前些天花了很多時間寫這樣一個軟鍵盤，效果是顯示一個與鍵盤外觀相似的視圖，通過鼠標單擊像活動窗口發送虛擬的鍵盤消息。目標是實現像windows自帶的軟鍵盤osk相似。
看似很簡單的工作，設計中卻遇到了很多困難。
困難一：鍵盤按鍵分類
鍵盤按鍵有很多種分類方法。
第一種：按顯示分類。按住shift鍵，字母鍵、符號鍵顯示上面的字符；按下caps lock鍵，字母鍵切換為大寫字母。
第二種：按功能分類。大體有可顯示字符類、控制類。控制類包括shift，ctrl等。
為了解決可變的顯示問題，采用了一個自我感覺非常好的解決方案：字符集、鍵集相互獨立。如此一來，只要總體按照功能分類，通過特定功能的按鍵控制有效字符集即可，也就是說，對普通按鍵來說，它只負責到指定的字符集中去取對應序號的字符即可。
//LabelSet.h
#pragma once
//字母標簽集合
class LabelSet
{
public:
LabelSet(LPCSTR* _pTable,int _n);
LPCSTR getLabel(int _id) const;
~LabelSet();
protected:
LabelSet(){}
private:
LPCSTR* pTable;
int n;
};
//相當于單刀雙擲開關組
class LabelSetEx
{
protected:
struct Switch
{
LabelSet* s[2];
int at;
};
public:
LabelSetEx(int _n);
bool addSets(int id,LPCSTR* s1,LPCSTR* s2,int n,int at = 0);
LPCSTR getLable(int id,int off) const;
void turn(int id);
~LabelSetEx();
private:
int n; //開關組總個數
Switch* pGroup; //開關組
};
//
//LabelSet.cpp
#include "StdAfx.h"
#include "LabelSet.h"
#include <algorithm>
#include <cassert>
using namespace std;
LabelSet::LabelSet( LPCSTR* _pTable,int _n )
{
n = _n;
pTable = new LPCSTR[n];
copy(_pTable,_pTable + _n,pTable);
}
LPCSTR LabelSet::getLabel( int _id ) const
{
return pTable[_id];
}
LabelSet::~LabelSet()
{
delete [] pTable;
}
LabelSetEx::LabelSetEx( int _n )
{
n = _n;
pGroup = new Switch[n];
memset(pGroup,0,n * sizeof(pGroup[0]));
}
LabelSetEx::~LabelSetEx()
{
while(n--)
{
if(pGroup[n].s[0] == pGroup[n].s[1])
delete pGroup[n].s[0];
else
{
delete pGroup[n].s[0];
delete pGroup[n].s[1];
}
}
delete [] pGroup;
}
bool LabelSetEx::addSets( int id,LPCSTR* s1,LPCSTR* s2,int n,int at /*= 0*/ )
{
assert((at & ~1) == 0);
if(pGroup[id].s[0] != NULL)
return false;
LabelSet* p = new LabelSet(s1,n);
pGroup[id].s[0] = p;
if(s1 == s2)
pGroup[id].s[1] = p;
else
pGroup[id].s[1] = new LabelSet(s2,n);
pGroup[id].at = at;
return true;
}
LPCSTR LabelSetEx::getLable( int id,int off ) const
{
Switch* p = pGroup + id;
return p->s[p->at]->getLabel(off);
}
void LabelSetEx::turn( int id )
{
assert((pGroup->at & ~1) == 0);
pGroup[id].at ^= 1;
}
以上取開關的索引id是指字符集的分類id，在config.h文件下定義了這樣的id
#pragma once
//分類id的定義
#define LABEL_SET_ALPHA 0
#define LABEL_SET_SYMBOL 1
#define LABEL_SET_NUMPAD 2
#define LABEL_SET_MAIN 3
#define LABEL_SET_HELP 4
//字母串表
extern LPCSTR AlphaTable1[]; //小寫
extern LPCSTR AlphaTable2[]; //大寫
extern const int AlphaTableSize;
//符號串表
extern LPCSTR SymbolTable1[]; //下
