, инверсии и т. д. Помимо этого, служат для определения местоположения указателя.

• Логические палитры (logical palettes) – осуществляют интерфейс между приложением и таким цветным устройством вывода, как дисплей, содержат список цветов, необходимых приложению.

• Контуры (paths) – используются для заполнения или выделения контура различных фигур.

6.2. Аппаратно-независимый графический вывод

Одна из главных особенностей Windows API – независимость графического вывода от устройства. Программное обеспечение, которое поддерживает независимость, содержится в двух динамически компонуемых библиотеках. Первая – gdi. dll – обеспечивает общий графический интерфейс устройства (Graphics Device Interface, GDI), а вторая является драйвером конкретного используемого устройства. В результате приложение использует тот интерфейс, который предоставляется первой библиотекой. Перед тем как произвести какую-либо операцию вывода на некоторое устройство, приложению необходимо запросить GDI о загрузке соответствующего драйвера (обычно это осуществляется автоматически и не требует дополнительных действий со стороны программиста). После загрузки соответствующего драйвера приложение может настроить ряд таких параметров вывода, как цвет линии и ее ширина, тип кисти и ее цветщрифт, область отсечения и т. д. Операционная система Windows обеспечивает хранение всех этих и других данных в специальной структуре, называемой контекстом устройства.

Стоит заметить, что GDI реализует интерфейс для рисования двухмерной графики. Это самый медленный способ отображения графики из существующих, однако самый простой для понимания основ. Используется он в основном для создания простых эффектов с минимальными усилиями.

6.3. Контекст устройства

Контекст устройства – структура, определяющая набор графических объектов и связанных с ними атрибутов и графических режимов, которые воздействуют на вывод. Графические объекты включают карандаши для рисования линий, кисти для закрашивания и заполнения, битовые образы для копирования или прокрутки части экрана, цветовые палитры для определения набора доступных цветов, области для отсечения и других операций, а также контуры для операций рисования и закрашивания.

Приложение не имеет прямого доступа к контексту устройства, и настройка параметров осуществляется посредством вызова соответствующих функций Win32 API.

Существуют четыре типа контекстов устройств:

• экранный – поддерживает операции рисования непосредственно на экране;

• принтера – поддерживает операции рисования непосредственно на принтере или плоттере;

• памяти – поддерживает операции рисования непосредственно в битовых массивах;

• информационный – поддерживает получение данных об устройстве.

Приложение может осуществлять следующие операции над контекстом устройства:

• перечисление существующих графических объектов;

• выбор новых графических объектов;

• удаление существующих графических объектов;

• сохранение графических объектов, их атрибутов и параметров графических режимов;

• восстановление графических объектов, их атрибутов и параметров графических режимов.

Помимо всего прочего, приложение может использовать контекст устройства для определения процесса графического вывода, прерывания длительных графических операций, начатых другим потоком многопоточного приложения, а также может инициализировать принтер.

Экранный контекст устройства

Приложение получает контекст устройства экрана посредством вызова функций BeginPaint, GetDC или GetDCEx. Полученный контекст устройства идентифицирует окно, в которое будет непосредственно осуществляться вывод. Как правило, приложение получает контекст устройства экрана непосредственно перед тем, когда ему необходимо рисовать в клиентской области. Когда приложение завершает вывод, то оно обязано освободить контекст устройства, вызвав одну из соответствующих функций: EndPaint или ReleaseDC.

Win32 API позволяет получать три типа контекста устройства экрана: контекст класса, общий и частный контексты. Контекст класса и частные контексты устройства используются в приложениях, выполняющих многочисленные операции вывода. Например, программы автоматизированного проектирования, настольные издательские системы, то есть такие приложения, которые самостоятельно и постоянно осуществляют вывод, и соответственно время, затрачиваемое на эти операции, критично с точки зрения производительности. Общие контексты устройства используются в приложениях, выполняющих операции вывода лишь время от времени.

Контекст класса поддерживается только для совместимости с предыдущими версиями Windows. При создании Win32-приложения вместо контекстов класса следует использовать частные контексты.

Общий контекст устройства – контекст устройства экрана, который обрабатывается в специальном кэше системы. Такие контексты устройства используются в приложениях, осуществляющих операции вывода не очень часто. Перед тем как система возвращает описатель контекста устройства, она предварительно инициализирует общие контексты устройства значениями по умолчанию, которые можно менять по мере необходимости при помощи специальных функций. Любая операция вывода, выполняемая приложением, будет использовать значения по умолчанию до тех пор, пока не будет вызвана одна из функций GDI для выбора нового графического объекта, изменения атрибутов существующего объекта или выбора нового режима. Поскольку может быть создано лишь определенное количество общих контекстов устройства, то приложение обязано освободить его после того, как осуществит операции вывода. Когда приложение освобождает общий контекст устройства, все произведенные в данных изменения по умолчанию будут отменены. В результате параметры необходимо устанавливать каждый раз заново.

Частный контекст устройства, в отличие от общего, сохраняет любые изменения для заданных по умолчанию данных. Этот контекст устройства не является частью системного кэша и поэтому не должен освобождаться. Система автоматически освободит его только после того, как последнее окно будет разрушено. Приложение создает частный контекст устройства (указав предварительное SOWNDC стиль окна) при заполнении структуры, описывающей класс окна, регистрируемого функцией RegisterClass. После создания окна с указанным стилем приложение может вызвать одну из функций (GetDC, GetDCEx или BeginPaint) для получения описателя, идентифицирующего частный контекст устройства. Приложение может использовать его до тех пор, пока не будет разрушено окно, созданное с этим классом. Любые изменения графических объектов и их атрибутов или графических режимов сохраняются системой, пока окно не удалено.

Контекст устройства принтера

Контекст устройства принтера может использоваться одинаково как для матричного, струйного и лазерного принтера, так и для плоттера. Приложение создает данный контекст устройства посредством вызова функции CreateDC. При этом задаются такие необходимые параметры, как имя драйвера принтера, имя принтера, файла или имени устройства для физической среды вывода и других параметров инициализации. Когда приложение завершает операцию печати, то требуется вызвать функцию DeleteDC для удаления созданного контекста. Заметьте, что созданный контекст устройства принтера должен быть удален посредством именно этой функции. Освобождение с помощью функции ReleaseDC невозможно.

Точно так же, как приложению требуется контекст устройства экрана прежде, чем оно сможет осуществлять операции вывода в клиентскую область окна, нужен контекст устройства принтера прежде, чем можно будет осуществлять операции вывода на принтер. Контекст устройства принтера, подобно контексту устройства экрана, содержит информацию о графических объектах и их атрибутах, а также о графических режимах, которые воздействуют на операции вывода. Графические объекты включают карандаш (для рисования линий), кисть (для заливки) и шрифт (для вывода текста).

В отличие от контекста устройства экрана, контексты устройства принтера не связаны с компонентом управления окна Win32 API и не могут быть получены посредством вызова функции GetDC. Вместо этого приложение обязано вызвать одну из функций: CreateDC или PrintDlgEx.

Если вы вызываете функцию CreateDC, то обязаны указать драйвер принтера и порт. Для получения этих данных можно воспользоваться одной из функций: GetPrinter или EnumPrinters.

Контекст устройства памяти

Чтобы дать возможность приложениям осуществлять операции вывода в память вместо работы с фактическим устройством, используется специальный контекст устройства для растровых операций, который называется контекстом устройства памяти. Возможность осуществлять операции вывода в памяти может понадобиться для улучшения характеристик вывода изображений. Контекст устройства памяти дает возможность системе обработать часть памяти как виртуальное устройство. Это массив битов в памяти, которые приложение может временно использовать для сохранения данных растрового изображения, созданного на нормальной поверхности для рисования. Поскольку точечный рисунок совместим с устройством, то иногда контекст устройства памяти упоминается как совместимый.

Контекст устройства памяти сохраняет растровые изображения для специфического устройства. Приложение может создать данный контекст посредством вызова функции CreateCompatibleDC. Результатом ее выполнения является растровое изображение, имеющее цветной формат, совместимый с форматом первоначального устройства.

Первоначально изображение в контексте устройства памяти имеет размер 1x1 пиксел. Прежде чем приложение сможет начать работать с изображением, оно должно установить битовый массив с соответствующей шириной и высотой в контекст устройства, вызывая функцию SelectOb j ect.

Когда приложение передает описатель, который получен при помощи функции CreateCompatibleDC (одной из функций рисования), то запрашиваемая операция вывода не осуществляется на поверхности рисунка устройства. Вместо этого система сохраняет цветовую информацию для результирующей линии, кривой, текста или региона в битовом массиве. Приложение может копировать изображение, хранящееся в памяти, обратно на поверхность рисунка посредством вызова функции BitBlt, указывая в качестве источника контекст устройства памяти, а в качестве приемника – контекст устройства окна или экрана.

Информационный контекст устройства

Win32 API поддерживает информационный контекст устройства, используемый, чтобы восстановить или получить заданные по умолчанию параметры устройства. Для создания информационного контекста приложение должно вызвать функцию CreatelC. Для получения информации об объектах, заданных по умолчанию для интересующего устройства, используются функции GetCurrentOb j ect и GetObject. Использование информационного контекста устройства более эффективно, чем контекстов других типов, потому как Win32 API работает с информационным контекстом на более низком уровне и не создает структур, необходимых для их работы. После завершения работы приложения с информационным контекстом устройства необходимо вызвать функцию DeleteDC для удаления созданного контекста.

6.4. Графические режимы

Операционная система Windows поддерживает пять различных графических режимов, которые позволяют приложениям определять тип смешивания цветов, место и параметры вывода и т. д.:

• настройки фона – определяет, как происходит смешивание цветов фона текстовых объектов и растровых изображений с цветом фона поля вывода;

• отображения – определяет, как происходит смешивание цвета карандашей, кистей, текстовых объектов и растровых изображений с цветом фона;

• масштабирования – определяет преобразование логических координат при графическом выводе в окна, на экран или принтер;

• заполнение контуров – определяет, каким образом будут применяться шаблоны кисти при заполнении контуров;

• сжатия – определяет, каким образом происходит преобразование цветов растровых изображений при их увеличении (уменьшении).

6.5. Работа со шрифтами

Приложение может использовать четыре различных вида технологий шрифта для отображения и печати текста:

• растровые;

• векторные;

• TrueType;

• ОрепТуре.

Отличие между данными видами шрифтов заключается в способе хранения параметров начертания символов в специальных шрифтовых файлах. В случае растровых шрифтов каждый символ хранится в виде растра (битового массива). Векторные шрифты хранят для каждого символа относительные координаты концов отрезков, из которых состоит соответствующий символ. Шрифты TrueType и ОрепТуре содержат информацию о линиях и командах изгиба, а также настроечную информацию для точного отображения символа, которая используется при уменьшении и увеличении масштаба отображения. Шрифты ОрепТуре эквивалентны шрифтам TrueType, за исключением того, что они позволяют определять дополнительную информацию о символах.

Поскольку точечные рисунки для каждого символа в растровом шрифте предназначены для определенной разрешающей способности устройства, то, следовательно, качество их отображения зависит от устройства вывода. Напротив, векторные шрифты не зависят от устройства вывода, однако время, необходимое для их отображения, больше, чем у растровых или шрифтов TrueType. Последние обеспечивают приемлемую скорость вывода и могут быть промасштабированы с сохранением изначального вида символов.

Операционная система Windows предоставляет разработчикам широкий набор функций для использования шрифтового оформления своих приложений, начиная с того, что каждый контекст устройства имеет шрифт по умолчанию, и заканчивая предоставлением системного диалога для выбора шрифтов, который можно использовать в приложении.

6.6. Рисование примитивов

Теперь вы знаете хотя бы минимум теории, поэтому пора начинать практиковаться. Создадим простое приложение, которое будет рисовать на форме ряд примитивов. Для этого в новом приложении для формы сделаем обработку события OnPaint (листинг 6.1).

...

Прежде чем начать рисовать, требуется получить контекст устройства нашей формы. Для этого мы используем функцию GetDC:

...

Она получает описатель контекста устройства экрана для клиентской области указанного окна или всего экрана. Функция имеет следующий формат заголовка:

...

Здесь hWnd – дескриптор окна, для которого получается контекст устройства. Если это значение равно nil, то GetDC возвращает контекст устройства для всего экрана. В случае успешного выполнения функция возвращает контекст устройства. В противном случае ее результат равен nil.

Теперь мы должны изменить атрибуты контекста устройства по умолчанию на те, которые нам необходимы. Изменим цвет карандаша и его толщину, а также цвет кисти. Для этого создадим новый графический объект при помощи функции CreatePen.

...

Формат данной функции следующий:

...

Параметр f nPenStyle задает стиль карандаша. Возможные значения этого параметра приведены в табл. 6.1.

Таблица 6.1

. Стили карандаша

Параметр nWidth задает ширину карандаша в логических единицах. EonnnWidth равен 0, то карандаш будет шириной в один пиксел независимо от текущей трансформации.

CreatePen возвращает карандаш с заданной шириной со стилем PSSOLID, если вы указали ширину больше, чем 1, для одного из стилей: PS_DASH, PS_DOT, PSJDASHDOT, PS_DASHDOTDOT.

Параметр crColor задает цвет карандаша.

Если функция завершилась удачно, то она возвращает дескриптор логического карандаша. В противном случае она возвращает nil.

После того как карандаш создан, следует его выбрать для полученного контекста при помощи функции SelectObject:

...

Данная функция имеет следующий формат:

...

• hdc – дескриптор контекста устройства;

• hgdiobj – дескриптор на выбираемый объект.

Если выбранный объект не регион и функция выполнилась успешно, то она возвращает дескриптор на объект, который был заменен. Если выбранный объект регион и функция выполнилась успешно, то возвращаемое значение может быть одним из приведенных в табл. 6.2.

Таблица 6.2.

Результат SelectObject для выбранного объекта регион

Если происходит ошибка и выбранный объект не регион, то возвращаемое значение – nil. Иначе – HGDI_ERROR.

Функция возвращает предыдущий выбранный объект указанного типа. Приложение должно всегда восстанавливать объект по умолчанию после того, как закончилось рисование с использованием нового объекта.

Приложение не может выбрать битовый массив более чем для одного контекста устройства одновременно.

После успешного выбора созданного нами карандаша и запоминания предыдущего выбранного необходимо создать и выбрать кисть. Для этого используем функцию CreateSolidBrush:

...

Данная функция имеет следующий формат:

...

Параметр crColor задает цвет кисти.

Если функция завершилась успешно, то она возвращает дескриптор логической кисти. В противном случае – nil.

После создания кисти выбираем ее с использованием той же самой функции SelectObj ect и запоминаем ранее выбранную.

...

Далее рисуем примитивы с использованием полученного контекста устройства с новыми графическими объектами.

Чтобы нарисовать эллипс, используем функцию Ellipse:

...

Функция имеет следующий формат:

...

• hdc – дескриптор контекста устройства;

• nLeftRect – задает координату х (в логических единицах) верхнего левого угла описываемого прямоугольника;

• nTopRect – задает координату у (в логических единицах) верхнего левого угла;

• nRightRect – задает координату х (в логических единицах) правого нижнего угла;

• nBottomRect – задает координату у (в логических единицах) правого нижнего угла.

Если функция завершается успешно, то ее результат – ненулевое значение. В противном случае возвращается 0.

Для рисования прямоугольника используется функция Rectangle.

...

У данной функции такой же формат, как и у Ellipse, но интерпретация последних четырех параметров немного иная. Они задают сам прямоугольник, а не прямоугольник, описываемый вокруг эллипса.

Далее мы рисуем прямоугольник с округленными углами при помощи функции RoundRect.

...

У данной функции первые пять параметров идентичны параметрам предыдущей функции, а последние два задают ширину и высоту эллипса, при помощи которого происходит округление углов прямоугольника.

Следующим примитивом, который мы рисуем, является отрезок. Процесс рисования осуществляется в два этапа. Сначала при помощи функции MoveToEx устанавливается начальная точка отрезка. Затем используем функцию Move То с указанием конечной точки.

...

Четвертый параметр в функции MoveToEx – это переменная типа TPoint, в которую помещается предыдущее положение карандаша.

И последней рисуется дуга при помощи функции Arc.

...

В ней первые пять параметров соответствуют параметрам функции Rectangle, а последние четыре параметра задают начальную и конечную радиальные точки дуги.

После того как все операции вывода выполнены, требуется освободить все занятые ресурсы системы. Это осуществляется следующим образом:

...

Сначала восстанавливаются карандаш и кисть для контекста устройства и удаляются созданные нами, а после освобождается и сам контекст устройства. Результат выполнения приложения приведен на рис. 6.1.

Рис. 6.1. Результат работы приложения «Рисование примитивов»

Здесь вы можете увидеть, что рисуется в итоге и как параметры функции влияют на это.

6.7. Работа с текстом

Теперь мы разработаем простое приложение, которое будет способно выводить текст под различным углом через определенный интервал времени. Для этого опять сделаем обработку события OnPaint нашей формы, в которой будем осуществлять вывод некоторого текста на поверхность формы. Исходный код данного обработчика приведен в листинге 6.2.

...

Как можно легко заметить, обработчик co6biTHHOnPaint работает по той же схеме, что и в предыдущем примере. Изначально получаем контекст устройства, потом создаем необходимый графический объект и выбираем его вместо установленного по умолчанию. После чего восстанавливаются все атрибуты контекста устройства, а затем он освобождается. Теперь перейдем от общего к частному. Мы создаем логический шрифт на основании указанных характеристик при помощи функции CreateFontlndirect.

...

Данная функция имеет следующий формат заголовка:

...

Параметр If содержит описание характеристик логического шрифта. Если функция завершается успешно, то она возвращает дескриптор логического шрифта. В противном случае ее результатом является nil.

После создания шрифта выбираем его в контексте устройства.

...

Далее устанавливаем режим прозрачности, то есть такой режим, при котором будет выводиться только текст без предварительной заливки фона определенным цветом.

...

Функция SetBkMode служит для установки режима смешивания фона определенного контекста устройства. Этот режим используется для текста, штриховых кистей, а также для карандашей со стилем, отличным от сплошных линий.

Формат заголовка данной функции следующий:

...

• hdc – задает описатель контекста устройства, для которого устанавливается режим смешивания фона;

• nBkMode – определяет режим смешивания фона, может принимать одно из значений, указанных в табл. 6.3.

Таблица 6.3. Режимы смешивания фона

Если функция завершается успешно, то она возвращает предыдущий установленный режим смешивания фона. В противном случае она возвращает ноль.

Стоит отметить, что данная функция оказывает эффект на стили линий, которые рисуются с использованием карандаша, созданного посредством функции CreatePen. Если карандаш создан при помощи функции ExtCreatePen, то никакого эффекта не будет.

Параметр nBkMode может быть установлен и в другие значения, отличные от указанных, которые специфичны для данного драйвера устройства. GDI передает драйверу устройства полученное специфическое значение.

Теперь необходимо установить определенный цвет текста при помощи функции SetTextColor для нашего контекста устройства.

...

Данная функция имеет следующий формат заголовка:

...

Первый параметр задает контекст устройства, для которого устанавливается цвет текста. Второй параметр задает сам цвет, который необходимо установить. В качестве результата функция возвращает предыдущий установленный цвет, но в случае неудачного завершения она возвращает CLRINVALID.

Цвет текста используется при рисовании изображения каждого символа при помощи функций TextOut и ExtTextOut, а также для преобразования растрового изображения при конвертировании из цветного в монохромный режим.

Мы сделали все необходимые подготовки к выводу текста и теперь просто выводим его с центра нашей формы.

...

Но для нас недостаточно обработки лишь события OnPaint. Поэтому поместим на форму таймер и установим интервал его срабатывания равным 100. А в обработчике будем менять атрибуты текста, которые задают угол его наклона при выводе. После чего заставляем сработать обработчик события OnPaint нашей формы посредством вызова функции RePaint (листинг 6.3).

...

Переменная LogFontData объявлена следующим образом:

...

На основании ее мы создаем шрифт, которым выводится текст. Здесь мы изменяем только два ее поля, которые влияют на наклон текста при выводе. Все остальные параметры мы единожды заполняем при создании формы. Там же мы активизируем таймер (листинг 6.4).

...

Результат работы приложения можно увидеть на рис. 6.2.

Рис. 6.2. Результат работы приложения «Работа с текстом»

6.8. Работа с растровыми изображениями

Вы можете использовать точечный рисунок, чтобы запомнить изображение, а потом сохранить его в памяти, отобразить в другом месте окна вашего приложения или вообще в другом окне.

В некоторых случаях вы можете захотеть, чтобы ваше приложение запоминало и хранило изображение только временно. Например, когда вам необходимо промасштабировать его в каком-нибудь приложении для рисования. Для этого необходимо временно запомнить нормальное представление изображения и показать измененное. После того как пользователь опять выберет нормальное представление изображения, приложение будет обязано заменить промасштабированное изображение копией нормального, которое временно сохранено.

Чтобы временно запомнить изображение, вашему приложению необходимо вызвать функцию CreateCompatibleDC, чтобы создать контекст устройства памяти, совместимый с контекстом устройства экрана текущего окна. После этого вы создаете точечный рисунок с соответствующими атрибутами посредством вызова функции CreateCompatibleBitmap, а затем выбираете его в контексте устройства памяти уже известным вам образом.

После того как создан совместимый контекст устройства и выбран соответствующий точечный рисунок, вы можете запоминать изображение. Функция BitBlt получает изображение, а также копирует данные из исходного точечного рисунка и помещает их в точечный рисунок приемника. Однако два параметра функции не являются описателями точечных рисунков. Вместо этого функция получает два описателя контекстов устройств и копирует растровые данные из точечного рисунка, выбранного в исходном контексте устройства, в точечный рисунок, выбранный в целевом контексте устройства. В этом случае целевой контекст устройства является совместимым контекстом устройства. Когда копирование растровых данных завершается, изображение помещается в память. Чтобы восстановить изображение, вызовите повторно BitBlt, указав теперь в качестве источника совместимый контекст устройства и в качестве приемника контекст устройства экрана (принтера и т. д.).

Следующий пример демонстрирует, как можно получать изображения всего Рабочего стола, а также как полученное изображение можно масштабировать. В данном приложении мы будем обрабатывать три события формы: OnCreate, OnPaint, OnClose, а также одно событие кнопки Onclick.

