windows自身 c语言

1. 使用 C 语言为 Windows 平台开发应用程序：这是最常见的情况，程序员使用 C 语言和 Windows 提供的 SDK（软件开发工具包）来创建在 Windows 上运行的可执行文件（.exe, .dll 等）。
2. Windows 操作系统本身是用 C 语言编写的：这是更深层次的事实，即 Windows 内核和其核心组件的开发语言。

我会从这两个层面展开,并为你提供清晰的解释、示例和学习路径。

使用 C 语言为 Windows 开发应用程序

这是绝大多数开发者关心的内容,你将学习如何使用 C 语言调用 Windows 提供的函数（API）来创建图形界面、操作文件、处理网络等。

核心概念：Windows API (Win32 API)

Windows 操作系统提供了一套庞大的函数、结构体和宏，统称为 Windows API (WinAPI)，这套 API 是 C 语言风格的，因此可以直接在 C 程序中调用，它是你与 Windows 操作系统进行交互的唯一途径。

• 函数：如 CreateFile（创建/打开文件）、CreateWindowEx（创建窗口）、MessageBox（显示消息框）。
• 结构体：如 MSG（消息结构）、WNDCLASS（窗口类结构）。
• 宏：如 IDC_ARROW（光标样式）、WS_OVERLAPPEDWINDOW（窗口样式）。

开发环境准备

你需要一个 C 语言编译器和一个开发环境，最经典和最直接的选择是：

• Visual Studio (推荐)：微软官方的 IDE，对 Windows 开发支持最好，安装时选择 “使用 C++ 的桌面开发” 工作负载，它包含了 C/C++ 编译器和 Windows SDK。
• MinGW (Minimalist GNU for Windows)：将 GCC (GNU Compiler Collection) 移植到 Windows 平台的工具链，你可以配合轻量级的编辑器（如 VS Code）使用。
• Windows SDK (Software Development Kit)：包含了头文件（.h）、库文件（.lib）、工具和文档，Visual Studio 已经默认包含了它。

经典示例：一个 "Hello, Windows!" 窗口

下面是一个使用纯 C 语言和 Win32 API 创建窗口并显示消息框的最简示例，这个例子能让你直观地感受到 Windows 程序的基本结构。

代码 (hello_win.c):

#include <windows.h> // 包含所有 Windows API 的头文件
// 窗口过程函数的声明
LRESULT CALLBACK WindowProc(HWND hwnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam);
int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow) {
    // 1. 注册窗口类
    const wchar_t CLASS_NAME[] = L"Sample Window Class";
    WNDCLASS wc = { };
    wc.lpfnWndProc = WindowProc;           // 窗口过程函数的地址
    wc.hInstance = hInstance;              // 当前实例句柄
    wc.lpszClassName = CLASS_NAME;         // 窗口类名
    // 注册窗口类
    RegisterClass(&wc);
    // 2. 创建窗口
    HWND hwnd = CreateWindowEx(
        0,                              // 扩展窗口样式
        CLASS_NAME,                     // 窗口类名
        L"你好，Windows世界！",          // 窗口标题
        WS_OVERLAPPEDWINDOW,            // 窗口样式
        CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT,    // x, y 坐标
        800, 600,                       // 宽度, 高度
        NULL,                           // 父窗口句柄
        NULL,                           // 菜单句柄
        hInstance,                      // 实例句柄
        NULL                            // 额外创建参数
    );
    if (hwnd == NULL) {
        return 0;
    }
    // 3. 显示窗口
    ShowWindow(hwnd, nCmdShow);
    // 4. 消息循环
    MSG msg = { };
    while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0)) {
        TranslateMessage(&msg); // 翻译键盘消息
        DispatchMessage(&msg);  // 将消息发送到窗口过程函数
    }
    return 0;
}
// 窗口过程函数：处理发送到该窗口的所有消息
LRESULT CALLBACK WindowProc(HWND hwnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam) {
    switch (uMsg) {
        case WM_DESTROY: // 当窗口被销毁时
            // 显示一个消息框
            MessageBox(hwnd, L"窗口即将关闭！", L"提示", MB_OK | MB_ICONINFORMATION);
            // 向系统发出退出程序的信号
            PostQuitMessage(0);
            return 0;
        case WM_PAINT: // 当窗口需要重绘时
        {
            PAINTSTRUCT ps;
            HDC hdc = BeginPaint(hwnd, &ps);
            // 在这里进行绘图操作
            FillRect(hdc, &ps.rcPaint, (HBRUSH)(COLOR_WINDOW + 1));
            EndPaint(hwnd, &ps);
            return 0;
        }
    }
    // 对于我们没有处理的任何消息，调用默认的窗口过程
    return DefWindowProc(hwnd, uMsg, wParam, lParam);
}

