原创 X Windows 编程教程

转帖的，无意中看到的，觉得写的不错，转过来收藏。后面做GUI可能会有用。

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绪论 
本教程是有关X窗口编程的"would-be"系列教程的第一部。单方面来说，这个教程是没用的，因为一个真正的X窗口程序员通常会使用抽象级更高的库， 例如Modif（或者是它的自由版本lesstiff）,GTK，QT或者其它类似的库。但...也许我们应该从某个更易于学习理解的地方开始。因为，知 道它们到底是如何工作的应该永远不是个坏主意吧。 

读过这个教程后，读者应该能够编写非常简单的X窗口图形程序，但不会有具体的应用是用这样的方法来写的，对于那些情况，应该用上面提到的那些抽象级更高的库。 



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X窗口系统的客户/服务器模式 
当初开发X窗口系统的主要目的只有一个，那就是灵活性。这个灵活性的意思就是说一件东西虽然看起来是在这工作，但却实际上是工作在很远的地方。因此，较低 等级的实现部分就必须提供绘制窗口，处理用户输入，画画，使用颜色等工作的工具。在这个要求下，决定了系统被分成了两部分，客户端和服务器端。客户端决定 做什么，服务器端执行真正的绘图和接受用户的输入并把它发给客户端。 

这种模式与我们一般习惯的客户端和服务器端的概念是正好相反的。在我们的情况下，用户就坐在服务器端控制的机器前，而客户端这时却是运行在远程主机上。服 务器端控制着显示屏，鼠标和键盘。一个客户端也许正连接着服务器端，要求给它画一个窗口（或者是一堆），并要求服务器端把用户对它的窗口的输入传给它。结 果，好几个客户端可能连接到了一个服务器端上-有的在运行一个电子邮件软件，有的在运行一个网页浏览器等。当用户输入了指令给窗口，服务器端就会把指令打 包成事件传给控制那个窗口的客户端，客户端根据接受到的事件决定干什么然后发送请求让服务器端去画什么。 

以上介绍的会话都是通过X消息协议传输的。该协议是实现在TCP/IP协议上的，它允许在一个网络里的客户端访问这个网络里的任何服务器端。最后，X服务 器端可以和客户端运行在同一台机器上以获得性能优化（注意，一个X协议事件可能会达到上百KB），例如使用共享内存，或者使用Unix域socket(在 一个Unix系统的两个进程间创建一个本地通道进行通信的方法)。 


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图形用户接口（GUI）编程-异步编程模式 
不像我们通常的令人愉快的程序，一个GUI程序通常使用异步编程模式，也就是下面要介绍的"事件驱动编程"。这个"事件驱动编程"的意思是说程序通常都处 于空闲状态，等待从X服务器发来的事件，等收到了事件，才根据事件做相应的事情。一个事件可能是"用户在屏幕某处x,y点击了鼠标左键"，或者是"你控制 的窗口需要被重画"。因为程序要回应用户的请求，同时还需要刷新自己的请求队列，因此需要程序尽可能使用较短的事件来处理一个事件（例如，作为一条公认的 准则，不能超过200毫秒）。 

这也暗示着当然存在需要程序处理很长时间才能完成的事件（例如一个到远程服务器的网络连接，或者是连接一个数据库，或者是不幸的要处理一个超大文件的复制 工作）。这都要求程序使用异步方式来处理而不是通常的同步方式。这时候就应该采用各种各样的异步编程方法来进行这些耗时的工作了，或者干脆把它们交给一个 线程或进程来进行。 

根据以上的说明，一个GUI程序就应该像以下的方式来工作： 

进行初始化工作 
连接X服务器 
进行与X相关的初始化工作 
进行循环 
从X服务器那里接受下一个事件 
根据收到的事件发送各种绘图指令给X服务器 
如果事件是个退出事件，结束循环 
关闭与X服务器的连接 
进行资源释放工作 

