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简介：在VC++的MFC库中，利用CDC类和OnDraw函数绘制圆形图形是一项基础而重要的技能。本文将详细介绍如何在MFC应用程序中实现画圆功能，包括创建MFC工程、添加视图类、重写OnDraw函数、处理鼠标事件等关键步骤。通过实例代码和注意事项的说明，本教程旨在帮助开发者掌握图形用户界面（GUI）中图形绘制的核心技术，并增强应用程序的交互性和视觉效果。
1. MFC库简介
MFC（Microsoft Foundation Classes）是一个C++类库，用于创建基于Windows的应用程序。自1992年诞生以来，MFC成为了开发桌面应用程序的重要工具。它的核心是封装了许多Windows API的高级类，让开发者能以面向对象的方式操作Windows窗口系统和GDI（图形设备接口）。
MFC库包含了用于窗口管理、绘图、用户输入、文件操作、网络通信等的类。这些类继承自标准的C++类，并对Windows API进行了封装和简化。MFC应用通常分为文档-视图结构，其中文档类负责数据的保存和处理，而视图类则负责数据的显示和用户交互。
学习MFC不仅仅是学习一系列类的使用方法，更重要的是理解和掌握MFC框架所采用的设计模式，如单例模式、命令模式和观察者模式。此外，掌握MFC的项目结构和资源管理也是高效使用MFC库的基础。
通过本章，读者将对MFC有一个初步的了解，为进一步深入学习MFC的各项功能打下坚实的基础。接下来的章节将具体探讨MFC库中关键组件的使用方法和技巧。
2. CDC类和设备上下文
2.1 CDC类的作用和功能
2.1.1 CDC类在MFC中的地位
在MFC（Microsoft Foundation Classes）库中，CDC类扮演了至关重要的角色。CDC类是MFC中设备上下文的抽象，它封装了Windows GDI（Graphics Device Interface）中的设备上下文，为进行各种图形和设备输出操作提供了接口。CDC类是MFC中所有设备上下文类的基类，例如CClientDC、CPaintDC、CWindowDC等。这些派生类用于在不同的场合下处理图形输出，分别对应应用程序的不同部分，如客户区、窗口以及绘制过程等。
2.1.2 CDC类提供的绘图接口概览
CDC类提供了一系列的绘图函数，允许开发者在各种设备上进行图形绘制，例如在显示器上绘制或打印输出。一些常用的绘图函数包括：
基本图形绘制：如 MoveTo 、 LineTo 、 Rectangle 、 Polygon 、 Ellipse 和 Pie 等。 文本输出：如 TextOut 、 DrawText 等。 位图操作：如 BitBlt 、 StretchBlt 、 StretchDIBits 等。 字体和画刷/画笔操作：如 SelectObject 、 CreatePen 、 CreateBrush 、 CreateFont 等。 颜色操作：如 SetBkColor 、 SetTextColor 等。
2.2 设备上下文(device context)的理解
2.2.1 设备上下文的定义和类型
设备上下文（Device Context，DC）是Windows GDI中一个非常核心的概念。它是一个抽象的图形对象，代表了一个显示设备，如打印机或屏幕上的图形表面。设备上下文为图形绘制提供了必要的信息，包括当前的绘图属性（如画刷、画笔、字体和颜色）和映射模式等。通过操作设备上下文，可以完成图形的绘制和文本的输出。
在MFC中，CDC类封装了设备上下文，而设备上下文大致可以分为以下几类：
CClientDC：用于应用程序的客户区进行绘制。 CWindowDC：用于整个窗口区域进行绘制，包括标题栏和边框。 CPaintDC：在窗口的 OnPaint 消息处理过程中使用，常用于响应窗口重绘事件。
2.2.2 如何在MFC中获取和使用设备上下文
在MFC应用程序中获取设备上下文并使用它进行绘图是一个基础而重要的步骤。通常这一过程包括以下几个步骤：
创建一个CDC对象或其派生类对象。 调用该对象的构造函数，传入相应的窗口句柄。 在构造函数内部，Windows会为你创建一个设备上下文。 使用CDC类提供的绘图函数在设备上下文中进行绘制。 在绘制完成后，通过析构函数自动释放资源。
以下是一个简单的示例代码，展示了如何创建一个 CClientDC 对象并绘制一个简单的矩形：
CDC dc; // 创建CDC对象
CRect rect; // 用于存储矩形区域的结构体
// 获取客户区的矩形区域
GetClientRect(&rect);
// 构造函数创建CClientDC，传入窗口句柄
CClientDC clientDC(this);