Рассмотрим исходный код обработчика события OnCreate (листинг 6.5).

...

Здесь происходит создание контекста устройства Рабочего стола посредством вызова функции CreateDC.

...

После этого создается совместимый контекст устройства памяти для только что основанного контекста. Затем создается совместимый точечный рисунок.

...

Если нам удалось создать совместимый точечный рисунок, то выбираем его в совместимом контексте устройства памяти. Еще мы вводим флаг, который указывает, сохранено ли в данный момент изображение. Все полученные данные сохраняются в полях формы, объявленных при описании ее класса.

...

Рассмотрим исходный код обработчика события OnPaint (листинг 6.6).

...

Проверяем, есть ли изображение, которое нам необходимо показывать. Если да, то получаем контекст устройства нашего окна и масштабируем на него полученное изображение при помощи функции StretchBlt.

Перед закрытием формы мы должны освободить занятые нами ресурсы системы. Поэтому мы обрабатываем событие OnClose, исходный код обработчика которого приведен ниже (листинг 6.7).

...

Нам осталось рассмотреть последний обработчик события Onclick кнопки, помещенной на нашу форму. В нем мы прячем окно, сохраняем изображение экрана и затем показываем наше окно (листинг 6.8).

...

В итоге мы создали довольно простое приложение, которое способно получать изображение всего Рабочего стола. Результат работы приложения приведен на рис. 6.3.

Рис. 6.3. Результат работы приложения «Захват изображения»

6.9. Альфа-смешивание

Здесь мы рассмотрим пример, иллюстрирующий, как осуществлять альфа-смешивание точечного рисунка. Мы создадим приложение, в котором окно делится на три горизонтальные области. Затем создается точечный рисунок с альфа-смешиванием в каждой из областей окна следующим образом:

• в верней области постоянная альфа = 50  %, но нет никакой исходной альфы;

• в средней области постоянная альфа = 100 % и исходная альфа = 0 %;

• в нижней области постоянная альфа = 75 % и исходная альфа переменная.

Добавим в описание нашей формы процедуру со следующим форматом заголовка:

...

В самой процедуре объявим ряд переменных, которые нам понадобятся в процессе работы. Объявление приведено в листинге 6.9.

...

В самом начале процедуры осуществляем подготовку необходимых данных для альфа-смешивания. Данные содержат информацию о требуемых размерах, а также необходимые данные точечного рисунка. Рассмотрите листинг 6.10 с необходимыми комментариями.

...

Далее осуществляем описанное ранее альфа-смешивание для каждой из областей. Для первой области в точечном рисунке мы устанавливаем синий цвет точки. Задаем необходимые параметры альфа-смешивания и выполняем его (листинг 6.11).

...

По аналогии выполняем необходимые действия со средней областью. В центре точечного рисунка прозрачность отсутствует, поэтому там будет только указанный цвет. Установим в центре красный цвет, а остальную часть сделаем синей. Далее опять задаем необходимые параметры альфа-смешивания и выполняем его (листинг 6.12).

...

В последней части происходит градиентное альфа-смешивание. Соответствующий код приведен в листинге 6.13.

...

Обработчик события OnPaint нашей формы использует написанную функцию каждый раз, когда требуется ее обновить. Для этого он получает контекст устройства нашей формы, производит заливку фона темно-синим цветом, а после вызывает функцию альфа-смешивания трех областей. Соответствующий исходный код приведен в листинге 6.14.

...

Теперь осталось только взглянуть на результат нашей работы, запустив приложение (рис. 6.4).

Рис. 6.4. Результат работы приложения «Alpha-смешивание точечного рисунка»

На этом закончим рассмотрение работы с графикой в Delphi.

Глава 7 Системная информация и реестр Windows

• Системная информация

• Системное время

• Реестр

Возникала ли у вас необходимость программно определить текущее состояние компьютера или узнать какие-нибудь сведения об операционной системе? Можно только удивляться, как близко – практически «под носом» у программиста – находятся средства для получения системной информации и как сложно о них узнать. Речь идет о средствах, которые всегда доступны при программировании для Windows – функции Windows API. В данной главе мы рассмотрим некоторые способы, при помощи которых можно «добыть» информацию, касающуюся операционной системы. Это может пригодиться, например, если вы используете в своих приложениях возможности, отличающиеся в различных платформах Windows. Но и не только в этих случаях.Рассмотренные в данной главе функции Windows API являются самыми обычными во всех смыслах этого слова. Просто они часто упоминаются вскользь либо вообще не упоминаются в книгах для программирования в таких средах, как Borland Delphi.В примерах представленной вашему вниманию главы, кроме получения информации о самой Windows, некотором оборудовании компьютера, также рассмотрена работа с системным реестром Windows – этакой базой данных, в которой хранится много всего полезного и не очень: от параметров ОС и настроек приложений до сведений о работе компьютера в реальном времени. Правда, по определенным причинам последние сведения хранятся не в реальных, а в виртуальных ключах реестра. Но обо всем по порядку.

7.1. Системная информация

Начнем с несложных примеров, позволяющих получить информацию об операционной системе, установленном на компьютере оборудовании и такие сведения реального времени, как загрузка памяти компьютера, состояние питания и т. д.

Версия операционной системы

Получение сведений об операционной системе хотя и не является повседневной необходимостью, но все же в некоторых специфичных случаях может пригодиться. Например, когда ваша программа ведет себя по-разному при разных установленных обновлениях Windows. Либо когда вы самостоятельно пишете инсталлятор, который способен устанавливать версии программы, скомпилированные для Windows Me (95, 98) или Windows NT (2000, ХР).

Одним из способов узнать версию Windows является использование API-функции GetVersionEx. Она принимает в качестве параметра структуру OSVERSIONINFO (или OSVERSIONINFOEX, но об этом позже), заполняет поля этой структуры и в случае удачи возвращает ненулевое значение.

Объявление ANSI-версии структуры OSVERSIONINFO в библиотеке Delphi 7 выглядит следующим образом:

...

Не будем вдаваться в подробное описание возможных значений полей этой структуры: практически все будет ясно из приведенного далее примера. Напомним лишь, чтобы вы не забывали заполнять поле dwOSVersionInf oSize перед вызовом функции GetVersionEx.

Итак, пример обработки данных, помещаемых в структуру OSVERSIONINFO, приведен в листинге 7.1. При загрузке формы элемент управления ListView с именем lvwVerlnf о заполняется сведениями о версии системы, представленными в читабельной форме.

...

Возможный результат работы программы (для Windows ХР SP1) приводится на рис. 7.1.

Рис. 7.1. Информация о версии Windows

Теперь снова обратимся к функции GetVersionEx, точнее говоря, к структуре OSVERSIONINFOEX, которая может также передаваться в качестве параметра в функцию. К сожалению, в библиотеке Delphi 7 эта структура не объявлена. Но это можно сделать самостоятельно:

...

Дополнительные (по сравнению с OS VERS ION INFO) поля структуры может заполнить ОС Windows NT 4.0 SP6 и более поздние версии Windows NT (в том числе 2000 и ХР). Значения дополнительных полей структуры OSVERSIONINFOEX пояснены комментариями в объявлении структуры.

Значение поля wSuiteMask (является битовой маской) может быть составлено из значений следующих констант (увы, но их объявления также пришлось добавить самостоятельно).

...

Значение поля wProductType может быть одним из приведенных ниже (тип сетевой ОС и соответственно роль, которую компьютер с данной ОС может исполнять при подключении в сети):

...

Чтобы можно было просто передавать в функцию GetVersionEx ссылку на структуру OSVERSIONINFOEX, а не OSVERSIONINFO, перегрузим эту функцию следующим образом:

...

Теперь определение полной информации о версии ОС для случая Windows на платформе NT (выше NT 4.0 SP6) может выглядеть следующим образом (листинг 7.2) (часть, одинаковая с листингом 7.1, опущена).

...

Имя компьютера

Следующий простой пример (листинг 7.3) показывает, как можно определить сетевое имя компьютера. Функция ComputerName скрывает «прелести» работы со строковым буфером, который нужно передавать в API-функцию GetComputerName.

...

Имя пользователя

Определить имя пользователя, от имени которого запущена программа (а точнее – вызывающий функцию поток), можно с использованием функции из листинга 7.4.

...

Чаще всего приведенная в листинге 7.4 функция определяет пользователя, выполнившего вход в систему. Но если приложение запущено от имени другого пользователя (например, User при вошедшем пользователе Admin), то, соответственно, определяется имя пользователя User.

Состояние системы питания компьютера

Следующий пример является интересным для обладателей компьютеров с резервным источником питания (батарея в ноутбуке или источник бесперебойного питания).

Для определения состояния системы питания компьютера используется API-функция GetSystemPowerStatus. Она заполняет структуру TSystemPowerStatus и в случае успеха возвращает ненулевое значение. Упомянутая структура имеет следующие поля:

...

Если значения полей BatteryLifePercent, BatteryLif eTime, BatteryFull-Lif eTime предельно ясны, то извлечение информации из полей ACLineStatus и BatteryFlag можно посмотреть в листинге 7.5.

...

В листинге 7.5 для отображения каждого параметра системы питания вызывается процедура AddParam, добавляющая в элемент управления формы название параметра и его значение. Этим элементом управления может быть, например, ListView. Для такого случая возможный результат работы процедуры LoadPowerStatus показан на рис. 7.2.

Рис. 7.2. Собранная информация о системе питания

В нашем случае можно заключить, что программа испытывалась на компьютере, хоть и снабженном аккумулятором, но с явно недоделанной системой питания. И последние несколько слов о том, когда рассмотренный пример может реально пригодиться. А пригодится он в случае, если ваше приложение оперирует большим объемом важных данных, на сохранение которых требуется длительное время и потеря которых может принести большие неприятности. Тогда при обнаружении разрядки батареи приложение может сохранить (а точнее, длительное время сохранять) данные на диск до лучших времен, например, до тех пор, пока питание вновь не будет включено, а заряд батареи не достигнет требуемого значения.Состояние памяти компьютераПолучение снимка текущего состояния памяти компьютера также является несложной задачей. Недаром эту информацию многие приложения, тот же Блокнот, выводят в окне О программе: заполнить форму чем-то надо, а сведения об объеме памяти кажутся довольно актуальными.Итак, получить состояние памяти компьютера можно при помощи API-функции GlobalMemoryStatus. Данная функция принимает в качестве параметра структуру TMemoryStatus, заполняет ее поля значениями и в случае успеха возвращает отличное от нуля число. Объявление структуры TMemoryStatus с комментариями роли ее полей приводится ниже:

...

Два последние поля структуры TMemoryStatus относятся к приложению, вызывающему функцию GlobalMemoryStatus. Они рассмотрены чуть ниже. Пример использования функции GlobalMemoryStatus приведен в листинге 7.6.

...

Внешний вид формы, элементы управления которой заполняются значениями в листинге 7.6, показан на рис. 7.3.

Рис. 7.3. Программа для определения состояния памяти компьютера

Напоследок рассмотрим (несколько упрощенно), что за результаты выводятся в текстовых полях формы, для тех, кто немного не в курсе, как организовано управление памятью в ОС Windows. Итак, каждому процессу Windows предоставляет адресное пространство (виртуальное) размером чуть меньше 2 Гбайт. В отличие от 16-битных предшественниц, в 32-битных Windows адресные пространства различных процессов являются закрытыми: приложение использует память (а точнее, младшие 2 Гбайт адресного пространства) единолично и не может без дополнительных усилий манипулировать данными других процессов. Значения в двух последних полях CTpyKTypbiTMemoryStatus (и нижняя группа текстовых полей на форме рис. 7.3) как раз и показывают использование приложением предоставляемого ему адресного пространства.Механизм виртуальной памяти является довольно удобной надстройкой, скрывающей ограниченность аппаратных ресурсов компьютера. Ограниченный объем оперативной памяти компенсируется использованием места на диске (файла подкачки, страничного файла). В этот файл записываются для временного хранения неиспользуемые страницы памяти (блоки данных по несколько Кбайт), давая возможность помещать другие данные, нужные приложению, в оперативную память.Теперь вернемся к форме, показанной на рис. 7.3. Группа текстовых полей Оперативная память показывает полный и свободный объем реально установленной на компьютере оперативной памяти (за вычетом памяти, используемой для системных нужд). Использование этого вида памяти иллюстрирует индикаторРгодгезБВаг на форме. Назначение правой группы текстовых полей (Файл подкачки) должно быть также очевидным.Из цифр, выведенных в текстовые поля на форме (рис. 7.3), можно также определить, что общий объем памяти, доступной приложениям (всего было запущено 30 процессов), на испытуемом компьютере составлял около 1,26 Гбайт. Если представить, что память использовалась всеми процессами одинаково, то получается примерно 43 Мбайт на каждого, не считая памяти, резервируемой для самой ОС Windows.

7.2. Системное время

Этот раздел посвящен отнюдь не простому получению текущего времени или даты (благо эти функции можно найти и в библиотеке Borland). Здесь мы обратимся к несколько более интересной теме – использованию системных средств измерения малых промежутков времени.

Все рассмотренные далее способы измерения времени основаны на подсчете количества «тиков» таймера. Для сохранения показаний таймера система поддерживает соответствующие счетчики. Для определения временного интервала получаем показания счетчика в начале и в конце промежутка времени. Находим разность между полученными показаниями и, если период таймера не соответствует требуемой единице измерения (например, мс), делим разность на частоту таймера.

Давно ли запущена операционная система?

С момента своего запуска Windows начинает наращивание значения специального счетчика, показывающего количество «тиков» (в миллисекундах), прошедших с момента запуска системы.

Таким образом, этот системный счетчик «тиков» можно использовать как для определения времени работы системы, так и для измерения временных интервалов. Для доступа к нему можно использовать API-функцию GetTickCount. Она не имеет параметров и возвращает целочисленное 32-битное значение.

Приведенная в листинге 7.7. функция GetSystemWorkTime демонстрирует использование счетчика «тиков» для определения времени работы системы в часах, минутах и секундах.

...

Из-за относительно малой разрядности значение счетчика обнуляется приблизительно каждые 49,7 суток, что следует учитывать при измерении длительных интервалов или если измерение времени начинается после длительной работы системы (например, начало измерения выпадает на 50-е сутки за час до обнуления счетчика).

Аппаратный таймер

Следующий рассматриваемый способ измерения времени основан на использовании таймера высокого разрешения (высокочастотного). Временной промежуток между «тиками» этого таймера может быть намного меньше 1 мс, что позволяет производить достаточно точные измерения. Для сохранения количества «тиков» аппаратного таймера используется 64-битный счетчик.

Пример получения значения счетчика аппаратного таймера приводится в листинге 7.8. Частота, возвращаемая функцией hwTimerGetCounter, измеряется в Гц (с-1), то есть означает количество срабатываний таймера в 1 с.

...

Чтобы перевести количество «тиков» аппаратного таймера в привычные нам единицы измерения, нужно узнать его частоту. В этом нам поможет функция, приведенная в листинге 7.9.

...

Пусть нам известна разность между значения счетчика в начале и конце измерения. Перевести ее в секунды можно следующим образом:

...

Пример, а точнее, результат определения характеристик аппаратного таймера приведен на рис. 7.4.

Рис. 7.4. Характеристики аппаратного таймера

Заполнение приведенных на рис. 7.4 текстовых полей осуществляется чрезвычайно просто, поэтому код, описывающий это, в тексте не приводится. При желании вы сможете найти его на диске, прилагаемом к книге, в папке с названием раздела. Мультимедиа-таймерРассмотрим еще один способ измерения, основанный на использовании так называемого мультимедиа-таймера. Его использование удобно тем, что появляется возможность задания его точности. Группа API-функций работы с мультимедиа-таймером позволяет не только измерять временные интервалы, но и создавать программные таймеры (см. компонент Timer), срабатывающие через гораздо меньшие промежутки времени. Для получения текущего значения счетчика мультимедийного таймера можно воспользоваться функцией timeGetTime. Вообще, она возвращает значения, аналогичные значениям, возвращаемым функцией GetTickCount. Счетчик также 32-битный, обнуляемый приблизительно каждые 49,7 суток. Прототип функции timeGetTime следующий:

...

Пример использования этой функции приведен в листинге 7.12, а теперь несколько слов о том, как получить для рассматриваемого таймера значения минимальной и максимальной точности. Для получения этих данных можно использовать функцию timeGetDevCaps. Она принимает в качестве параметра структуру TTimeCaps и заполняет два ее поля соответствующими значениями. В листинге 7.10 приводится возможная реализация функций для определения характеристик мультимедийного таймера.

...

Итак, мы знаем, как получать параметры таймера. Но было сказано, что его точность можно регулировать. Делается это при помощи функций timeBeginPeriod и timeEndPeriod.

• Первая функция вызывается для установления минимальной точности таймера, которая устраивает приложение. Функция timeBeginPeriod принимает значение требуемой точности таймера в миллисекундах, возвращает TIMERR_NOERROR в случае успеха либо Т IMERR_NOCANDO, если требуемая точность не может быть обеспечена.

• Вторая функция восстанавливает точность таймера такой, какой она была до вызова функции timeBeginPeriod. В функцию timeEndPeriod должно передаваться то же значение, что и в функцию timeBeginPeriod.

В листинге 7.11 показано использование функци и timeBeginPeriod, атакже timeEndPeriod (реализованы функции-оболочки). При пользовании функциями из листинга 7.11 нужно помнить, что после вызова timeSetTimerPeriod и проведения измерения обязательно должна быть вызвана timeRestoreTimerPeriod. Функция timeSetTimerPeriod сохраняет значение установленной точности таймера в глобальной переменной lastPeriod, чтобы можно было не заботиться о сохранении этого значения в коде, использующем таймер.

...

Теперь, после долгого рассмотрения особенностей настройки мультимедиа-таймера, приведем пример его использования для измерения времени выполнения простейшего отрезка программы (листинг 7.12).

...

Создание программного таймера высокой точности

В самом начале рассмотрения возможностей мультимедиа-таймера было сказано, что в его API заложена возможность создания программных таймеров. Это действительно так. Причем максимальная точность такого таймера может получиться довольно большой: на современных компьютерах создание программного таймера с периодом срабатывания 1 мс – не проблема. Правда, использовать максимальную частоту таймера вряд ли стоит: слишком велика вероятность ошибки как минимум на 1 мс.

Теперь уясним, что же за программный таймер мы создаем и чем он отличается от компонента Timer, помещаемого на форму. А отличается наш таймер, кроме высокой точности, тем, что его не нужно привязывать к окну (форме): при срабатывании стандартного компонента Timer окну, за которым он закреплен, посылается сообщение WM_TIMER. Создаваемый же нами таймер работает по-другому, что удобнее рассмотреть на примере.

...

В приведенном выше отрывке программы с помощью функции timeSetEvent происходит регистрация и запоминание адреса процедуры TimerProc, вызываемой периодически при срабатываниях таймера. При успешном создании таймера функция timeSetEvent возвращает ненулевое значение – идентификатор созданного таймера. Оно может использоваться в дальнейшем для определения, какой именно таймер сработал. Значение, возвращенное функцией timeSetEvent, также необходимо при удалении таймера:

...

Функция timeKillEvent возвращает целочисленное значение:

• TIMERR_NOERROR – если ее вызов завершился успешно;

• MMSYSERR_INVALPARAM – если таймера, заданного параметром функции, не существует.

Теперь о процедуре, адрес которой мы передаем в функцию timeSetEvent. В нашем примере она выглядит следующим образом (листинг 7.13).

...

Естественно, действия, выполняемые процедурой TimerProc, могут быть самыми различными. В нашем случае происходит заполнение списка (List) значениями счетчика «тиков» таймера на момент вызова процедуры (рис. 7.5).

Рис. 7.5. Результат работы таймера

В завершение вновь обратимся к функции timeSetEvent: кратко перечислим предоставляемые ею возможности, которыми мы не воспользовались в приведенном выше примере. Как вы могли заметить, последний параметр функции timeSetEvent является битовой маской. Флаги этой маски задают два аспекта поведения таймера: количество срабатываний таймера и тип действия, которое требуется выполнять при срабатывании таймера.Количество срабатываний таймера определяется двумя значениями.• TIME_ONESHOT – таймер срабатывает один раз. Для таких таймеров вызывать timeKillEvent после срабатывания не нужно.• TIME_PERIODIC – таймер срабатывает периодически через заданные промежутки времени.Тип действия, выполняемого таймером, задается при помощи следующих констант:• TIME_CALLBACK_FUNCTION – при срабатывании таймера вызывается процедура, адрес которой был передан третьим параметром;• TIME_CALLBACK_EVENT_SET – вызывает SetEvent для объекта синхронизации «событие», дескриптор которого передан третьим параметром;• TIME_CALLBACK_EVENT_PULSE – вызывается PulseEvent для объекта синхронизации «событие», дескриптор которого передан третьим параметром.К сожалению, использование объектов синхронизации хоть и является темой для интересного разговора, но все же выходит за рамки этой главы. Потому, упомянув о соответствующих возможностях таймера, больше не будем распространяться на эту тему.

7.3. Реестр

Далее будет рассмотрено несколько примеров использования в программах на Delphi одного из важнейших хранилищ информации Windows – системного реестра.

Краткие сведения о реестре Windows

Что же представляет собой системный реестр и для чего он предназначен? Реестр состоит из нескольких файлов с довольно сложной организацией записей, формирующих иерархическую структуру (родитель—потомки), а точнее, несколько веток структуры. Благодаря наличию специальных функций мы можем работать с реестром именно как с иерархической структурой, а не как с набором записей в файле.

Реестр Windows является отличным примером организации централизованного хранения данных, в основном, настроек программ. Реестр является хорошей альтернативой большим INI-файлам, доставшимся в наследство от 16-разрядных версий Windows, главным образом из-за возможности лучше структурировать информацию (ведь секции разделов в реестре могут быть много раз вложенными). В реестре хранятся и данные, которые могут пригодиться сразу многим программам: например, расположения СОМ-серверов, пути приложений, ассоциированных с различными типами файлов.

В реестре могут быть объекты двух типов: разделы (во многом аналогичны папкам файловой системы) и параметры (имеют имя, тип и значение).

