Windows程序設計課程教學新思路

張曉峰

摘 要： Windows程序設計使得復雜的軟件開發過程變得簡便，但是由于API、MFC等復雜內容的引入，使得該課程的學習過程充滿艱辛，難以獲得滿意的教學效果。隨著該課程的廣泛開展，基于對該課程教學模式的深入思考和多年教學經驗，分析了該課程教學過程中存在的問題，充分認識到程序整體結構對于Windows程序設計的重要性，提出了“先搭結構，再添磚瓦”的教學模式，并設計了一套與之相對應的實驗。

關鍵詞： Windows程序設計； API； MFC； 程序框架

中圖分類號：G42 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2014）11-57-02

New idea of Windows programming course

Zhang Xiaofeng

（School of Computer Science and Technology， Nantong University， Nantong， Jiangsu 226019， China）

Abstract： Using Windows programming， the complex software development becomes easy. But the course of Windows programming is hard to obtain a satisfactory teaching effectiveness. Since the introduction of API， MFC and so on， the study of Windows programming is difficult. With the development of this course， it is necessary to take a deep considering of this course. In this paper， the problems of this course are analyzed according to years of teaching experience. A new teaching mode， which suggests the framework is more important， is proposed. A suit of corresponding experiments are designed.

Key words： Windows programming； API； MFC； framework of programming

0 引言

Windows程序設計是一種實用的面向對象程序設計方法，該方法主要使用API（Application Programming Interface，應用程序編程接口）、MFC（Microsoft Foundation Classes，微軟基礎類庫）等實現，是程序設計的高級形式。近幾年來，為了讓學生更好地接觸流行的程序設計方式，畢業后更好地適應角色融入工作中，很多學校開設了Windows程序設計課程。由于該課程涉及的知識面廣，包含內容的關系錯綜復雜，實際獲得的教學效果并不理想。一些研究[1-3]分析了Windows程序設計課程的特點，提出了相應的教學方案。但是這些方法的使用往往得到只見樹木不見森林的結果。本文分析和研究了Windows程序設計課程教學過程中遇到的問題，提出了合理的解決方案，并設計了一套與之相對應的實驗。所提出的方法在近幾年的教學實踐中獲得了較好的效果。

1 課程的難點

本課程涉及一種實用的程序編寫技術，它和Windows操作系統有著密切的聯系，通過Windows編程技術，既能夠編寫出涉及底層的軟件，也可以實現功能強大的具有Windows窗口界面的程序。然而正是由于其強大的功能，使得初學者無所適從。以下簡要分析本課程的難點。

⑴ 面向過程到面向對象的轉變

學生在接觸本課程之前，一般都學習過諸如C或者C++這類程序設計語言。然而那些課程中編寫的程序主要是面向過程的，程序之間的調用、跳轉清晰明了。會有人說C++是一個面向對象的語言，課程中主要涉及的是控制臺程序，用C++來講解面向過程的程序結構和思想，對于面向對象的講解僅停留在類、對象等概念上，學生很難形成面向對象的深刻認識。

到了Windows程序設計部分，面向對象就涉及到程序的方方面面。對象、類和方法使得整個程序形成一個復雜的關系網，與原先的程序開發思想形成了鮮明的對比。

⑵ 消息驅動機制

傳統的編程方式主要是過程式的結構，從一個部分到另一個部分一目了然。比如在程序中運行一個函數，必須有代碼顯式調用該函數。因此，僅僅讀程序就可以獲得程序完整的流程。

但是消息驅動機制改變了傳統的結構。在這種驅動機制下，程序的流向與當前獲得的消息有關，這樣，每次運行程序時的消息不同會造成不同的運行結果。消息的種類有好多種，其中最常用的是用戶的鼠標、鍵盤交互動作。因此想要更好地掌握Windows程序的設計的結構，理解消息驅動機制是必不可少的。

⑶ API和MFC開發的區別和聯系

API和MFC是實現Windows程序設計的兩種基本途徑。兩者都能實現具體的編程目的，都是基于消息驅動的，但在實現過程中有較大的區別。

API開發方式沒有對程序進行過多封裝，功能的實現都必須調用相應的API函數實現，樣樣事都需要親力親為，優點是開發人員對設計程序的實現有清晰的認識。而MFC則封裝了較多的內容，優點是使開發者集中精力在具體實現上，而不是糾結于界面設計、消息處理的細節，缺點則是初學者不了解程序的流向，不能有效掌控整個程序。