// 设置绘图颜色为红色
dc.SetTextColor(RGB(255, 0, 0));
// 绘制矩形
dc.Rectangle(rect);
2.2.3 CDC类的高级绘图技术
随着开发需求的提高，CDC类在MFC中的应用也越来越深入。高级绘图技术例如图层混合、图像处理以及复杂的打印任务，都需要对CDC类有着更为深入的理解。例如，使用 SetBkMode 和 SetROP2 来改变背景混合模式和光栅操作模式，能够实现更复杂的图形效果。
2.2.4 CDC类与硬件设备的交互
CDC类除了用于在显示器上进行绘图之外，也支持与打印机等硬件设备进行交互。开发者可以使用 StartDoc 、 StartPage 、 EndPage 以及 EndDoc 等函数来管理打印任务，实现跨设备的图形输出。
2.2.5 CDC类的扩展与优化
在实际的开发过程中，CDC类的一些限制可能会成为性能瓶颈。因此，MFC还提供了其他的类来对CDC类进行扩展与优化。例如，CImage类提供了更为强大和灵活的图像处理功能，CMemDC用于内存中的图形绘制，它可以在不需要屏幕更新的情况下进行绘制，从而提高应用程序的性能。
在这一节中，我们深入探讨了CDC类的作用和功能，并了解了在MFC中如何获取和使用设备上下文。在下一节中，我们将进一步深入探讨CDC类的使用，特别是其在绘图方面的功能和应用。通过本节的学习，我们希望读者能够对CDC类有一个全面的理解，并能够在实际开发中熟练地运用CDC类进行图形操作和设备交互。
3. 画圆的CDC Circle函数使用
3.1 CDC Circle函数的语法和参数
3.1.1 Circle函数的基本使用方法
CDC类中的Circle函数是用于在设备上下文中绘制圆形的函数。它接受四个参数：两个整数分别代表圆的中心坐标（x和y），以及另外两个整数表示圆的宽度和高度。但在实际使用时，这四个整数定义了一个矩形，其左上角和右下角分别是圆的最左最右点，而圆的最上最下点通过该矩形计算得出。通过这种方式，Circle函数确保了能够绘制出一个完美的圆形。
Circle函数通常在MFC中的视图类的OnDraw函数中调用，该函数是在视图需要更新时被系统调用。
// 示例代码
void CMyView::OnDraw(CDC* pDC)
{
CView::OnDraw(pDC);
// 设置画笔颜色和线型
CPen pen(PS_SOLID, 1, RGB(255, 0, 0));
CPen* pOldPen = pDC->SelectObject(&pen);
// 设置填充颜色
CBrush brush(RGB(255, 255, 0));
CBrush* pOldBrush = pDC->SelectObject(&brush);
// 绘制圆形
int x = 100; // 圆心的X坐标
int y = 100; // 圆心的Y坐标
int radius = 50; // 圆的半径
pDC->Ellipse(x - radius, y - radius, x + radius, y + radius);
// 恢复旧的画笔和画刷
pDC->SelectObject(pOldPen);
pDC->SelectObject(pOldBrush);
}
在这段示例代码中，我们首先选入了一根红色实线画笔和黄色填充画刷，然后调用 Ellipse 函数绘制一个圆。需要注意的是，虽然这里使用的是 Ellipse 函数，但它是基于 Circle 函数实现的，只不过是提供了更直观的参数方式。
3.1.2 Circle函数参数详解
CDC类的 Circle 函数定义如下：
BOOL Circle( int x, int y, int cx, int cy );
x 、 y ：指定圆心位置的整数值。 cx 、 cy ：指定圆的边界矩形的左上角坐标。需要注意的是， cx 和 cy 并不是圆的直径或半径，而是圆外接矩形的左上角坐标。
实际绘制中，圆的直径是基于矩形的对角线长度计算出来的，其计算方法是：
直径 = sqrt((cx - x)^2 + (cy - y)^2) * 2
要画一个完美的圆，我们通常设置 cx 和 cy 值相同，这样画出来的矩形实际上是一个正方形，圆的直径等于正方形的边长。
3.2 画圆的实例演示
3.2.1 创建一个简单的MFC程序画圆
创建一个简单的MFC程序画圆的步骤如下：
打开Visual Studio，创建一个新的MFC应用程序项目。 在项目中创建一个新的视图类。 在该视图类的 OnDraw 函数中使用 CDC::Circle 方法绘制圆形。
具体实现代码如下：
// MyView.h
class CMyView : public CView
{
protected:
// ... 其他成员和函数声明 ...