Данные реестра сгруппированы в несколько ветвей (рис. 7.6). Для запуска показанной на рис. 7.6 программы Редактор реестра достаточно набрать в командной строке Regedit либо отыскать файл Regedit. ехе в каталоге Windows.

Информация, помещаемая в различных разделах реестра, группируется по следующим признакам.

• HKEY_CURRENT_USER – в этом разделе хранится информация, используемая для текущего пользователя, осуществившего вход в систему. Этой информацией могут быть, например, значения переменных окружения, фон Рабочего стола, вид меню Пуск.

• HKEY_USERS – содержит настройки системы для различных пользователей, а также настройки, используемые по умолчанию для нового пользователя.

• HKEY_LOCAL_MACHINE – самая большая и главная ветвь реестра, содержащая параметры Windows, приложений, оборудования, ассоциации расширений файлов, расположение СОМ-серверов и еще много чего полезного.

• HKEY_CURRENT_CONFIG – в этом разделе хранятся значения параметров Windows, отличающихся от стандартных. Он является псевдонимом для ветви HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Hardware ProfilesX Current.

• HKEY_CLASSES_ROOT – в системах Windows 95/98/NT 4.0 и более ранних этот раздел является псевдонимом для ветви HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Classes. В Windows 2000/ХР содержимое этого раздела составляется из содержимого разделов HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Classes и HKEY_CURRENT_USER\Software\Classes.

Доступ к разделам реестра происходит по дескрипторам. Дескриптор раздела можно получить при его создании или открытии, указав дескриптор одной из рассмотренных выше корневых ветвей, а также путь требуемого раздела. Для хранения дескрипторов корневых ветвей реестра определены одноименные константы.

Средства работы с реестром

Для работы с реестром предусмотрена целая группа API-функций. Однако зачем изобретать велосипед, испытывая на себе «удобство» работы с этими функциями? Ведь Borland предоставила нам в распоряжение замечательный по своей простоте класс TRegistry. Использованию этого класса как раз и посвящено несколько следующих абзацев.

Итак, класс TRegistry находится в модуле Registry. Если кому-то все же станет интересно использование API для работы с реестром, то можете заглянуть в этот модуль и там посмотреть, как реализованы методы класса TRegistry.

...

В табл. 7.1 приведены свойства класса TRegistry.

Таблица 7.1. Свойства класса TRegistry

Список констант, которые могут объединяться операцией or для формирования значения свойства Access:

• KEY_QUERY_VALUE – получение значений параметров раздела;

• KEY_ENUMERATE_SUB_KEYS – возможность составления списка подразделов;

• KEY_SET_VALUE – создания параметров в разделе, задание их значений;

• KEY_CREATE_SUB_KEY – создание подразделов;

• KEY_CREATE_LINK – создание символических ссылок (здесь не рассматривается);

• KEY_NOTIFY – право на уведомление об изменении раздела и его подразделов (здесь не рассматривается);

• KEY_READ – комбинация значений KEY_QUERY_VALUE, KEY_ENUMERATE_ SUB_KEYS И KEY_NOTIFY;

• KEY_WRITE – комбинация3Ha4eHtriiKEY_SET_VALUE HKEY_CREATE_SUB_KEY;

• KEY_ALL_ACCESS – комбинация значений KEY_READ, KEY_WRITEH KEY_ CREATEJLINK.

Приводить список всех методов класса TRegistry в книге нерационально, да и незачем. Благо, названия методов говорят сами за себя, к тому же Delphi поставляется с неплохой справочной системой. Здесь же мы остановимся на рассмотрении некоторых особенностей работы с методами класса TRegistry.

Итак, работая с разделами реестра, важно (в общем случае) соблюдать следующую последовательность.

1. Установить значение свойства RootKey, если корневой раздел отличен от HKEY_CURENT_USER. Установить значение свойства Access, если не нужен полный доступ.

2. Открыть методом ОрегКеу или создать методом CreateKey раздел реестра. Если использовать OperKeyReadOnly, то задавать значение свойства Access, как сказано в пункте 1, не имеет смысла.

3. Произвести нужные операции с элементами раздела.

4. Не забыть закрыть раздел, по крайней мере, если вы собираетесь использовать один и тот же объект TRegistry для последовательной работы с несколькими разделами (метод ОрепКеу не закрывает ранее открытый раздел).

Теперь несколько слов о проверке успешности работы методов класса TRegistry. Итак, большинство методов этого класса, осуществляющих доступ к разделам реестра, реализованы как функции, возвращающие True в случае успеха и False при возникновении ошибки. Вероятно, по каким-то чрезвычайно сложным соображениям разработчики класса TRegistry реализовали-таки функцию (!) CreateKey генерирующей исключение ERegistryException в случае неудачи, а не возвращающей значение True или False.

Для чтения/записи параметров разного типа в классе TRegistry предусмотрены пары Read– и Write-методов. Использовать их крайне просто, в чем вы убедитесь далее. Главное, при использовании этих методов не забывать определить тип значений параметров, если он заранее вам точно не известен, например с помощью функции GetDataType. Следует также помнить, что методы работы с параметрами генерируют исключение ERegistryException при возникновении ошибок.

И напоследок о параметре (По умолчанию) – он может присутствовать в каждом разделе. Для обращения к этому параметру используйте пустую строку в качестве имени раздела. Только нужно учитывать, что, в отличие от более ранних версий Windows, в Windows 2000/ХР этот параметр автоматически не создается.

Хранение настроек программы в реестре

Первый простой пример демонстрирует, как можно использовать реестр для сохранения небольшого объема данных между запусками приложения.

Пусть нужно, чтобы формы приложения запоминали свое расположение, размер, введенные и выбранные в элементах управления данные. В таком случае необходимость в сотый раз перетаскивать часто открываемую форму на удобное место не будет раздражать пользователя. Если же форма требует постоянного ввода похожих данных, то восстановление выбранных и введенных в прошлый раз значений будет только плюсом.

Теперь о деле: есть форма для фильтрации запроса к базе данных, она показанна на рис. 7.7.

Рис. 7.7. Форма фильтра для поиска товара

Содержимое формы не суть важно, а важно то, что при нажатии кнопки ОК положение, размер формы, а также данные, введенные пользователем, будут сохранены в реестре при помощи процедуры SaveFilter (листинг 7.14).

...

В рассматриваемом примере константа strBaseKey, определяющая положение раздела для сохранения настроек, задана следующим образом:

...

Открыв Редактор реестра, можно удостовериться в правильном сохранении требуемых нам параметров (рис. 7.8).

Рис. 7.8. Параметры формы, записанные в реестр

Считывание параметров формы можно производить, например, при ее создании. Тогда в обработчике события Create достаточно поместить вызов процедуры LoadFilter (листинг 7.15).

...

Некоторая сложность алгоритма загрузки списка выбранных магазинов обусловлена желанием добиться того, чтобы при изменении списка не выделялись ранее не выбранные магазины (иначе можно было бы просто сохранять индексы).

...

Автозапуск программ

Так уж повелось, что, рассматривая работу с реестром, редко удается удержаться от рассказа, как можно организовать автоматический запуск приложений, минуя пресловутое меню Автозагрузка. Коснемся этой темы и мы: рассмотрим наиболее простые способы автоматического запуска не сервисных (!) программ.

Итак, в ветвях реестра HKEY_CURRENT_USER и HKEY_LOCAL_MACHINE находятся разделы Software\Microsoft\Windows\CurrentVersion\Runи Software\ Microsof t\Windows\CurrentVersion\RunOnce. В первом (Run) сохраняются пути приложений, запускаемых при каждой загрузке Windows. В разделе же RunOnce обычно регистрируются приложения типа инсталляторов, которые запускаются при первой с момента регистрации перезагрузке Windows, но до запуска программы Проводник. При запуске приложения, зарегистрированного в ключе RunOnce, соответствующая запись из этого раздела автоматически удаляется.

От выбора ветви реестра (HKEY_LOCAL_MACHINE ИЛИ HKEY_CURRENT_USER) зависит, в сеансе всех ли пользователей будет запускаться приложение.

Рассмотрим создание простейшей программы, способной определить, запускается ли она автоматически, а если запускается, то каким образом. Программа также будет уметь создавать и удалять параметры в нужных разделах реестра для задания нужного режима запуска.

Пусть на форме приложения расположены три переключателя (рис. 7.9). Процедура, приведенная в листинге 7.16, устанавливает состояния переключателей в зависимости от того, в каком разделе ветви HKEY_LOCAL_MACHINE расположен параметр с именем, совпадающим с именем программы (это условность, котора я нужна для работы нашего примера).

Рис. 7.9. Форма после определения варианта режима запуска приложения

...

Параметры запуска изменяются (в рассматриваемом приложении) при нажатии кнопки Применить (листинг 7.17).

...

При желании вы можете изменить ветвь реестра на HKEY_CURRENT_USER, если приложение (которое вы будете делать) запускалось только для определенных пользователей.

Запуск приложения из командной строки

Сразу оговоримся, что из командной стр оки (например, из окна Запуск программы, открываемого командой Пуск → Выполнить) можно запустить любое приложение: достаточно только ввести его полный или относительный (относительно рабочей папки) путь. Однако, возможно, вы замечали, что некоторые приложения можно запускать, просто вводя в командной строке имя приложения, например msaccess или winword. Займемся обеспечением возможности запуска приложения таким ускоренным способом.

Чтобы зарегистрировать приложение для быстрого запуска, можно поместить его путь в ветвь реестра SOFTWARE\Microsoft\Windows\CurrentVersion\App Paths корневого раздела HKEY_CURRENT_USER ИЛИ HKEY_LOCAL_MACHINE. Путь ЕХЕ-файла приложения должен быть записан в параметр (По умолчанию) подраздела, имеющего такое же имя, как и ЕХЕ-файл приложения (включая расширение).

Пример процедуры, регистрирующей приложение для быстрого запуска, приведен в листинге 7.18.

...

Для отмены быстрого запуска приложения из командной строки можно воспользоваться процедурой, приведенной в листинге 7.19.

...

В приведенных выше листингах значение константы paths равно:

...

Регистрация типов файлов

Теперь рассмотрим вопрос, нередко интересующий программистов, приложения которых должны уметь сохранять и загружать данные из файлов. Логично задавать всем таким файлам одно расширение: получается тип файлов приложения.

Открытие файлов (документов) приложения из самого приложения организовать несложно: достаточно применить диалог открытия файла. Но как заставить, например, Проводник автоматически запускать наше приложение при выборе соответствующего файла? Сделать это тоже несложно: достаточно внести небольшие изменения в раздел реестра HKEY_CLASSES_ROOT.

Итак, перечень операций, которые нужно произвести для регистрации собственного типа файла (пусть, MYDOC).

1. Создать раздел HKEY_CLASSES_ROOT\.mydoc, в параметр (По умолчанию) которого записать имя типа файла, например TricksDelphi. DocumentSample.

2. Создать раздел HKEY_CLASSES_ROOT\, например HKEY_CLASSES_ ROOT\TricksDelphi. DocumentSample. Если в параметр (По умолчанию) этого раздела записать строку, то она будет отображаться в качестве описания типа файла.

3. Если нужно, чтобы для документа использовался определенный значок, необходимо создать раздел HKEY_CLASSES_ROOT\\DefaultIcon, в параметр (По умолчанию) которого записать полный путь ЕХЕ-или DLL-файла, из которого брать значок, и через запятую – номер значка (см. гл. 4).

4. Наконец, для автоматического запуска приложения при выборе файла заданного типа создаем paздeлHKEY_CLASSES_ROOT\<имя_типa>\Shell \Open\Command, в параметр (По умолчанию) которого записываем строку вида <путь_приложения> %1 для передачи имени документа в командной строке.

Пример процедуры, которая производит все вышеперечисленные манипуляции, приводится в листинге 7.20.

...

Результат работы этой процедуры показан на рис. 7.10.

Рис. 7.10. Результат регистрации типа файла

Теперь при выборе в файловой оболочке наше приложение запускается с путем выбранного файла (правда, в формате 8.3) в качестве аргумента командной строки. Как перевести путь из короткой формы в длинную (если это вообще надо), рассказано в разд. 4.2. Если вы не знакомы с тем, как получать доступ к аргументам командной строки, можете взглянуть на листинг 7.21 (тут происходит отображение имени открываемого файла в текстовом поле на форме).

...

Уничтожение сведений о типе файла возможно путем простого удаления созданных ранее разделов, например так, как сделано в листинге 7.22.

...

Программа для просмотра реестра

Для демонстрации некоторых других приемов работы с реестром, например перемещение по иерархии разделов реестра, определение списка параметров, их типа и значений), рассмотрим реализацию приложения, предоставляющего соответствующие возможности.

В итоге у нас получится этакая альтернатива программе Редактор реестра, правда, пригодная только для просмотра, но не для редактирования реестра. Главная форма программы выглядит так, как показано на рис. 7.11.

Рис. 7.11. Программа для просмотра реестра

Рассмотрим функции и процедуры, формирующие основу этого приложения, в порядке их использования. Итак, при запуске формы составляется список корневых разделов реестра (листинг 7.23).

...

Процедура CheckSubKeys, вызываемая для каждого нового элемента дерева (листинг 7.23), реализована следующим образом (листинг 7.24).

...

По сравнению с примером (дерево каталогов), рассмотренным в подразд. «Построение дерева каталогов» разд. 4.2, определение наличия дочерних разделов реестра – относительно легковесная операция, поэтому эту проверку производим сразу при составлении списка подразделов. Как и в только что упомянутом примере из гл. 4, мы добавляем в дерево фиктивный дочерний элемент для тех элементов дерева, для которых соответствующие им разделы реестра содержат подразделы.

Важно то, что фиктивный элемент помечается значением -1. Как раз по наличию дочернего элемента с полем Data, равным -1, можно определить, зачитывалось ли содержимое раздела, соответствующего определенному элементу дерева. Содержимое раздела читается при разворачивании элемента дерева (листинг 7.25).

...

В листинге 7.25 используются две дополнительные функции: для определения полного пути раздела, соответствующего элементу дерева (без имени ко рневого раздела), и для получения дескриптора корневого раздела (хранится в пoлeData корневого элемента каждой ветви дерева).

Путь раздела определить несложно: просто поднимаемся к корню соответствующей верви дерева, собирая по ходу имена элементов дерева (листинг 7.26).

...

Аналогичным образом, даже проще, определяется дескриптор корневого раздела определенной ветви реестра: для этого нужно просто добраться до корня ветви дерева и прочитать значение поля Data корневого элемента (листинг 7.27).

...

При выделении элемента дерева происходит отображение параметров соответствующего раздела в списке в правой части формы. Как заполнять список, представлено в листинге 7.28.

...

Процедура, приведенная в листинге 7.28, не считывает значения двоичных параметров. Так сделано для упрощения этого и так громоздкого фрагмента кода. В считывании значений двоичных параметров на самом деле нет ничего сложного: нужно лишь заранее определить размер данных (метод GetDataSize) и создать буфер соответствующего размера.

Глава 8 Обмен данными между приложениями

• СообщениеWM_COPYDATA

• Использованиебуфераобмена

• Проецируемыевпамятьфайлы

Организация обмена данными между приложениями, а именно между процессами этих приложений, является достаточно трудоемкой задачей. Архитектура Win32 подразумевает максимальную изоляцию выполняющихся приложений друг от друга. Каждое приложение исполняется в своем виртуальном адресном пространстве, которое изолировано и не имеет доступа к памяти других процессов приложений. Но довольно часто возникает необходимость передачи данных из одного выполняющегося процесса в другой. Это вызвано тем, что функциональные приложения и пакеты программ исполняются не в одном процессе, поэтому для нормальной работы используются основные возможности межпроцессного взаимодействия. Наиболее простым, понятным, но не всегда удобным является передача данных с использованием сообщения WM_COPYDATA. Также для передачи данных между приложениями широко используются проецируемые в память файлы (Mapping Files). Существуют и такие высокоуровневые средства, как буфер обмена или уже рассмотренная технология СОМ. Перечисленные способы будут подробно рассматриваться в этой главе. За рамки этой книги выходит рассмотрение способа передачи данных через каналы (трубы, или Pipe), который считается устаревшим и по этой причине не вызывает интереса.

8.1. Сообщение WM_COPYDATA

Сообщение WMCOPYDATA позволяет приложениям копировать данные между их адресными пространствами. Для передачи сообщения должна использоваться функция синхронной отправки сообщения SendMessage, а не PostMessage, которая асинхронным образом передает сообщение. Данные, предназначенные для передачи, не должны содержать указателей или других ссылок на объекты, недоступные для программы, принимающей эти данные. Рассмотрим параметры, передаваемые с сообщением WM_COPYDATA:

...

На использование сообщения налагаются следующие ограничения:

• данные, которые будут приняты, должны быть только для чтения, так как изменение структуры с данными может привести к непредсказуемым последствиям;

• если приложению, получающему данные, требуется использовать их после возврата из обработчика WMCOPYDATA, оно должно скопировать их в локальный буфер.

Итак, приступим к созданию приложения, демонстрирующего работу WM_COPYDATA Для создания хорошего примера потребуется создать два приложения. Первое будет отправлять данные (например, строку текста), другое приложение будет их получать. На главной форме первого приложения помещаем элемент управления TextBox, в который будет записываться передаваемая строка, и кнопку, нажатие которой инициирует передачу данных. Для второго приложения достаточно элемента для отображения текстовой информации типа Label. Перейдем к рассмотрению исходных текстов созданных приложений.

Мы будет посылать сообщение окну, и сообщений может быть различное количество, поэтому для уникальной идентификации операции введем специальную константу:

...

На форме находится кнопка отправки данных другому приложению, ее обработчик выглядит следующим образом (листинг 8.1).

...

Подробного комментария данный листинг не требует. Обратите лишь внимание на вызов функции SendMessage, которая использует FindWindow для задания одного из своих параметров. Процедура FindWindow в случае успешного выполнения возвращает HWND окна, заголовок которого задается в параметре этой функции (строка StringReciever из предыдущего примера). Синхронная отправка сообщения WM_COPYDATA с набором данных, которые помещены в структуру CDS, осуществляется вызовом SendMessage.

Рассмотрим второе приложение, которое принимает строку и отображает ее в надписи ( Label). Для начала в блок объявления помещаем обработчик сообщения и объявляем само сообщение WM_COPYDATA:

...

Как и в случае первого приложения, нам необходима константа, которая будет идентифицировать тип операции:

...

Далее рассмотрим тело функции обработчика сообщения WM_COPYDATA (листинг 8.2).

...

Если окну второго приложения, которое носит название StringReciver (получатель строки), приходит сообщение WM_COPYDATA, то происходит вызов WMCopyData. В качестве параметра эта процедура получает структуру данныхМеБ sage Data типа TWMCopyData, содержащую идентификатор операции и данные (передаваемую строку). После проверки типа операции в случае совпадения его с константой CMD_SETLABELTEXT полученные данные преобразуются в строку. Преобразование происходит при помощи функции PChar. Полученная строка устанавливается в качестве заголовка для метки с именем LabelStr. Затем полю Result структуры MessageData присваивается значение 1 или 0, в зависимости от успеха операции.

Таким образом, для передачи данных (строки) записываем передаваемую строку в текстовое поле первой формы и нажимаем кнопку Отправить. Результат работы приложений можно увидеть на рис. 8.1.

Рис. 8.1. Вид приложений посылки и получения строки

Необходимо добавить, что передача данных посредством сообщения WM_COPYDATA является удобным и простым способом. Но WMCOPYDATA можно передавать только функцией SendMessage, и это является существенным недостатком такого метода. SendMessage «замораживает» работу приложения-отправителя, поэтому такой способ применяется для передачи небольших объемов данных, которые не требуют сложной обработки на стороне программы-приемника. К тому же на использование WMCOPYDATA налагаются некоторые существенные ограничения, о которых говорилось выше.

8.2. Использование буфера обмена

Буфер обмена представляет собой область оперативной памяти, которая используется операционной системой для временного хранения данных. Он выступает в роли общего хранилища данных для всех приложений системы, фактически любая программа может записывать данные в буфер обмена и считывать их оттуда. Он способен хранить данные различных типов и, кроме данных, содержит сведения о типе хранимой информации. Буфер обмена является неотъемлемым компонентом операционной системы типа Windows.

Буфер обеспечивает простейший обмен данными между приложениями. Одно приложение помещает туда данные, другое – считывает данные из буфера. Как правило, эти действия (чтение и запись) выполняются при непосредственном участии пользователя. В использовании буфера может участвовать и одно приложение, в этом случае проходит обмен данными внутри его.

Для выполнения операции обмена данными через буфер в Delphi предназначен специальный класс TClipboard. В Delphi также имеется глобальный объект Clipboard, который является экземпляром класса TClipboard и представляет буфер обмена Windows.

При помощи свойств и методов объектаСЫрЬоа^ возможно осуществление различных операций обмена или анализа хранимых данных. Для доступа к объекту буфера в разделе uses модуля, в котором выполняются операции с объектом буфера обмена, указывается модуль Clipboard.

Общее количество форматов, поддерживаемых буфером обмена, содержится в свойстве FormatCount типа Integer. Для отображения количества форматов, которые распознает буфер, можно использовать следующий листинг:

...

Буфер обмена поддерживает самые разнообразные типы данных. Приведем список поименованных констант некоторых форматов.

• CF_TEXT – обычный текст (коды ANSI). Символ окончания строки – #1С и #13, окончание текста – #0.

• CF_BITMAP – рисунок ВМР-формата.

• CF_MetaFilePic – рисунок WMF-формата.

• CF_TIFF – рисунок TIFF-формата.

• CF_OEMTEXT – текст.

• CF_DIB – рисунок DIB-формата.

• CF_Wave – звук.

• CF_UniCodeText – текст (коды Unicode).

• CF_Picture – объект типа TPicture.

При необходимости можно создать и зарегистрировать свои форматы данных в дополнение к имеющимся базовым.

При использовании нестандартных форматов данных, помещаемых в буфер обмена и извлекаемых оттуда, программы должны соблюдать устанавливаемые разработчиками соглашения об обмене такими данными.

В листинге 8.3 приводится обработчик нажатия кнопки, загружающий в список ListBoxInf о значения констант, идентифицирующих каждый формат данных буфера обмена.

...

Приложение может помещать информацию в буфер обмена и извлекать ее только в тех форматах, которые будет поддерживать буфер. Список поддерживаемых форматов создается при инициализации приложения.

