C++图形化数据生成器 Code date creation 开发技术笔记

作者：starryfast
本文基于源码 v7.0.0（Exceed 正式版），记录开发过程中的技术选型、架构设计与核心实现，供技术同行参考。

1. 技术选型与工程配置

1.1 开发环境

• 语言标准：C++（兼容 C++11）
• 集成开发环境：Visual Studio Code
• 编译器：MinGW-w64（g++），内置版本仅支持 C++11，同时支持用户指定系统 g++ 路径
• 目标平台：Windows（x86_64），独立 exe，无需额外运行时

1.2 关键宏定义

#define_CRT_SECURE_NO_WARNINGS#defineWIN32_LEAN_AND_MEAN#define_WIN32_WINNT0x0603// 支持 Windows 8.1 及以上 API

WIN32_LEAN_AND_MEAN精简 Windows 头文件，减少编译时间。_WIN32_WINNT = 0x0603启用 Windows 8.1 及以上的 API 特性（如DwmSetWindowAttribute圆角窗口）。

1.3 链接库与清单

#pragmacomment(lib,"comctl32.lib")#pragmacomment(lib,"comdlg32.lib")#pragmacomment(lib,"advapi32.lib")#pragmacomment(lib,"shell32.lib")#pragmacomment(lib,"gdi32.lib")#pragmacomment(lib,"gdiplus.lib")#pragmacomment(lib,"uxtheme.lib")#pragmacomment(lib,"dwmapi.lib")

依赖库说明：

• comctl32：通用控件（InitCommonControlsEx）
• comdlg32：通用对话框（GetOpenFileName、ChooseColor）
• advapi32：注册表操作（RegCreateKeyEx、RegSetValueEx）
• gdiplus：图片加载与渐变绘制
• uxtheme/dwmapi：主题支持与窗口圆角

清单依赖声明了 Common Controls 6.0.0.0，启用视觉样式（XP 风格及以上）。

1.4 GDI+ 初始化

GdiplusStartupInput gdi;GdiplusStartup(&g_gdiplusToken,&gdi,NULL);

GdiplusStartup初始化 GDI+，返回 token 用于GdiplusShutdown。所有 GDI+ 对象（Image、Graphics、LinearGradientBrush）依赖此初始化。

2. 图形界面架构

2.1 窗口过程与消息循环

采用经典 Win32 消息驱动模型：

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

WndProc处理的核心消息包括：

• WM_CREATE：创建所有子控件、加载配置、初始化 GDI+
• WM_COMMAND：按钮点击、下拉选择、复选框切换
• WM_SIZE：更新滚动条范围和页面大小
• WM_VSCROLL/WM_MOUSEWHEEL：滚动响应
• WM_ERASEBKGND：绘制背景（渐变或图片）
• WM_CTLCOLORSTATIC/WM_CTLCOLOREDIT/WM_CTLCOLORBTN：自定义控件颜色

2.2 滚动机制

与常见的一体化滚动不同，本工具采用子控件整体偏移的方式实现滚动：

voidScrollToPosition(HWND hWnd,intnewPos){intdeltaY=lastPos-newPos;// 遍历所有子控件，逐个调整其 Y 坐标child=GetWindow(hWnd,GW_CHILD);while(child){SetWindowPos(child,NULL,pt.x,pt.y+deltaY,...);child=GetNextWindow(child,GW_HWNDNEXT);}InvalidateRect(hWnd,NULL,FALSE);}

这种方式的优势是所有子控件的相对位置关系保持不变，只整体平移。适用于控件数量较多、布局复杂的窗口。

滚动范围g_totalContentHeight在WM_CREATE中根据所有控件位置计算得出，WM_SIZE中动态更新滚动条信息。

2.3 窗口圆角

BOOL immersive=TRUE;DwmSetWindowAttribute(hWnd,DWMWA_WINDOW_CORNER_PREFERENCE,&immersive,sizeof(immersive));

