《Visual C++ 6.0程序设计》课件第8章

第8章绘图8.1综述8.2绘图实例思考题

8.1综述

在应用程序中，为了使用户界面更加美观、生动或者需要用户手动在客户区生成图像，都要用到绘图。Windows的GDI(设备图形接口)提供了绘图的基本工具，如画点、线、多边形、位图以及文本输出等。MFC的设备环境类CDC封装了全部的绘图函数，使得绘制的图形既可以显示，又可以打印。在MFC中，用视图类Cview成员函数OnDraw()来完成图形与文本的显示，用CWnd类的成员函数OnPaint()重绘窗口。8.1.1设备环境和CDC类

1．设备环境

在Windows显示工作室基于设备环境(DC，DevieceContext)，它是一种数据结构。当想要在窗口的工作区中绘制图形，或者将工作区中的数据打印出来时，都必须先获得一个设备环境。设备环境中所谓的“设备”，泛指各种与数据输出有关的设备，如打印机、屏幕等，以及各种特定形式的文件，如BMP文件。而“环境”一词，指将输出到设备的相关数据。当需要将建立的数据输出到设备时，就需要为这个设备准备一个DC，以便存储想要输出的数据，而这些数据就是GDI函数绘图的结果。因此，设备环境(DC)是应用程序与设备驱动程序和输出设备之间的连接桥梁。从Windows程序开始，经过适当的设备驱动程序，最后到达窗口客户区。设备环境还完全定义了设备驱动程序的状态。在应用程序向窗口客户区输出信息之前，必须先获得一个设备描述表。如果没有，则应用程序和窗口间就无法建立联系。

在应用程序中，设备环境的各种特性和方法封装在CDC(设备环境类)中。CDC类是应用程序关于绘图类的基类。MFC库从CDC类派生出几个具体的设备描述表类，它们是CClientDC，CPaintDC，CWindowDC。任何一个具体的绘图操作都要用他们中的一个声明设备对象，才能进行绘图操作。有关设备环境有三个直接相关的类CDC、CPaintDC、CclienDC，类CDC是在MFC中创建设备上下文对象的基类，CDC、CGdiObject类的继承关系如图8-1所示。图8-1CDC、CgdiObject类的继承关系

2．CDC类

1)设备环境CDC类

基于MFC的Windows编程中总是选择一个MFC类对设备环境进行访问。 MFC提供集中不同的设备环境类，CDC是设备环境的基类。基类和派生类只有构造函数和析构函数不同。

(1)CClientDC类：只能在窗口的用户区绘图。用户区指窗口区域中除去边框、标题栏、菜单栏、状态栏等以外的部分。坐标(0，0)通常指用户区的左上角。如果使用CClientDC在视图中绘图，绘图区域不包括文档窗口的边框、标题栏、菜单栏、状态栏；如果在对话窗口中绘图，绘图区域不包括对话框的边框和标题条。在使用CClientDC绘图时，通常先调用窗口的GetClientRect()来获取用户区的大小。

(2)CPaintDC类：往往在OnPaint()函数中使用。OnPaint()函数首先构造一个CpaintDC对象，再调用OnPrepareDC()函数将其准备好，最后以这个准备好的CpaintDC对象指针为参数，来调用OnDraw()函数进行绘图。

2)设备环境类CDC的常用函数介绍

设备环境类CDC的内容十分丰富，涵盖了有关绘图的各个方面。如：绘图状态管理包括背景色、前景色、线宽、线型、填充模式、字体、字号等。MFC中的绘图操作都封装在CDC中，其中有像素操作、填充操作、画线操作、画矩形、画圆形、画椭圆操作、位图操作等，另外还有字符显示、区域的运算及操作等。

常用的CDC函数如表8-1所示。表8-1常用CDC函数8.1.2GDI对象

在Windows应用程序中，绘图工作是由WindowsAPI中的GDI函数来完成的。GDI是GraphicsDeviceInterface的缩写，含义是图形设备接口，它的主要任务是负责系统与绘图程序之间的信息交换，处理所有Windows程序的图形输出。