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Xlib的基本思想 
X协议是非常复杂的，为了大家不用再辛辛苦苦把时间浪费在实现它上面，就有了一个叫"Xlib"的库。这个库提供了访问任何X服务器的非常底层的手段。因 为X协议已经被标准化了，理论上客户程序使用任何Xlib的实现都可以访问任何X服务器。在今天，这看起来可能很琐碎，但如果回到那个使用字符终端和专有 绘图方法的时代，这应该是一个很大的突破吧。实际上，你很快发现围绕瘦客户机，窗口终端服务器等领域会有许多多么令人兴奋的事情。 


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X显示 
使用XLib的基本思想就是X显示。它代表了一个打开的到X服务器的连接的结构。它隐藏了一个保存有从X服务器来的事件的队列，和一个保存客户程序准备发 往服务器的请求队列。在Xlib里，这个结构被命名为显示"Display"。当我们打开了一个到X服务器的连接，库就会返回一个指向这个结构的指针。然 后，我们就可以使用这个指针来使用Xlib里各种各样的函数。 


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GC - 图形上下文 
当我们进行各种绘图操作（图形，文本等）的时候，我们也许会使用许多参数来指定如何绘制，前景，背景，使用什么颜色，使用什么字体等等，等等。为了避免为 每个绘图函数设置数量惊人的参数，我们使用一个叫"GC"的图形上下文结构。我们在这个结构里设置各种绘图参数，然后传给绘图函数就行了。这应当是一个非 常方便的方法吧，尤其当我们在进行一连串操作中使用相同的参数时。 


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对象句柄 
当X服务器为我们创建了各种各样的对象的时候 - 例如窗口，绘图区和光标 - 相应的函数就会返回一个句柄。这是一个存在在X服务器空间中的对象的一个标识-而不是在我们的应用程序的空间里。在后面我们就可以使用Xlib的函数通过 句柄来操纵这些对象。X服务器维护了一个实际对象到句柄的映射表。Xlib提供了各种类型来定义这些对象。虽然这些类型实际上只是简单的整数，但我们应该 继续使用这些类型的名字 - 理由是为了可移植。 


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Xlib结构的内存分配 
Xlib的接口使用了各种类型的结构。有些可以由用户直接来分配内存，有些则只能使用专门的Xlib库函数来分配。在使用库来分配的情况，库会生成有适当 初始参数的结构。这对大家来说是非常方便的，指定初始值对于不太熟练的程序员来说是非常头疼的。记住-Xlib想要提供非常灵活的功能，这也就意味着它也 会变得非常复杂。提供初始值设置的功能将会帮助那些刚开始使用X的程序员们，同时不会干扰那些高高手们。 


在释放内存时，我们使用与申请的同样方法来释放（例如，使用free()来释放malloc()申请的内存）。所以，我们必须使用XFree()来释放内存。 

事件 
一个叫"XEvent"的结构来保存从X服务器那里接受到的事件。Xlib提供了非常大量的事件类型。XEvent包括事件的类型，以及与事件相关的数据 （例如在屏幕什么地方生成的事件，鼠标键的事件等等），因此，要根据事件类型来读取相应的事件里的数据。这时，XEvent结构使用c语言里的联合来保存 可能的数据（如果你搞不清楚c的联合是怎么回事，那你就得花点时间再读读你的教科书了）。结果，我们就可能受到XExpose事件，一个XButton事 件，一个XMotion事件等等。 


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编译基于Xlib的程序 
编译基于Xlib的程序需要与Xlib库连接。可以使用下面的命令行： 

cc prog.c -o prog -lX11 

如果编译器报告找不到X11库，可以试着加上"-L"标志，像这样： 

cc prog.c -o prog -L/usr/X11/lib -lX11 

或者这样（针对使用X11的版本6） 

cc prog.c -o prog -L/usr/X11R6/lib -lX11 

在SunOs 4 系统上，X的库被放到了 /usr/openwin/lib 

cc prog.c -o prog -L/usr/openwin/lib -lX11 

等等，具体情况具体分析 


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打开，关闭到一个X服务器的连接 
一个X程序首先要打开到X服务器的连接。我们需要指定运行X服务器的主机的地址，以及显示器编号。X窗口允许一台机器开多个显示。然而，通常只有一个编号 为"0"的显示。如果我们想要连接本地的显示（例如进行显示的机器同时又是客户程序运行的机器），我们可以直接使用":0"来连接。现在我们举例，连接一 台地址是"simey"的机器的显示，我们可以使用地址"simey:0",下面演示如何进行连接 