Перед доступом к данным, содержащимся объектом Clipboard, может потребоваться анализ формата данных, для этого служит метод HasFormat. Процедура HasFormat (Format: Word): Boolean используется для запроса к буферу обмена и позволяет узнать, можно ли извлечь хранимые в нем данные в заданном формате, указанном параметром Format. При положительном ответе возвращаемое значение равно True, в противном случае – False.

Как правило, различные приложения используют буфер обмена. Но в случае, когда необходимо получить монопольный доступ к буферу, приложение должно открыть его для себя в специальном режиме. Для этого вызывается метод Open, позволяющий программе получить полный (исключительный) доступ к общей области обмена. После вызова метода Open содержимое буфера не может быть изменено другими приложениями, поэтому после окончания монопольного использования приложение должно вызвать метод Close объекта Clipboard. Если открытый буфер не был закрыт с помощью метода Close, то он будет автоматически закрыт системой после завершения программы, открывшей буфер обмена.

Для очистки содержимого буфера обмена используется метод Clear. Он вызывается автоматически при изменении содержимого в буфере. Перед записью новых данных, помещаемых в буфер, старая информация удаляется.

Класс TClipboard используется многими другими классами и компонентами, которые поддерживают обмен данными через буфер обмена. К примеру, компоненты Memo и Edit имеют специальные методы для обмена текстовой информацией посредством буфера. Методы CopyToClipBoardH CutToClipBoard помещают текстовые данные в буфер обмена, копируя и вырезая их из источника (компонента) соответственно, а метод PasteFromClipBoard вставляет текстовый фрагмент из буфера в текстовое поле.

Только при использовании подобных методов лучше проверять, является ли содержимое буфера обмена текстовой информацией. В листинге 8.4 показан пример копирования в буфер обмена всего текста, введенного в текстовое поле.

...

Буфер обмена часто используется для хранения текста, поэтому объект Clipboard имеет специальное свойство AsText типа String, предназначенное для обработки содержимого буфера как данных текстового формата. Свойство AsText предназначено как для чтения, так и для записи. При чтении свойства данные извлекаются из буфера, а при записи – заносятся в буфер обмена (листинг 8.5).

...

При работе с графическими компонентами для операций, связанных с обменом информацией через общую область, удобно использовать метод Assign. Процедура Assign (Source: TPers is tent) присваивает буферу обмена объект, указанный параметром Source. Если объект является изображением и принадлежит таким графическим классам, как TBitmap, TPicture или TMetaf ile, то в буфер обмена копируется изображение установленного формата. Для извлечения изображения также может использоваться метод Assign.

Пример использования буфера обмена для копирования изображений проводится в листинге 8.6.

...

Изображение, находящееся в образе ImageMyPicl, помещается в буфер обмена, откуда затем копируется в образ ImageMyPic2. Для выполнения этих операций устанавливается монопольный доступ к объекту Clipboard.

Таким образом, использование объекта Clipboard находит широкое применение в программировании приложений, которым необходим обмен данными с другими программами. Необходимо отметить, что буфер обмена ориентирован на работу с пользователем (пользователь инициирует обмен данными между приложениями), поэтому такой способ обмена данными наиболее удобен с точки зрения пользователя. К тому же буфер обмена поддерживает множество форматов представления информации, что позволяет сделать обмен данными более гибким и эффективным.

8.3. Проецируемые в память файлы

Не менее мощным и гибким методом организации обмена данными между приложениями является метод, который базируется на проецируемых в память файлах (Files Mapping). Главная идея этого механизма основывается на использовании динамической разделяемой памяти системы для хранения в ней данных. Как известно, каждый процесс имеет свой участок памяти, называемый виртуальным адресным пространством. При использовании механизма проецируемых в память файлов данные становятся доступны из любого процесса, который использует этот файл. В этом случае говорят, что файл отображается в виртуальное адресное пространство процесса, поэтому данные, хранимые в файле, доступны процессу, который этот файл открыл. Механизм проецирования файлов в память используется, например, для исполняемых файлов приложений, а также для DLL.

Для работы с проецируемыми в память файлами существует целый ряд API-функций. Но прежде чем их рассматривать, разберемся в процессе организации обмена данными через проецируемые файлы. На первом этапе необходимо создать объект (файл, отображаемый в память), затем «отобразить» созданный объект в адресное пространство процесса приложения, получая возможность записи и чтения данных их этого файла. При отображении файла на определенный участок памяти (адресного пространства процесса) манипуляции с данными этого участка памяти отражаются на содержимом файла. После произведенных над объектом манипуляций необходимо закрыть доступ к данным файла (удалить проекцию и закрыть файл).

Рассмотрим некоторые функции для работы с проецируемым в память файлом. Для того чтобы создать объект файла, проецируемого в память, можно использовать функцию CreateFileMapping. Ее синтаксис выглядит следующим образом:

...

Подробнее рассмотрим параметры функции.

• hFile – идентификатор файла. В результате присвоения этому аргументу значения константы INVALID_HANDLE_VALUE мы свяжем создаваемыйобъект файлового отображения со страничным swap-файлом (системным файлом подкачки).

• lpFileMappingAttributes – указатель на структуру типа TSecurity-Attributes. Структура содержит параметры безопасности создаваемого файла.

• flProtect – параметр, задающий способ совместного использования создаваемого объекта, в случае доступа на чтение и запись принимает значение PAGE_ READWRITE.

• dwMaximumSi zeHigh – старший разряд 64-битного значения размера выделяемого объема памяти.

• dwMaximumSizeLow – младший разряд 64-битного значения размера выделяемого объема памяти.

• lpName – имя объекта проецируемого файла (может быть nil для создания безымянной проекции файла).

Функция возвращает глобальный дескриптор (THandle). Если проецируемый файл не создан, то функция CreateFileMapping возвращает нулевое значение.

После того как проецируемый файл был создан, необходимо отобразить его в адресное пространство процесса. Для этого предназначена функция MapViewOf File, имеющая следующий синтаксис:

...

Функция имеет следующие параметры.

• hFileMappingOb j ect – описатель созданного объекта файлового отображения.

• dwDesiredAccess – параметр доступа к полученным данным, в случае чтения и записи принимает значение FILE_MAP_WRITE.

• dwFileOf f setHigh, dwFileOf fsetLow – 64-битное смещение от начала файла.

• dwNumberOf BytesToMap – указывает, сколько байт будет отображено. Если этот аргумент имеет значение 0, то на область памяти будет отображен весь файл.

В результате успешного выполнения функции MapViewOfFile будет получен указатель (тип Pointer) на начальный адрес данных объекта. Указатель будет использоваться в дальнейшем для записи или чтения файла.

Следующей функцией, противоположной по производимым действиям функции MapViewOfFile, является UnMapViewOf File. Она отключает проецируемый файл от текущего процесса:

...

Функция принимает указатель, возвращаемый MapViewOfFile, и использует его для отмены проекции файла на адресное пространство процесса. В случае успешной выгрузки функция возвращает True, в противном случае – False.

И последняя функция, которую необходимо рассмотреть, – это CloseHandle. Она используется для закрытия дескриптора (многих системных объектов, а не только проекции файла).

...

Как видно из синтаксиса функции, она принимает описатель объекта файлового отображения, полученный в результате выполнения функции CreateFileMapping и освобождает его. Для правильного завершения работы с объектом файлового отображения сначала следует применить функцию UnMapViewOf File, а затем CloseHandle.

Сама проекция файла будет удалена только после того, как будут закрыты все дескрипторы во всех использующих эту проекцию процессах.

Для демонстрации работы проецируемых в память файлов создадим приложение, которое будет записывать в такой файл строку и спустя некоторое время считывать ее оттуда. Для этого нам понадобится стандартный TextBox, кнопка, метка и таймер. Программа будет работать следующим образом: строка, записанная в поле редактора, после нажатия кнопки помещается в проецируемый файл. Далее, спустя некоторое время (задается таймером), содержимое файла считывается и задается в качестве заголовка метки (рис. 8.2).

Рис. 8.2. Вид приложения, использующего проецируемый файл

В секцию описания переменных программы помещаем следующие объявления:

...

Далее рассмотрим, какие действия выполняются при загрузке формы. Создание проецируемого файла и его отображение в адресное пространство процесса выполняется в момент создания формы (листинг 8.7).

...

После инициализации файла его можно использовать. Приведем листинг обработчика, копирующего данные в проецируемый файл (листинг 8.8).

...

После того как будет нажата кнопка, данные помещаются в проецируемый файл. По истечении некоторого времени, заданного таймером, строка устанавливается в качестве текста метки (листинг 8.9).

...

В момент завершения приложения необходимо отключить проецируемый файл от адресного пространства процесса и закрыть объект файла. Эти действия можно выполнять в момент уничтожения формы (листинг 8.10).

...

Здесь рассмотрен простой пример работы с проекцией файла в рамках одного приложения. Более же интересный и реальный пример вы увидите в разд. 10.2 при рассмотрении программы «Оконный шпион»: там проекция файла в память используется для передачи данных из функции DLL, работающей в памяти другого процесса.

Глава 9 Возможности COM в Microsoft Word и Microsoft Excel

• Технология OLE

• Технология COM

• Использование OLE в Delphi

• Управление Microsoft Word и Microsoft Excel

Технология COM/DCOM является одной из важных и широко используемых современных технологий. Охватить все аспекты технологии COM/DCOM очень сложно, и в рамках данной книги в этом нет необходимости. В этой главе будут рассмотрены основные возможности СОМ и их практическое применение. Примеры, разобранные в главе, демонстрируют управление приложениями, снабжаемыми СОМ-объектами. К таким приложениям можно отнести все программы из пакета Microsoft Office (Microsoft Word, Microsoft Excel и т. д.).

9.1. Технология OLE

В Windows 3.1 и более ранних версиях основным средством обмена данными между программами была технология DDE – Dynamic Data Exchange (динамический обмен данными). На этой технологии основывалась технология OLE – Object Linking and Embedding (связывание и внедрение объектов). OLE позволяет делать документы одного приложения частью документов другого приложения. Таким образом, пользователь получил возможность применять функции различных программ для редактирования одного документа.

В основе DDE лежит обмен сообщениями между окнами операционной системы. Подобный механизм затрудняет распараллеливание процессов и обмен данными через сеть между приложениями, работающими на разных компьютерах. Это привело к созданию расширения DDE – NetDDE, но эта технология работает медленно и неустойчиво.

Начиная с Windows NT 3.51, внедряется технология OLE 2 – дальнейшее развитие OLE. OLE 2 дополнительно включает в себя технологию ActiveX. Позже термин OLE 2 изменили на OLE.

Технология DDE была недостаточной для поддержки OLE 2, поэтому специально для нее была создана технология взаимодействия между программами – СОМ (Component Object Model, модель компонентных объектов). СОМ оказалась очень удачной технологией, поэтому, начиная с Windows 95, DDE была объявлена устаревшей, а основной технологией обмена данными в системе стала технология СОМ.

9.2. Технология СОМ

Модель СОМ построена по принципу архитектуры «клиент – сервер». Сервер предоставляет список возможных действий (функций), которые могут использоваться клиентским процессом. Таким образом, серверный процесс позволяет обрабатывать запросы клиента, выполняя некоторые действия. Когда взаимодействие между клиентом и сервером подразумевает обмен данными, эти данные передаются в качестве параметров функций. При необходимости клиент также может экспортировать функции, которые могут быть вызваны сервером.

В основе СОМ лежат ключевые понятия, которые характерны и для объектно-ориентированного программирования: инкапсуляция, наследование и полиморфизм. Рассмотрим их применительно к объектам СОМ.

Инкапсуляция позволяет скрыть методы (функции) и данные от использования другими объектами. Этот механизм необходим для обеспечения безопасности и надежности конечной системы. Термин «метод» использован не случайно, объекты СОМ строятся по принципу классов в программировании (класс имеет название CoClass, приставка Со говорит о том, что это класс СОМ).

Наследование позволяет многократно использовать готовые решения. Создавая объект и наследуя некоторые свойства (данные) и методы (функции), мы можем использовать их в дальнейшем. Механизм наследования в связке с принципом полиморфизма позволяет создавать иерархии СОМ-классов для эффективного решения любых задач. Кроме наследования, часто используется и агрегация – внедрение ранее реализованных объектов внутрь вновь разрабатываемых.

Полиморфизм позволяет переопределять реализацию (поведение) унаследованных функций и данных. Это дает возможность более гибко строить иерархию классов, снижая тем самым сложность реализации программ.

Изначально технология СОМ обеспечивала межпроцессное взаимодействие только на локальном компьютере. Эволюция СОМ привела к созданию DCOM (Distributed СОМ, распределенная СОМ), позволяющей работать с объектами, которые расположены на различных и удаленных друг от друга компьютерах.

На данный момент DCOM является межплатформенной технологией. Существуют средства для поддержки DCOM в различных UNIX-системах (в том числе Linux), Solaris, MacOS, VxWorks.

9.3. Использование OLE в Delphi

Как и многие современные среды программирования, Delphi поддерживает возможность автоматизированной разработки приложений, работающих с различными СОМ-сервисами или серверами. Для более глубокого понимания принципов работы приложений, создаваемых на основе СОМ-технологии, проведем краткий обзор наиболее доступных СОМ-серверов – приложений пакета Microsoft Office.

Microsoft Office с точки зрения СОМ

Microsoft Office является средой, в которой большая часть задач решается без использования программирования. Но ценность приложений Microsoft Office за – ключается в том, что все задачи решаются как традиционным способом (ручное редактирование), так и посредством применения программирования на известном языке VBA (Visual Basic for Application). Кроме того, приложения пакета снабжаются серверами СОМ, которые предоставляют интерфейс доступа к приложению и его объектам. Благодаря этому разработчик в среде Delphi имеет возможность, создав контроллер автоматизации, управлять сервером. Приложение Microsoft Office можно рассматривать как совокупность объектов с их методами и свойствами (они организуют основу программы). Как правило, в каждом приложении существует так называемый корневой объект, который носит название Application. Каждое приложение Microsoft Office имеет собственный корневой обект – Word. Application, Excel.Application. Приложение само является корневым объектом, несмотря на это, в объект Application встраиваются все остальные объекты (участники), которые являются свойствами главного объекта. Документ, созданный на базе СОМ, предоставляет большое количество разнообразных методов, но имеются и одинаковые методы в различных приложениях Microsoft Office. Например, Run, Quit, Activate.

При открытии любого приложения из пакета автоматически создается каркас нового документа, который представляет собой набор библиотек с классами. Объекты этих классов будут доступны в открытом документе. Задача разработчика клиента (контроллера автоматизации) – получить доступ к корневому объекту сервера, выстроить цепочку доступа к объектам-участникам (встроенным объектам), правильно передать параметры. Таким образом, получив доступ к объектам документа, можно проводить с ним различные манипуляции, редактировать его и т. д.

Объект Application

Безусловно, самым важным объектом в приложениях Microsoft Office является объект Application. Небольшой пример использования данного объекта продемонстрирует простоту программирования с применением СОМ. Для решения часто встречающихся задач используются уже хорошо нам известные компоненты среды Delphi. В случае технологии СОМ это не является исключением. Запустим сервер приложения Microsoft Word. Для этого выполним следующее.

1. Создаем новый проект.

2. На главную форму приложения помещаем компонент WordApplication вкладки Servers.

3. Задаем свойства компонента AutoConnect и AutoQuit значением True.

4. Запускаем созданное приложение.

На первый взгляд, ничего существенного не происходит, но результат работы программы можно заметить путем просмотра запущенных процессов (не путать с задачами). В приложении Диспетчер задач среди процессов различных приложений можно увидеть WordCOM. ехе. Этот факт говорит нам о том, что созданное нами посредством СОМ приложение подключилось к серверу Microsoft Word и запустило его. Фактически в системе произошло следующее. В реестре был найден зарегистрированный ранее СОМ-сервер приложения Microsoft Word. Используя все тот же реестр, был найден путь к программе и произведен ее запуск. Вследствие этого мы заметили появление процесса, отвечающего за работу редактора Microsoft Word.

Но для того чтобы лучше понять запуск приложения Microsoft Word, приведем фрагмент исходного текста, результат работы которого аналогичен (листинг 9.1).

...

Предложенный исходный текст демонстрирует подключение к серверу без помощи компонента среды разработки. Для корректной работы необходимо в раздел uses включить COMOBJ – модуль работы с объектом СОМ. Важно отметить, что наличие функций, вызываемых для объекта wordvar, определяется в период выполнения. Это значит, что ошибка может обнаружиться только в период выполнения программы, поэтому весь код работы с объектом помещен в блок try.

Класс TOLEServer

На вкладке Servers находится набор компонентов для доступа к серверам автоматизации. Не все компоненты возвращают ссылку на объект Application, то есть могут быть получены интерфейсы для доступа к таким вложенным объектам, как документ Microsoft Word или рабочая книга Microsoft Excel. Все компоненты унаследованы от класса TOLEServer, который наследует свойства класса Tcomponent. TOLEServer является базовым классом всех СОМ-серверов. Кроме этого, данный класс имеет еще несколько свойств и методов для управления связью с СОМ-сервером. Среди таковых уже знакомое нам свойство AutoConnect, которое автоматически запускает СОМ-сервер и извлекает из него интерфейс, обеспечивающий связь с контроллером. Еще одно важное свойство класса TOLEServer – это ConnectKind, указывающее тип процесса, с которым устанавливается связь. Свойство используется методом Connect, который вызывается автоматически, если свойство AutoConnect истинно. В табл. 9.1 описаны значения, которые может принимать ConnectKind.

Таблица 9.1. Значение свойства ConnectKind

Более подробно следует рассмотреть значение свойства ConnectKind, равное ckAttachToInterface. Соединение с сервером производится посредством использования главного интерфейса Application, но, например, возникает необходимость подключить к нашему проекту такие компоненты как WordDocument или WordParagraphFormat. В этом случае мы просто подключаемся к уже существующему интерфейсу, а не создаем его заново. Также это может быть необходимо, когда контроллер должен отслеживать события, происходящие в СОМ-сервере.

9.4. Управление Microsoft Word и Microsoft Excel

Трюки в Microsoft Word

В этом разделе мы более подробно остановимся на рассмотрении практических примеров использования СОМ-сервера редактора Microsoft Word. Достаточно популярный редактор обладает обширным набором возможностей, которые можно использовать вручную (традиционное создание и редактирование документов) и с применением технологии СОМ. Основное удобство последнего метода заключается в автоматизации рутинной работы, например составления отчетов. Следующий пример поможет нам разобраться в принципах построения контроллеров автоматизации, которые ранее уже упоминались. Контроллер автоматизации с точки зрения СОМ представляет собой приложение, которое посредством вызова процедур сервера проводит различные манипуляции над документом. В Microsoft Word это может быть написание текста в установленном формате и т. д.

Рассмотрим пример приложения, которое будет создавать новый документ Microsoft Word, записывать в него некоторый текст, добавлять таблицу и сохранять полученный документ в файл. В целях наилучшего понимания принципов использования объектов СОМ первый пример не будет использовать компонент среды разработки. Итак, приступим к созданию приложения. Для начала создаем новый проект и помещаем на форму следующие кнопки:

• открытия приложения Microsoft Word;

• вывода текста;

• добавления таблицы;

• сохранения документа;

• завершения работы Microsoft Word.

Мы не будем использовать компоненты, поэтому добавляем в секцию uses модуль ComOb j. Для работы с СОМ-сервером редактора нам понадобится объект OLE. Добавляем переменную типа OleVariant:

...

Обработчик кнопки запуска редактора имеет следующий вид (листинг 9.2).

...

После инициализации объекта создаем новый документ, предварительно активизировав (отобразив на экране) приложение. После того как Microsoft Word запущен и в нем создан новый документ, можно записывать текст. Для этого определяем обработчик кнопки вывода текста (листинг 9.3).

...

Особой сложности данный фрагмент вызывать не должен, так как настройка шрифта и вывод теста производятся посредством интуитивно понятных функций и заданием соответствующих свойств. Но надо пояснить, что набор символов # 13 # 10 эквивалентен переходу на новую строку.

Процедура добавления таблицы является достаточно простой и выглядит следующим образом (листинг 9.4).

...

Таблица содержит три столбца и столько же строк. Далее следует пояснить обработчик нажатия кнопки сохранения документа (листинг 9.5).

...

Сохранение осуществляется путем вызова MeTOflaSaveAs объекта ActiveDocument, который в качестве параметра принимает путь к файлу. После нажатия кнопки сохранения документ с текстом будет записан в файл (result. doc) каталога, из которого была запущена программа.

Процедура завершения работы основана на вызове метода Quit (листинг 9.6).

...

Рассмотренное приложение является примитивным контроллером автоматизации и может служить отправной точкой создания более сложных и функциональных программ автоматического составления отчетов и т. п.

Далее приступим к созданию приложения, которое будет подключаться к серверу COM Microsoft Word и выводить текст, дату и время вывода этого текста в активный документ при его смене (переключении между документами). На этот раз мы воспользуемся компонентами WordDocument и WordApplication с вкладки Servers.

Создаем новый проект и на главную форму приложения помещаем компоненты WordDocument nWordApplication. Далее устанавливаем CBoftcTBoConnectKind компонента Wo г dApp licationBc kRunni ng I ns t anc e, а также значение свойства AutoConnect в True. В данном случае приложение Microsoft Word создаваться не будет, а программа подключится к уже существующему серверу. Основную практическую ценность для нас представляет механизм определения активного документа и добавление в него текста, даты и времени (листинг 9.7).

...

Как вы заметили, подключение к уже существующему серверу происходит каждый раз после смены активного документа. В этот момент в содержимое документа записывается информация: текстовая строка, дата и время перехода к этому документу.

Чтобы просмотреть работу этого приложения, запустите Microsoft Word и создайте в нем два документа. Запустите созданный пример и поочередно активизируйте документы (щелчком кнопкой мыши на Панели задач).

Трюки в Microsoft Excel

Не менее популярным и функциональным приложением из пакета Microsoft Office является Microsoft Excel. Это программа для работы с электронными таблицами. Как и уже знакомое нам приложение Microsoft Word, Microsoft Excel также обладает возможностью создания и редактирования документов (в данном случае таблиц) посредством СОМ. Преимущества использования Microsoft Excel из других программ очевидны, так как она предоставляет широкий спектр возможностей по построению диаграмм, графиков, произведению различных расчетов и пр. Поэтому в качестве примера создадим приложение, которое будет выполнять запуск Microsoft Excel, добавление новой книги, создание листа и помещение в его ячейки текста и формул.