在Windows操作系统下，绝大多数具备图形界面的应用程序都离不开GDI，我们利用GDI所提供的众多函数就可以方便地在屏幕、打印机及其他输出设备上输出图形、文本等操作。GDI的出现使程序员无需关心硬件设备及设备驱动，就可以将应用程序的输出转化为硬件设备上的输出，实现了程序开发者与硬件设备的隔离，大大方便了开发工作。

MFC提供了5种GDI类，他们分别是CBitmap、CPen、CBrush、CFont、CRgn以及CPalette。他们都派生于CGdiObject类，如图8-2所示。

5种GDI类分别说明如下。

CBitmap：用于建立操作位图的对象；

CPen：用于建立操作画笔的对象；

CBrush：用于建立操作画刷的对象；

CFont：用于建立操作文字的对象；

CRgn：用于建立操作绘制图形的对象；

CPalette：用于建立操作调色盘的对象。图8-2MFC提供的5种GDI类

1．CPen类

在Windows中提供了画笔(pen)和画刷(brush)两种常用的画图笔工具。画图影响画线的方式，包括直线、曲线和封闭曲线(如矩形和椭圆)，画笔用于绘制直线和图形的外框，本质上就是画线。与线段有关的参数包含：线段风格、线宽和线色。这些都封装在CPen类中。

1)画笔的创建

创建一个画笔可以用CPen类的CreatePen函数，其原型为：

BOOLCreatePen(intnPenStyle,intnWidth,COLORREFcrColor);

其中：

(1)参数nPenStyle用于指定画笔的风格，其可取值如表8-2所示。表8-2nPenStyle画笔风格

(2)参数nWidth用于指定画笔的宽度。

(3)参数crColr用于指定画笔的颜色。

应该注意的是，颜色参数用RGB宏来定义。RGB宏的定义为：

COLORREFRGB(BYTEbRed，BYTEbGreen，BYTEbBlue)

(1)参数bRed：定义红色强度，其值为0～255。

(2)参数bGreen：定义绿色强度，其值为0～255。

(3)参数bBlue：定义蓝色强度，其值为0～255。

在实际使用中，画笔的创建也可以直接在画笔的构造函数中进行，其原型为：

CPen::CPen(intnPenStyle,intnWidth,COLORREFcrColor)

2)画笔的创建步骤

可以按照下述步骤创建一支新的画笔：

(1)生成画笔的一个实例(从Cpen类派生)Pen。

(2)初始化画笔，使用CreatePen()函数。

(3)装载画笔，使用SelectObject()函数，定义如下：

Cpen*SelectObject(Cpen*pPen)；

其中pPen是画笔对象的指针。SelectObject()返回上次所装载的画笔指针，以便使用结束后恢复原来的画笔。

2．Cbrush类

画刷的功能是填充一定的区域。画刷的属性通常包括填充色、填充图案和填充样式。

1)画刷的创建

画刷的建立同样也可以在画刷的构造函数中进行。建立的方法有4种：

CBrush::CBrush()

CBrush::CBrush(COLORREFcrColor)

CBrush::CBrush(intnIndex,COLORREFcrColor)

CBrush::CBrush(CBitmap*pBitmap)

第一种用于建立空白的画刷；第二种建立具有某种指定颜色的画刷；第三种建立一个特殊样式填充的画刷；第四钟建立自定义样式的画刷。

(1)参数crColor指定填充的颜色。

(2)参数nIndex指定特殊样式的画刷，其可选参数如表8-3所示。

(3)参数pBitmap指定填充颜色的位图，其大小为8×8，单位为像素。

2)画刷的创建步骤

(1)使用CBrush类创建一个画刷实例。

(2)生成画刷，调用函数SelectObject()，其格式如下：

Cbrush*SelectObject(Cbrush*pBrush)；

其中，pBrush是画刷对象的指针。SelectObject()返回上次所装载画刷的指针，应该保存该指针，以便使用结束后恢复原来的画刷。

3．CFont类

CFont类用来提供各种风格及大小的字体输出，封装了CDC显示字符使用的字库的处理方法。如果要使用CFont对象，首先要构造一个CFont对象，然后使用成员函数CreateFont、CreateFontIndirect、CreatePointFont或CreatePointFontIndirect把该对象与Windows字体相连，这样用户便可以使用该对象的成员函数来操纵字体。