#include <X11/Xlib.h> /* defines common Xlib functions and structs. */ 
. 
. 
/* this variable will contain the pointer to the Display structure */ 
/* returned when opening a connection. */ 
Display* display; 

/* open the connection to the display "simey:0". */ 
display = XOpenDisplay("simey:0"); 
if (display == NULL) { 
fprintf(stderr, "Cannot connect to X server %s\n", "simey:0"); 
exit (-1); 
} 

注意，通常要为X程序检查是否定义了环境变量"DISPLAY"，如果定义了，可以直接使用它来作为XOpenDisplay()函数的连接参数。 

当程序完成了它的工作且需要关闭到X服务器的连接，它可以这样做： 

XCloseDisplay(display); 

这会使X服务器关闭所有为我们创建的窗口以及任何在X服务器上申请的资源被释放。当然，这并不意味着我们的客户程序的结束。 


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检查一个显示的相关基本信息 
一旦我们打开了一个到X服务器的连接，我们应该检查与它相关的一些基本信息：它有什么样的屏幕，屏幕的尺寸（长和宽），它支持多少颜色（黑色和白色？灰度 级？256色？或更多），等等。我们将演示一些有关的操作。我们假设变量"display"指向一个通过调用XOpenDisplay()获得的显示结 构。 


/* this variable will be used to store the "default" screen of the */ 
/* X server. usually an X server has only one screen, so we're only */ 
/* interested in that screen. */ 
int screen_num; 

/* these variables will store the size of the screen, in pixels. */ 
int screen_width; 
int screen_height; 

/* this variable will be used to store the ID of the root window of our */ 
/* screen. Each screen always has a root window that covers the whole */ 
/* screen, and always exists. */ 
Window root_window; 

/* these variables will be used to store the IDs of the black and white */ 
/* colors of the given screen. More on this will be explained later. */ 
unsigned long white_pixel; 
unsigned long black_pixel; 

/* check the number of the default screen for our X server. */ 
screen_num = DefaultScreen(display); 

/* find the width of the default screen of our X server, in pixels. */ 
screen_width = DisplayWidth(display, screen_num); 

/* find the height of the default screen of our X server, in pixels. */ 
screen_height = DisplayHeight(display, screen_num); 

/* find the ID of the root window of the screen. */ 
root_window = RootWindow(display, screen_num); 

/* find the value of a white pixel on this screen. */ 
white_pixel = WhitePixel(display, screen_num); 

/* find the value of a black pixel on this screen. */ 
black_pixel = BlackPixel(display, screen_num); 

还有很多其它的宏来帮助我们获取显示的信息，你可以在Xlib里的参考里找到。另外还有很多相当的函数可以完成相同的工作。 


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创建一个基本的窗口 - 我们的"Hello world"程序 
在我们获得一些窗口的基本信息之后，我们就可以开始创建我们的第一个窗口了。Xlib支持好几个函数来创建窗口，它们其中的一个是XCreateSimpleWindow（）。这个函数使用很少的几个参数来指定窗口的尺寸，位置等。以下是它完整的参数列表： 



Display* display 
指向显示结构的指针 
Window parent 
新窗口的父窗口的ID。 
int x 
窗口的左上X坐标（单位为屏幕像素） 
int y 
窗口的左上Y坐标（单位为屏幕像素） 
unsigned int width 
窗口的宽度（单位为屏幕像素） 
unsigned int height 
窗口的高度（单位为屏幕像素） 
unsigned int border_width 
窗口的边框宽度（单位为屏幕像素） 
unsigned long border 
用来绘制窗口边框的颜色 
unsigned long background 
用来绘制窗口背景的颜色 
让我们创建一个简单的窗口，它的宽度是屏幕宽的1/3，高度是屏幕高的1/3，背景色是白色，边框是黑色，边框的宽度是2个像素。该窗口将会被放置到屏幕的左上角。 