Как и в случае с Microsoft Word, будет использоваться объект THnaOleVariant. Но методы и свойства СОМ-сервера поменяются. Рассмотрим исходный текст приложения для выполнения несложных операций с сервером Microsoft Excel (листинг 9.8).

...

Предложенный листинг демонстрирует основы удаленного управления приложением Microsoft Excel. Запуск Microsoft Excel, заполнение ячеек новой таблицы происходит в функции FormCreate.

Во время создания главной формы приложения-примера на экране появится окно программы Microsoft Excel с числом в ячейке с индексом А1 и текстом в ячейке с индексом Е5. Хотя в ячейку с индексом А1 мы записывали =18*2, на экране в этой ячейке будет отображаться 32, так как Microsoft Excel автоматически преобразует выражения в ячейках.

Глава 10 Окна других приложений

• Ловушки Windows

• Программа «Оконный шпион»

Здесь мы будем использовать сведения, приведенные в предыдущих главах (а точнее, в главах 1, 2 и 8), для построения программы, позволяющей проводить различные операции с окнами приложений. Вы также дополнительно познакомитесь с техникой применения ловушек (hook) в Windows и увидите пример реального использования проецирования файла в память для обмена данными между несколькими приложениями. Причем второе в нашем примере обусловлено особенностью работы ловушек, следящих за работой других приложений. Вы также узнаете, как перечислять все открытые окна и, соответственно, получать к ним доступ. Но обо всем по порядку.

10.1. Ловушки Windows

Из предыдущих глав вам должен быть понятен или, по крайней мере, известен механизм, который используется Windows для управления окнами приложений, – сообщения. Вероятно, большая мощь этого механизма и в то же время его уязвимость состоят в возможности посылки сообщений любым окнам (окнам одного процесса или окнам других процессов).

В Windows также предусмотрен мощный механизм, позволяющий следить за некоторыми важными событиями в системе и, конечно, производить мониторинг сообщений, получаемых различными окнами. Речь идет об установке так называемых ловушек. Ловушка представляет собой функцию, вызываемую при возникновении определенного события, например перед получением каким-либо окном нового сообщения, при нажатии клавиши, записи события в системный журнал и т. д.: все зависит от того, для каких событий разработчики предусмотрели ловушки. Интересен тот факт, что в Windows предусмотрены даже ловушки для отладки других ловушек.

Мы рассмотрим некоторые наиболее простые виды ловушек, перехватывающих сообщения окон. По глобальности действия рассмотренные нами ловушки являются устанавливаемыми на отдельный поток: при ошибке в функции-ловушке это безопаснее для системы.

Начинается создание ловушки с написания собственно функции-ловушки, имеющей следующий прототип:

...

Параметр code используется для обозначения тех случаев, когда функция ловушки должна вызвать специальную API-функцию CallNextHookEx и вернуть значение, возвращенное ею. Назначения параметров wParamи lParam этой функции сильно зависят от того, для реакции на какое именно событие ловушка используется.

Для регистрации ловушки используется API-функция SetWindowsHookEx, имеющая следующий прототип:

...

В случае успешного создания ловушки функция SetWindowsHookEx возвращает дескриптор новой ловушки (ненулевое значение).

Для удаления ловушки используется функция UnhookWindowsHookEx, принимающая единственный параметр – дескриптор ловушки, возвращенный функцией SetWindowsHookEx. Причем удаление ловушки нужно производить обязательно, поэтому по крайней мере при закрытии приложения не следует забывать вызывать функцию UnhookWindowsHookEx.

Теперь несколько слов о функции CallNextHookEx. Ее объявление имеет следующий вид:

...

В чем важность этой функции? Она предназначена для продолжения передачи сообщения по цепочке ловушек (ведь одновременно несколько приложений могут создать несколько ловушек). Вызов этой функции настоятельно рекомендуется осуществлять в любом случае (независимо от значения параметра code функции-ловушки), только если целью не стоит блокирование других ловушек.

Виды ловушек

Приведем список некоторых простых типов ловушек, а именно констант из модуля Windows, их обозначающих и передаваемых в функцию SetWindowsHookEx:

• WH_CALLWNDPROC – функция ловушки вызывается каждый раз до вызова функции обработки сообщений окон, созданных наблюдаемым потоком;

• WH_CALLWNDPROCRET – вызывается каждый раз при возврате из функции обработки сообщений окон наблюдаемого потока;

• WH_KEYBOARD – функция ловушки вызывается перед обработкой сообщений WM_KEYDOWN и WM_KEYUP оконной функцией исследуемого потока;

• WH_MOUSE – вызывается перед обработкой оконной функцией наблюдаемого потока сообщений от манипулятора «мышь».

Рассмотрим, какое значение имеют параметры 1 Par am и wParam функции-ловушки в каждом из перечисленных случаев.

Перехват вызова оконной функции

Итак, для ловушки WH_CALLWNDPROC, которая, кстати, используется в рассматриваемом далее приложении, два последних параметра функции-ловушки трактуются следующим образом:

• wParam – равен нулю, если сообщение послано в окно тем же потоком, в котором исполняется функция ловушки, и не равен нулю, если сообщение послано другим потоком;

• lParam – указатель на структуру TCWPStruct, содержащую информацию о сообщении, которое передано окну (и будет передано в оконную функцию).

Объявление структуры TCWPStruct с описанием ее полей выглядит следующим образом:

...

Ниже приводится пример преобразования параметра lParam функции ловушки к указателю на структуру с последующей проверкой кода сообщения (фрагмент программы):

...

Получение доступа к данным, передаваемым в остальные функции ловушки (а именно, несложное преобразование типов у операции с указателем), осуществляется аналогичным образом, поэтому более демонстрироваться не будет.

Перехват возврата из оконной процедуры

Для ловушки WH_CALLWNDPROCRET параметры wParam и lParam функции-ловушки следует трактовать следующим образом:

• wParam – равен нулю, если сообщение послано другим процессом, и не равен нулю в противном случае;

• lParam – указатель на структуру TCWPRetStruct, содержащую информацию о сообщении, которое передано окну (и будет передано в оконную функцию).

Объявление структуры TCWPRetStruct с описанием ее полей выглядит следующим образом:

...

Перехват сообщений клавиатурного ввода

Для ловушки WH_KEYBOARD параметры wParam и lParam функции-ловушки следует трактовать следующим образом:

• wParam – код нажатой клавиши;

• lParam – первые 16 бит этого параметра означают количество повторений нажатия; старшие 16 бит используются для дополнительного описания состояния клавиатуры в момент нажатия клавиши.

Параметры wParam и lParam полностью аналогичны параметрам сообщений WM_KEYDOWN И WM_KEYUP.

Перехват сообщений от мыши

В ловушку WH_KEYBOARD в параметрах wParam и lParam передаются следующие значения:

• wParam – код сообщения мыши;

• lParam– указатель на структуру TMouseHookStruct.

Объявление структуры TMouseHookStruct с описанием полей выглядит следующим образом:

...

Если вы забыли, какое значение имеет для окна coo6nreHHeWM_NCHITTEST, то можете вновь обратиться к гл. 1.

Расположение функции-ловушки и DLL

Теперь поговорим немного о расположении функции-ловушки.

Казалось бы, что здесь может быть такого: написал функцию в модуле, строго соответствующую приведенному ранее прототипу, передал ее адрес в функцию SetWindowsHookEx и используй ловушку. Но не так все просто. Функция ловушки может находиться в исполняемом файле только в том случае, если предполагается использовать ее для перехвата сообщений потока (потоков) того же процесса. Тогда в функцию создания ловушки в качестве параметра hmod следует передавать нулевое значение.

Если же предполагается слежение за другими приложениями (за потоками других процессов), то функция ловушки должна быть экспортируемой функцией DLL. Тогда в функцию SetWindowsHookEx передается дескриптор модуля DLL (похоже, что это адрес в адресном пространстве процесса, куда спроецирован файл DLL). Библиотека (DLL) может загружаться как при запуске приложения (если используется так называемое load-time связывание), так и динамически при помощи API-функции LoadLibrary:

...

Функция принимает в качестве параметра путь DLL и возвращает дескриптор загруженного модуля (или 0 в случае ошибки). Если библиотека больше не нужна, то можно вызвать функцию FreeLibrary, передав в качестве единственного параметра возращенный ранее функцией LoadLibrary дескриптор модуля DLL

Возвращаясь к теме расположения ловушки зададимся вопросом: почему именно DLL? Чем плохо расположение ловушки в ЕХЕ-модуле приложения? Самое время вспомнить о том, что каждый процесс в Windows выполняется в своем собственном адресном пространстве. Поэтому адрес функции в исполняемом файле одного процесса вполне может быть адресом структуры данных где-то внутри другого процесса (рис. 10.1).

Рис. 10.1. Пример адресного пространства разных процессов

В отличие от ЕХЕ-файлов, файлы библиотек легко проецируются в адресное пространство использующего их процесса. Разместив функцию ловушки в DLL и указав дескриптор модуля этой DLL, мы предоставляем системе полную информацию для того, чтобы она смогла: • спроецировать библиотеку с ловушкой в адресное пространство исследуемого процесса;• однозначно определить положение (адрес) функции-ловушки в адресном пространстве исследуемого процесса.Описанные выше манипуляции с DLL проиллюстрированы на рис. 10.2 (Процесс 2 на рисунке – процесс, в который внедряется ловушка).#Autogen_eBook_id72 Рис. 10.2. Загрузка DLL с ловушкой в адресное пространство исследуемого процесса

Теперь нет никаких препятствий в вызове функции-ловушки при наблюдении за другим процессом.

...

10.2. Программа «Оконный шпион»

Перейдем, наконец, к практической части главы: рассмотрим создание программы, позволяющей составлять список (а точнее, дерево) всех окон, просматривать и изменять их свойства, а также осуществлять перехват сообщений выбранного окна (недаром мы столько времени потратили на рассмотрение ловушек Windows).

Несмотря на свое «противозаконное» название, рассматриваемая программа может весьма пригодиться при отладке приложений, а отнюдь непри их взломе и шпионаже (хотя многое зависит от добросовестности лица, использующего программу). В частности, с помощью этой программы была найдена ошибка, на долгое время закравшаяся в один из примеров гл. 2: из-за неправильной установки стилей при ручном создании главного окна программы не удавалось добиться правильной перерисовки элемента управления «рамка».

Составление списка открытых окон

Список (а точнее, дерево) окон, открытых в момент запуска программы, показан на рис. 10.3.

Рис. 10.3. Дерево открытых окон

Форма, показанная на рис. 10.3, имеет имя f rmMain. Элемент управления TreeView имеет имя tree. Часть программы, отвечающая за построение дерева, относительно проста. Она использует вскользь рассмотренный в гл.2 механизм перечисления окон. Составление дерева окон начинается с процедуры LoadWindowsTree, которая и запускает перечисление окон верхнего уровня, то есть окон, родителем которых формально является окно Рабочего стола (листинг 10.1).

...

Сразу следует привести объявление структуры, интенсивно используемой (далее это будет видно) при составлении дерева:

...

При нахождении каждого нового окна вызывается функция NewWindow (ее адрес передан в API-функцию EnumWindows). Функция NewWindow (листинг 10.2) решает две задачи. Во-первых, она добавляет в дерево элемент, соответствующий найденному окну. Во-вторых, запускает поиск дочерних окон относительно найденного окна, что позволяет перечислить все окна (от главной формы приложения до кнопок, надписей и т. д.).

...

Используемая в листинге 10.3 функция AddWindowToTree добавляет элемент, соответствующий найденному окну, в дерево (определяет текст заголовка окна и имя оконного класса):

...

Вот, собственно, и все, что требуется для построения полного дерева окон, показанного на рис. 10.3.

Получение информации об окне

Следующей функцией «оконного шпиона» является определение более-менее полной информации об окне, выбранном в дереве. Форма с информацией о выделенном в дереве окне (в данном случае это пресловутая кнопка Пуск) показана на рис. 10.4.

Рис. 10.4. Форма свойств окна

Начинается все с того, что по команде меню Правка → Свойства вызывается метод ShowWindowProp созданного при запуске программы объекта f rmWindowProp. Этот метод принимает в качестве параметра дескриптор окна, информацию о котором нужно отобразить (дескриптор сохраняется в поле Data каждого элемента при построении дерева) (листинг 10.4).

...

Переменная wnd, в которой сохраняется переданный BShowWindowProp дескриптор окна, является членом класса Tf rmWindowProp. Она нужна для того, чтобы другие методы формы Tf rmWindowProp могли получать доступ к дескриптору окна.

Определение заголовка, имени класса, идентификатора окна, а также области экрана, занимаемой окном, осуществляется в процедуре LoadWindowInf о (листинг 10.5).

...

Если вы внимательно просмотрели листинг 10.5, то могли заметить вызовы двух процедур в двух последних строках кода. Процедура LoadWindowStyle заполняет списки используемых и доступных оконных стилей (см. рис. 10.4), а процедура LoadWindowExStyle соответственно заполняет списки используемых и доступных дополнительных (или расширенных) стилей окна.

Реализация процедуры LoadWindowStyle приводится в листинге 10.6

...

Вместо громоздкой проверки наличия в значении, возвращенном API-функцией GetWindowLong, битов каждого возможного стиля при помощи, например, case здесь используется глобальный массив styles структур Styleinf о. Объявление типа структуры (записи) Styleinf о выглядит следующим образом:

...

Каждый элемент массива styles хранит информацию об определенном оконном стиле. Объявление этого массива, так же, как структуры Stylelnfo и прочих рассмотренных в этом разделе типов данных, находится в модуле WindowData, расположенном на диске в папке с номером главы.

Ниже приведено объявление массива styles (флаги стиля, являющиеся комбинацией других флагов, в массив не попали) (листинг 10.7).

...

Процедура LoadWindowExStyle реализована практически так же, как и процедура LoadWindowStyle. Только она заполняет cnncKHlstExStyle HlstAvailExStyle и обращается к массиву exstyles, а не styles. Поэтому приведем объявление только массива exstyles (листинг 10.8).

...

Изменение оконных стилей

Изменение стилей окна «на лету» производится не сложнее, чем их определение: с помощью API-функций GetWindowLong и SetWindowsLong. Пример добавления флага, обозначение которого выбрано в списке доступных стилей, приводится в листинге 10.9.

...

Удаление флага стиля производится аналогично добавлению, просто над битами стиля окна выполняется другая операция (листинг 10.10).

...

После удаления или добавления оконного стиля вызывается перерисовка всех окон, чтобы проявился результат проведенной операции. Удаление и добавление дополнительных (расширенных) оконных стилей осуществляется аналогично. Только при этом используются массив exstyles, функция GetExStylelndex и константа GWL_EXSTYLE, передаваемая в функции GetWindowLongи SetWindowLong.

Что же за функция GetStylelndex используется в листинге 10.10? Она позволяет определить положение в массиве styles стиля, выбранного в списке доступных или используемых стилей (верхний список) (листинг 10.11).

...

Функция GetStylelndex принимает в качестве параметров номер строки в соответствующем списке и логическое значение, от истинности или ложности которого зависит, используемые или неиспользуемые стили будут подсчитываться внутри функции.

Применение функции GetStylelndex и введение в структуру Styleinf о поля used несколько усложняет алгоритм работы с массивом стилей, но зато позволяет избавиться от постоянного перемещения данных, например, из массива доступных стилей в массив используемых стилей. К тому же пришлось бы использовать по два массива для обычных и дополнительных оконных стилей.

Перехват сообщений

Теперь рассмотрим самую сложную часть программы, отвечающую за перехват сообщений выбранного окна. Форма, ведущая статистику перехваченных сообщений, приведена на рис. 10.5.

Показанная на рис. 10.5 форма имеет имя frmMessages.

Перехватчик сообщений состоит из двух частей: части программы (ЕХЕ), отвечающей за построение фильтра сообщений, а также обрабатывающей перехваченные сообщения, и ловушки, заключенной в DLL(hook\hook.dll).

Взаимодействие ловушки и ЕХЕ-файла построено по следующей схеме.

1. Из приложения вызываются функции создания и удаления ловушки (расположенные в DLL).

2. При перехвате каждого сообщения функция-ловушка посылает окну (форме) frmMessages сообщение WM_SPY_NOTIFY (определенное пользователем, точнее, программистом сообщение, листинг 10.12).

Рис. 10.5. Форма перехвата сообщений

Но ведь ловушка предназначена для работы в другом процессе, а если так, то как ей дать знать, какому именно окну посылать сообщения? Для этого и используется именованная проекция файла в память, в которой сохраняются данные, необходимые для ловушки. В проекции файла ловушка также сохраняет информацию о перехваченном сообщении (код и параметры сообщения). Эта информация используется приложением, ведущим слежение. Данные в проекции файла хранятся в виде записи THooklnfo, объявленной в модуле HookData. В этом же модуле объявлены константа с именем проекции файла, код сообщения WM_SPY_NOTIFY (листинг 10.12) и две служебные переменные, использование которых будет пояснено далее.

...

Построение фильтра и обработка перехваченных сообщений

Теперь вернемся к приложению-шпиону, а точнее, к той его части, которая отвечает за работу формы, показанной на рис. 10.5.

Начнем с самого простого – управления фильтром сообщений. Он построен по тому же принципу, что управление списками оконных стилей (форма свойств окна, рассмотренная ранее).

Итак, структура, хранящая информацию о сообщении, выглядит следующим образом:

...

При написании программы не стояла цель поместить в фильтр все возможные сообщения, поэтому массив messageslist (листинг 10.13) содержит только 16 элементов. При необходимости вы можете добавить нужные сообщения самостоятельно, взяв их обозначения из модуля Windows.

...

Загрузка фильтра (выбранных и невыбранных сообщений в соответствующие списки) производится очень просто (листинг 10.14).

...

При обращении к форме f rmMessages, кроме загрузки фильтра, нужно произвести некоторые дополнительные действия. Поэтому работа с этой формой начинается так же, как и в случае формы свойств окна, с вызова ее специального метода (листинг 10.15).

...

При нажатии кнопок > (выбрать) и < (отменить выбор) происходит перемещение сообщений между списками фильтра (листинг 10.16).

...

Функция GetMessagelndex, используемая в листинге 10.16, реализована следующим образом (листинг 10.17).

...

Теперь обратимся к реализации главной функции, выполняемой формой: использованию ловушки. Итак, слежение за выбранным в дереве окном (дескриптор его сохранен в поле wnd при инициализации формы) начинается и заканчивается при нажатии кнопки cmbStart. Обработчик нажатия этой кнопки приведен в листинге 10.18.

...

Как можно увидеть, вся сложность на стороне приложения-шпиона состоит в создании/удалении проекции файла и в вызове двух экспортируемых из библиотеки hook, dll функций. Они подключаются следующим объявлением:

...

Для обработки сообщения WM_SPY_NOTIFY, посылаемого ловушкой, переопределена оконная процедура формы f rmMessages (листинг 10.19).

...

Ловушка

Теперь обратимся к реализации самой ловушки. По рассмотренным ранее причинам ловушка размещена в отдельной DLL (hook\hook.dll на прилагаемом к книге диске в папке с номером главы). На случай, если вы не знакомы с созданием DLL средствами Delphi, приведем краткие сведения.

Среда программирования Delphi замечательна тем, что позволяет просто делать довольно сложные вещи. Хотя и при использовании сред разработки, скрывающих меньшее количество сложных деталей, например Visual C++, создание DLL не является очень сложной задачей. Итак, для создания DLL в простейшем, то есть нашем, случае достаточно выполнить следующие действия.

1. Создать соответствующий проект (с помощью команды меню FiLe → New → Other, тип проекта – DLL Wizard) (рис. 10.6).

2. В DPR-файле получившегося проекта реализуем функции, которые предполагается экспортировать.

3. Объявляем, какие функции нужно экспортировать с помощью ключевого слова exports (листинг 10.20).

Рис. 10.6. Создание проекта DLL

Структура DLL ловушки, реализованной в нашем примере, приведена в листинге 10.20.

...

Код после begin является кодом инициализации библиотеки (выполняется при загрузке DLL в память процесса). Правда, как показали многочисленные эксперименты, проведенные во время написания и отладки ловушки, код этот не выполняется при загрузке DLL ловушки в адресное пространство другого процесса.

Теперь обратимся к реализации экспортируемых функций InstallHook, а также RemoveHook. Как вы помните, только эти две функции вызываются из программы-шпиона. Начнем с функции установки ловушки (листинг 10.21).

...

Функция InstallHook использует глобальную переменную-указатель hook_inf о, которая объявлена в модуле HookData. Функция GetFileMapping, также используемая в листинге 10.21, связывает указатель hookinf о с областью памяти, на которую проецируется файл. Соответственно, процедура ReleaseFileMapping отменяет проецирование файла в память (после этого использовать указатель hookinf о нельзя).

API-функция GetWindowThreadProcessId используется для определения идентификатора потока, создавшего наблюдаемое окно. Проверка неравенства значения, возвращенного этой функцией, нулю используется для того, чтобы в случае закрытия интересующего нас окна до запуска ловушки мы не начали следить за окнами приложения-шпиона.

Работу с проецируемым файлом в ловушке рассмотрим чуть позже. Сейчас же обратимся к функции удаления ловушки, реализация которой приводится в листинге 10.22.

...

Тут все просто и не требует подробного пояснения. Теперь же рассмотрим так часто используемые функцию и процедуру, работающие с проекцией файла в память. Функция GetFileMapping, приведенная в листинге 10.23, открывает проекцию файла в память и связывает указатель hookinf о с областью памяти, отведенной для проекции файла.

...

Процедура ReleaseFileMapping, симметричная по своему назначению функции GetFileMapping, реализована так, как показано в листинге 10.24.

...

Функция GetFileMapping и процедура ReleaseFileMapping используют дополнительно глобальную переменную hFile (тип THandle), объявленную в модуле HookData.

Наконец пришла очередь функции-ловушки. Ее реализация приведена в листинге 10.25.

...