public:
// 重写CView类的OnDraw函数以绘制圆形
virtual void OnDraw(CDC* pDC);
// ... 其他函数声明 ...
};
// MyView.cpp
void CMyView::OnDraw(CDC* pDC)
{
CView::OnDraw(pDC);
// 定义圆心坐标和半径
int x = 100;
int y = 100;
int radius = 50;
// 设置画笔和填充颜色
CPen pen(PS_SOLID, 1, RGB(0, 0, 0));
CPen* pOldPen = pDC->SelectObject(&pen);
CBrush brush(RGB(0, 255, 0));
CBrush* pOldBrush = pDC->SelectObject(&brush);
// 绘制圆形
pDC->Ellipse(x - radius, y - radius, x + radius, y + radius);
// 恢复旧的画笔和画刷
pDC->SelectObject(pOldPen);
pDC->SelectObject(pOldBrush);
}
3.2.2 代码分析和结果展示
上述代码段创建了一个MFC视图类，并在该视图类的 OnDraw 函数中使用了 CDC::Ellipse 函数来绘制一个圆形。我们将画笔设置为黑色实线，画刷设置为绿色填充，从而使得绘制出来的圆有清晰的轮廓和绿色的填充效果。
代码中的 Ellipse 函数替代了 CDC::Circle 函数来实现绘制。这是因为 Ellipse 函数直接提供了一个绘圆的接口，而 Circle 函数则是通过在内部创建一个临时的矩形对象再调用 Ellipse 函数来实现绘制。从逻辑上来说，使用 Ellipse 函数更为直观，因为开发者只需要提供圆心和半径即可。
在MFC中运行该项目后，应在屏幕上看到一个绿色填充并带有黑色边框的圆形。这个简单的实例演示了如何在MFC中使用CDC类绘制基本的图形。通过改变 CDC::SelectObject 函数中的画笔和画刷设置，可以轻松自定义圆形的外观。
4. 创建MFC工程和添加视图类
4.1 MFC工程的创建流程
4.1.1 使用Visual Studio创建MFC应用程序
在现代软件开发中，Visual Studio作为一款功能强大的集成开发环境(IDE)，提供了对MFC工程的支持，极大地方便了开发人员的编程工作。下面我们将详细探讨使用Visual Studio创建一个基本的MFC应用程序的步骤：
打开Visual Studio，点击“创建新项目”。 在新项目窗口中，选择“MFC应用程序”，然后点击“下一步”。 在配置页面，可以为你的项目命名，选择项目的存储位置，设置项目的其他配置，如语言和框架版本等，然后点击“创建”。 创建过程中，Visual Studio会引导你完成MFC应用程序的基本配置。其中包括选择应用程序类型（如单文档SDI，多文档MDI，对话框等等）。 配置完成之后，点击“完成”按钮，Visual Studio将根据你的选择生成初始项目代码。
生成的MFC应用程序框架将包括一些标准文件，例如视图类、文档类以及框架窗口类等，这些都是基于MFC库进行开发的基础。
4.1.2 工程结构和基本配置
了解MFC工程的基本结构和配置是进行后续开发的基础。一个典型的MFC工程包括以下几个主要部分：
主程序文件（MainFrm.cpp, MainFrm.h） ：这些文件定义了应用程序的主框架窗口，包括窗口的菜单、工具栏等界面元素。 文档类（YourDoc.cpp, YourDoc.h） ：文档类负责管理应用程序的数据，包括数据的加载和保存。 视图类（YourView.cpp, YourView.h） ：视图类负责绘制用户界面，并响应用户操作。
在工程创建完毕后，通常会有一些初始设置需要进行。例如：
在项目属性中配置MFC的支持模式，可以是常规MFC应用，也可以是使用共享的MFC DLL。 根据应用程序的具体需求，可能需要添加额外的资源文件、对话框或控件资源。 可能还需要对预编译头文件（StdAfx.h）进行配置，以优化编译过程。
