グローバル変数やstaticを使わずにウィンドウプロシージャからユーザー定義のクラスなどを利用する方法

Question

ご閲覧ありがとうございます。

前提・実現したいこと

Win32APIとC++でソフトウェアを作ろうとしています。
今はグローバル変数やstatic修飾子を使わずに設計できないかを試しています。

発生している問題・疑問

グローバル変数やstatic修飾子を一切使わない場合、ウィンドウプロシージャからはC++やwin32API標準の識別子以外不可視であると思います。

試したこと

■ウィンドウプロシージャに引数を追加する
WNDCLASS構造体が必要とするウィンドウプロシージャの型WNDPROCと型違いになる。

■ウィンドウプロシージャそのものを何らかのクラスのメソッドにする（例えばMyWindowクラスを定義してそのメソッドとする）
static修飾子を付加しない場合WNDCLASS構造体にウィンドウプロシージャのメソッド名を代入する部分でC3867非標準の構文となりました。
仕組み的にもシステムが使うであろうウィンドウプロシージャがインスタンスありきでは不都合に思えます。
staticを付記すれば動作しますが、これしか方法はないのでしょうか。

Comments

[y_waiwai]

質問は編集できます
追記修正しましょう

[tae255]

大変失礼しました。
間違って投稿してしまいました。
ご丁寧にありがとうございます。

Answer 1

※質問は閉じてしまいましたが、サンプルコードを書いていたので、せっかくなので放流させていただきます。

様々な方法があると思いますが、SetWindowLongPtrとGetWindowLongPtrを利用し、インデックスGWLP_USERDATAの位置にウィンドウ固有のユーザーデータ（へのポインタ）を格納して取り扱う例です。ここに収め、必要なときに参照することでウィンドウが生きている間、永続的に利用することができます。つまり、グローバル変数の代わりとして使えます。尚、GWL_USERDATAではくGWLP_USERDATAを使うことで32ビット、64ビットどちらのビルドでも対応できます。(GWL_USERDATAは32ビットのみ)

以下のサンプルでは独自クラスUserClassのインスタンスへのポインタを収め、WM_PAINTでのウィンドウ描画時にメンバー関数Incrementで値を更新し、画面に表示します。このコード上ではC言語/C++でのグローバル変数は使っていません。簡単なコードですので、ビルドして試してみてください。ウィンドウのサイズを変えると都度、WM_PAINTが発生し、再描画されるはずです。

#include <Windows.h>

#define WINDOWCLASSNAME     "MyWindowClass"

class UserClass {
public:
    UserClass()
        : v_(0) {
    }

    int Increment() {
        return ++v_;
    }

private:
    int v_;
};

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);

int APIENTRY wWinMain(_In_ HINSTANCE hInstance,
    _In_opt_ HINSTANCE hPrevInstance,
    _In_ LPWSTR    lpCmdLine,
    _In_ int       nCmdShow)
{
    UNREFERENCED_PARAMETER(hPrevInstance);
    UNREFERENCED_PARAMETER(lpCmdLine);

    WNDCLASSEXW wcex;
    wcex.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);
    wcex.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
    wcex.lpfnWndProc = WndProc;
    wcex.cbClsExtra = 0;
    wcex.cbWndExtra = 0;
    wcex.hInstance = hInstance;
    wcex.hIcon = NULL;
    wcex.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
    wcex.hbrBackground = (HBRUSH)(COLOR_WINDOW + 1);
    wcex.lpszMenuName = NULL;
    wcex.lpszClassName = TEXT(WINDOWCLASSNAME);
    wcex.hIconSm = NULL;

    RegisterClassExW(&wcex);

    HWND hWnd = CreateWindowW(TEXT(WINDOWCLASSNAME), L"Sample", WS_OVERLAPPEDWINDOW,
        0, 0, 320, 240, NULL, NULL, hInstance, NULL);

    if (!hWnd)
    {
        return FALSE;
    }

    UserClass* p = new UserClass();
    LONG_PTR ret = SetWindowLongPtr(hWnd, GWLP_USERDATA, (LONG_PTR)p);

    ShowWindow(hWnd, nCmdShow);
    UpdateWindow(hWnd);

