标签：windows caret virtual terminal
大家知道，在使用微软的编程环境创建工程时会让你选择是控制台模式还是Windows应用程序。如果选择控制台的console模式，就会在运行时出现一个黑洞洞的字符模式窗口，里面就有等待输入一闪一闪的插入符。输入光标从DOS时代就存在，但是在Win32中赋予了更强大的功能。下图就是Windows的CMD窗口，其中的输入点就是插入光标：
要注意的是这里的插入符或插入光标并不是Windows中另外一个“光标”，这里是指示插入字符的位置，而不是用于鼠标，手写输入等可以定位、移动的光标（Cursor），而是插入符Caret，本文也成为插入光标，注意插入二字，为了方便，以下在本文中也简称为光标或插入符，但要注意此光标非彼光标。
为什么会有插入光标（插入符）？了解了这个基本问题，就成功了一半了。我们知道计算机可以通过键盘来输入各种字符和控制符，那么自然就存在一个问题，输入的字符应该放到屏幕的什么位置？这个就是光标产生的原因，光标实际上就是一个字符插入标识。简单的说就是我们想把字符输入到哪个位置，就先把插入符设置到那里，设置时其实就是告诉电脑输入的字符你给我在哪里显示！从这个我们也可以推断，插入符在同一时刻只能有一个。
要使用光标，首先得创建一个光标，创建光标的API函数为：
BOOL CreateCaret(HWND hWnd, HBITMAP hBitmap, int nWidth, int nHeight);
hWnd参数表示光标是属于哪个窗口。
hBitmap参数是一个位图的句柄，计算机将使用这个句柄的位图来作为光标的形状。
既然光标是给使用电脑的人插入字符用的，那就得有形状让使用者能看到，因此光标需要有一个可见的小图标。当然为了不同的情况和需求，Windows让我们可以自定义光标的形状。常见的位图创建或者加载API函数如CreateBitmap、CreateDIBitmap、LoadBitmap等都可以创建或加载一个位图，将句柄作为该参数。
nWidth和nHeight分别是位图的宽和高。
光标创建之后是不会自动显示的，也就是默认是隐藏状态，需要主动调用下面的显示函数：
BOOL ShowCaret(HWND hWnd);
当然有显示光标也可以隐藏光标：
BOOL HideCaret(HWND hWnd);
以上两个函数的参数很简单，都是要显示窗口的句柄。
要设置插入符的位置，使用下面API函数：
BOOL SetCaretPos(int X, int Y);
参数X、Y分别是相对于窗口客户区的坐标。
我们可以用如下API函数获取当前光标的位置：
BOOL GetCaretPos(LPPOINT lpPoint);
参数lpPoint返回当前光标所在的位置。
我们知道光标会闪烁，这个闪烁的时间间隔是可以设置的，我们可以用如下API来设置和获取插入光标的闪烁时间：
BOOL SetCaretBlinkTime(UINT uMSeconds); UINT GetCaretBlinkTime(VOID);
参数uMSeconds为闪烁的间隔毫秒数。
最后不再使用时需要销毁光标：
BOOL DestroyCaret(VOID);
与插入光标相关的消息主要有WM_SETFOCUS、WM_KILLFOCUS。通常在WM_SETFOCUS中创建和显示光标，而在WM_KILLFOCUS中销毁光标。一般应有中再结合WM_KEYDOWN和WM_CHAR消息，实现文本的输入。
以下是一个简单的虚拟终端，我们常见的很多终端软件都是这样来实现的，比如常见的SecureCRT、Tera Term、XShell、putty等等。本实例就是用了插入光标来实现字符输入、插入，完整实例代码如下：
#include <windows.h>
static TCHAR szWinName[] = TEXT("VirtualTerminal");
#define TEXTMATRIX(x, y) *(pTextMatrix + ((y) * nLineChars) + (x))
static TEXTMETRIC tm; //metric dimention of virtual terminal
static TCHAR *pTextMatrix; //VT character buffer
static int nCharWidth, nCharHeight; //the width and height of characeters
static int nCaretPosX, nCaretPosY; //the current position of caret
static int nVTWidth, nVTHeight; //the width and height of virtual terminal window
static int nLineChars, nRowChars; //character number in one line and row
static int nCaretOffsetY; //the offset of vertical height
static COLORREF TextColor; //text color for terminal window, that is fore color
static LRESULT CALLBACK VTWndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam);
HWND CreateVirtualTerminal(HWND hWndParent, int left, int top, int width, int height, int id)
{
HWND hWnd;
WNDCLASS wndclass;
HINSTANCE hInst = GetModuleHandle(NULL);
wndclass.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
wndclass.lpfnWndProc = VTWndProc;
wndclass.cbClsExtra = 0;
wndclass.cbWndExtra = 0;
wndclass.hInstance = hInst;
wndclass.hIcon = LoadIcon(NULL, IDI_APPLICATION);
wndclass.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
wndclass.hbrBackground = (HBRUSH) GetStockObject(BLACK_BRUSH);
wndclass.lpszMenuName = NULL;