/* this variable will store the ID of the newly created window. */ 
Window win; 

/* these variables will store the window's width and height. */ 
int win_width; 
int win_height; 

/* these variables will store the window's location. */ 
int win_x; 
int win_y; 

/* calculate the window's width and height. */ 
win_width = DisplayWidth(display, screen_num) / 3; 
win_height = DisplayHeight(display, screen_num) / 3; 

/* position of the window is top-left corner - 0,0. */ 
win_x = win_y = 0; 

/* create the window, as specified earlier. */ 
win = XCreateSimpleWindow(display, 
RootWindow(display, screen_num), 
win_x, win_y, 
win_width, win_height, 
win_border_width, BlackPixel(display, screen_num), 
WhitePixel(display, screen_num)); 

事实上我们创建窗口并不意味着它将会被立刻显示在屏幕上，在缺省情况下，新建的窗口将不会被映射到屏幕上-它们是不可见的。为了能让我们创建的窗口能被显示到屏幕上，我们使用函数XMapWindow()： 

XMapWindow(win); 

如果想察看目前为止我们所举的例子的代码，请参看源程序simple-window.c。你将会发现两个新的函数 - XFlush() 和XSync()。函数XFlush()刷新所有处于等待状态的请求到X服务器 - 非常像函数fflush()刷新所有的内容到标准输出。XSync()也刷新所有处于等待状态的请求，接着等待X服务器处理完所有的请求再继续。在一个一 般的程序里这不是必须的（据此你可以发现我们什么时候只是写一个一般的程序），但我们现在把它们提出来，尝试在有或没有这些函数的情况下程序不同的行为。 


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在窗口里绘制 
在窗口里绘图可以使用各种绘图函数 - 画点，线，圈，矩形，等等。为了能在一个窗口里绘图，我们首先需要定义各种参数 - 如线的宽度，使用什么颜色，等等。这都需要使用一个图形上下文（GC）。 


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申请一个图形上下文（GC） 
如我们已经提到的，一个图形上下文定义一些参数来使用绘图函数。因此，为了绘制不同的风格，我们可以在一个窗口里使用多个图形上下文。使用函数 XCreateGC()可以申请到一个新的图形上下文，如以下例（在这段代码里，我们假设"display"指向一个显示结构，"win"是当前创建的一 个窗口的ID）： 


/* this variable will contain the handle to the returned graphics context. */ 
GC gc; 

/* these variables are used to specify various attributes for the GC. */ 
/* initial values for the GC. */ 
XGCValues values = CapButt | JoinBevel; 
/* which values in 'values' to check when creating the GC. */ 
unsigned long valuemask = GCCapStyle | GCJoinStyle; 

/* create a new graphical context. */ 
gc = XCreateGC(display, win, valuemask, &values); 
if (gc < 0) { 
fprintf(stderr, "XCreateGC: \n"); 
} 

注意，应该考虑一下变量"valuemask"和"values"的角色。因为一个图形上下文有数量惊人的属性，而且通常我们只需要设置里面的一部分，所 以我们需要告诉XCreateGC()什么属性是我们需要设置的，这也就是变量"valuemask"的作用。我们接着就可以通过"values"来指定 真正的值。在这个例子里，我们定义了图形上下文里的两个属性： 


1 当绘制一个多重部分的线时，线在连接时使用"Bevelian"风格 

2 一条线的终端被画直而不是圆形 

其它未指定的属性GC将会使用缺省值。 

一旦我们创建了一个图形上下文，我们就可以在各种绘图函数里用它，我们也可以为了适应别的函数来变更它的属性。 


/* change the foreground color of this GC to white. */ 
XSetForeground(display, gc, WhitePixel(display, screen_num)); 