Код функции WndProc достаточно прост, поэтому не будем подробно его описывать. Поясним лишь, для чего все-таки GetFileMapping и ReleaseFileMapping вызываются при обработке каждого перехваченного сообщения.

Дело в том, что загрузка DLL в адресное пространство другого процесса отличается от штатной загрузки библиотеки, например, при помощи функции LoadLibrary: не вызывается код инициализации. Следовательно, мы не можем, например, обнулить указатель hookinf о или установить еще какой-либо признак того, была ли открыта проекция файла. Велика вероятность того, что без отсутствия ручной инициализации указатель hookinf о не будет равен нулю. Как тогда определить, связан ли этот указатель с областью памяти, куда спроецирован файл?

Можно было бы, конечно, завести 64-битную или более переменную, которой присваивалось бы «магическое» число при первой инициализации указателя hookinf о. Но в таком случае работоспособность нашей программы носила бы вероятностный характер.

Речь не идет о том, что в приведенном примере ловушка реализована самым оптимальным образом, просто альтернатива cGetFileMapping HReleaseFileMapping при написании программы показалась наиболее простой и легко поддающейся объяснению.

Глава 11 Сетевое взаимодействие

• Краткое описание сетевых компонентов

• Простой обмен данными

• Слежение за компьютером по сети

• Многопользовательский разговорник

Организация надежного сетевого взаимодействия между приложениями или компонентами одного приложения зачастую является задачей довольно сложной даже для программиста со значительным опытом работы. Это правда, если пытаться самостоятельно использовать API сетевого взаимодействия, предоставляемый операционной системой (в нашем случае – Windows). Однако с использованием компонентов Delphi, в которых уже реализованы рутинные операции по созданию соединений, пересылке данных, контролю ошибок и т. д., программирование сетевых приложений становится не только простым, но и увлекательным занятием. В данной главе мы рассмотрим несколько примеров создания несложных сетевых приложений, построенных с использованием архитектуры «клиент – сервер».

11.1. Краткое описание сетевых компонентов

В Delphi 7 количество компонентов для программирования самых различных сетевых приложений просто радует глаз (см. вкладки IndyQients и IndyServers). Мы рассмотрим построение приложения на базе только IdTCPServer и IdTCPCLient (написание клиент-серверных приложений с использованием всех сетевых компонентов могло бы занять всю книгу).

Итак, сначала о компоненте сервера IdTCPServer. Для использования возможностей сервера этот компонент нужно поместить на форму (компонент неотображаемый). При настройке компонента полезными являются следующие его свойства:

• Active – активизирует или деактивизирует сервер (по умолчанию False);

• Bindings – настраивает серверные сокеты (присоединяет их к определенному порту компьютера, позволяет задавать диапазон IP-адресов и портов клиентов) при помощи диалогового окна Binding Editor;

• ListenQueue – численное значение, ограничивающее максимальное количество запросов на установление соединения от клиентов в очереди;

• MaxConnections – позволяет ограничить максимальное количество клиентов, присоединенных к серверу;

• MaxConnectionReply – позволяет настроить сообщение, посылаемое сервером новым клиентам, когда их количество достигает MaxConnections.

Рассмотрим несколько подробнее настройку серверных гнезд с использованием свойства Bindings. Так, на рис. 11.1 показано, как при помощи диалогового окна Binding Editor настроить сервер на обслуживание клиентов с любыми IP-адресами, при этом серверный сокет присоединяется к порту 12340.

Рис. 11.1. Использование окна Binding Editor

Для более детальной настройки каждого серверного сокета можно использовать окна Object TreeView и Object Inspector так, как показано на рис. 11.2. #Autogen_eBook_id78 Рис. 11.2. Настройка серверного гнезда

На этом настройку сервера можно и завершить (хотя здесь используются далеко не все возможности компонента IdTCPServer). Основная же работа сервера при обработке запросов клиентов может реализоваться в обработчике события OnExecute. В этот обработчик передается ссылка на o6beKTTIdPeerThread – поток, ассоциированный с клиентом, присоединенным к серверу. Посредством этого объекта (а точнее, его свойства Connection) можно получать и отправлять данные, а также получать и устанавливать множество полезных параметров соединения. Первый пример использования объекта TIdPeerThread при обработке запроса клиента приведен в листинге 11.1. Теперь рассмотрим, как сконфигурировать клиент (IdTCPQient), чтобы он был способен взаимодействовать с нашим сервером. Чтобы использовать компонент ТСР-клиента, достаточно поместить его на форму (компонент также неотображаемый).После этого как минимум нужно настроить следующие его свойства (остальные упоминаются по мере необходимости в приведенных далее примерах):• Host – имя или IP-адрес компьютера, на котором запущен сервер;• Port – номер порта, к которому присоединен серверный сокет.Вообще, даже эти свойства на этапе разработки формы настраивать не обязательно. Приложение получается гораздо более гибким, если давать, например, пользователю возможность выбрать (или ввести) имя или адрес сервера.

11.2. Простой обмен данными

В начале работы с описанными в предыдущем разделе компонентами IdTCPServer и IdTCPChent рассмотрим создание несложного клиент-серверного приложения, клиентская и серверная части которого выполняют следующие функции.

• Клиентское приложение соединяется с сервером и отправляет ему введенную пользователем строку, ждет ответа, выводит полученный от сервера текст, отсоединяется от сервера.

• Серверное приложение принимает строку от клиентского приложения и посылает ответ (также текстовый), после чего разрывает соединение. Плюс к этому ведется подсчет количества обслуженных клиентов и запоминается IP-адрес компьютера, с которого пришел последний запрос.

Реализация как серверного, так и клиентского приложений в нашем случае предельно проста. Проект серверного приложения Ha3biBaeTCflSimpleServer. Внешний вид формы сервера (во время работы приложения) представлен на рис. 11.3.

Рис. 11.3. Внешний вид простого сервера

Текстовое поле (Edit) с количеством обработанных запросов имеет имя txtCount, а текстовое поле с адресом последнего обслуженного компьютера названо txtFrom. Вся работа сервера заключается в обработке события Execute для компонента IdTCPServer, помещенного на форму (присоедините этот компонент к порту 12340 и установите значение свойства Active = True) (листинг 11.1).

...

При ответе клиенту сервер только повторяет принятую от него строку с добавлением текста Принял: в начало строки.

Анализируя листинг 11.1, можно заметить, что даже в рассматриваемом простейшем сервере пришлось применить синхронизацию при обновлении внешнего вида формы при помощи критической секции (необходимо дополнительно добавить имя модуля SyncObjs в секцию uses).

Теперь рассмотрим реализацию клиентской части (проект SimpleClient). Внешний вид клиентского приложения приведен на рис. 11.4.

Рис. 11.4. Внешний вид клиента

Естественно, что для работы клиентского приложения на форму помещен экземпляр компонента IdTCPQient (его имя – IdTCPClientl). Свойству Port этого компонента нужно присвоить значение 12 34 0. Текстовое поле (Edit) для ввода строки, подлежащей отправке не сервер, имеет HMfltxtMessage. Текстовое поле (Edit), в которое вводится имя или адрес сервера, названо txtServer. Поле со строками ответов (Memo) имеет имя txtResults. Вся работа клиентского приложения выполняется при нажатии кнопки Обработать. Текст соответствующего обработчика приведен в листинге 11.2.

...

...

Все, теперь можно запускать сервер и клиенты (на произвольном количестве компьютеров) и понаблюдать за результатами их работы. Только не забудьте запустить сервер до того, как будете обращаться к нему с помощью программы-клиента.

11.3. Слежение за компьютером по сети

Теперь рассмотрим более интересный пример использования сетевых компонентов IdTCPServer и IdTCPQient, который может быть полезен для людей, имеющих отношение к администрированию компьютеров сети.

Серверная программа предварительно запускается на наблюдаемом компьютере. В этом примере программа-сервер позволяет клиентской программе получать следующие сведения о компьютере, на котором она (программа-сервер) запущена:

• разрешение монитора;

• глубину цвета для монитора;

• полноразмерную копию экрана;

• копию экрана, уменьшенную (или увеличенную) до заданных размеров.

Для получения указанных сведений программа-клиент должна послать серверу следующие строковые значения:

• get_screen_width – для получения ширины и get_screen_height – для получения высоты экрана в пикселах;

• get_screen_colors – для получения значения установленной для монитора глубины цвета (бит на точку);

• get_screen – для получения полноразмерной копии экрана;

• get_screen: X, Y – для получения копии экрана, приведенной к размеру Хх Y.

Сначала рассмотрим реализацию сервера (проект SpyServer). Весь код, обеспечивающий работу сервера, помещен в модуле Unitl. pas формы Forml. Обработчик запросов клиентов – главная процедура для сервера – приводится в листинге 11.3.

...

Используемая в листинге 11.3 процедура SendScreen, отправляющая клиенту копию экрана, приведена в листинге 11.4.

...

Как можно увидеть, даже самая сложная операция рассматриваемого сервера копирование изображения – реализуется довольно просто благодаря наличию такого стандартного класса, как TMemoryStream.

При реализации сервера использован таймер. Он применен для скрытия формы сервера сразу при запуске приложения (не забудьте установить значения его свойств Enabled = True и Interval = 50). Компонент IdTCPServer (с именем IdTCPServerl) в этом примере присоединен к порту 12341 (не забудьте также установить свойство Active = True).

Теперь о реализации клиентского приложения (проект SpyClient). Внешний вид формы (Forml) клиента во время работы приводится на рис. 11.5 (видно, что пользователь наблюдаемого компьютера только что проиграл в игру Сапер ).

Рис. 11.5. Внешний вид клиента слежения

Описания, имена и значения настроенных вручную свойств самых важных компонентов формы клиента приведены в табл. 11.1. Таблица 11.1. Основные компоненты формы клиента слежения и их свойства #Autogen_eBook_id82 Работа клиентского приложения начинается с соединения с сервером. Код, отвечающий за эту операцию, приведен в листинге 11.5.

...

Если соединение с сервером произошло успешно, то выполняется обработчик TForml. IdTCPClientlConnected, подготавливающий приложение-клиент к периодическим запросам данных с сервера (листинг 11.6).

...

При отсоединении от сервера также выполняются действия, прекращающие периодические запросы данных и переводящие клиент в состояние ожидания подключения (первоначальное состояние программы) (листинг 11.7).

...

Самой сложной частью клиентского приложения является обработка данных, присылаемых сервером. Клиентское приложение запрашивает данные по таймеру и обрабатывает полученные данные так, как показано в листинге 11.8.

...

В тексте листинга 11.8 создано большое количество комментариев, поэтому дополнительно пояснять его нет смысла. Остановимся лишь на том, зачем в процедуре TForml.TimerlTimer предусмотрено два варианта получения изображения с сервера.

Все дело в том, что сжатие (в нашем примере разрешение экрана наблюдаемого компьютера больше размера компонента imgScreen) на стороне сервера требует от компьютера, на котором запущено серверное приложение, большего процессорного времени на снятие копии экрана. Это снижает нагрузку на сеть при передаче изображения, а также экономит ресурсы компьютера-клиента. Но качество сжатого изображения в этом случае получается несколько хуже, чем когда мы предоставляем компоненту Image возможность масштабировать изображение самостоятельно.

Если же не использовать сжатие изображения на сервере, возрастает нагрузка на сеть при передаче полноразмерной копии экрана, а вся работа по сжатию изображения возлагается на компонент imgScreen (то есть дополнительно тратится процессорное время на компьютере клиента). При большом разрешении экрана наблюдаемого компьютера (или при наблюдении сразу за несколькими компьютерами) машина клиента, если она недостаточно мощная, может начать весьма ощутимо «тормозить». Качество сжатого изображения при этом получается более высоким.

В качестве более-менее эффективного решения можно предложить использовать большие промежутки времени между запросами данных с сервера слежения с масштабированием изображения на серверной стороне (если только машина сервера не является очень маломощной).

11.4. Многопользовательский разговорник

В завершение знакомства с компонентамиIdTCPCLient и IdTCPServer для организации сетевого взаимодействия рассмотрим создание полноценного клиент-серверного приложения – многопользовательского разговорника. Как можно догадаться из названия, это приложение будет позволять обмениваться сообщениями большому количеству пользователей (наподобие чата).

Поскольку этот пример будет несколько сложнее (в плане организации сетевого взаимодействия) предыдущих примеров главы, то рассмотрим подробно основные этапы его проектирования, разработки и реализации (начиная с требований и поведения клиента и сервера и заканчивая нюансами реализации приложений).

Требования к клиентскому и серверному приложениям

Пользователи при работе с клиентскими приложениями должны иметь следующие возможности:

• видеть полный текст разговора с момента их подключения к серверу;

• отсылать сообщения как всем, так и только определенным пользователям;

• видеть список пользователей, участвующих в разговоре (при этом список должен автоматически обновляться при отключении или присоединении новых пользователей);

• получать уведомления об отключении или присоединении новых пользователей (прямо в тексте разговора).

Серверное приложение, кроме управления подключением, отключением пользователей, а также доставки сообщений, должно обеспечивать протоколирование событий (подключение, отключение пользователей, от кого и кому послано то или иное сообщение).

При реализации серверного приложения нужно преодолеть некоторые сложности, связанные с тем, что к серверу будут постоянно подключены сразу несколько пользователей, причем информация о каждом пользователе будет постоянно храниться и использоваться сервером. Нужно также обеспечить надежную работу клиентского, а главное – серверного приложения при проблемах, связанных с неисправностями сети.

И, наконец, нужно обеспечить автоматическую рассылку клиентским приложениям следующей информации (клиенты эту информацию специально с сервера не запрашивают):

• текста сообщений;

• уведомлений о присоединении или отсоединении пользователей.

Формат сообщений клиента и сервера

Клиент и сервер обмениваются только текстовыми сообщениями (не путать с сообщениями, которыми обмениваются пользователи в ходе разговора). Строка любого сообщения состоит из двух частей: префикса и текста сообщения. Префикс отделяется от текста сообщения символом: (двоеточие). По префиксу можно определить, что делать с полученным сообщением.

Возможны следующие сообщения от клиента серверу:

• name: имя_пользователя – при помощи этого сообщения клиентская программа сообщает серверу, под каким именем зарегистрировать пользователя (это имя будут видеть другие пользователи);

• text: текст – при получении этого сообщения сервер должен разослать текст всем участникам разговора (включая отправителя);

• имя_адресата: текст – при получении этого сообщения сервер должен отправить текст только заданному префиксом пользователю имяадресата, а также должен отправить копию автору сообщения.

К сообщениям третьего типа относятся все сообщения, принимаемые сервером и не начинающиеся с text: или name:.

В свою очередь, сервер может посылать клиентской программе сообщения следующего вида:

• ok: – означает, что пользователь зарегистрирован и может вступать в разговор;

• error: сообщение_об_ошибке – означает, что по каким-то причинам пользователь не может участвовать в разговоре. При получении этого сообщения клиентская программа должна показать окно с текстом сообщение_об_ошибке и разорвать соединение с сервером;

• adduser: имя_пользователя – при получении такого сообщения клиентская программа должна добавить строку имя_пользователя в список участников разговора;

• deluser: имя_пользователя – при получении такого сообщения клиентская программа должна удалить строку имя_пользователя из списка участников разговора;

• text: текст – клиентская программа должна добавить текст к тексту разговора.

Перед рассмотрением реализации клиентской и серверной частей скажем несколько слов об использовании специальных сообщений клиента (name: имя пользователя) и сервера (ok: и error: сообщение_об_ошибке). Дело в том, что в предлагаемой реализации сервера присоединение нового пользователя к разговору происходит следующим образом.

1. Клиентское приложение присоединяется к серверу (количество пользователей ограничено, поэтому сервер может послать лишнему пользователю сообщение error: с соответствующим текстом, описывающим ошибку, и тут же разорвать установленное соединение).

2. Клиентское приложение посылает серверу сообщение с именем пользователя (префикс name:).

3. Если имя, под которым хочет зарегистрироваться новый пользователь, используется, то клиентскому приложению отправляется сообщение error: с пояснением ошибки.

4. Если имя свободно, то сервер сохраняет его (и рассылает его всем остальным клиентским приложениям), а также посылает приложению присоединенного пользователя список всех остальных пользователей, и только после этого дает новому пользователю возможность участвовать в разговоре (сообщение ok:).

Остальные нюансы будут рассмотрены при описании исходного кода клиентского и серверного приложений.

Реализация сервера

Серверное приложение реализовано с оконным интерфейсом. Форма f rmServer приложения во время работы представлена на рис. 11.6.

Рис. 11.6. Форма сервера сообщений

Элемент управления ListBox (имя IstEvents), который можно увидеть на форме, предназначен для вывода списка событий (присоединение, отсоединение клиентов, передача сообщений). Список помещается в рамку GroupBoxl. Для списка и рамки задано значение свойства align = client. Кроме перечисленных элементов управления, на форму также помещены компоненты IdTCPServer (имя TCPServer)n Timer (имя Timerl). Для таймера задаются значения свойств Enabled = True и Intervel = 50. Компонент TCPServer настраиваем на прослушивание порта 12345, а также устанавливаем значение свойства Active = True. При реализации сервера основной программный код помещен в файле формы (Unitl. pas). Этот модуль условно можно разделить на две части: в первой реализованы специальные функции и процедуры (регистрации пользователей, пересылки текстовых сообщений между пользователями и т. д.), во второй части следуют процедуры-обработчики событий (методы класса TfrmServer).Сначала рассмотрим процедуры обработки событий, так как они значительно проще, чем остальные функции и процедуры, и их рассмотрение вначале позволит лучше представить функционирование приложения (листинг 11.9).

...

Первая и последняя из приведенных в листинге 11.9 процедур не имеют непосредственного отношения к работе TCP-сервера. Процедура Tf rmServer. TimerlTimer вызывается только один раз при первом срабатывании таймера Timer 1. В ней, исходя из заданного значения глобальной переменной SERVERVISIBLE, происходит (или не происходит) скрытие окна сервера. Значение глобальной переменной SERVERVISIBLE (и переменной REPORT) определяется в момент запуска сервера.

Процедура Tf rmServer. FormCreate создает объект синхронизации, используемый остальными функциями и процедурами для предотвращения одновременного доступа к общим данным нескольких потоков (ведь сервер-то у нас многопоточный).

Остальные три процедуры используются непосредственно для организации взаимодействия сервера с клиентами. Как было сказано ранее, сервер хранит информацию о присоединенных к нему клиентах. Хранилищем этой информации является массив структур (подробно он будет рассмотрен немного ниже). Здесь же необходимо сказать, что при присоединении к серверу нового клиента (процедура Tf rmServer. TCPServerConnect) предпринимается попытка найти для информации о новом пользователе место в указанном массиве (вызов функцшФ^СНеп^. Если место нашлось, то функция AddClient возвращает True, и сервер переходит в режим регистрации пользователя. Для регистрации клиентская программа должна передать серверу имя пользователя (сообщение с префиксом name:).

Особенностью реакции сервера на отключение клиентской программы (процедура Tf rmServer. TCPServerDisconnect) является то, что, помимо удаления информации об отсоединившемся клиенте (вызов функции DeleteClient), все остальные пользователи уведомляются об отсоединении собеседника (вызовы функции SendAll).

При получении сообщения от клиента (процедура Tf rmServer. Execute) происходит всего лишь передача полученной строки функции ProcessMessage, которая и занимается анализом текста сообщения и определением действий, которые сервер должен выполнять.

Теперь рассмотрим функции и процедуры, которые прямо или косвенно используются описанными выше обработчиками событий и на которых по большей части и основывается работа серверного приложения. Часть файла Unitl.pas, содержащая объявление типов данных, переменных и подключения модулей (добавленные вручную), которые нужны для работы сервера, приведена в листинге 11.10.

...

Процедура, записывающая событие в журнал (ListBox на форме сервера), приведена в листинге 11.11.

...

В листинге 11.12 приводится процедура, рассылающая текстовое сообщение всем присоединенным к серверу клиентам.

...

Далее, в листинге 11.13, приведена процедура, посылающая текстовое сообщение strMessage клиенту с заданным именем strName.

...

Процедура, приведенная в листинге 11.14, находит и помечает как занятую для нового пользователя запись в массиве clients. Если свободных записей в массиве не осталось, то достигнуто максимальное количество пользователей.

...

Процедура DeleteClient, приведенная в листинге 11.15, освобождает запись заданного пользователя в массиве clients.

...

Процедура SendClientList, приведенная в листинге 11.16, отправляет клиентской программе заданного пользователя (только что зарегистрировавшегося) сообщения addclient: с именем каждого зарегистрированного ранее пользователя.

...

Процедура ErrorCloseConnection (листинг 11.17) вызывается при ошибке отправки сообщений пользователям (например, при нарушении сетевого соединения). Она отключает пользователя, соединение с которым работает с ошибками, и сообщает об этом другим пользователям.

...

Процедура RegisterClient, приведенная в листинге 11.18, регистрирует пользователя под указанным в сообщении name: именем (ранее выполнялась функция AddClient, которая нашла для записи этого пользователя место в MaccHBeclients). Если имя, под которым хочет зарегистрироваться пользователь, уже используется, то клиентской программе посылается соответствующее уведомление, после чего соединение разрывается.

...

В листинге 11.19 приведена служебная функция, возвращающая имя пользователя по ссылке на объект TIdTCPServerConnection, соответствующий этому клиенту.

...

И, наконец, в листинге 11.20 приводится главная процедура серверного приложения, обрабатывающая сообщения, полученные от клиентов.

...

Информация о каждом пользователе (участнике разговора) хранится в отдельной структуре client:

...

Непосредственно к пользователю имеют отношение три последних поля структуры. Самым полезным из них является ссылка на объект TIdTCPServerConnection, с помощью которой сервер может в любое время отправить данные определенному пользователю.

Информация обо всех пользователях хранится в массиве clients. Его размер органичен (константа MAXCLIENT) и определяет максимальное количество пользователей – участников разговора. Так как используется массив с постоянным количеством элементов, то можно применять специальный флаг (поле f Used) для индикации того, что ячейка массива занята (значение True) или свободна (значение False). Поле fName структуры client используется для фиксации факта сообщения клиентской программой имени пользователя (клиентские программы незарегистрированных пользователей сообщения не получают). Изначально значение поля fNamed равно False и устанавливается в True, только если имя пользователя сообщено серверу и не используется одним из участников разговора.