    MSG msg;

    while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0))
    {
        TranslateMessage(&msg);
        DispatchMessage(&msg);
    }

    return (int)msg.wParam;
}

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
    switch (message) {
    case WM_PAINT:
        {
            PAINTSTRUCT ps;
            WCHAR s[256];
            HDC hdc = BeginPaint(hWnd, &ps);
            LONG_PTR p = GetWindowLongPtr(hWnd, GWLP_USERDATA);
            if (p != NULL) {
                UserClass* up = (UserClass*)(p);
                int v = up->Increment();
                wsprintfW(s, L"v=%d", v);
            }
            else {
                lstrcpyW(s, L"NONE");
            }
            DrawTextW(hdc, s, -1, &ps.rcPaint, DT_LEFT);
            EndPaint(hWnd, &ps);
        }
        break;

    case WM_DESTROY:
        {
            LONG_PTR p = GetWindowLongPtr(hWnd, GWLP_USERDATA);
            if (p != NULL) {
                UserClass* up = (UserClass*)p;
                delete up;
            }
            PostQuitMessage(0);
        }
        break;

    default:
        return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
    }

    return 0;
}

Comments

[dodox86]

サンプルコード中、ポインタのキャスト部分は少々雑だったかもしれません。製品に使うようなコードではC++での厳格なキャストを使うことを検討して良いと思います。

[fana]

> Remarks
> Certain window data is cached, so changes you make using SetWindowLongPtr will not take effect until you call the SetWindowPos function.

という話がちょっとだけ気になりますね．
GWLP_USERDATA が "Certain window data" に当てはまるのかどうか不明ですが．

[dodox86]

SetWindowPos APIで影響せしめる部分は何となくウィンドウスタイル、GWL_EXSTYLEの部分でありそうですが、明言している訳でもなさそうで、確かに不明、ではありますね。

[fana]

SetWindowPos側の説明：

> If you have changed certain window data using SetWindowLong, you must call SetWindowPos for the changes to take effect. Use the following combination for uFlags: SWP_NOMOVE | SWP_NOSIZE | SWP_NOZORDER | SWP_FRAMECHANGED.

の，SWP_FRAMECHANGED の存在あたりから，スタイルあたりの話だろうとは推定できるのですが，こっちでも "certain window data" という記述で，何故か明言はしてくれてはいない様子．

[fana]

それはそれとして，単品のポインタを扱うならば，
SetProp/GetProp よりもこちらの方が（文字列をキーにして探してくるような処理がなさそうなので）良さそうですね．

[tae255]

ご回答いただきありがとうございます！
気づかずにすみませんでした。

様々な方法があるのですね…！
ご紹介いただいた関数はとても便利な方法ですね、早速試してみたいと思います。

[fana]

> SetProp/GetProp よりもこちらの方が ...(略)... 良さそう

という理由から，高評価を押しました．
（質問者様におかれましても，試された結果としてこちらの方が良い感じであったならばベストアンサーの付け替えを成されるとよろしいかと）

Answer 2

ウィンドウハンドルと何かを紐づける手段　として　SetProp というAPIがあります．
これを使って何かしらのポインタ値を登録しておき，ウィンドウプロシージャ内で GetProp で取り出して使うという方法があります．

（ポインタ値を登録するのは，「HANDLE型のサイズ≧ポインタのサイズ」を暗黙的に前提としている形になるので，その点に微妙さはあるかも？）

Comments

[fana]

HANDLE型に何かしらの仕様的な保証みたいなのがあるのかどうかは知らないけども，
HANDLE型の具体実装が void* であるうちはとりあえず大丈夫だろう，的な…

[fana]

CreateWindow()の引数由来で WM_CREATE のパラメタから解決する手もあったと思うが，
それだと，その値をウィンドウプロシージャが static 変数に覚えとく形になるだろうから，本件ではアウトなのかも（staticはダメ，ということなので）．

[tae255]

ご回答ありがとうございます。
その様な方法があるとは知りませんでした！
調べてやってみます、ありがとうございます。

[tae255]

WM_CREATEのパラメタの件もはじめて知りました。こちらも別のプロジェクトで試してみます、ご丁寧にありがとうございます。

[fana]

staticメンバを使っていいならば，

> ウィンドウプロシージャそのものを何らかのクラスのメソッドにする

のクラスのstaticメンバで　ウィンドウハンドル→インスタンス　を解決すればいい．

[tae255]

重ね重ねありがとうございます！
疑問の解決とやりたい事はできました。
やっていて思ったのですが、staticやグローバル変数の無暗な多用が戒められるのであって、全く使わないというのも却って無駄な実装になりそうですね…。
「こうすればいいコード」という魔法のような答えはなくて、個々の事案についてちゃんと考える必要がある感じですしょうか…奥が深いです。

[fana]

クラスのprivateなstaticメンバとかは，まさに本件のような場面で使うと良いものだと思います．

Answer 3

https://sourceforge.net/projects/wtl/
WTLとかを参考にすると良いかも。

Comments

[tae255]

ご回答ありがとうございます。
全く知りませんでした、参考にしてみます。

Answer 4

可能です。すべての変数を関数内で定義すればいい。

Comments

[tae255]

ご回答ありがとうございます。
なるほど…。
おかげさまで自分の疑問がより具体的に言語化できます、ありがとうございます。