该类只有一个构造函数CFont()，构造完对象后，还不能马上使用，应该调用CreateFont、CreateFontIndirect、CreatePointFont或CreatePointFontIndirect进行初始化，以便确定字体对象的参数。

CFont类封装了一个字体数据结构LOGFONT,yogLOGFONT结构初始化一个CFont对象，LOGFONT的数据结构及i如下：

typedefstructuretagGOGFONT{

LONGlfHeight; //字符的平均逻辑宽度

LONGlfEscapement; //倾角

LONGlfOrientation; //书写方向

LONGlfWeight; //字体的粗细程度

BYTElfItalic; //斜体标志

BYTElfUnderline; //下划线标志

BYTElfStrikeOut; //删除线标志

BYTElfCharSet;

//字符集，汉字必须为GB2312CHARSET

BYTElfOutPrecision; //字符输出精度

BYTElfClipPrecision; //裁剪精度

BYTElfQuality; //逻辑字体与物理字体的相似程度

BYTElfPitchAndFamily;//字符的间隔和字体的相似程度

TCHARlfFaceName[LF_FACESIZE];//字样名称

}LOGFONT;

当产生一个CFont的对象后，必须调用函数CreateFont来选择一种字体。该成员函数的图形声明如下。

BOOLCreateFont(intnHeight,intnWidth,intnEscapement,intnOrientation,intnWeight,BYTEbItalic，BYTEbUnderline,BYTEcStrikeOut,BYTEnCharSet,BYTEnOutPrecision,BYTEnClipPrecision,BYTEnQuality,BYTEnPitchAndFamily,LPCTSTRlpszFaceName);参数说明如下。

(1) nHeigh：单位度量的字体高度。

(2) nEscapement：逻辑单位度量的字体的平均宽度。

(3) nEscapement：字体标注逆时针方向的旋转角度。

(4) nOrientation：角度。

(5) nWeight：字体的粗细程度。

(6) bItalic：字体是否为斜体。

(7) bUnderline：字体是否有下划线。

(8) cStrikeOut：字体是否被穿透。

(9) nCharSet：指出字体的字符集，一共有以下五种字符集。

ANSI_CHARSET

DEFAULT_CHARSET

SYMBOL_CHARSET

SHIFTJIS_CHARSET

OEM_CHARSET

(10) nOutPrecision：指出所要求的裁剪精度，该精度确定了输出与所要求的字体高度、宽度、控制、字符方位及间距的匹配和接近程度，一般取下列值之一。

OUT_CHARACTER_PRECIS

OUT_DEFAULT_PRECIS

OUT_DEVICE_PRECIS

OUT_RASTER_PRECIS

OUT_STRING_PRECIS

OUT_STROKE_PRECIS

OUT_TT_PRECIS

(11) nClipPrecision：指定所要求的裁剪精度。该参数说明怎样裁剪位于裁剪区之外的部分字体。

(12) nPitchAndFamily：字体的间距和所属的族。

(13) lpszFacename：一个指向ASZⅡZ字符串的指针，该字符串确定目标字体的字型名。8.1.3绘图相关函数介绍

1．CPoint类

CPoint类封装了一个点的坐标，它是从POINT结构派生而来的。结构POINT的定义如下：

TypedefstructagPOINT

{

LONGx;

LONGy;

}POINT,*PPOINT;

CPoint类也继承了POINT结构的数据成员x和y。CPoint对象可以用在任何使用POINT结构的场合。其构造函数形式较多，如下：

CPoint();

CPoint(intinitX,intinitY);

CPoint(POINTinitPt);

2．CSize类

如果要表示距离以及相对位置，可以使用CSize对象。MFC类CSize实际是SIZE结构派生而来的，SIZE结构的定义如下：

TypedefstructtagSIZE

{

LONGcx;

LONGcy;

}SIZE,*PSIZE;

CSize也继承了SIZE结构的数据成员

cx和cy，其构造方法与CPoint类似。

3．CRect类

CRect类是绘图时经常遇到的类，它从RECT结构派生，该结构定义如下：

TypedefstructtagRECT

{

LONGleft;

