在Win32程序中添加控制台窗口方法汇总

XDE（Xanavi Development Enveriment）的在PC机上运行的时候，除了模拟导航仪屏幕的对话框窗口外，还有一个用来协助调试的控制台（console）窗口。这个console窗口可以用来输入调试命令，也可以进行打屏输出以观察程序的运行状态，非常方便。这样做有两个好处：一、console窗口的输入输出速度比一般的windows窗口要快；二、console窗口的输入输出不会对消息流产生影响（你知道，就像dos窗口不知道消息的存在一样，console 窗口也具有这样的特性），而在一般的windows窗口上进行输入输出时，会打乱原有的消息流（因为会有一大堆的像WM_PAINT、WM_GETFOCUS这样与鼠标、焦点、键盘、刷新相关的消息产生）。对于调试与消息相关的程序来说（比如像XDE这样拥有自己消息控制的程序），console这样的特性是非常重要的。

在windows系统下使用C/C++编程的时候，我们一般会有两种选择，一个是做成类似DOS字符界面样式的程序（这就是console程序），这种程序的入口函数是main（对于UNICODE则是wmain），另一种是做成win32窗口程序，这样的程序会产生标准的windows 窗口，它的入口函数是WinMain 。一般来讲，一个win32的窗口程序在默认状态下是不会产生console窗口的。

但是，对于一个win32窗口程序，我们可以在运行期间给这个程序添加一个控制台窗口。有几个win32的API是用来实现这个功能的：AllocConsole，FreeConsole以及与Console相关的Get和Set系列函数。AllocConsole用来产生一个窗口，FreeConsole用来销毁它。下面我们来具体地看看每一个函数的作用。

与Console窗口相关的API函数介绍：

BOOL AllocConsole(void)

这个函数为调用它的进程产生一个console窗口，如果成功，就返回非0值；否则，返回0。要注意的是，每个进程最多只有拥有一个console的窗口（但多个进程可能同时拥有一个console窗口，比如子进程可以共享父进程的console窗口），如果这个进程已经有一个console窗口了，那么再调用AllocConsole的时候它会返回0。

BOOL FreeConsole(void)

销毁进程所拥有的console窗口（如果这个console是被多个进程共同拥有，那么它不会被Free掉，但是调用此函数的进程将无法再访问到这个console了）。成功返回非0值，否则返回0 。

HANDLE GetStdHandle(

DWORD nStdHandle

);

nStdHandle：取STD_INPUT_HANDLE、STD_OUTPUT_HANDLE、STD_ERROR_HANDLE 三个值中的一个。

STD_INPUT_HANDLE：标准输入设备句柄

STD_OUTPUT_HANDLE：标准输出设备句柄

STD_ERROR_HANDLE：标准错误输出设备句柄。

这个函数用来获取标准输入、输出、错误输出设备的句柄。这些句柄是某些console相关的函数上会用到，比如下面几个函数。

BOOL WriteConsole(

HANDLE hConsoleOutput, // 控制台窗口输出句柄

const VOID* lpBuffer, // 需要输出的字符所在的buffer address

DWORD nNumberOfCharsToWrite, // 需要输出的字符个数

LPDWORD lpNumberOfCharsWritten, // 实际被输出的字符个数

LPVOID lpReserved // 保留用，必须为NULL

);

这个函数用来向console窗口的输入缓冲区中写入字符串。

BOOL WriteConsoleInput(

HANDLE hConsoleInput, // 控制台窗口输出句柄

const INPUT_RECORD* lpBuffer, // 需要输出的字符所在的buffer address

DWORD nLength, // 需要输出的字符个数

LPDWORD lpNumberOfEventsWritten // 实际被输出的字符个数

);

功能与上一个函数类似，只是它不写入缓冲区而是直接写到输出设备上。

BOOL ReadConsole(

HANDLE hConsoleInput, // 控制台窗口输入句柄

LPVOID lpBuffer, // 需要输入的字符存放的buffer address

DWORD nNumberOfCharsToRead, // 需要输入的字符个数

LPDWORD lpNumberOfCharsRead, // 实际被输入的字符个数

LPVOID lpReserved // 保留用，必须为NULL

);

这个函数用来从console窗口的输入字符。

BOOL ReadConsoleInput(

HANDLE hConsoleInput, // 控制台窗口输入句柄

PINPUT_RECORD lpBuffer, // 需要输入的字符存放的buffer address

DWORD nLength, // 需要输入的字符个数

LPDWORD lpNumberOfEventsRead // 实际被输入的字符个数

);