/* change the background color of this GC to black. */ 
XSetBackground(display, gc, BlackPixel(display, screen_num)); 

/* change the fill style of this GC to 'solid'. */ 
XSetFillStyle(display, gc, FillSolid); 

/* change the line drawing attributes of this GC to the given values. */ 
/* the parameters are: Display structure, GC, line width (in pixels), */ 
/* line drawing style, cap (line's end) drawing style, and lines */ 
/* join style. */ 
XSetLineAttributes(display, gc, 2, LineSolid, CapRound, JoinRound); 

如果你想了解全部的图形上下文的属性设定方法，请参考函数XCreateGC()的用户文档。我们在这里为了避免过于复杂只使用了一小部分非常简单的属性。 


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绘图的基本元素 - 点，线，矩形，圆... 
在我们创建了一个GC后，我们就可以通过GC在一个窗口里使用一系列的Xlib函数，这个函数的集合被称为"绘图的基本元素"。为了简便，让我们通过例子 来看一看它们是怎么工作的。这里我们假设"gc"是一个前面创建好的GC，"win"是一个已经创建好的窗口的句柄。 


/* draw a pixel at position '5,60' (line 5, column 60) of the given window. */ 
XDrawPoint(display, win, gc, 5, 5); 

/* draw a line between point '20,20' and point '40,100' of the window. */ 
XDrawLine(display, win, gc, 20, 20, 40, 100); 

/* draw an arc whose center is at position 'x,y', its width (if it was a */ 
/* full ellipse) is 'w', and height is 'h'. Start the arc at angle 'angle1' */ 
/* (angle 0 is the hour '3' on a clock, and positive numbers go */ 
/* counter-clockwise. the angles are in units of 1/64 of a degree (so 360*64 */ 
/* is 360 degrees). */ 
int x = 30, y = 40; 
int h = 15, w = 45; 
int angle1 = 0, angle2 = 2.109; 
XDrawArc(display, win, gc, x-(w/2), y-(h/2), w, h, angle1, angle2); 

/* now use the XDrawArc() function to draw a circle whose diameter */ 
/* is 15 pixels, and whose center is at location '50,100'. */ 
XDrawArc(display, win, gc, 50-(15/2), 100-(15/2), 15, 15, 0, 360*64); 

/* the XDrawLines() function draws a set of consecutive lines, whose */ 
/* edges are given in an array of XPoint structures. */ 
/* The following block will draw a triangle. We use a block here, since */ 
/* the C language allows defining new variables only in the beginning of */ 
/* a block. */ 
{ 
/* this array contains the pixels to be used as the line's end-points. */ 
XPoint points[] = { 
{0, 0}, 
{15, 15}, 
{0, 15}, 
{0, 0} 
}; 
/* and this is the number of pixels in the array. The number of drawn */ 
/* lines will be 'npoints - 1'. */ 
int npoints = sizeof(points)/sizeof(XPoint); 

/* draw a small triangle at the top-left corner of the window. */ 
/* the triangle is made of a set of consecutive lines, whose */ 
/* end-point pixels are specified in the 'points' array. */ 
XDrawLines(display, win, gc, points, npoints, CoordModeOrigin); 
} 

/* draw a rectangle whose top-left corner is at '120,150', its width is */ 
/* 50 pixels, and height is 60 pixels. */ 
XDrawRectangle(display, win, gc, 120, 150, 50, 60); 

/* draw a filled rectangle of the same size as above, to the left of the */ 
/* previous rectangle. note that this rectangle is one pixel smaller than */ 
/* the previous line, since 'XFillRectangle()' assumes it is filling up */ 
/* an already drawn rectangle. This may be used to draw a rectangle using */ 
/* one color, and later to fill it using another color. */ 
XFillRectangle(display, win, gc, 60, 150, 50, 60); 