LONGtop;

LONGright;

LONGbottom;

}RECT;

CRect类继承了RECT结构的数据成员left、top、right和bottom。相比于CPoint类和CSize类，CRect的成员函数更多。表8-4给出部分在CRect类中定义的成员函数。

4．设置背景颜色

在默认情况下，绘制图形或显示文本时的背景颜色为白色，但用户可以使用CDC的成员函数SetBkColor()来设置新的背景颜色。其函数原型为：

VirtualCOLORREF

SetBkColor(COLORREFcrColor);

这里，crColor为指定的新的背景色。

5．设置背景模式

使用SetBkColor()函数设置背景颜色之后，只有在使用CDC成员函数SetBkMode()设置背景模式后，设置的背景颜色才会在输出时有效。SetBkColor()函数原型如下：

intSetBkMode(intnBkMode);

nBkMode参数如表8-5所示。

8.2绘图实例

下面通过三个实例来学习如何利用CDC类函数、画笔、画刷以及字体。

8.2.1CDC类函数的应用

【例8-1】

在SDI下，在客户区输出坐标系下的余弦曲线。

在这个例子中，应用CDC提供的绘图函数来绘制一个余弦曲线，操作步骤如下：

(1)在VisualC++6.0操作界面下，选择菜单栏“文件/新建”选项。

(2)在弹出的新建菜单对话框中，选择“工程/”文件夹下

，在静态文本“工程”下的编辑框中输入“chap8_1”。

(3)在“MFCAppWizard–Step1”对话框中，选中“单个文档”单选框，按“完成”按钮结束。

(4)在项目区中，选择,选中并展开，选中并展开文件夹，双击。

(5)在右边工作区中，修改文件起始部分内容：

#include"stdafx.h"

#include"chap8.h"

#include"math.h"

#include"chap8Doc.h"

#include"chap8View.h"

注意，由于在后面的编程中，要使用到sin函数，因此必须添加头文件“math.h”。

(6)回到，在下选中并展开，选中其下双击，在右边工作区中，光标移动到该函数体起始位置。

(7)修改函数体中的内容：

voidCChap8View::OnDraw(CDC*pDC)

{

CChap8Doc*pDoc=GetDocument();

ASSERT_VALID(pDoc);

//TODO:adddrawcodefornativedatahere

pDC->MoveTo(150,350);//画坐标系

pDC->LineTo(550,350); pDC->MoveTo(150,350);

pDC->LineTo(150,50);

pDC->TextOut(150,10,"cos");

pDC->TextOut(550,350,"x");

doubley,y1;

POINTp;

for(inti=0;i<400;i++)//求余弦值并画点

{

y1=double(i)/400*2*3.1415;

y=150*cos(y1);//求余弦值

p.x=i+150;

p.y=int(200-y);

pDC->SetPixel(p,RGB(0,0,0,));

