c windows api

Windows API

Windows API（Application Programming Interface）是Microsoft Windows平台的应用程序编程接口，其主要目的是让应用程序开发人员可以调用操作系统提供的一组例程功能，而无须考虑其底层的源代码实现及内部工作机制，API函数是构筑整个Windows框架的基石，它基于Windows的操作系统核心，上层是所有的Windows应用程序，这些API接口就是函数，就像C语言调用的stdio.h中的函数一样，只不过这些函数是微软提供给我们的，也放在了对应的头文件.h中，用到的时候包含相应的头文件即可。

Windows API 的主要类别

1、Win32 API：提供底层的系统资源访问功能，如文件、内存、进程、线程等，用于创建进程（CreateProcess）、线程（CreateThread）以及同步操作（WaitForSingleObject）等。

2、User API：用于管理用户界面，提供窗口、菜单、对话框、控件等功能，包括创建和管理窗口（CreateWindowEx、ShowWindow、DestroyWindow）、消息处理（GetMessage、DispatchMessage）以及控件操作（如按钮、编辑框、列表框等）。

3、GDI（Graphics Device Interface）：用于绘制图形和文本，是Windows系统的图形API，包括绘制基本图形（LineTo、Rectangle、Ellipse）、文本输出（TextOut、DrawText）以及设备上下文管理（GetDC、ReleaseDC），GDI+是GDI的扩展版本，提供了更多的图形功能，如抗锯齿、图像旋转等。

4、DirectX：一个高性能的多媒体API，主要用于游戏和图形密集型应用程序开发，Direct3D用于三维图形渲染，支持3D模型渲染、纹理映射、光照、阴影等图形效果，Direct2D用于二维图形渲染，支持硬件加速的2D绘图，适合现代图形密集型应用，DirectWrite用于高质量文本渲染，提供字体渲染、国际化支持、文本布局等功能，DirectSound和XAudio2用于音频处理，提供音频播放、录制、3D音效等功能，DirectInput用于处理用户输入，支持游戏手柄、键盘、鼠标等输入设备。

5、Windows Runtime (WinRT) 和 Universal Windows Platform (UWP)：WinRT是一种现代化的Windows API，专为Windows 8及更高版本设计，主要用于开发Windows Store应用（UWP应用），异步编程：WinRT使用异步编程模式，适合移动设备和低功耗设备，跨设备支持：UWP应用可以在Windows PC、平板、Xbox、HoloLens等设备上运行，新的接口设计：基于COM（Component Object Model），通过语言绑定可以在C++、C#和JavaScript中使用。

6、.NET API：.NET提供了一组面向对象的高层API，通过C#、VB.NET等编程语言可以快速开发Windows应用，包括文件和数据流操作（System.IO）、网络通信（System.Net）、线程管理（System.Threading）、数据访问（System.Data）以及用于开发桌面应用程序的UI库（System.Windows.Forms和WPF）。

7、Windows Management Instrumentation (WMI)：提供了一组系统管理API，适合于系统监控、远程管理等应用，可以获取CPU、内存、磁盘、网络等系统信息，进行网络配置、服务管理、注册表操作以及监控系统事件（如进程启动、文件更改等）。

8、WinSock：Windows的网络编程API，遵循BSD Sockets标准，用于创建TCP/UDP连接，支持IPv4、IPv6、ICMP等协议，适合开发网络应用、客户端和服务器程序。

9、Windows Driver Model (WDM) 和 Windows Driver Frameworks (WDF)：用于开发Windows驱动程序，使应用程序可以直接与硬件通信，包括内核模式驱动程序（KMDF）和用户模式驱动程序（UMDF）的开发。

10、PowerShell：Windows的系统管理工具，可以通过脚本和命令行管理系统，PowerShell API允许在应用中嵌入PowerShell命令，执行文件操作、服务管理、进程管理等。

11、Windows Subsystem for Linux (WSL) API：允许在Windows上运行Linux环境，可以直接运行Linux二进制文件，适合开发人员运行Linux工具链，允许Windows和Linux应用共存于同一设备，尤其适用于Web开发和云环境。