完成这些基本配置后，你可以开始添加自定义的功能和界面元素，以及进行性能优化和错误处理，这些都将帮助你更好地构建应用程序。
4.2 添加和配置视图类
4.2.1 在MFC工程中添加视图类
向MFC应用程序中添加新的视图类是一个相对简单的过程，但却是扩展应用程序功能的重要步骤。在Visual Studio中进行视图类添加的具体操作如下：
在解决方案资源管理器中，右键点击项目，选择“添加”->“类...”。 在添加类向导中选择“MFC类”，然后点击“下一步”。 输入你想要创建的视图类的名称，并选择它将要继承的基类，通常是 CView 。 确认其他配置信息无误后，点击“完成”按钮，Visual Studio将会自动添加并配置新的视图类文件。
添加新的视图类后，需要在文档类中注册新视图，并在框架窗口类中创建视图实例。这一系列操作涉及到对应用程序的 InitInstance 方法以及文档类的 OnNewDocument 和 CreateView 方法的修改。
4.2.2 配置视图类的属性和方法
创建好视图类后，接下来需要对其进行配置，以满足应用程序的具体需求。这包括定义视图类的属性和方法，例如：
属性定义 ：视图类可能需要一些私有成员变量来存储视图相关的数据或状态。 消息处理 ：视图类可以重写消息处理函数，如 OnLButtonDown 来响应鼠标点击事件。 绘图功能 ：通过重写 OnDraw 函数，可以自定义视图的绘制过程。
下面是一个简单的代码示例，展示了如何在视图类中重写 OnDraw 函数：
void CYourView::OnDraw(CDC* pDC)
{
CDocument* pDoc = GetDocument();
ASSERT_VALID(pDoc);
if (!pDoc)
return;
// 在这里添加绘制代码，比如绘制一个简单的文本字符串
pDC->TextOut(100, 100, _T("Hello, MFC World!"));
}
在上述代码中， OnDraw 函数被用来绘制文本字符串。你可以在这里调用各种CDC类提供的绘图方法，完成图形绘制、图像显示以及文本输出等任务。
完成视图类的配置后，下一步通常是实现和优化视图更新（第五章内容），这将确保视图能够根据应用程序的数据状态变化动态更新显示内容。
5. 实现和优化视图更新
5.1 重写CView类的OnDraw函数
5.1.1 OnDraw函数的作用和重要性
OnDraw 函数是 MFC 中 CView 类的一个重要成员函数，用于指定如何绘制视图。每当视图需要重新绘制时，如窗口被最小化后恢复，或者通过编程方式调用 Invalidate 函数， OnDraw 函数都会被框架调用。开发者通过重写这个函数，可以定义视图的绘制逻辑，包括绘图的颜色、线条、形状等。
重写 OnDraw 函数是实现自定义视图绘制的基础。良好的 OnDraw 实现，不仅能保证视图内容的正确显示，还能在视图更新时提供良好的性能表现。
5.1.2 在OnDraw中绘制图形的详细步骤
在重写 OnDraw 函数时，首先需要获取设备上下文（ CDC ），然后使用 CDC 提供的接口进行绘制。以下是一个简单的示例步骤：
调用基类的 OnDraw 函数以获取设备上下文。 使用 CDC 对象的成员函数进行图形绘制。 确保在绘制过程中，考虑到了画刷、画笔、字体等属性的设置。 完成绘制后，释放资源和设备上下文。
void CMyView::OnDraw(CDC* pDC)
{
CView::OnDraw(pDC); // 调用基类的OnDraw以获取pDC
// 设置画笔和画刷的颜色和样式
CPen pen(PS_SOLID, 2, RGB(0, 0, 255));
CPen* pOldPen = pDC->SelectObject(&pen);
CBrush brush(RGB(255, 0, 0), BS_SOLID);
CBrush* pOldBrush = pDC->SelectObject(&brush);
