模拟时钟应用程序

案例五模拟时钟应用程序以实例为背景学习基于MFC的WINDOWS应用程序设计，编写一个模拟时钟程序，此程序在屏幕左边有一个指针式钟面，右方有两个矩形框，上面以数字方式显示日期和时间，该时间应与指针显示的时间一致，下方的矩形框作为秒表。

用菜单选项或按钮设置时间和秒表。

时间不必与机器系统时间相同，可任意设置。

模拟时钟示意图1 编程要求（1）为该程序设计一个美观大方的图标。

（2）程序界面设计合理，色彩得体大方，显示正确。

（3）时针、分针和秒针形象美观，即使各指针重合也可辨认。

（4）各指针运动规律正确。

为便于演示，时钟速度应比实际时间快20倍，即1小时相当于3分钟。

（5）数字式时钟的时间显示与指针式时钟显示一致。

（6）按下设置时间按钮或菜单项可弹出一对话框，用于设置当前的时间和日期。

（7）按下秒表控制按钮后，秒表显示窗中显示从0开始的时间，单位为百分之一秒。

再次按下秒表控制按钮后计时停止，该窗口显示累计时间。

2 问题分析本题主要涉及到的知识点有：时钟指针运动算法、屏幕重绘方法、定时器消息、鼠标消息、菜单命令、对话框、画笔/画刷、显示文字等。

指针运动算法和屏幕重绘方法是本程序主要难点所在。

不论何种指针，每次转动均以π/30弧度（一秒的角度）为基本单位，且都以表盘中心为转动圆心。

计算指针端点（x, y）的公式如下：x =圆心x坐标+ 指针长度* cos (指针方向角)y =圆心y坐标+ 指针长度* sin (指针方向角)注意，指针长度是指自圆心至指针一个端点的长度（是整个指针的一部分），由于指针可能跨越圆心，因此一个指针需要计算两个端点。

三个指针的运动是相关联的，秒针转一圈引起分针运动一格，分针转一圈引起时针运动一格，因此应该使用一个定时器消息来处理指针的运动。

若用三个定时器消息分别处理时针、分针和秒针的运动，就会使问题复杂化且不易实现三个指针联动的正确规律。

采用一个定时器消息可以很容易实现指针联动算法。

由于屏幕的重绘速度很快（50 ms一次），如果采用全屏删除式重绘则闪烁十分明显，显示效果不佳。

本程序采用非删除式重绘，假定指针将要移动一格，则先采用背景色（这里是白色）重绘原来指针以删除原来位置的指针，再采用指针的颜色在当前位置绘制指针；如果指针没有动，则直接绘制指针。

另外，秒表需要采用单独的定时器消息控制。

3 实现步骤（1）用AppWizard生成一个名为Clock的单文档（SDI）程序框架。

为了简化应用程序，在第四步时去掉Docking toolbar和Initial status bar选择项，其他各选项均可用缺省设置。

（2）编辑项目的菜单资源，在主框架窗口的主菜单（IDR_MAINFRAME）中添加一个名为“时钟控制”的下拉菜单。

在“时钟控制”菜单中添加三个菜单选项“启动时钟”、“停止时钟”和“时间设置”。

并在菜单属性项中设定“启动时钟”菜单的ID标号为ID_START，“停止时钟”菜单的ID标号为ID_STOP，“时间设置”菜单的ID标号为ID_SETTIME。

为了简化菜单，可删除系统原有的“文件”、“编辑”菜单项。

（3）利用ClassWizard为视图类添加菜单命令处理函数。

进入ClassWizard的Message Maps选项卡，选择Class Name项为CClockView 类，在Object IDs列表框中分别选择新添加的菜单选项的ID，在Messages列表框中选择COMMAND，按下Add Function按钮添加成员函数。

ClassWizard会为“启动时钟”、“停止时钟”和“时间设置”菜单选项添加相应的消息响应函数OnStart ( )、OnStop ( )和OnSettime ( )。

（4）利用ClassWizard为视图类添加定时器和鼠标消息处理函数。

进入ClassWizard的Message Maps选项卡，选择Class Name项为CClockView类，在Messages列表框中分别选择定时器消息WM_TIMER 和鼠标消息WM_LBUTIONDOWN，按下Add Function按钮添加成员函数。

ClassWizard会添加相应的定时器和鼠标消息响应函数OnTimer和OnLButtonDown。

（5）使用Developer Studio菜单的Insert / Resource…选项调出Insert Source对话框，为项目添加新的对话框资源。

在对话框属性中，修改对话框名为“时间设定”。

在对话框中增加用来输入年、月、日、时、分、秒的编辑框控件，如下图所示。

对话框通过控件属性，将年、月、日、时、分、秒等编辑控件的ID改为IDC_YEAR、IDC_MONTH、IDC_DAY、IDC_HOUR、IDC_MINUTE 和IDC_SECOND。