wndclass.lpszClassName = szWinName;
if (!RegisterClass(&wndclass))
{
return 0;
}
hWnd = CreateWindowEx(0, szWinName, NULL, WS_CHILD|WS_VISIBLE,
left, top, width, height, hWndParent, (HMENU)id, hInst, NULL);
return hWnd;
}
static void DrawChar(HDC hDC, int x, int y, TCHAR *str, int num)
{
RECT rect;
SelectObject(hDC, GetStockObject(SYSTEM_FIXED_FONT));
SetTextColor(hDC, TextColor);
SetBkMode(hDC, TRANSPARENT);
rect.left = x;
rect.top = y;
rect.right = x + num * nCharWidth;
rect.bottom = y + nCharHeight;
FillRect(hDC, &rect, (HBRUSH)GetStockObject(BLACK_BRUSH));
TextOut(hDC, nCaretPosX * nCharWidth, nCaretPosY * nCharHeight,
&TEXTMATRIX(nCaretPosX, nCaretPosY), nLineChars - nCaretPosX);
}
static LRESULT CALLBACK VTWndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
int x, y;
HDC hDC;
switch (message)
{
case WM_CREATE:
hDC = GetDC(hWnd);
SelectObject(hDC, GetStockObject(SYSTEM_FIXED_FONT));
GetTextMetrics(hDC, &tm);
ReleaseDC(hWnd, hDC);
nCharWidth = tm.tmAveCharWidth;
nCharHeight = tm.tmHeight;
TextColor = RGB(255, 255, 255);
nCaretOffsetY = 12;
return 0;
case WM_SIZE:
nVTWidth = LOWORD(lParam);
nLineChars = max(1, nVTWidth/nCharWidth);
nVTHeight = HIWORD(lParam);
nRowChars = max(1, nVTHeight/nCharHeight);
if (pTextMatrix != NULL)
{
free(pTextMatrix);
}
pTextMatrix = (TCHAR *)malloc(nLineChars * nRowChars);
if (pTextMatrix)
{
for (y=0; y<nRowChars; y++)
{
for (x=0; x<nLineChars; x++)
{
TEXTMATRIX(x, y) = TEXT(‘ ‘);
}
}
}
SetCaretPos(0, nCaretOffsetY);
return 0;
case WM_LBUTTONDOWN:
SetFocus(hWnd);
break;
case WM_KEYDOWN:
switch (wParam)
{
case VK_HOME: // Home
nCaretPosX = 0;
break;
case VK_END: // End
nCaretPosX = nLineChars - 1;
break;
case VK_PRIOR: // Page Up
nCaretPosY = 0;
break;
case VK_NEXT: // Page Down
nCaretPosY = nRowChars -1;
break;
case VK_LEFT: // Left arrow
nCaretPosX = max(nCaretPosX - 1, 0);
break;
case VK_RIGHT: // Right arrow
nCaretPosX = min(nCaretPosX + 1,
nLineChars - 1);
break;
case VK_UP: // Up arrow
nCaretPosY = max(nCaretPosY - 1, 0);
break;
case VK_DOWN: // Down arrow
nCaretPosY = min(nCaretPosY + 1,
nRowChars - 1);
break;
case VK_DELETE: // Delete
// Move all the characters that followed the
// deleted character (on the same line) one
// space back (to the left) in the matrix.
for (x = nCaretPosX; x < nLineChars; x++)
TEXTMATRIX(x, nCaretPosY) = TEXTMATRIX(x + 1, nCaretPosY);
// Replace the last character on the
// line with a space.
TEXTMATRIX(nLineChars - 1, nCaretPosY) = ‘ ‘;
// The application will draw outside the
// WM_PAINT message processing, so hide the caret.
HideCaret(hWnd);
// Redraw the line, adjusted for the
// deleted character.
hDC = GetDC(hWnd);
DrawChar(hDC, nCaretPosX * nCharWidth, nCaretPosY * nCharHeight,
&TEXTMATRIX(nCaretPosX, nCaretPosY), nLineChars - nCaretPosX/nCharWidth);
ReleaseDC(hWnd, hDC);
// Display the caret.
ShowCaret(hWnd);
break;
}
// Adjust the caret position based on the
// virtual-key processing.