Одним из самых сложных моментов работы рассматриваемого сервера является обеспечение синхронизации доступа к массиву clients. Для этого используется критическая секция. Она также применяется для синхронизации добавления событий в список IstEvents сервера.

И, наконец, последний момент в реализации сервера. Чтобы сервер можно было запускать с отключенным протоколированием событий, а также чтобы окно сервера не мешало пользователю, можно хранить значения переменных REPORT и SERVERVISIBLE в INI-файле. Так, собственно, и сделано: значения этих переменных хранятся в секции [Common] файла Server. ini. Для считывания значений из INI-файла при запуске сервера код в модуле Server (файл Server. dpr) изменен следующим образом (листинг 11.21).

...

В приведенном листинге код создания формы помещен в блок try. Сделано это только для того, чтобы сервер не «падал» с выдачей всем прекрасно знакомого окна о критической ошибке при попытке ошибочного запуска своей копии.

Соответственно, INI-файл для запуска сервера с видимым окном и включенным протоколированием имеет следующий вид:

...

Реализация клиентского приложения

Проект клиентской программы имеет имя Client. Внешний вид формы клиентского приложения во время его работы представлен на рис. 11.7.

Приведенная на рис. 11.7 форма имеет имя frmClient. Свойства (только существенные для работы приложения) основных элементов управления, помещенных на форму, приведены в табл. 11.2.

Рис. 11.7. Форма клиента при ведении разговора

Таблица 11.2.

Свойства элементов управления формы frmClient

Далее приведены функции и процедуры, не являющиеся обработчиками событий, но имеющие большое значение для работы клиентского приложения.Приведенная в листинге 11.22 процедура обновляет форму при удачном подключении к серверу.

...

Процедура Disconnect, приведенная в листинге 11.23, обновляет форму при отключении от сервера (в таком виде форма frmClient предстает первоначально).

...

Процедура ProcessMessage (листинг 11.24) обрабатывает сообщение, полученное от сервера, аналогично такой же процедуре в серверном приложении (естественно, сообщения и реакция на них отличны от серверных).

...

Далее приводятся обработки событий, на которых, собственно, и основана работа клиентской программы. Обработчик нажатия кнопки cmbConnect, приведенный в листинге 11.25, пытается присоединиться к серверу. Если клиент присоединен к серверу, то эта же кнопка используется для его отсоединения.

...

Обработчик нажатия кнопки cmbSend (листинг 11.26) отправляет сообщение, которое могут прочесть все пользователи, присоединенные к серверу.

...

При двойном щелчке кнопкой мыши на имени в списке пользователей отправляется сообщение, которое получает только выделенный в списке пользователь (листинг 11.27).

...

Сразу после соединения с сервером, тоесть в обработчикеTfrmClient. TCPClient-Connected, приведенном в листинге 11.28, клиентская программа отправляет имя пользователя серверу. При отсоединении от сервера (тот же листинг 11.28) происходит соответствующее оформление внешнего вида формы frmClient.

...

Ключевой обработчик (именно по таймеру проверяется факт прихода сообщения от сервера) приведен в листинге 11.29. Для элемента управления TCPClient значение тайм-аута установлено для того, чтобы при отсутствии принятых данных клиентская программа не переходила надолго в состояние ожидания, а генерировалось исключение, по которому и можно судить, что данных еще нет (см. блок try в этом обработчике).

...

...

На этом рассмотрение сетевого взаимодействия средствами Delphi в рамках этой книги завершается. Конечно, в главе перечислены далеко не все типы соединений и служб, поддерживаемых хотя бы компонентами, поставляемыми вместе с Delphi. Для рассмотрения работы со всеми имеющимися компонентами понадобилось бы написать целую книгу. Тем не менее хочется надеяться, что приведенные в главе примеры помогут вам в освоении механизмов программного взаимодействия между частями компьютерной сети.

Глава 12 Шифрование

• Основы криптографии

• Шифр простой подстановки

• Транспозиция

• Шифр Виженера и его варианты

• Шифр с автоключом

• Взлом

По той или иной причине часто бывает необходимо сообщить определенную информацию конкретному кругу людей так, чтобы она оставалась тайной для других. Возникает вполне очевидный вопрос: что для этого нужно сделать? Скорее всего, многие читатели в разные моменты времени и с различными целями пытались решить для себя задачу о секретной передаче. В результате выбиралось приемлемое решение, наверняка повторяющее изобретение одного из существующих способов скрытой передачи информации, история которого насчитывает не одну тысячу лет. В отношении задачи о секретной передаче нетрудно прийти к выводу, что есть три способа ее реализации в компьютерных системах:• создание абсолютно надежного канала связи, к которому есть доступ только у отправителя и адресата;• использование общедоступного канала связи, но скрытие самого факта передачи информации;• использование общедоступного канала связи с передачей по нему нужной информации, определенным образом преобразованной так, что восстановить ее может только адресат.Что касается первого способа, то при современном уровне развития науки и техники сделать такой канал связи между удаленными абонентами для неоднократной передачи больших объемов информации практически нереально.Второй способ является предметом изучения стеганографии. В область этой науки входит разработка средств и методов скрытия факта передачи сообщения.Первые следы стеганографических методов теряются в глубокой древности. Например, известен такой способ скрытия письменного сообщения: голову раба брили, на коже головы писали сообщение и после отрастания волос раба отправляли к адресату.Из детективных произведений хорошо известны различные способы тайнописи между строк обычного, незащищаемого текста: от молока до сложных химических реактивов с последующей обработкой.Оттуда же известен метод «микроточки»: сообщение записывается с помощью современной техники на очень маленький носитель (микроточку), который пересылается с обычным письмом, например, под маркой или где-нибудь в другом, заранее обусловленном месте.В настоящее время в связи с широким распространением компьютеров известно много тонких методов «запрятывания» защищаемых данных внутри больших объемов информации, хранящейся на компьютере.Третий способ является предметом изучения криптографии. В ее область входит разработка методов преобразования (шифрования) информации с целью защиты от незаконных пользователей. Такие методы и способы преобразования информации называются шифрами.

12.1. Основы криптографии

Американский математик Клод Шеннон написал работу «Теория связи в секретных системах», в которой он обобщил накопленный до него опыт разработки шифров. В этой работе указано на то, что даже в самых сложных шифрах в качестве типичных компонентов можно выделить шифры замены, шифры перестановки или и х сочетание.

Для начала рассмотрим эти шифры, а позжереализуем их. Начнем, пожалуй, с шифра замены как с самого простого и наиболее популярного. Примерами самых распространенных из известных шифров замены могут служить шифр Цезаря, «цифирная азбука» Петра Великого и «пляшущие человечки» А. Конан Дойла. Из самого названия видно, что шифр замены осуществляет преобразование заменой букв или других «частей» открытого текста на аналогичные «части» шифрованного текста. Легко дать математическое описание шифра замены. Пусть X и Y – два алфавита (открытого и шифрованного текстов соответственно), состоящие из одинакового количества символов. Пусть также g: X → Y – взаимнооднозначное отображение X в Y. Тогда шифр замены действует так: открытый текст х1х2…хп преобразуется в шифрованный текст g(x1)g(x2)…g(xn).

Шифр перестановки, как видно из названия, осуществляет преобразование перестановки букв в открытом тексте. Примером одного из известных шифров перестановкой может служить шифр «Сцитала». Обычно открытый текст разбивается на отрезки равной длины, и каждый отрезок шифруется независимо. Пусть, например, длина отрезков равна п и g – взаимнооднозначное отображение множества {1,2…., п} в себя. Тогда шифр перестановки действует так: отрезок открытого текста х1х2…хп преобразуется в отрезок шифрованного текста xg(1)xg(2)…xg(n).

Важнейшим для развития криптографии был вывод К. Шеннона о существовании и единственности абсолютно стойкого шифра. Единственным таким шифром является какая-нибудь форма так называемой ленты однократного использования, в которой открытый текст «объединяется» с полностью случайным ключом такой же длины.

Этот вывод был доказан К. Шенноном с помощью разработанного им теоретико-информационного метода исследования шифров. Мы не будем здесь останавливаться на этом подробно, заинтересованному читателю рекомендуем изучить работу К. Шеннона.

Проясним для читателя один очень важный момент по поводу единственного абсолютно стойкого шифра. Чтобы шифр являлся таковым, должны выполняться три условия:

• полная случайность (равновероятность) ключа (это, в частности, означает, что ключ нельзя выработать с помощью какого-либо детерминированного устройства);

• равенство длины ключа и длины открытого текста;

• однократность использования ключа.

В случае нарушения хотя бы одного из этих условий шифр перестает быть абсолютно стойким и появляются принципиальные возможности для его вскрытия (хотя реализовать их может быть чрезвычайно сложно).

Но, оказывается, именно эти условия и делают абсолютно стойкий шифр очень дорогим и непрактичным. Прежде чем пользоваться таким шифром, мы должны обеспечить всех законных пользователей достаточным запасом случайных ключей и исключить возможность их повторного применения. А это сделать очень трудно и дорого.

В силу указанных причин абсолютно стойкие шифры применяются только в сетях связи с небольшим объемом передаваемой информации, обычно это сети для передачи особо важной государственной информации.

Теперь уже понятно, что чаще всего для защиты своей информации законные пользователи вынуждены применять не абсолютно стойкие шифры. Такие шифры могут быть вскрыты (по крайней мере, теоретически). Вопрос только в том, хватит ли у противника сил, средств и времени для разработки и реализации соответствующих алгоритмов. Обычно эту мысль выражают так: противник с неограниченными ресурсами может вскрыть любой не абсолютно стойкий шифр.

Как же должен действовать в этой ситуации законный пользователь, выбирая для себя шифр? Лучше всего, конечно, было бы доказать, что никакой противник не может вскрыть выбранный шифр, скажем, за десять лет и тем самым получить теоретическую оценку стойкости. К сожалению, математическая теория еще не дает нужных теорем – они относятся к нерешенной проблеме нижних оценок вычислительной сложности задач.

У пользователя остается единственный путь – получение практических оценок стойкости. Этот путь состоит из следующих этапов.

1. Понять и четко сформулировать, от какого противника мы собираемся защищать информацию. Необходимо уяснить, что именно противник знает или сможет узнать о системе шифра, а также какие силы и средства он сможет применить для его вскрытия.

2. Мысленно стать в положение противника и пытаться с его позиций атаковать шифр, то есть разрабатывать различные алгоритмы вскрытия шифра. При этом необходимо в максимальной мере обеспечить моделирование сил, средств и возможностей противника.

3. Наилучший из разработанных алгоритмов использовать для практической оценки стойкости шифра.

Полезно будет упомянуть о двух простейших методах вскрытия шифра: случайное угадывание ключа (он срабатывает с малой вероятностью, зато имеет небольшую сложность) и перебор всех подряд ключей вплоть до нахождения истинного (он срабатывает всегда, зато имеет очень большую сложность). Отметим также, что не всегда нужна атака на ключ: для некоторых шифров можно сразу, даже не зная ключа, восстанавливать открытый текст по шифрованному.

Теперь мы перейдем не только к столь необходимой теоретической части, но и к практической реализации различных криптосистем. Существует много их классификаций. Принципы классификации относятся не к качеству рассматриваемых криптосистем, а к присущим им свойствам.

12.2. Шифр простой подстановки

В шифре простой подстановки производится замена каждой буквы сообщения некоторым заранее определенным символом (обычно это также буква). В результате сообщение, имеющее видМ = т1т2 тЗт4…, где т1, тп2…. – последовательность букв, переходит в сообщение вида Е = е1е2еЗе4… = f(m1)f(m2)f(m3)f(m4)…, причем функция f(m) имеет обратную функцию g, для которой верно g(f(m)) = m, при всех возможных значениях т. В данном шифре ключом является просто перестановка алфавита (это верно в том случае, если буквы заменяются буквами). Например, подобная перестановка: ЛРЭИБПВЪДЁЗЩЙГХМЦАУОСЖТЯФКЕШНЫЬЧЮ. Она используется следующим образом:

• буква А открытого текста заменяется буквой Л;

• Б заменяется Р;

• В заменяется Э и т. д.

Как можно понять из определения, данный шифр является довольно простым. Перейдем к примеру, показывающему одну из возможных его реализаций. Для этого нам понадобится создать новое приложение, а на форму поместить следующие компоненты: по два компонента классов ТМето и TLabel с соответствующими именами mmDecryptMessage, mmEncryptMessage, IbDecryptMessage, IbEncryptMessage, три компонента класса TButton – btnEncryptMessage, btnDecpyptMessage, btnGenRearrangement, а также один компонент класса TValueListEditor – vleSubst. По умолчанию все перечисленные компоненты находятся на вкладке Standard, кроме компонента класса TValueListEditor, который расположен на вкладке Additional Когда вы закончите создание интерфейса программы, то у вас получится нечто подобное тому, что изображено на рис. 12.1.

Рис. 12.1. Интерфейс программы «Шифр простой подстановки»

Текстовый редактор mmDecryptMessage будет служить для ввода и отображения открытого текста нашего сообщения, mmEncryptMessage – для текста, преобразованного при помощи шифра. Редактор значений vleSubst мы будем использовать для задания перестановки алфавита, при помощи которой будет шифроваться и дешифроваться текст сообщения. Кнопка btnEncryptMessage будет отвечать за шифрование сообщения из текстового peflaKTopammDecryptMessage и помещение результата в mmEncryptMessage. Кнопка btnDecpyptMessage предназначена для противоположных действий. Последняя кнопка btnGenRearrangement будет служить для генерации случайной перестановки алфавита, чтобы не утруждать себя ее вводом вручную. Необходимо добавить обработчики событий Onclick для каждой из кнопок и обработчик события OnCreate для формы (он нужен для инициализации редактора значений vleSubst). Теперь стоит оговориться, что программа будет шифровать и дешифровать только русский текст, отставляя неизменным все остальное. Далее рассмотрим исходный код нашей программы.Первым делом нужно ввести необходимые типы для лучшего понимания написанного кода, а также следует соответствующим образом объявить класс формы. Как это сделать, показано в листинге 12.1.

...

Каждую задачу следует рассматривать детально и выделять необходимые подзадачи, решение которых позволит облегчить и упростить общее решение. Помимо ряда стандартных обработчиков событий, мы добавили несколько собственных методов для лучшей структуризации кода и повышения его читабельности, что является немаловажным фактором при разработке приложений. Рассмотрим каждый метод и поясним их работу.

В нашем приложении для удобства и простоты работы будет реализована возможность задания случайной автоматической перестановки. Первым рассматриваемым методом является функция, реализующая алгоритм генерации случайной перестановки заданной длины из букв русского алфавита. Принцип ее работы заключается в следующем. Сначала считается, что в перестановке нет ни единого символа, о чем свидетельствует установка всех элементов массива WasGen в значение False. Далее в цикле случайным образом генерируются буквы русского алфавита. На очередном шаге цикла буква генерируется до тех пор, пока она будет присутствовать среди уже сгенерированных. Как только такая буква получена, то соответствующий элемент массива WasGen устанавливается в значение True, которое свидетельствует о том, что буква больше не может быть сгенерирована. Мы также не забываем добавить ее в перестановку. Код, соответствующий данному описанию, приведен в листинге 12.2.

...

В нашем приложении пользователь может сам задавать необходимую перестановку букв алфавита, поэтому стоит учесть тот факт, что он может ошибиться при ее вводе. Для решения данной проблемы реализуем функцию, которая будет отвечать на вопрос о том, является ли введенная перестановка корректной. Определимся с тем, каким критериям должна отвечать перестановка, чтобы считаться допустимой. Во-первых, в каждой ячейке ввода должна присутствовать лишь одна буква – ни больше, ни меньше. Во-вторых, каждая введенная буква обязана принадлежать множеству букв русского алфавита. И в-третьих, ни одна введенная буква не должна ни разу повторяться. Проверка первого критерия довольно проста. Для этого достаточно лишь проверить длину строки, введенной в каждой ячейке. Второй критерий также проверяется довольно простой конструкцией принадлежности заданному множеству. Третий критерий проверяется подобно тому, как в предыдущем реализованном методе проверялось, сгенерирована данная буква или нет. Следующий исходный код, представленный в листинге 12.3, показывает, как эта проверка осуществляется.

...

Далее мы реализуем две вспомогательные функции, которые позволят преобразовать буквы верхнего регистра к нижнему и наоборот. Их реализация немного специфична и основывается на используемой кодировке. Отдельная проверка буквы «Ё» производится на основании иного расположения в таблице кодировки, чем у остальных букв. Буквы русского алфавита верхнего регистра расположены начиная с «А» по порядку следования в алфавите, а сразу после них аналогично расположены буквы нижнего регистра. Этим объясняется увеличение кода буквы на фиксированное число. Реализация данных вспомогательных функций приведена в листинге 12.4.

...

Теперь рассмотрим работу обработчика события формы OnCreate и обработчика события кнопки OnClick. Первый сначала инициализирует редактор значений полями, для которых будут задаваться данные. После того как все поля созданы, вызывается функция генерации случайной перестановки, которая, в свою очередь, заполняет все поля редактора значений необходимыми данными. Второй же обработчик только вызывает функцию генерации случайной перестановки. В листинге 12.5 приведен исходный код данных методов.

...

Следующим объектом нашего рассмотрения является функция предварительной подготовки алфавита преобразования для шифрования либо дешифрования сообщения. У метода RecalcAlphabet есть параметр пКеу, который в зависимости от своего значения показывает, что является ключом. Возможными значениями пКеу являются 0 и 1. Значение 0 указывает на то, что будет производиться шифрование сообщения и требуется поставить в соответствие буквам открытого текста буквы перестановки. Значение 1, напротив, указывает на то, что будет производиться дешифрование сообщения и требуется поставить в соответствие буквам перестановки буквы открытого текста. Для этого массив сопоставления символов изначально заполняется таким образом, чтобы каждый символ соответствовал самому себе. Это происходит в следующих строках метода:

...

После чего требуется подкорректировать данный массив таким образом, чтобы выполнялось требуемое соответствие. Для этого мы проходим по всем элементам редактора значений vleSubstn поправляем массив, указывая в качестве индекса элемента то, чему ставится соответствие, а в качестве значения элемента массива – то, что является соответствием.

...

Редактор значений vleSubst предназначен для сопоставления букв верхнего регистра. Нам же требуется избавиться от различия между буквами верхнего и нижнего регистров. Для этого мы дополнительно производим следующие действия:

...

Мы рассмотрели работу данного метода по частям. Его полный код приведен в листинге 12.6. Как видите, все относительно просто. Здесь мы используем вспомогательную функцию LowCaseRus.

...

Еще одной вспомогательной функцией является функция преобразования строки символов с помощью алфавита преобразования в соответствии с указанной операцией. Работа ее довольно проста. В цикле осуществляется прямой проход по строке, и каждый символ, принадлежащий ей, заменяется соответствующим символом алфавита преобразования. В итоге мы получаем зашифрованную либо дешифрованную строку. Посмотреть исходный код данного метода можно в листинге 12.7.

...

Теперь, используя все описанные функции, мы без труда можем зашифровать либо дешифровать сообщение. Например, чтобы зашифровать его, мы подготавливаем массив соответствия букв вызовом функции RecalcAlphabet с параметром 0. После чего для каждой строки открытого текста вызываем функцию EncryptDecryptString и в качестве результата получаем зашифрованную строку. Обработчики событий OnClick соответствующих кнопок шифруют либо дешифруют весь текст. Основная идея каждого из методов заключается в том, чтобы проверить корректность заданной перестановки, после чего производится предварительная подготовка алфавита сопоставления, и далее сообщение преобразуется (листинг 12.8).

...

В итоге мы получили вполне рабочий вариант приложения, способного без особого труда шифровать и дешифровать сообщения. На рис. 12.2 представлен результат работы данного приложения.

Рис. 12.2. Результат работы приложения «Шифр простой подстановки»

12.3. Транспозиция

Следующий шифр, который мы будем рассматривать, называется транспозицией с фиксированным периодом d. В этом случае сообщение делится на группы символов длины d и к каждой группе применяется одна и та же перестановка. Эта перестановка является ключом и может быть задана некоторой перестановкой первых d целых чисел.

Таким образом, для d = 5 в качестве перестановки можно взять 23154. Это будет означать, что т1т2 тЗт4т5т6т7т8т9 тЮ… переходит в т2 тЗт1т5т4т7т8т6т10т9… Последовательное применение двух или более транспозиций будет называться составной транспозицией. Если периоды этих транспозиций d1…., ds, то, очевидно, в результате получится транспозиция периода d, где d – наименьшее общее кратное d1…., ds.

Теперь, зная определение данного шифра, можно перейти к примеру одной из возможных его реализаций. Для этого, как и в предыдущем случае, создадим новое приложение, а на форму поместим те же самые компоненты, за исключением редактора значений и кнопки для генерации перестановки. Вместо них используем следующие компоненты: текстовое поле класса TEdit и еще один компонент класса TLabel с соответствующими HMeHaMHedRearrangement и IbRearrangement. Когда вы закончите, то в результате должно получиться нечто подобное изображенному на рис. 12.3.

Рис. 12.3. Интерфейс программы «Транспозиция с фиксированным периодом»

Текстовое поле edRearrangement предназначено для задания перестановки, которая будет использоваться при шифровании. Перестановка будет задаваться числами, разделенными пробелом, а их количество задаст период транспозиции. По остальному интерфейсу наше приложение аналогично предыдущему. Стоит отметить одну неприятную особенность данного шифра. Поскольку период фиксирован, то на текст накладывается определенное ограничение. Оно заключается в том, что длина текста должна быть кратна периоду. Существует несколько вариантов решения данной проблемы. Можно дополнять открытый текст какими-либо символами. И тогда зашифровать сообщение не составит труда. Если эти символы заранее определены, то это облегчит задачу противника по вскрытию шифра. Другой вариант – переписать сообщение, используя, например, синонимы, либо удалив часть сообщения, которую легко восстановить из контекста, таким образом, чтобы длина текста стала кратной периоду.Теперь перейдем к рассмотрению исходного кода нашего приложения. Как и в прошлый раз, начнем с объявления класса необходимых нам типов, а также класса формы. Соответствующий программный код показан в листинге 12.9. Здесь мы ввели целочисленную константу, ограничивающую длину задаваемого периода. В данном случае она равна 100. Нам понадобится помнить саму перестановку, при помощи которой будет осуществляться транспозиция сообщения, поэтому вводится соответствующий тип.