利用dwmapi实现窗口圆角，仅 Windows 11 有效。

3. 控件系统

3.1 四种模式切换

工具通过单选框切换四种工作模式：

SwitchMode函数实现模式切换，通过ShowWindow(SW_HIDE/SW_SHOW)控制不同控件组的显隐。每个模式对应一组控件 ID 数组。

3.2 字体

两种字体：

• g_hFontNormal：Microsoft YaHei UI，-20pt，用于普通控件
• g_hFontLog：Cascadia Code，-16pt，用于日志和预览编辑框（等宽字体）

创建后通过WM_SETFONT发送给所有子控件。

3.3 自定义颜色控件

通过WM_CTLCOLORSTATIC/WM_CTLCOLOREDIT消息实现：

caseWM_CTLCOLORSTATIC:{SetTextColor(hdc,g_textColor);SetBkMode(hdc,TRANSPARENT);return(LRESULT)g_hBrushBg;}caseWM_CTLCOLOREDIT:{SetTextColor(hdc,g_textColor);SetBkColor(hdc,g_bgColor);return(LRESULT)g_hBrushEdit;}

g_hBrushBg和g_hBrushEdit在颜色变化时重建，并通过ApplyColorSettings刷新全窗口。

4. 随机数据生成引擎

4.1 随机数实现

随机数生成采用rand()+ 手动扩展：

intrandomInt(intmin,intmax){returnmin+rand()%(max-min+1);}longlongrandomBetween(longlonga,longlongb){if(a>b)swap(a,b);unsignedlonglongrange=(unsignedlonglong)(b-a)+1;unsignedlonglongr=((unsignedlonglong)rand()<<30)|((unsignedlonglong)rand()<<15)|(unsignedlonglong)rand();returna+(longlong)(r%range);}

种子在wWinMain中初始化：srand((unsigned)time(NULL))。

4.2 数据类型

下拉框支持七种数据类型：

类型切换时动态显示/隐藏对应的参数控件（IDC_EDIT_RANGE1/2或IDC_EDIT_STRLEN）。

4.3 生成函数

GenerateInputFiles是核心生成函数，参数包括：

• start/end：文件编号范围（如 1~10 生成 10 个.in）
• dataType：数据类型（1~7）
• range1/range2：值域
• strLen：字符串长度
• countPerFile：每文件元素个数
• writeCount：是否在文件首行写入元素个数
• vars：额外变量（键值对，在数据前输出）
• customCharset：自定义字符集

额外变量解析：

vector<ExtraVar>ParseExtraVars(HWND hEdit){// 支持两种格式：// 1. name=value// 2. name value（空格分隔）}

生成的.in文件格式示例：

n 10 a b c 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

4.4 特殊类型生成

浮点数生成：

doubleval=(double)rand()/RAND_MAX*200.0-100.0;fwprintf(fp,L"%.6f ",val);

日期时间生成：

inty=randomInt(2000,2030);intm=randomInt(1,12);intd=randomInt(1,28);fwprintf(fp,L"%04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d ",y,m,d,h,min,s);

5. 自编译模式

5.1 编译执行流程

CompileAndRunBatch和CompileAndRunSingle实现自编译：

1. 调用CreateProcess执行g++编译命令
2. 编译成功后，对每个.in文件运行生成的可执行文件
3. 通过输入重定向读取.in，输出重定向写入.out

5.2 进程创建

SECURITY_ATTRIBUTES sa={sizeof(sa),NULL,TRUE};CreatePipe(&hRead,&hWrite,&sa,0);HANDLE hNull=CreateFileW(L"NUL",GENERIC_READ,...);STARTUPINFOW si={sizeof(si)};si.dwFlags=STARTF_USESTDHANDLES;si.hStdOutput=hWrite;si.hStdError=hWrite;si.hStdInput=hNull;CreateProcessW(NULL,cmd,NULL,NULL,TRUE,0,NULL,NULL,&si,&pi);

编译命令示例：

"g++.exe" "source.cpp" -o "temp_ac.exe"

运行命令示例：

cd /d "outdir" && "temp_ac.exe" < "1.in" > "1.out"