extern LPCSTR SymbolTable2[]; //上
extern const int SymbolTableSize;
//小鍵盤數字表
extern LPCSTR NumPadTable1[]; //數字
extern LPCSTR NumPadTable2[]; //光標控制
extern const int NumPadTableSize;
//主鍵盤單顯
extern LPCSTR MainTable[];
extern const int MainTableSize;
//輔助鍵盤單顯
extern LPCSTR HelpTable[];
extern const int HelpTableSize;
struct KeyConfig
{
short id; //分類id
short offset; //類內偏移
RECT rt; //位置
BYTE vk; //虛擬碼
};
extern KeyConfig kcs[];
extern const int kcSize;
extern const SIZE kbSize;
第一次這樣寫代碼，寫完發現這樣極大地提高了靈活性，只要在配置文件config.cpp中修改，就可以產生很多種不同的界面（雖然仍然是代碼級別的，畢竟邁出了第一步，今后還會嘗試改成xml配置）。
言歸正傳，這樣的設計分離了按鍵與顯示，可配置能力大大加強。但仍然存在第二個大問題。
問題二：輸入焦點的確定
方案一：現在只要在網上搜索“虛擬鍵盤”，能夠搜到一大溜的源代碼，但只可惜全是同一份拷貝，而且存在一點小錯誤。他的解決方案是：利用 PreTranslateMessage，在底層調用它之前，前臺窗口仍然沒有改變，此時是獲得前一個前臺窗口的好時機，獲得后保存，并將使用 AttachThreadInput將當前線程綁定活動窗口的消息隊列，然后在單擊虛擬鍵盤時使用SetFocus將保存的窗口設為焦點（源代碼中同時使用了SetForgroundWindow和SetFocus，這是失效的原因），然后發送虛擬按鍵。
方案二：其實有更簡便的方法。設置主窗口屬性為WM_ES_NOACTIVATE，這樣窗口就不會成為前臺窗口，不管如何發送鍵盤消息，擁有焦點的窗口總會收到。但此時仍然存在問題。當移動窗口時，效果不大順暢，而且沒辦法響應菜單命令，那是因為該窗口始終不是前臺窗口造成的。解決方法就是在單擊標題欄時，成為前臺窗口，釋放是歸還前臺。
void CMainFrame::OnNcLButtonDown(UINT nHitTest, CPoint point)
{
if(m_hForground == NULL)
{
m_hForground = ::GetForegroundWindow();
ModifyStyleEx(WS_EX_NOACTIVATE,0);
SetForegroundWindow();
}
CFrameWnd::OnNcLButtonDown(nHitTest, point);
}
但是，如果想當然歸還前臺使用WM_NCLBUTTONUP消息的話，就要讓你失望了，windows似乎有意跟我們開玩笑，必須單擊兩次才能響應這個消息。沒辦法，于是嘗試WM_NCMOUSELEAVE，但效果也不好，最終嘗試WM_NCMOUSEMOVE，很好，這次終于成功了。
void CMainFrame::OnNcMouseMove(UINT nHitTest, CPoint point)
{
if(m_hForground != NULL)
{
::SetForegroundWindow(m_hForground);
ModifyStyleEx(0,WS_EX_NOACTIVATE);
m_hForground = NULL;
}
CFrameWnd::OnNcMouseMove(nHitTest, point);
}
問題到此為止，現在說說一點小小的發現。
原本以為一般的按鍵就兩種狀態，通過down、up改變，如果用方波描述，down就是下降沿觸發，up是上升沿觸發。也曾了解，像shift這樣的按鍵會很復雜，存在多個狀態。后來測試發現，shift并非一個特例，所有的按鍵都有4個狀態，通過down、up改變狀態。只是不同按鍵對狀態的關注點不同。
可以做這樣一個測試，用GetKeyboardState得到各個虛擬碼對應的按鍵狀態。最高位為1時表示鍵被按下，最高位為1時，如果是lock鍵則表示被鎖住，對于其他鍵，各有各的作用。
比如一個鍵，用2位的二進制數表示這些狀態，設初始狀態為10，經過down后，變為01，經過up后，變為11,再經過down后，變為00，再經過up后，變為10，如此四個狀態經過down、up實現了周期性的狀態裝換。大體符合這樣的規律：
10-(down xor 11)->01->(up xor 10)->11-(down xor 11)->00(up xor 10)->10。
這樣，如果虛擬得比較徹底，在虛擬鍵盤內部可以輕易地實現狀態的記憶，并且可以獲得足夠的信息。對于顯示、控制都非常方便。
這只是第一個版本，還有很多問題需要解決。
待解決問題一：xml配置動態配置鍵盤，及動態更換顯示效果。
待解決問題二：同步物理鍵盤。
待解決問題三：更深層次，防止鍵盤消息被hook，初步認識，似乎可以使用剪貼板。
【源代碼1.2版本：http://m.shnenglu.com/Files/yefeng/VirtualKeyboard1.2.rar】