...

Теперь перейдем к рассмотрению исходного кода решаемых в данном случае подзадач. Первой функцией, с которой мы начнем, будет функция разбора введенной строки, выделяющая перестановку из нее и проверяющая, является ли она допустимой.

Функция RecalcRearrangement подготавливает перестановку требуемым образом для шифрования либо дешифрования в зависимости от параметра пКеу, который принимает два значения: 0 и 1. Значение 0 указывает на то, что будет производиться шифрование сообщения и дополнительных действий по подготовке перестановки не требуется, за исключением проверки ее корректности. Значение 1, напротив, указывает на то, что будет производиться дешифрование сообщения и требуется еще дополнительно преобразовать перестановку так, чтобы она была симметрична исходной, в этом случае процесс дешифрования ничем не будет отличаться от процесса шифрования.

Чтобы введенная перестановка считалась корректной, необходимо и достаточно выполнить три следующих требования:

• введены только числа через пробел;

• все числа не повторяются;

• числа находятся в диапазоне от 1 до их общего количества.

Проверка первого условия осуществляется следующим образом. Изначально считается, что в строке идут пробелы. Как только пробелы заканчиваются, предполагается, что началось число, и до тех пор, пока мы опять не встретим пробел, выделяем это число. Как только встретили пробел, пытаемся преобразовать выделенную часть из строкового представления в численное. После этого добавляем полученное число к итоговой перестановке. Когда фрагмент кода, в котором находится первый цикл с условием после него, отработает, в массиве Rear будет храниться введенная перестановка (в Rear [0] хранится количество чисел в полученной перестановке). Сразу за первой проверкой осуществляется совместно вторая и третья, то есть проверяется допустимость самих введенных чисел, а также их уникальность. После всех проверок при необходимости осуществляется преобразование исходной перестановки к симметричной.

Для получения симметричной перестановки стоит выполнить нехитрое действие по обмену местами индексов чисел и сами х чисел, то есть если имеется перестановка 3 1 2, то она преобразуется в 2 3 1, так как 1 стоит на втором месте, 2 – на 3,3 – на 1.

Исходный код данной функции приведен в листинге 12.10.

...

Еще для упрощения алгоритма шифрования необходимо уметь получать часть текста заданной длины, начиная с указанной позиции, в виде одной строки, пропуская все переводы строк. Это действие выполняет следующая описываемая функция. Алгоритм ее работы довольно прост. Изначально в результирующей строке нет ни единого символа. Далее осуществляется двойной вложенный цикл. Цикл верхнего уровня осуществляет изменение значения переменной, начиная с указанной строки до самой последней. Вложенный цикл, в свою очередь, изменяет значение переменной, первый раз начиная с указанной позиции в строке, а в остальных случаях всегда с 1, до длины текущей обрабатываемой строки. Каждый очередной символ добавляется к результирующей строке до тех пор, пока не будет достигнута заданная длина строки, равная периоду транспозиции. Соответствующий код приведен в листинге 12.11.

...

Подготовительный этап мы рассмотрели, теперь остается рассмотреть основной код программы. Обработчики кнопок Onclick вызывают один и тот же метод и указывают необходимые параметры, чтобы зашифровать либо дешифровать текст сообщения. Процедура EncryptDecrypt в качестве параметров принимает источник текста сообщения, с которым нужно проделать необходимые действия, приемник преобразованного текста сообщения и тип преобразования. Последний параметр принимает одно из двух значений: 0 или 1. Значение О указывает на то, что будет производиться шифрование сообщения. Значение 1 указывает на то, что будет производиться дешифрование сообщения. Процедура EncryptDecrypt выполняет следующие действия. Сначала она пытается подготовить необходимую перестановку и, только если все прошло успешно, переходит к попытке преобразования текста сообщения, но предварительно делает еще одну проверку. Эта проверка заключается в следующем: нужно удостовериться в соответствии общей длины текста накладываемому на нее ограничению, то есть длина обязана быть кратна периоду транспозиции. Если все хорошо, то далее следует код преобразования текста сообщения с использованием подготовленной транспозиции. Для начала приведем исходный код, который находится в листинге 12.12.

...

С подготовительным этапом мы разобрались, а теперь рассмотрим непосредственно сам процесс преобразования текста сообщения. Здесь переменная Cnt отвечает за то, какую часть очередной группы букв уже обработали. Если она равна количеству чисел в перестановке, то происходит переход к очередной группе букв сообщения. Алгоритм преобразования усложняется тем, что строки текста не обязательно кратны количеству чисел в перестановке. Поэтому для удобства мы написали функцию GetLine, получающую часть сообщения с указанной позиции в виде одной строки определенной длины, которая при необходимости склеена из нескольких подряд идущих строк. Теперь нам ничего не мешает заменить очередную букву сообщения соответствующей буквой из полученной строки. Результат работы приложения приведен на рис. 12.4.

Рис. 12.4. Результат работы приложения «Т ранспозиция с фиксированным периодом»

12.4. Шифр Виженера и его варианты

Ключ в шифре Виженера задается набором из п букв. Такие наборы подписываются с повторением под текстом сообщения, и полученные две последовательности складываются по модулю т, где т – количество букв в рассматриваемом алфавите (например, для русского алфавита каждая буква нумеруется от О (А) до 32 (Я) wn = 33). В результате получаем правило преобразования открытого текста И = xi + yi (mod т), где xi – буква в открытом тексте с номером i, yi – буква ключа, полученная сокращением числа i по модулю п. В табл. 12.1 приведен пример использования ключа ПБЕ.

Таблица 12.1

. Шифр Виженера с ключом ПБЕ

Шифр Виженера с периодом 1 называется шифром Цезаря. По сути, он представляет собой простую подстановку, в которой каждая буква некоторого сообщения М сдвигается циклически вперед на фиксированное количество мест по алфавиту. Именно это количество является ключом. Оно может принимать любое значение в диапазоне от 0  до т – 1. Повторное применение двух или более шифров Виженера будет называться составным шифром Виженера. Он имеет уравненией = xi + yi +… + zi (modm), где xi + yi +… + zi имеют различные периоды. Период их суммы, как и в составной транспозиции, будет наименьшим общим кратным отдельных периодов.

Если используется шифр Виженера с неограниченным неповторяющимся ключом, то мы имеем шифр Вернама, в котором й = xi + yi (mod т) и yi выбираются случайно и независимо среди чисел 0, 1…., т – 1. Если ключом служит текст, имеющий смысл, то имеем шифр «бегущего ключа».

Теперь перейдем к примеру. Рассмотрим одну из возможных реализаций шифра Цезаря. Как обычно, создадим новое приложение и, по аналогии с предыдущим примером, разместим на форме такие же компоненты. У вас получится приблизительно следующее приложение (рис. 12.5).

Рис. 12.5. Интерфейс приложения «Шифр Цезаря»

Текстовое поле имеет имя edKey и предназначено для задания ключа, при помощи которого будет происходить процесс шифрования или дешифрования. Остальная часть интерфейса программы нам знакома, поэтому останавливаться на ней повторно не имеет смысла. Перейдем к рассмотрению исходного кода программы. Объявление необходимых типов, описание классов и переменных приведено в листинге 12.13.

...

Далее приведем описание работы методов, решающих определенные подзадачи, которые возникают в процессе решения основной проблемы. Итак, начнем рассмотрение с функции получения введенного пользователем ключа. Ее работа заключается в следующем. Сначала текстовое представление ключа преобразуется в численное представление. Далее проверяется, успешно ли прошло преобразование. Если все отлично, то возвращается полученное значение. В противном случае результатом функции будет -1, что свидетельствует о некорректном вводе пользователем ключа. Исходный код данной функции приведен в листинге 12.14.

...

Процедура RecalcAlphabet имеет один параметр nKey, который принимает любое целое значение. Он показывает, на сколько требуется сдвинуть алфавит циклически вперед, то есть если имеется алфавит АБВГД, а пКеу=3, то результатом будет ВГДАБ. Первым делом алфавит соответствия заполняется один к одному, то есть каждый символ соответствует сам себе. После этого циклом проходимся по строке, содержащей весь необходимый алфавит, подлежащий сдвигу, и переназначаем соответствие этих букв смещенным. Как это делается, можно посмотреть в листинге 12.15.

...

Процедура RecalcAlphabet производит необходимую подготовку перед шифрованием или дешифрованием. Результаты процедуры используются в функции EncryptDecryptString, где каждая буква открытого текста заменяется соответствующей ей буквой из смещенного алфавита. Это преобразование осуществляется простым проходом по всей строке и выполнением операции замены символа соответствующим ему. Стоит заметить, что для дешифровки сообщения по заданному ключу вычисляется симметричный ему ключ. В результате процесс дешифровки текста сообщения ничем не отличается от процесса его шифровки (листинг 12.16).

...

Теперь у нас есть все, чтобы перейти к решению основной задачи. Процесс шифрования аналогичен процессу дешифрования текста сообщения. Для начала нужно попытаться получить ключ, который ввел пользователь, что мы и делаем. После проверяем значение ключа. Если он равен -1, то это значит, что ключ введен неверно и преобразование текста невозможно. Когда все отлично, перед преобразованием текста мы вызываем метод подготовки алфавита с полученным ключом. Стоит отметить, что, когда происходит процесс дешифрования, вычисляется обратный ключ. С его помощью можно получить алфавит, используя который аналогично процессу шифрования получаем открытый текст сообщения. Далее просто: для каждой строки текста сообщения вызывается функцияпреобразования. На этом каждый метод заканчивает свою работу. Исходный код, соответствующий приведенному выше описанию, показан в листинге 12.17.

...

Первое, что бросается в глаза при рассмотрении всего текста приложения, это практически полная идентичность интерфейса и основной части исходного кода. На самом деле это совсем не случайно. Достаточно часто программы пишутся универсально (даже более универсально, чем здесь!). Это основывается на очень простом предположении, что код должен быть многоразовым, то есть его можно повторно использовать в других приложениях. В результате у вас получается некий шаблон, который позволяет решать целый класс задач. Для этого нужно выполнить несколько маленьких изменений и потом просто можно забыть об этом. Результат выполнения итогового приложения можно увидеть на рис. 12.6.

Рис. 12.6. Результат работы приложения «Шифр Цезаря»

12.5. Шифр с автоключом

Шифр, основывающийся на шифре Виженера, в котором или само сообщение, или результирующая криптограмма используются в качестве ключа, называется шифром с автоключом. Шифрование начинается с помощью «первичного ключа» (который является настоящим ключом в нашем смысле) и продолжается с помощью сообщения или криптограммы, смещенной на длину первичного ключа. Рассмотрим пример, в котором первичным ключом является набор букв ЗЕБРА. В табл. 12.2 приведено шифрование, когда в качестве ключа используется сообщение.

Таблица 12.2.

Шифр с автоключом (ключ – сообщение)

Если же в качестве ключа использовать криптограмму, то получится шифрование, как в табл. 12.3.

Таблица 12.3.

Шифр с автоключом (ключ – криптограмма)

Теперь, когда понятно, как работает данный шифр, реализуем второй вариант как чуть более сложный, чем первый. В интерфейсе программы менять ничего не станем, поэтому он будет выглядеть как в предыдущем примере (см. рис. 12.5). Только поменяем назначение текстового поля. Теперь оно будет содержать ключ уже не в виде целого числа, а в виде произвольной строки, полностью состоящей из русских букв верхнего и нижнего регистров, за исключением буквы «ё» обож регистров.Как обычно, сначала приведем код с объявлением необходимых типов, констант и переменных, а также объявление класса нашей формы. Все это содержится в листинге 12.18.

...

Начнем рассмотрение, как и в предыдущем примере, с функции получения введенного пользователем ключа. Ее работа заключается в следующем. Сначала каждый символ ключа проверяется на принадлежность алфавиту русского языка. Если найден посторонний символ, то результатом работы функции будет пустая строка, что свидетельствует об ошибке ввода ключа пользователем. В случае успешного завершения функции она возвращает исходную строку ключа. Код этой функции приведен в листинге 12.19.

...

Рассмотрим работу функций EncryptString и DecryptString. На входе они получают строку, которую требуется преобразовать, и первичный ключ. Внешне они очень похожи, но все же отличаются, и эти отличия существенны. Функция шифрования выполняет следующие действия. В цикле осуществляется проход по строке и проверяется, является ли очередной символ буквой русского алфавита. В случае положительного ответа этот символ преобразуется при помощи очередного символа ключа и добавляется в его конец. Преобразование осуществляется по правилу, которое мы указывали при рассмотрении шифра Виженера: li =xi + yi (modm), то есть символ открытого текста и символ ключа складываются с последующим сокращением этой суммы по модулю т, где т – общее количество букв в алфавите (листинг 12.20).

...

Функция дешифрования строки с помощью ключа и криптограммы делает следующее. Как и в предыдущей функции, в цикле осуществляется проход по строке и проверяется, является ли очередной символ буквой русского алфавита. При положительном ответе данный символ сначала добавляется в конец ключа, а потом только осуществляется его преобразование. Обратное преобразование символа проходит по следующему правилу: li = xi – yi (mod m), то есть из символа преобразованного текста вычитается символ ключа с последующим сокращением этой разности по модулю т, где т – общее количество букв в алфавите. Если результат отрицателен, то происходит дополнение до положительного числа значением т. Как это реализовано, показано в листинге 12.21.

...

Обработчики событий OnClick вызывают функцию EncryptDecrypt с необходимыми параметрами. У этой функции всего три параметра. Первый указывает на источник текста сообщения, требующего преобразования, второй указывает на приемник преобразованного текста сообщения. Последний параметр определяет тип преобразования текста сообщения. Если он равен True, то текст сообщения шифруется и помещается в приемник. В противном случае текст сообщения дешифруется и также помещается в приемник. Это происходит следующим образом. Сначала получается ключ, при помощи которого будет осуществляться преобразование текста сообщения. Если ключ некорректен, то выдаем соответствующее предупреждение и больше ничего не делаем. Если ключ корректен, то в зависимости от последнего параметра вызываем соответствующую функцию преобразования для каждой строки источника текста сообщения и добавляем результат в приемник (листинг 12.22).

...

Пример того, как работает полученное нами приложение, показан на рис. 12.7.

Рис. 12.7. Результат работы приложения «Шифр с автоключом»

12.6. Взлом

В заключение мы рассмотрим один из методов вскрытия шифров. Здесь мы попытаемся реализовать приложение, которое будет способно взломать шифр Цезаря. Оно будет основываться на одном довольно распространенном методе криптоанализа, который называется частотным анализом. Суть его заключается в том, что в большинстве осмысленных текстов есть определенная закономерность относительно того, как часто встречаются те или иные буквы. Следовательно, если мы будем знать, как часто встречается та или иная буква в языке, на котором написано сообщение, мы сможем сделать предположение о том, какие буквы зашифрованы в данной криптограмме. Таким образом, нам требуется подсчитать частоту встречи каждой буквы в криптограмме и после этого сопоставить их с частотами букв, которые известны относительно алфавита заданного языка.

Абсолютная частота буквы есть количество раз, которое она встречается в тексте. Относительная частота – это отношение абсолютной частоты символов к общему количеству символов в сообщении. Теперь оговоримся, что наша программа будет взламывать русскоязычные тексты. Поэтому приведем здесь относительные частоты букв русского языка (табл. 12.4).

Таблица 12.4.

Относительные частоты букв русского языка

Теоретическая основа для нашей программы имеется, поэтому перейдем к реализации задуманного. Создадим новое приложение. На форму поместим два компонента классов ТМето с соответствующими HMeHaMHmmDecryptMessage HmmEncryptMessage, TpHTLabel, а также по одному компоненту KnaccoBTEdit и TButton – edKey HbtnHackEncrypting соответственно. Текстовый редактор mmDecryptMessage и текстовое поле edKey сделаем доступными только для чтения, поскольку мы будем вводить лишь зашифрованное сообщение, а ключ и соответствующий открытый текст будет определяться нашей программой. Результат разработки интерфейса программы показан на рис. 12.8.

Рис. 12.8. Интерфейс программы «Шифр Цезаря – взлом»

Осталось лишь реализовать алгоритм по вскрытию криптограммы. Процесс вскрытия шифра часто оказывается задачей трудоемкой и требующей больше усилий, чем при написании приложений, которые шифруют и дешифруют текст сообщения, используя известный ключ. Приведем исходный код приложения, в котором осуществляется объявление необходимых типов, констант и переменных, а также описание формы приложения (листинг 12.23).

...

Теперь рассмотрим инициализацию формы приложения. Та таблица, которую мы объявили в виде константы, не очень удобна, поэтому сразу преобразуем ее в другой вид. В новой таблице можно будет, зная только сам символ, получить его относительную частоту для русскоязычных текстов. Как это происходит, показано в исходном коде листинга 12.24.

...

Вспомогательные методы UpCaseRus, RecalcAlphabet и DecryptString нам уже знакомы. Они выполняют стандартные действия из предыдущих примеров. Поэтому мы только приведем их реализацию для данного случая (листинг 12.25).

...

Основные действия по вскрытию шифра осуществляются в обработчике события OnClick кнопки btnHackEncrypting. Первым делом подсчитываются абсолютные частоты букв и их общее количество в криптограмме. После этого на основании полученных данных производится расчет относительных частот для каждой из букв. На этом подготовительный этап заканчивается, и начинается процесс вскрытия шифра. Далее проверяется каждый допустимый ключ, сокращенный по модулю количества букв алфавита, без повторения. И для каждого из них вычисляется сумма модуля разности относительных частот, вычисленных для данной криптограммы, и относительных частот для русского языка. Из всех таких сумм выбирается наименьшая как та, при которой относительные частоты букв практически совпадают, а следовательно, наиболее вероятно, что в данном случае ключ, который соответствует этой сумме, и есть искомый. Стоит отметить, что подобные методы вскрытия очень зависимы от сделанного в самом начале предположения. И если тот, кто передавал зашифрованное сообщение, подумал о возможности такого же предположения, то он мог специально сделать все, чтобы метод вскрытия, построенный на нем, не сработал. Например, можно предварительно заархивировать весь текст сообщения. В результате вы получите некий текст с довольно близкими значениями частот для разных букв. В этом случае метод вскрытия по такому алгоритму может оказаться неэффективным. Исходный код приведен в листинге 12.26.

...

Итог работы написанного приложения показан на рис. 12.9. Как видите, у нас все получилось!

Рис. 12.9. Результат работы приложения «Шифр Цезаря – взлом»

Хочется отметить, что частотный анализ производится не только по частоте использования букв, но и по частоте употребления определенных слов и даже фраз. Например, если ведется переписка между Димой и Николаем, то вероятность, что Дима начнет свое обращение со слов «ДорогойНиколай» больше, чем то, что он начнет его произвольным набором символов «ЫКр2!». Поэтому, когда вы сами попытаетесь вскрыть чей-то шифр, помните о такой возможности, но не забывайте, что существуют и значительно более сложные шифры, чем рассмотренные здесь. Часто для улучшения стойкости этих шифров могут применяться различные методики сжатия информации, чтобы было сложнее воспользоваться частотным анализом, так как в этом случае частоты будут почти одинаковы.

Заключение

Вот и закончилась эта книга. К сожалению, рассмотреть абсолютно все нюансы и интересные подробности программирования в Windows практически невозможно (особенно в книге такого объема). Но мы надеемся, что описанные приемы, алгоритмы и примеры использования возможностей как библиотеки Deplhi, так и Windows API хотя бы пролили свет и на некоторые механизмы работы этой ОС, и на другие области, в которых программирование применяется весьма успешно (речь о криптографии).

При написании книги мы старались минимизировать количество примеров, которым невозможно найти применение на практике. Насколько это нам удалось, судить только вам. Нам лишь остается пожелать вам успехов, уважаемый читатель, в программистской практике (неважно, с использованием Delphi или других языков и сред программирования).

Приложение 1 Коды и обозначения основных клавиш

В табл. П1.1 приведены коды, обозначения целочисленных констант и описания основных клавиш.

Таблица П1

. 1 . Коды, обозначения и описания клавиш

Приложение 2 Оконные стили

В приложении представлены таблицы, описывающие следующие оконные стили: общие (табл. П2.1), дополнительные (табл. П2.2), стили кнопок (табл. П2.3), статических надписей (табл. П2.4), текстовых полей (табл. П2.5), списков (табл. П2.6) и стили раскрывающихся списков (табл. П2.7).

Таблица П2.1

. Общие оконные стили

Таблица П2.2. Дополнительные оконные стили

Таблица П2.3. Стили кнопок

Таблица П2.4. Стили статических надписей

Таблица П2.5. Стили текстовых полей #Autogen_eBook_id113 Таблица П2.6. Стили списков (ListBox)

Таблица П2.7. Стили раскрывающихся списков (ComboBox)

Приложение 3 Сообщения

В таблицах данного приложения приводятся обозначения констант, описания сообщений, а также назначение параметров wParam и lParam сообщений. Часто параметры wParam или 1 Par am являются указателями на структуры. Для экономии места объявления этих структур не приводятся: их можно найти в модуле Windows.

Сообщения типа WM_SETTEXT, WM_SETFONT и подобных им могут как получаться, так и отправляться, то есть могут использоваться для управления окнами. Для большинства сообщений, обозначения которых начинаются с GET, требуемое значение возвращается функцией отправки сообщения.

Итак, в приложении представлены таблицы с перечислением некоторых часто используемых сообщений (табл. П3.1), уведомлений от элементов управления (табл. П3.2), сообщений для управления кнопками (табл. П3.З), статическими надписями (табл. П3.4), текстовым полем (табл. П3.5), списком (табл. П3.6) и сообщений для управления раскрывающимся списком (табл. П3.7).

Таблица П3.1

. Некоторые часто используемые сообщения

Таблица П3.2. Уведомления от элементов управления

Таблица П3.3. Сообщения для управления кнопками

Таблица П3.4. Сообщения для управления статическими надписями #Autogen_eBook_id125 Таблица П3.5. Основные сообщения для управления текстовым полем

Таблица П3.6. Основные сообщения для управления списком (ListBox)

Таблица П3.7. Основные сообщения для управления раскрывающимся списком (ComboBox)