// 使用CDC成员函数绘制图形
pDC->Rectangle(100, 100, 300, 300); // 画一个矩形
// 恢复旧的画笔和画刷
pDC->SelectObject(pOldPen);
pDC->SelectObject(pOldBrush);
}
5.2 更新视图的实现方法
5.2.1 视图更新的触发时机
视图更新通常由以下几种情况触发：
窗口初次显示时。 窗口大小变化或被移动后。 调用 Invalidate 或 InvalidateRect 函数主动要求视图更新。 窗口的某些状态改变，如最小化和最大化后。
掌握视图更新的触发时机对于优化程序性能至关重要。不当的触发时机，可能会导致不必要的重绘，降低程序效率。
5.2.2 使用Invalidate和UpdateWindow进行视图更新
Invalidate 函数用于标记视图的客户区为无效，告诉系统视图需要更新。 UpdateWindow 函数则用于立即更新无效区域。
Invalidate 有重载版本，其中 InvalidateRect 允许指定一个矩形区域，只有这个区域会被标记为无效，其它区域不受影响。
UpdateWindow 是强制立即重绘，而不是等到消息队列的下一个 WM_PAINT 消息处理。如果需要实时更新视图，可以使用 UpdateWindow 。
void CMyView::SomeFunction()
{
// 假设由于某些数据改变需要更新视图
Invalidate(); // 标记整个客户区为无效
// 或者指定某个区域无效
// CRect rc(10, 10, 50, 50);
// InvalidateRect(&rc, FALSE);
}
5.3 鼠标事件处理示例
5.3.1 鼠标事件在MFC中的处理机制
MFC 对鼠标的处理通过重写视图类中的消息映射函数来实现。 ON鼠标事件消息 宏用于映射鼠标事件到类成员函数。常用的鼠标事件包括 鼠标左键按下 ( LBUTTONDOWN )、 鼠标左键释放 ( LBUTTONUP ) 等。
鼠标事件处理中， CPoint 类型的参数非常关键，它表明鼠标事件发生的位置。通常会在这个位置绘制图形，如画线或画圆。
5.3.2 实现鼠标点击画圆的示例代码
BEGIN_MESSAGE_MAP(CMyView, CView)
ON_WM_LBUTTONDOWN()
END_MESSAGE_MAP()
void CMyView::OnLButtonDown(UINT nFlags, CPoint point)
{
CView::OnLButtonDown(nFlags, point);
// 在鼠标点击处画圆
CPen pen(PS_SOLID, 2, RGB(255, 0, 0)); // 创建红色实心笔
CPen* pOldPen = GetDC()->SelectObject(&pen); // 选择笔刷
GetDC()->Ellipse(point.x - 50, point.y - 50, point.x + 50, point.y + 50); // 绘制椭圆（即圆）
GetDC()->SelectObject(pOldPen); // 恢复原来的状态
ReleaseDC(GetDC()); // 释放设备上下文
}
5.4 注意事项和最佳实践
5.4.1 避免绘图中的常见错误
在进行视图绘制时，开发者应当注意以下几点：
在 OnDraw 函数中，正确处理设备上下文的获取和释放，避免内存泄漏。 重绘操作要尽量高效，避免在复杂操作中进行。 确保使用 Invalidate 和 UpdateWindow 时，正确理解它们的行为。
5.4.2 提升图形绘制性能的最佳实践
为了提高绘制性能，可以采取如下措施：
尽量减少无效区域的大小，只对实际需要更新的部分进行重绘。 使用双缓冲技术，先在内存中绘制好图形，然后一次性更新到屏幕上，避免闪烁。 对于复杂的图形绘制，考虑使用硬件加速或GPU处理。
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