（6）设计好这个对话框模板后，利用ClassWizard自动建立对话框类。

进入ClassWizard后，它会发现已建立的对话框模板资源，并弹出一个对话框询问是否要为该对话框模板建立类。

按下“OK”按钮，会弹出New Class对话框，在Name栏填写对话框类的名称CSetTimeDlg 后按“OK”按钮，即可为对话框创建一个对应的类。

（7）利用ClassWizard为对话框类添加与各控件对应的数据成员。

选择MemberVariables选项卡，确保Class Name项为对话框CSetTimeDlg 类，然后在选项卡下方的窗口中选择各控件的ID并按下“Add Variable…”按钮，为其添加对应成员变量，如表11.4所示。

表11.4 编辑控件属性最后一列为变量取值范围。

（8）编辑工程的图标资源，在Resource View选项窗口中修改Icon 结点所包含的主框架图标（IDR_MAINFRAME），修改标准图标（32像素×32像素）及小图标（16像素×16像素），从而为该程序设计一个美观大方的图标。

（9）完成以上工作后，即可修改程序框架，添加必要的代码。

4 程序清单按以下步骤向视图类（CClockView）添加下列数据成员及成员函数。

(1) 添加表示年、月、日、时、分、秒的变量。

int year;int month;int day;int hour;int minute;int second;(2) 添加秒表的计数变量。

int watch;(3) 添加时钟的画笔及画刷变量。

CPen m_HouPen, m_MinPen, m_SecPen; // 各种针的画笔CBrush m_MarkBrush; // 表盘标记的画刷(4) 添加时钟控制变量。

CPoint m_Center; // 表的中心double m_Radius; // 表的半径CPoint m_Hour [2], m_OldHour [2]; // 时针当前及前一次位置CPoint m_Minute [2], m_OldMin [2]; // 分针当前及前一次位置CPoint m_Second [2], m_OldSec [2]; // 秒针当前及前一次位置(5) 添加秒表的两个按钮位置变量。

CRect m_WatchStart;CRect m_WatchStop;(6) 添加两个函数，计算时钟各指针位置。

void SetClock (int hour, int minute, int second);CPoint GetPoint (int nLenth, int nValue);(7) 在视图类构造函数中增加初始化语句：然后添加下列代码：在OnDraw函数中添加下面代码：// 用白色覆盖原位置时针请注意将表示时间的整数转换为CString 字符串类型的方法以及秒表的显示方法。

另外，watch 计数器以1/100秒为计数单位，每达到100则秒数加1。

u 按照下列步骤增加时钟控制代码：①修改Onstart和OnStop函数，设置时钟运动消息。

按比正常时钟快20倍的假定，50ms产生一个消息。

其代码为：②修改OnTimer函数，正确计算并处理年、月、日、时、分、秒等变量的联动变化，其代码为：③ 添加时间设置对话框代码。

首先在ClockView. cpp 文件头部添加下列语句： #include “SetTimeDlg. H”在时间设定对话框类的构造函数中，做如下修改，将初始日期设为2010-7-10：最后，在OnSettime函数中添加代码如下：至此，除秒表外，时钟部分程序设计完成。

u 按以下步骤设计秒表控制程序：在OnLButtonDown函数中增加下列内容，以便响应单击秒表启动、停止框所发出的消息：程序运行：下图显示了模拟时钟运行的情况。

“启动”和“停止”框控制秒表，时钟用菜单控制。

本题采用标准的SDI程序结构，完全利用视图类实现了这一程序。

利用定时器消息控制时钟运动是本程序的出发点。

利用一个定时器控制时钟，易于实现指针联动规律。

计算指针位置利用了坐标变换和三角函数的知识。

本程序一个较难处理的地方是屏幕重绘，由于完全在OnDraw 函数中实现，因此限制较多。

本程序采取了先覆盖，再重绘的方法。

模拟时钟示意图本程序由于完全在OnDraw函数中实现，因此屏幕重绘较为麻烦。

如果在OnDarw函数中采用“异或”屏幕重绘方式，在程序窗口最大、最小化及移出屏幕时，会显示异常。

解决这一问题较理想的方式是在定时器处理函数OnTimer中采用“异或”方式直接重绘屏幕，而不采用调用Invalidate ( )函数的方式；同时在OnDraw函数中显示指针的最后状态，以便处理程序窗口最大、最小化及移出屏幕的情况。

在OnTimer 函数中直接重绘屏幕需要使用OClientDC类，具体用法与OnDraw函数中的pDC对象基本一致。

另外，本程序的数字时钟没有显示星期和农历，读者可尝试添加进去。