如果你觉得已经抓住使用这些函数的要点，那我们后面的说明就会变得简单。我们将提到其它一些使用相同方法的函数。例如，XFillArc()使用与 XDrawArc()相同的参数，但它只画一个圆的内部（相似的，XFillRectangle()只画一个矩形区的内部）。另外还有一个函数 XFillPolygon()负责填充一个多边形的内部区域。它使用的参数差不多与XDrawLines()相同。但是要注意，如果提供在矩阵里的最后一 个参数所代表的点与第一个点不在同一个位置上，函数XFillPolygon()会添加一条虚拟的线来连接那两个点。这两个函数的另外一个不同 是，XFillPolygon()使用一个附加的参数，形状，这个参数可以帮助X服务器来优化它的绘图工作。你可以在手册里找到详细的内容。以上的函数还 存在它们的复数绘制版本，命名为XFillArcs()和XFillRectangles()。 

以上的说明请参看程序 simple-drawing.c 



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X 事件 
在一个Xlib程序里，所有的动作都是被事件驱动的。针对事件"expose"的反应是在屏幕上画些什么。如果程序窗口的一部分被遮住，然后又露出来了 （例如一个窗口遮住了另一个窗口），X服务器将会发送一个"expose"事件来让程序知道它的窗口的一部分应该被重新绘制。用户的输入（按下键盘，鼠标 移动等）也是被做成一系列的事件。 


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使用事件面具来注册事件类型 
一个程序在创建一个窗口（也可以是好几个）之后，它就应该告诉X服务器为那个窗口它希望接受哪些事件。在缺省情况下，没有事件会发给程序。程序可以注册很 多鼠标事件（也可以叫"指针"），键盘事件，暴露事件等等。这么做完全是为了优化服务器-到-客户端的通信（例如，实在是没什么理由向地球另一端的程序发 送它不感兴趣的东西）。 

在Xlib里，我们使用函数XSelectInput()来注册要接受的事件。该函数接受3个参数 - 显示结构，一个窗口ID，和一个它想要接受的事件类型的面具。参数窗口ID允许我们为不同的窗口注册接受不同类型的事件。下面的例子展示了我们为窗口ID 为"win"的窗口注册"expose"事件： 

XSelectInput(display, win, ExposureMask); 
ExposureMask在头文件"X.h"中被定义，如果我们想注册更多的事件类型，我们可以使用逻辑"or"，如下： 

XSelectInput(display, win, ExposureMask | ButtonPressMask); 
这样就即注册了事件"expose"也注册了一个鼠标按键事件。你应该注意到一个面具可以描述多种事件类型。 

注意：一个经常出现的程序臭虫就是给程序添加了处理新的类型的事件的代码，却完全不记得在函数XSelectInput()里注册所追加的事件类型。这时 候，程序员就可能会苦恼的在电脑前坐上个把小时去调试他的程序，疑惑"为什么我的程序不去注意我已经松开了按钮？？？"，最后发现自己只注册了按钮按下的 事件却没有注册松开的事件。 
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接收事件 - 编写事件循环 
我们在注册了感兴趣的事件类型后，我们应该进入事件循环并且处理它们。有许多方法来实现事件循环，但比较一般且简单的如下： 


/* this structure will contain the event's data, once received. */ 
XEvent an_event; 

/* enter an "endless" loop of handling events. */ 
while (1) { 
XNextEvent(display, &an_event); 
switch (an_event.type) { 
case Expose: 
/* handle this event type... */ 
. 
. 
break; 
default: /* unknown event type - ignore it. */ 
break; 
} 
} 

函数XNextEvent从X服务器那里取得新的事件。如果没有，它就会处于阻塞状态直到接受到了一个事件。函数返回后，事件的数据就会被放到第二个类型 为XEvent的参数里。前面取得的事件变量的"type"域指明了该事件的类型。Expose是一个告诉我们窗口的一部分需要重画的事件的类型。在处理 过这个事件后，我们就返回去取得下一个要处理的事件。很明显，我们应该提供给用户一些方法去结束程序。一般发个"quit"事件就行了。 


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暴露事件 
暴露事件是程序最经常收到的事件中的一个。它会在以下几种情况下出现： 