SetCaretPos(nCaretPosX * nCharWidth, nCaretPosY * nCharHeight + nCaretOffsetY);
return 0;
case WM_SHOWWINDOW:
SetFocus(hWnd);
break;
case WM_SETFOCUS:
CreateCaret(hWnd, NULL, nCharWidth, 2);
SetCaretPos(nCaretPosX * nCharWidth, nCaretPosY * nCharHeight + nCaretOffsetY);
ShowCaret(hWnd);
break;
case WM_KILLFOCUS:
case WM_DESTROY:
HideCaret(hWnd);
DestroyCaret();
break;
case WM_CHAR:
switch (wParam)
{
case 0x08: //process a backspace.
if (nCaretPosX > 0)
{
nCaretPosX--;
SendMessage(hWnd, WM_KEYDOWN, VK_DELETE, 1L);
}
break;
case 0x09: //process a tab.
do
{
SendMessage(hWnd, WM_CHAR, TEXT(‘ ‘), 2L);
} while (nCaretPosX % 4 != 0);
break;
case 0x0D: //process a carriage return.
nCaretPosX = 0;
if (++nCaretPosY == nRowChars)
{
nCaretPosY = 0;
}
break;
case 0x1B:
case 0x0A: //process a linefeed.
MessageBeep((UINT)-1);
break;
default:
TEXTMATRIX(nCaretPosX, nCaretPosY) = (TCHAR)wParam;
HideCaret(hWnd);
hDC = GetDC(hWnd);
DrawChar(hDC, nCaretPosX * nCharWidth, nCaretPosY * nCharHeight, &TEXTMATRIX(nCaretPosX, nCaretPosY), 1);
ReleaseDC(hWnd, hDC);
ShowCaret(hWnd);
if (++nCaretPosX == nLineChars)
{
nCaretPosX = 0;
if (++nCaretPosY == nRowChars)
{
nCaretPosY = 0;
}
}
break;
}
SetCaretPos(nCaretPosX * nCharWidth, nCaretPosY * nCharHeight + nCaretOffsetY);
return 0;
case WM_PAINT:
{
PAINTSTRUCT ps;
hDC = BeginPaint(hWnd, &ps);
SelectObject(hDC, GetStockObject(SYSTEM_FIXED_FONT));
SetBkMode(hDC, TRANSPARENT);
SetTextColor(hDC, TextColor);
for (y=0; y<nLineChars; y++)
{
TextOut(hDC, 0, y * nCharHeight, &TEXTMATRIX(0, y), nLineChars);
}
EndPaint(hWnd, &ps);
}
return 0;
default:
break;
}
return DefWindowProc (hWnd, message, wParam, lParam);
}
下面是主程序文件，该文件调用上面的CreateVirtualTerminal函数来创建一个窗口。
#include <windows.h>
#define IDC_VTID 9876
static TCHAR szAppName[] = TEXT("Caret demo");
static LRESULT CALLBACK WndProc (HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);
extern HWND CreateVirtualTerminal(HWND hWndParent, int left, int top, int width, int height, int id);
int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, PSTR szCmdLine, int iCmdShow)
{
HWND hWnd;
MSG msg;
WNDCLASS wndclass;
wndclass.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
wndclass.lpfnWndProc = WndProc;
wndclass.cbClsExtra = 0;
wndclass.cbWndExtra = 0;
wndclass.hInstance = hInstance;
wndclass.hIcon = LoadIcon(NULL, IDI_APPLICATION);
wndclass.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
wndclass.hbrBackground = (HBRUSH) GetStockObject(WHITE_BRUSH);
wndclass.lpszMenuName = NULL;
wndclass.lpszClassName = szAppName;
if (!RegisterClass(&wndclass))
{
MessageBox (NULL, TEXT("This program requires Windows NT!"), szAppName, MB_ICONERROR);
return 0;
}
hWnd = CreateWindow(szAppName, // window class name
szAppName, // window caption
WS_OVERLAPPEDWINDOW, // window style
CW_USEDEFAULT, // initial x position
CW_USEDEFAULT, // initial y position
400, // initial x size
300, // initial y size
NULL, // parent window handle
NULL, // window menu handle
hInstance, // program instance handle
NULL); // creation parameters
ShowWindow(hWnd, iCmdShow);
UpdateWindow(hWnd);
while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0))
{
TranslateMessage(&msg);
DispatchMessage(&msg);
}
return msg.wParam;
}
static LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
HDC hDC;
PAINTSTRUCT ps;
switch (message)
{
case WM_CREATE:
CreateVirtualTerminal(hWnd, 10, 10, 360, 240, IDC_VTID);
return 0;
case WM_PAINT:
hDC = BeginPaint(hWnd, &ps);
;
EndPaint(hWnd, &ps);
return 0;
case WM_DESTROY:
PostQuitMessage(0);
return 0 ;
}
return DefWindowProc (hWnd, message, wParam, lParam);
}
示例程序运行后，在窗口中输入部分文本（模仿上面的cmd窗口^_^），效果如下：
本例实现了一个简单的终端模拟小程序，为了读者重用方便，我将终端模拟的小窗口单独作为一个完整的源文件，并且把窗口背景设为黑色，前景色设为白色，看起来更像CMD、Linux等命令行窗口。
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