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使用XCB编写X Window程序（02）：在窗口中绘图
在上一篇中，我展示了怎么连接X服务器以及怎么创建一个窗口。创建窗口是编写GUI程序的根本。在GUI编程中还有另外两个重点，其一是事件处理，其二是在窗口中绘图。这一篇中，将展示如何使用XCB在窗口中进行绘图。
先看一个示例代码及其运行效果，代码如下：
1 #include <stdlib.h> 2 #include <stdio.h> 3 4 #include <xcb/xcb.h> 5 6 int 7 main () 8 { 9 /* geometric objects */ 10 xcb_point_t points[] = { 11 {40, 40}, 12 {40, 80}, 13 {80, 40}, 14 {80, 80}}; 15 16 xcb_point_t polyline[] = { 17 {200, 40}, 18 { 20, 80}, /* rest of points are relative */ 19 {100,-80}, 20 {40, 40}}; 21 22 xcb_segment_t segments[] = { 23 {400, 40, 560, 120}, 24 {440, 100, 520, 240}}; 25 26 xcb_rectangle_t rectangles[] = { 27 { 40, 200, 160, 80}, 28 { 320, 200, 40, 160}}; 29 30 xcb_arc_t arcs[] = { 31 {40, 400, 240, 160, 0, 90 << 6}, 32 {360, 400, 220, 160, 0, 270 << 6}}; 33 34 35 /* Open the connection to the X server */ 36 xcb_connection_t *connection = xcb_connect (NULL, NULL); 37 38 /* Get the first screen */ 39 xcb_screen_t *screen = xcb_setup_roots_iterator (xcb_get_setup (connection)).data; 40 41 /* Create black (foreground) graphic context */ 42 xcb_drawable_t window = screen->root; 43 xcb_gcontext_t gc = xcb_generate_id (connection); 44 uint32_t mask = XCB_GC_FOREGROUND | XCB_GC_GRAPHICS_EXPOSURES; 45 uint32_t values[2] = {screen->black_pixel, 0}; 46 47 xcb_create_gc (connection, gc, window, mask, values); 48 49 50 /* Create a window */ 51 window = xcb_generate_id (connection); 52 53 mask = XCB_CW_BACK_PIXEL | XCB_CW_EVENT_MASK; 54 values[0] = screen->white_pixel; 55 values[1] = XCB_EVENT_MASK_EXPOSURE; 56 57 xcb_create_window (connection, /* connection */ 58 XCB_COPY_FROM_PARENT, /* depth */ 59 window, /* window Id */ 60 screen->root, /* parent window */ 61 0, 0, /* x, y */ 62 800, 600, /* width, height */ 63 10, /* border_width */ 64 XCB_WINDOW_CLASS_INPUT_OUTPUT, /* class */ 65 screen->root_visual, /* visual */ 66 mask, values ); /* masks */ 67 68 69 /* Map the window on the screen and flush*/ 70 xcb_map_window (connection, window); 71 xcb_flush (connection); 72 73 74 /* draw primitives */ 75 xcb_generic_event_t *event; 76 while ((event = xcb_wait_for_event (connection))) { 77 switch (event->response_type & ~0x80) { 78 case XCB_EXPOSE: 79 /* We draw the points */ 80 xcb_poly_point (connection, XCB_COORD_MODE_ORIGIN, window, gc, 4, points); 81 82 /* We draw the polygonal line */ 83 xcb_poly_line (connection, XCB_COORD_MODE_PREVIOUS, window, gc, 4, polyline); 84 85 /* We draw the segments */ 86 xcb_poly_segment (connection, window, gc, 2, segments); 87 88 /* draw the rectangles */ 89 xcb_poly_rectangle (connection, window, gc, 2, rectangles); 90 91 /* draw the arcs */ 92 xcb_poly_arc (connection, window, gc, 2, arcs); 93 94 /* flush the request */ 95 xcb_flush (connection); 96 97 break; 98 default: 99 /* Unknown event type, ignore it */100 break;101 }102 103 free (event);104 }105 106 return 0;107 }
运行效果如下图：
下面，对以上GUI绘图的程序进行分析：
1、任何绘图程序，无论使用的是Win32 API，还是Java Swing，都离不开GC和DC的概念，使用XCB编写窗口程序也是如此。这两个概念，一个代表了图怎么绘，一个代表了图绘在哪里。由于绘图时需要指定太多的信息，比如画笔的粗细、线型、前景色、背景色等等，如果把这些信息统统作为参数传递给绘图函数，就会产生两个问题：一是调用这些函数太复杂，二是效率太低。所以，目前所有主流的GUI库都采用了一致的做法，那就是把这些信息组织成一个context，我们称之为graphic context，可简称gcontext或GC。DC可以认为是绘图时所用的画布，我们可以直接把图绘到屏幕上，也可以把图绘到窗口中，当然，也可以绘到控件中（因为控件的本质也是窗口）。在面向对象的编程语言中，可以绘图的组件往往都继承自Drawable。在XCB中，从绘图函数的签名可以看出，它仍然将绘图的目标称为drawable，虽然它只是一个id。
2、什么时候绘图。理论上讲，任何时候都可以调用绘图函数。但是从实践上来讲，所有的GUI程序都是在窗口重绘的事件中调用绘图函数。窗口重绘事件，有的叫onPaint，有的叫onDraw，XCB中比较奇怪，叫EXPOSE。不管叫什么，其道理是一样的。那就是当窗口初次显示、从隐藏到显示或窗口内容需要刷新时，都会触发该事件，所以在处理该事件的代码中调用绘图函数是最好的，既可以保证我们看到绘图的结果，又兼顾效率（窗口不可见时绘图函数不用执行，窗口不变化时绘图函数也不用执行）。MVC模式也是构建在这样的基础之上，将数据与显示分离，数据可以随时被操作，但是绘图只在窗口重绘时进行。
3、调用绘图函数。这个不需要多讲，因为几乎所有的绘图函数都是自解释的，看到函数名，就知道它要进行什么操作。
在XCB中，创建GC可以通过xcb_create_gc()函数进行，创建窗口可以通过xcb_create_window()函数进行。在这两个函数中，都有一个比较奇怪的模式，那就是通过一个mask和value数组来设定GC和窗口的具体信息。在上一篇中，创建的窗口没有背景，而这一篇中，窗口具有白色背景，就是因为这里调用xcb_create_window时，在其mask参数中指定了XCB_CW_BACK_PIXEL。
借助于ctags和Vim的taglist.vim插件，可以非常方便地查看这些mask的取值及其意义，只需按下Ctrl+]就可以跳到相应的定义处。如下两图，是enum xcb_gc_t中定义的一系列XCB_GC_***：
再下面两个图，是创建窗口是可以用到的mask值：
这些枚举都有很详细的注释，所以我就不在这里啰嗦了。libxcb的头文件中的注释，本身就是一种很好的学习资料，不是吗？
（京山游侠于2014-07-05发布于博客园，转载请注明出处。）