}

}

(8)按下“Ctrl+F5”键，运行程序，结果如图8-3所示。图8-3例8-1输出8.2.2画笔、画刷应用实例

【例8-2】

建立一个应用程序，输出一个矩形，通过工具栏可以修改矩形的颜色、外框线型宽度和内部填充色。

在这个例子中，将应用画笔和画刷练习如何更改图形的颜色，内部填充等操作功能，操作步骤如下：

(1)在VisualC++6.0操作界面下，选择菜单栏“文件”选项，在下拉菜单中，选中“新建”选项。

(2)在弹出的新建菜单对话框中，选择“工程”文件夹下

，在静态文本“工程”下的编辑框中输入“chap8_2”。

(3)在“MFCAppWizard–Step1”对话框中，选中“单个文档”单选框，按“完成”按钮结束。

(4)在项目区中，选择，将文件夹展开，选中，将其展开，用鼠标双击。

(5)在右边的工作区中的工具栏编辑区中，利用提供的调色板和绘图工具栏，手动添加几个工具栏按钮。

(红色)：为画笔或画刷提供关于颜色的信息，按下该按钮，颜色设置为红色，其ID值为ID_RED。

(蓝色)：为画笔或画刷提供关于颜色的信息，按下该按钮，颜色设置为蓝色，其ID值为ID_BLUE。

(绿色)：为画笔或画刷提供关于颜色的信息，按下该按钮，颜色设置为绿色，其ID值为ID_GREEN。

(黑色)：为画笔或画刷提供关于颜色的信息，按下该按钮，颜色设置为黑色，其ID值为ID_BLACK。

(灰色)：为画笔或画刷提供关于颜色的信息，按下该按钮，颜色设置为灰色，其ID值为ID_GRAY。

(线宽增加)：提供画笔的宽度信息，按下该按钮，线宽增加1，其ID值为ID_ADD。

(线宽减少)：提供画笔的宽度信息，按下该按钮，线宽减少1，其ID值为ID_DEC。

(画刷)：提供画刷信息，按下该按钮，表示进行画刷的选择，对图形内部进行颜色填充，其ID值为ID_BRUSH。

(6)按下“Ctrl+W”键，弹出“MFCClassWizard”对话框，如图8-4所示。在“Classname”中，选择“CChap8_2Doc”。在“ObjectIDs”中找到“ID_RED”双击，在“Messages”中选中“COMMAND”并双击，在“Memberfunctions”中出现

成员函数。图8-4“MFCClassWizard”对话框

(7)同样的方法，为ID_BLUE、ID_GREEN、ID_BLACK、ID_GRAY、ID_ADD、ID_DEC、ID_BRUSH进行相同的操作，增加“COMMAND”消息处理函数，选择“确定”按钮。

(8)回到项目区中，选择“ClassView”，选中“CChap8_2Doc”，鼠标右键单击，在弹出菜单中选择“AddMemberVariable”对话框，如图8-5所增。在弹出对话框中，“VariableTyep”下编辑框中输入“int”，“VariableName”下编辑框中输入“yanse”，“Access”设为默认值“Protected”类型。图8-5添加成员变量对话框这样就在“CChap8_2Doc”类中增加了一个名为“yanse”的整型公有型变量。

(9)使用同样的方法，在“CChap8_2Doc”类中分别增加名为“line”和“brush”的整型共有型变量。

这里，“yanse”用来作为颜色选择的标识，1为红色，2为蓝色，3为绿色，4为黑色，5为灰色；“line”用来作为线宽选择的标识，1为线宽增加1，2为线宽减小1；“brush”用来作为画刷选择的标识，1为选中画刷，对矩形内部进行填充。

(10)展开图标，在其构造函数中

，修改其中内容，为变量赋初值：

CChap8_2Doc::CChap8_2Doc()

{

//TODO:addone-timeconstructioncodehere

brush=0;

line=0;

yanse=0;

}(11)选中双击，在右边的工作区中修改其内容：

voidCChap8_2Doc::OnAdd()

{

//TODO:Addyourcommandhandlercodehere

line=1;

UpdateAllViews(NULL);

}

(12)选中双击，在右边的工作区中修改其内容：

voidCChap8_2Doc::OnBlack()

{

//TODO:Addyourcommandhandlercodehere

yanse=4;

UpdateAllViews(NULL);

}(13)选中双击，在右边的工作区中修改其内容：

voidCChap8_2Doc::OnBlue()

{

//TODO:Addyourcommandhandlercodehere

yanse=2;

UpdateAllViews(NULL);

}

(14)选中双击，在右边的工作区中修改其内容：

voidCChap8_2Doc::OnBrush()

{

//TODO:Addyourcommandhandlercodehere

brush=1;

UpdateAllViews(NULL);

}(15)选中双击，在右边的工作区中修改其内容：

voidCChap8_2Doc::OnDec()

{

//TODO:Addyourcommandhandlercodehere

line=2;

UpdateAllViews(NULL);

}

(16)选中双击，在右边的工作区中修改其内容：

voidCChap8_2Doc::OnGray()

{

//TODO:Addyourcommandhandlercodehere

yanse=5;

UpdateAllViews(NULL);

}(17)选中双击，在右边的工作区中修改其内容：

voidCChap8_2Doc::OnGreen()

{

//TODO:Addyourcommandhandlercodehere

yanse=3;

UpdateAllViews(NULL);

}

(18)选中双击，在右边的工作区中修改其内容：

voidCChap8_2Doc::OnRed()