5.3 管道与重定向

编译时使用管道捕获stdout/stderr，运行时不捕获（直接重定向到文件）。CreatePipe创建匿名管道，hWrite传给子进程作为标准输出，父进程通过hRead读取编译信息。

运行子进程时使用_wsystem而非CreateProcess，简化命令构造（支持cd /d和重定向符号）。

6. ZIP 打包模块

6.1 自主实现的 ZIP 格式

工具没有使用第三方压缩库，而是手写 ZIP 文件格式：

#pragmapack(push,1)structZipLocal{uint32_tsig;// 0x04034b50uint16_tvn,fl,mt;uint16_tmt2,md;uint32_tcrc;uint32_tcs,us;uint16_tnl,el;};structZipCentral{...};structZipEOCD{...};#pragmapack(pop)

PackRecordedFilesToZip函数按 ZIP 规范写入：

1. 对每个文件计算 CRC32
2. 写入 Local File Header
3. 写入文件名（UTF-8 编码）
4. 写入文件数据
5. 最后写入 Central Directory 和 End of Central Directory

6.2 CRC32 实现

staticuint32_tcrc32_table[256];staticvoidinit_crc32(){for(uint32_ti=0;i<256;++i){uint32_tc=i;for(intj=0;j<8;++j)c=(c>>1)^((c&1)?0xEDB88320:0);crc32_table[i]=c;}}staticuint32_tcalc_crc32(constvoid*d,size_t len){uint32_tc=0xFFFFFFFF;for(size_t i=0;i<len;++i)c=(c>>8)^crc32_table[(c^((uint8_t*)d)[i])&0xFF];returnc^0xFFFFFFFF;}

标准 CRC32 算法，与 ZIP 格式要求的校验值一致。

6.3 文件命名

打包时从完整路径中提取文件名：src.substr(src.find_last_of(L"\\/") + 1)。文件名转换为 UTF-8 编码写入 ZIP。

7. 主题与颜色系统

7.1 颜色存储

颜色值存储在全局变量g_textColor和g_bgColor中，通过注册表持久化：

voidSaveColorSettings(){RegSetValueExW(hKey,L"TextColor",0,REG_DWORD,(BYTE*)&g_textColor,sizeof(COLORREF));RegSetValueExW(hKey,L"BgColor",0,REG_DWORD,(BYTE*)&g_bgColor,sizeof(COLORREF));}

7.2 预设主题

十个预设主题按钮（经典白底、暗夜灰底、护眼绿底、柔和米色、深蓝科技、黄昏橙紫、森林暗绿、极简灰白、粉彩樱花、黑金奢华）：

caseIDC_THEME_WHITE:SetPresetTheme(RGB(0,0,0),RGB(255,255,255));break;caseIDC_THEME_DARK:SetPresetTheme(RGB(230,230,230),RGB(50,50,50));break;// ...

7.3 颜色选择器

ShowColorDialog调用系统ChooseColor对话框，依次选择文字颜色和背景颜色。

7.4 渐变背景

g_gradColors存储多个颜色值，DrawBackground使用LinearGradientBrush绘制水平渐变：

if(g_gradColors.size()>=2){vector<Gdiplus::Color>colors;vector<REAL>positions;for(inti=0;i<count;++i){colors.push_back(Color(GetRValue(c),GetGValue(c),GetBValue(c)));positions.push_back((REAL)i/(count-1));}LinearGradientBrushbrush(Rect(0,0,w,h),Color::White,Color::Black,LinearGradientModeHorizontal);brush.SetInterpolationColors(colors.data(),positions.data(),count);g.FillRectangle(&brush,0,0,w,h);}

ShowGradientDialog允许用户通过多次ChooseColor选择多个颜色，保存到注册表。

8. 背景图片

8.1 图片加载

使用 GDI+ 的Image::FromFile加载图片：

g_pBgImage=Image::FromFile(path.c_str());if(g_pBgImage&&g_pBgImage->GetLastStatus()==Ok){// 保存路径到注册表}