⑷ 對Windows程序設計的結構理解不夠

由于Windows程序設計是基于消息驅動的，編程的時候需要考慮的是如何調用消息處理程序。API比較簡單，一般就是處理窗口的消息。而MFC將這些內容封裝起來，很難直接看到內部的結構。

⑸ API數量龐大，難以記憶

功能強大帶來的副作用就是需要更多的函數實現具體功能。Windows中的API函數多達數千個，隨著Windows的發展，數量還在不斷增加，這給初學者造成了較大的負擔。如何分門別類記憶這些API函數，是Windows程序設計中必須面對的問題。

2 解決方案

Windows程序設計課程中遇到的問題并不是孤立的，它們之間緊密聯系。對這些問題進行深入分析研究，本文提出這樣的教學模式：先掌握程序的框架結構，然后再考慮細節的“磚瓦”。先導課程中有相關程序設計語言課程已訓練過學生的編程思想，本課程主要希望教會學生借助Windows程序設計工具開發結構復雜和功能強大的Windows程序，因此程序整體結構在本課程中具有意義。

面向對象的思想不能僅靠講解對象和類的概念，應該放到具體程序中講解，比如程序的主體中的對象和類。而MFC中更是充滿了類的概念，從整個框架到小的控件都是類的具體對象。當學生知道了這些部分都是對象的時候，他們會恍然大悟。這些類的具體方法也會隨著教學的深入而不斷被提到。

對構架的理解可以通過分析一個樣板程序獲得，并且在隨后的課程中逐漸加深理解。API創建程序的結構比較清晰，一般是創建窗體后進入消息循環。MFC創建的程序主要有三類：對話框、單文檔和多文檔，這三類的結構略有區別。“文檔/視圖”結構是MFC程序的基本結構，它將數據和顯示分開，使程序開發更容易。但是只會往這種結構中填寫程序，則會在文件是如何打開、保存，以及送到屏幕顯示等具體問題上迷惘，因此需要從基本結構入手，深入剖析其程序的消息響應機制。

解決了程序的框架問題，接下來需要進一步訓練學生的面向過程的程序思想，即如何實現一個個程序塊的功能。這些功能塊構建了程序需要的“磚塊”，填入之前設計的結構中就形成了完整的程序。構建“磚塊”就會用到相應的API函數，這時不能一下子將所有API拋給學生。API太多，結構也比較復雜。適宜采用的方法是讓學生掌握部分常用的API函數，然后拓展范圍，教會他們使用MSDN查找具有相應功能的API函數。

3 實驗設計

作為一門實踐性的課程，光靠理論是不能夠讓學生掌握課程的基本內容的，良好的實驗設計可以使學生將書本知識轉化為自己的技術。經過這些整理，設計的實驗包含以下幾個部分。

⑴ Windows應用程序的框架

該實驗主要用于熟悉使用API編寫Windows應用程序的框架，首先實現單窗口程序及其消息處理，并在此基礎上添加其他窗體、對話框，及其消息處理函數。通過API掌握數據的流向。

⑵ Windows應用程序對各種消息的響應

這部分的消息主要包括：鼠標、鍵盤、菜單等。主要掌握各種常見的消息處理，以及這些消息處理中使用的API函數。

⑶ Windows應用程序的圖形和文字輸出

這部分主要訓練學生使用API函數實現輸出功能。

⑷ MFC創建程序的框架

這部分內容包括使用MFC創建單文檔、多文檔和對話框程序，文檔打開、保存，消息傳遞。要著重理解MFC程序的“文檔/視圖”框架。

⑸ MFC創建菜單

菜單中的消息響應機制是這部分的重點，需要掌握手動添加菜單及其相應函數。

⑹ MFC程序中其他控件的使用

如果前面已經掌握了MFC程序的框架，這部分就是在添磚加瓦。每個部分相對獨立，學習的難度不大。

其實驗的安排與書本順序恰恰相反，它遵循了從整體到局部的理念。通過這些實驗，可以讓學生充分掌握Windows程序設計的框架，同時掌握每個細節的編寫方法，實現對Windows程序的全面掌控。

4 結束語

本文針對Windows程序設計課程內容繁多、結構復雜的特點，分析了課程的難點，提出了從結構入手，逐步了解各個細節的學習方法，并配合該方法提出了一套實驗方案。在近些年的教學實踐中，這些方法取得了較好的教學效果。

參考文獻：

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