12、Windows AI（WinML）：提供机器学习推理API，可以在Windows设备上本地执行机器学习模型，支持ONNX格式的模型，适用于图像分类、对象检测等AI场景，可以利用GPU提升模型推理性能。

Windows API 的使用步骤

1、包含所需的头文件：在使用Windows API之前，需要包含相应的头文件，如果要使用窗口相关的API，则需要包含“windows.h”头文件。

2、初始化Windows API：在开始使用Windows API之前，需要进行初始化操作，可以在WinMain函数中调用CreateWindow函数创建一个窗口，并在消息循环中处理窗口消息。

3、调用API函数：根据需要，可以调用各种Windows API函数，这些函数包括窗口操作函数（如CreateWindow、ShowWindow等）、消息处理函数（如GetMessage、DispatchMessage等）、文件操作函数、网络操作函数等。

4、处理返回值和错误：在调用API函数时，需要检查函数的返回值以判断操作是否成功，如果操作失败，可以调用GetLastError函数获取错误代码，并根据错误代码进行相应的处理。

5、清理资源：在使用完Windows API后，需要进行资源清理，以防止内存泄漏等问题。

Windows API 示例代码

以下是一个简单的Windows API示例代码，展示了如何使用C语言创建一个基本的窗口并响应消息：

#include <windows.h>
LRESULT CALLBACK WindowProc(HWND hwnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam) {
    switch (uMsg) {
        case WM_DESTROY:
            PostQuitMessage(0);
            return 0;
        default:
            return DefWindowProc(hwnd, uMsg, wParam, lParam);
    }
}
int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow) {
    const char CLASS_NAME[] = "Sample Window Class";
    WNDCLASS wc = {};
    wc.lpfnWndProc = WindowProc;
    wc.hInstance = hInstance;
    wc.lpszClassName = CLASS_NAME;
    RegisterClass(&wc);
    HWND hwnd = CreateWindowEx(0, CLASS_NAME, "Hello, Windows!", WS_OVERLAPPEDWINDOW, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, NULL, NULL, hInstance, NULL);
    if (hwnd == NULL) {
        return 0;
    }
    ShowWindow(hwnd, nCmdShow);
    MSG msg = {};
    while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0)) {
        TranslateMessage(&msg);
        DispatchMessage(&msg);
    }
    return 0;
}

这个示例程序展示了创建和显示一个基本窗口的过程，我们定义并注册一个窗口类，然后创建一个窗口并进入消息循环，窗口过程函数处理窗口的消息，例如销毁消息（WM_DESTROY）。

FAQs

1、Q: Windows API 是什么？

A: Windows API（Application Programming Interface）是Microsoft Windows平台的应用程序编程接口，其主要目的是让应用程序开发人员可以调用操作系统提供的一组例程功能，而无须考虑其底层的源代码实现及内部工作机制，API函数是构筑整个Windows框架的基石，它基于Windows的操作系统核心，上层是所有的Windows应用程序。

2、Q: Windows API 有哪些主要类别？

A: Windows API 的主要类别包括 Win32 API、User API、GDI、DirectX、Windows Runtime (WinRT) 和 Universal Windows Platform (UWP)、.NET API、Windows Management Instrumentation (WMI)、WinSock、Windows Driver Model (WDM) 和 Windows Driver Frameworks (WDF)、PowerShell、Windows Subsystem for Linux (WSL) API、Windows AI（WinML）等，每个类别都有其特定的功能和用途。

3、Q: 如何使用 Windows API 创建一个基本的窗口？

A: 使用 Windows API 创建一个基本的窗口需要以下步骤：包含所需的头文件（如 windows.h）、初始化 Windows API（通常在 WinMain 函数中调用 CreateWindow 函数创建一个窗口）、调用 API 函数（如 CreateWindow、ShowWindow 等）、处理返回值和错误（检查函数的返回值以判断操作是否成功，如果操作失败则调用 GetLastError 函数获取错误代码并进行相应处理）、清理资源（在使用完 Windows API 后进行资源清理以防止内存泄漏等问题）。