如何编译和运行 (使用 Visual Studio):

1. 打开 Visual Studio，创建一个新的 "Windows 桌面应用程序" 项目（即使你选 C++，它也能完美编译 C 代码）。
2. 将上面的代码复制到主源文件（如 hello_win.c）中。
3. 按下 F5 或点击“本地 Windows 调试器”按钮进行编译和运行。

你将看到一个标题为“你好，Windows世界！”的窗口，当你关闭它时，会弹出一个消息框。

Windows 操作系统本身是用 C 语言编写的

这个层面更接近系统底层,Windows 操作系统的核心，也就是我们常说的内核，主要是用 C 语言编写的。

为什么是 C 语言？

C 语言被誉为“系统编程的王者”，原因如下：

• 高效：C 语言允许直接操作内存和硬件，生成的代码执行效率极高，这对于操作系统这种需要极致性能的软件至关重要。
• 接近底层：C 语言能够很好地映射到机器指令，提供了对硬件的精细控制能力。
• 可移植性（相对）：虽然不如 Java 或 Python 那样“一次编写，到处运行”，但 C 代码可以通过修改少量代码（主要是硬件相关的部分）移植到不同的 CPU 架构（如 x86, ARM）上，Windows 正是利用这一点，从 x86 平台扩展到了 ARM64 平台。
• 历史悠久，生态成熟：在 C++ 成为主流之前，操作系统开发几乎都是 C 语言的天下。

Windows 内核的主要组件

Windows 内核是一个非常复杂的系统，它由多个核心模块组成，其中大部分代码都是 C 语言。

• 内核：最核心的部分，负责线程调度、内存管理、中断处理、同步等最基础的服务，它运行在最高特权级（Ring 0）。
• 设备驱动程序：让操作系统能与硬件（如显卡、网卡、硬盘）通信的软件，Windows 内核中包含了大量的驱动程序，它们也是用 C 语言（和一些 C++）编写的。
• 执行体：构建在内核之上，提供了更高级的服务，如对象管理、安全引用监控、进程和线程管理。
• 硬件抽象层：隐藏了不同硬件平台的差异，为上层提供一个统一的接口，这使得 Windows 可以运行在不同品牌的硬件上。

C++ 在 Windows 内核中的角色

虽然 C 是主力，但现代 Windows 内核也大量使用了 C++。

• 驱动程序模型 (WDM, WDF)：新的驱动程序框架大量使用 C++ 的面向对象特性，使得驱动程序的开发更加结构化和安全。
• 管理工具和用户态组件：许多系统管理工具和用户态服务（如 Windows Shell）使用 C++ 和 .NET 开发，但它们与内核的交互仍然是通过 C 风格的 API 完成的。

总结一下：Windows 内核的骨架和性能关键部分是用 C 语言构建的，而一些更复杂的、面向对象的模块（尤其是驱动程序）则采用了 C++。

学习路径建议

如果你对“Windows 自身 C 语言”感兴趣，可以遵循以下路径：

1. 打好 C 语言基础：确保你熟练掌握 C 语言的指针、结构体、函数、内存管理等核心概念。
2. 学习 Win32 API 编程：
   • 从最简单的窗口程序开始,理解 WinMain、RegisterClass、CreateWindow、ShowWindow 和消息循环 (GetMessage)。
   • 学习处理用户输入（鼠标、键盘）。
   • 学习文件 I/O (CreateFile, ReadFile, WriteFile)。
   • 学习进程和线程管理 (CreateProcess, CreateThread)。
   • 推荐书籍：《Windows 程序设计》（Charles Petzold 著，经典中的经典）。
3. 了解 Windows 内核基础：
   • 阅读一些关于 Windows 内核架构的介绍性文章或书籍（如《Windows Internals》）。
   • 了解什么是内核模式、用户模式，什么是句柄、对象。
   • 可以尝试使用 WinDbg (Windows Debugger) 等工具来观察系统行为，但这属于高级主题。
4. 深入驱动程序开发 (可选)：
   • 如果你对硬件和底层感兴趣,可以学习 Windows Driver Model (WDM) 或 Windows Driver Framework (WDF)。
   • 这需要非常扎实的 C 语言和操作系统知识，并且有一定的门槛。

希望这个详细的解释能帮助你理解“Windows 自身 C 语言”的方方面面！从应用开发到系统内核，C 语言都在其中扮演着至关重要的角色。