功能与上一个函数类似，如果输入函数中包含除键盘之外的输入事件（如窗口的大小变化、鼠标事件）时，用ReadConsole 无法读入，只能使用ReadConsoleInput 读入。

虽然使用这几个API可以为win32产生一个控制台窗口，并在这个窗口中进行输入和输出。但是仅仅这样做的话，便不能使用标准C函数库的输入输出系列的函数（如printf、scanf、gets等），而只能使用WriteConsole这类win32函数向这个窗口进行输出，使用ReadConsole这类win32函数来从控制台窗口得到输入。但是这样会有一些问题：最重要的是WriteConsole、ReadConsole等几个函数没有printf系列的函数那样方便灵活，因为它们不能像printf系列函数那样对字符串进行格式化，而且WriteConsole、ReadConsole等几个函数的输入参数使用起来也不那么方便，比如要得到控制台窗口的句柄等等。另外，对于构建在系统的上层的部分（如HMI）来说，使用标准C是一个很重要的选择――这样HMI层（包括它的调试代码部分）才能与平台无关。所以我们需要将标准C的输入输出流与生成的控制台窗口绑定到一起去，或者说，把标准C的输入输出流重定向到用AllocConsole生成的控制台窗口中去。

标准C的输入输出在内部是使用stdin、stdout、stderr来进行的。这三者实际上是三个FILE *类型的指针。这三个指针所指向的三个FILE类型的数据存储着标准输入输出流的对

象（即从何处输入，输出到何处）的信息。通常情况下，stdin绑定在键盘设备上，stdout、stderr则绑定在标准输出屏幕。当我们需要将标准C的输入输出进行重定向的时候，就需要将它们（可以看作是标准C的输入输出句柄）与Alloc出来的控制台窗口的句柄联系起来，使得在使用标准C的IO库函数时，这些函数在内部最终把输入输出动作转交给了Win32的API来做。

输入输出重定向需要用到VC运行时函数库提供的_open_osfhandle()函数（使用这个函数打开的文件要用_close来关闭），先来介绍一下这个函数：

int _open_osfhandle (

intptr_t osfhand le, // 操作系统的文件句柄

int flags //

);

flags参数可以用下面几个值：

●_O_APPEND：Positions a file pointer to the end of the file before every write operation.

●_O_RDONL Y：Opens the file for reading only.

●_O_TEXT ：Opens the file in text (translated) mode.

重定向的步骤用代码表示是这样的：

//将STDOUT 重定向到console

lStdHandle = (long)GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE);

hConHandle = _open_osfhandle(lStdHandle, _O_TEXT);

fp = _fdopen( hConHandle, "w" );

*stdout = *fp;

setvbuf( stdout, NULL, _IONBF, 0 );

// 将STDIN重定向到console

lStdHandle = (long)GetStdHandle(STD_INPUT_HANDLE);

hConHandle = _open_osfhandle(lStdHandle, _O_TEXT);

fp = _fdopen( hConHandle, "r" );

*stdin = *fp;

setvbuf( stdin, NULL, _IONBF, 0 );

//将STDERR重定向到console

lStdHandle = (long)GetStdHandle(STD_ERROR_HANDLE);

hConHandle = _open_osfhandle(lStdHandle, _O_TEXT);

fp = _fdopen( hConHandle, "w" );

*stderr = *fp;

setvbuf( stderr, NULL, _IONBF, 0 );

这样标准C的输入输出就重定向到Alloc出来的Console窗口中了，可以使用printf等进行输入和输出操作。

后记：

一般使用控制台进行调试的时候，控制台输入输出需要另外启动一个线程来进行操作，这样才不会影响到被调试的程序。其它线程在使用控制台进行信息输入输出的时候，也要稍微地注意避免出现线程之间的race condition 。

附件中有一个例子程序（Win32Console.rar），以最简单的形式演示了上述的方法，程序运行后的界面如下图所示：

说明：程序在CWin32ConsoleDlg::OnInitDialog中用RedirectIOToConsole函数生成一个控制台并将标准C的输入输出重定向到这个console窗口上。然后再启动一个以ThreadProc 函数为招待代码的线程不断地处理输入，使console窗口中出符SIM>字样的提示符。“测试

“按钮的处理函数中则使用printf函数来打印一些信息。