{

//TODO:Addyourcommandhandlercodehere

yanse=1;

UpdateAllViews(NULL);

}

(19)回到中，选中，用鼠标右键单击，在弹出菜单中，选择“AddMemberVariable”，在弹出对话框中添加如表8-6所示的成员变量。

(20)回到，选中函数双击，在右边工作区中，光标移动到该函数体起始位置。修改函数体中的内容：

voidCChap8_2View::OnDraw(CDC*pDC)

{

CChap8_2Doc*pDoc=GetDocument();

ASSERT_VALID(pDoc);

//TODO:adddrawcodefornativedatahere

CPennewpen;//新画笔

CBrushnewbrush;//新画刷

switch(pDoc->yanse)//根据“yanse”参数确定当前颜色

{case1://红色

color=RGB(255,0,0);

break;

case2://蓝色

color=RGB(0,0,255);

break;

case3://绿色

color=RGB(0,255,0);

break;

case4://黑色

color=RGB(0,0,0);

break;

case5://灰色

color=RGB(127,127,127);

break;

}switch(pDoc->line)

//根据“line”信息，选择画笔线宽操作

{

case1://增加画笔线宽

{

width++;

break;

}

case2://减少画笔线宽

{

width--;

break;

}

}

newpen.CreatePen(0,width,color);//以选择后的线宽和颜色创建新画笔

newbrush.CreateSolidBrush(color);//以选择后的颜色创建新画刷

if(pDoc->brush==1)//如果选择了画刷按钮

pDC->SelectObject(&newbrush); //使用画刷进行填充

else

pDC->SelectObject(&newpen);

//使用画笔画线

pDC->Rectangle(100,100,200,200);

//画矩形

}

(21)按下“Ctrl+F5”键，运行程序。初始画面选择图形输出结果如图8-6所示。图8-6选择图形输出结果

(22)选择，连续按下，则输出如图8-7所示。

(23)选择，再按下，输出如图8-8所示。图8-7选择线宽输出结果图8-8选择画刷输出结果8.2.3文本输出应用实例

【例8-3】

在SDI下输出用户指定大小的文字，使其具有霓虹灯效果，每隔1秒变换一种颜色。

SetTimer()函数介绍：

本例中要求输出文本有霓虹灯效果，每隔一定时间颜色改变，这就要使用SetTimer函数。当需要每隔一段时间执行一件事的时候就需要使用SetTimer函数。使用定时器的方法比较简单，通常告诉Windows一个时间间隔，然后Windows以此时间间隔周期性触发程序。通常用两种方法来实现：发送WM_TIMER消息和调用应用程序定义的回调函数。

WM_TIMER消息需要有个触发事件，其触发函数为SetTimer，原型为：

UINTSetTimer(UINTnIDEvent,UINTnElapse,void(CALLBACKEXPORT*lpfnTimer)(HWND,UINT,YINT,DWORD))

当使用SetTimer函数的时候，就会生成一个计时器。参数nIDEvent指的是计时器的标识，也就是名字；参数nElapse指的是时间间隔，也就是每隔多长时间触发一次事件，单位为毫秒；第三个参数是一个回调函数，在这个函数里，放入想要做的事情的代码，也可以将它设定为NULL，也就是使用系统默认的回调函数，系统默认的是onTime函数。在本例中，练习使用字体类对文本的颜色进行修改，操作步骤如下：

(1)在VisualC++6.0操作界面下，选择菜单栏“文件”选项，在下拉菜单中，选中“新建”选项。

(2)在弹出的新建菜单对话框中，选择“工程”文件夹下

，在静态文本“工程”下的编辑框中输入“chap8_3”。

(3)在“MFCAppWizard–Step1”对话框中，选中“单个文档”单选框，按“完成”按钮结束。

(4)选中，用鼠标右键单击，在弹出菜单中选择“AddMemberVariable”，按照表8-7所示添加成员变量。

(5)选中并双击，光标移动到函数体起始位置。该函数为“CChap8_3View”的构造函数，在里面可以进行变量的初始化，用户对函数进行修改：

CChap8_3View::CChap8_3View()

{

//