支持格式：JPG、PNG、BMP（通过文件对话框过滤）。

8.2 图片绘制

DrawBackground中保持宽高比缩放：

intiw=g_pBgImage->GetWidth(),ih=g_pBgImage->GetHeight();floatscale=max((float)w/iw,(float)h/ih);intdw=(int)(iw*scale),dh=(int)(ih*scale);g.DrawImage(g_pBgImage,(w-dw)/2,(h-dh)/2,dw,dh);

居中显示，超出部分裁剪。

8.3 图片缓存

g_hBGBitmap缓存绘制后的位图，避免每次WM_ERASEBKGND重新绘制渐变或缩放图片：

voidUpdateBGCache(HWND hWnd){// 仅在窗口尺寸变化时重建位图if(g_hBGBitmap&&g_bgCacheSize.cx==w&&g_bgCacheSize.cy==h)return;// 创建兼容位图，绘制背景，缓存}

WM_ERASEBKGND直接使用BitBlt将缓存位图复制到窗口 DC，大幅提升绘制性能。

9. g++ 编译器管理

9.1 自动检测

AutoFindGpp按以下顺序搜索：

1. 程序自身目录及../mingw64/bin/
2. PATH环境变量（跳过 RedPanda）
3. 常见安装路径（MinGW、TDM-GCC、CodeBlocks、Dev-Cpp）
4. 遍历所有固定/可移动磁盘根目录（深度限制 6 层，跳过 Windows、System32、WinSxS 等系统目录）

9.2 路径存储

注册表路径：HKEY_CURRENT_USER\Software\TestDataGenerator\GppPath

voidSaveGppPath(constwstring&path){RegSetValueExW(hKey,L"GppPath",0,REG_SZ,(BYTE*)path.c_str(),...);}

工具启动时自动加载保存的路径。

10. 实用工具集成

10.1 系统工具调用

110+ 工具按钮通过ShellExecuteW调用系统命令：

voidOpenCalculator(HWND hWnd){ShellExecuteW(NULL,L"open",L"calc.exe",NULL,NULL,SW_SHOWNORMAL);}voidOpenRegEdit(HWND hWnd){ShellExecuteW(NULL,L"open",L"regedit.exe",NULL,NULL,SW_SHOWNORMAL);}

10.2 网络工具

• 百度搜索：构造 URLhttps://www.baidu.com/s?wd=+ 关键词
• 二维码生成：调用https://api.qrserver.com/v1/create-qr-code/
• IP 查询：打开ip.cn
• 天气查询：打开tianqi.qq.com

10.3 交互式工具

部分工具通过自定义InputBox函数获取用户输入：

BOOLInputBox(HWND hWnd,constwchar_t*title,constwchar_t*prompt,wchar_t*out,intmaxLen);

例如定时关机、打开网址、密码生成等均使用此对话框。

11. 数据持久化

11.1 注册表键值

路径：HKEY_CURRENT_USER\Software\TestDataGenerator

存储项：

• TextColor/BgColor：颜色设置
• GppPath：g++ 路径
• BackgroundImage：背景图片路径
• GradColorCount+GradColor0..N：渐变色列表

11.2 配置文件

SaveConfig/LoadConfig通过WritePrivateProfileString和GetPrivateProfileString读写.ini文件：

WritePrivateProfileStringW(L"Settings",L"Start",start,file);GetPrivateProfileStringW(L"Settings",L"Start",L"1",buf,32,file);

支持保存和加载生成参数（起始 ID、结束 ID、数据类型、范围、长度、个数等）。

12. 版本迭代技术记录

13. 总结

本文基于源码 v7.0.0 记录了 Code date creation 的核心技术实现：

• 纯 Win32 API + GDI+构建图形界面，无第三方 GUI 框架依赖
• 手写 ZIP 格式实现文件打包，无压缩库依赖
• 自定义 InputBox实现轻量级用户输入对话框
• 注册表 + INI 文件实现配置持久化
• 背景图片缓存 + 渐变实现灵活的主题系统
• 自编译模式通过CreateProcess调用 g++，支持批量生成

整个工具在 Windows 原生 API 上构建，依赖少、体积小，所有功能均为自主实现。

本文基于源码实际内容撰写，所有技术细节均可从代码中验证。