一个遮住我们的窗口的窗口被移走了，我们的窗口又重新露出来了。 
我们的窗口被其它窗口打开了。 
我们的窗口第一次被映射到屏幕上。 
我们的窗口从最小化中恢复到打开状态。 
你应该已经注意到这里有一个隐藏的假设 - 当窗口被遮住时被遮住的内容就丢失了。你也许会提出疑问为什么X服务器不保存那些内容。答案只有一个 - 节省内存。在某一个时刻，屏幕上可能会有大量的窗口，保存它们的内容将会需要非常大量的内存（例如，一个256色的分辨率为400*400的bitmap 图片需要至少160KB的内存来保存它。现在考虑一下有20个窗口的情况，这其中一些可能会有更大的尺寸）。实际上，确实有方法来告诉X服务器在特殊情况 下保存窗口的内容，我们会在稍后介绍。 

当我们取得了一个"expose"事件，我们应该从XEvent结构的"xexpose"成员中取得事件数据（在我们的例程里，它是"an_event.xexpose"）。另外那个结构还包括一些有趣的域： 

count 
在服务器的事件队列里还有多少暴露事件。这在我们获得了多个暴露事件时非常有用 - 我们通常避免执行重画工作直到确定它是最后一个暴露事件的时候（如直到是0为止）。 
Window window 
发送该重画事件的窗口的ID（我们的程序为多个窗口注册了事件的时候）。 
int x, y 
从窗口的左上算起，需要被重画的区域的左上坐标。 
int width,height 
需要被重画区域的宽高。 
在我们的演示程序中，我们无视了那个需要被重画的区域，而是重画了整个窗口，这是非常低效的，我们在后面将会演示一些只重画需要重画的区域的技术。 

以下是一个例子，演示我们收到任何"expose"事件时如何在一个窗口中画一条直线。这是其中的事件循环的case段的代码： 


case Expose: 
/* if we have several other expose events waiting, don't redraw. */ 
/* we will do the redrawing when we receive the last of them. */ 
if (an_event.xexpose.count > 0) 
break; 
/* ok, now draw the line... */ 
XDrawLine(display, win, gc, 0, 100, 400, 100); 
break; 


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获取用户输入 
就目前来说，用户的输入主要从两个地方过来 - 鼠标和键盘。有各种各样的事件帮助我们来获取用户的输入 - 一个键盘上的键被按下了，一个键盘上的键被松开了，鼠标光标离开了我们的窗口，鼠标光标进入了我们的窗口等等。 


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鼠标按键事件和松开事件 
我们为我们的窗口处理的第一个事件是鼠标按钮时间。为了注册一个这样的事件类型，我们将追加以下的面具 

ButtonPressMask 
通知我们窗口中的任何一个鼠标键按下动作 
ButtonReleaseMask 
通知我们窗口中的任何一个鼠标键松开动作 
在我们的事件循环中通过switch来检查以下的事件类型 

ButtonPress 
在我们的窗口上一个鼠标键被按下了 
ButtonRelease 
在我们的窗口上一个鼠标键被松开了 
在事件结构里，通过"an_event.xbutton"来获得事件的类型，另外它还包括下面这些有趣的内容： 

Window window 
事件发送的目标窗口的ID（如果我们为多个窗口注册了事件） 
int x, y 
从窗口的左上坐标算起，鼠标键按下时光标在窗口中的坐标 
int button 
鼠标上那个标号的按钮被按下了，值可能是Button1，Button2，Button3 
Time time 
事件被放进队列的时间。可以被用来实现双击的处理 
下面的例子，将演示我们如何在鼠标的位置画点，无论我们何时收到编号为1的按钮的"鼠标按下"的事件时我们画一个黑点，收到编号为2的按钮的"鼠标按下"的事件时我们擦掉那个黑点（例如画一个白点）。我们假设现在有两个GC，gc_draw使用下面的代码 


case ButtonPress: 
/* store the mouse button coordinates in 'int' variables. */ 
/* also store the ID of the window on which the mouse was */ 
/* pressed. */ 
x = an_event.xbutton.x; 
y = an_event.xbutton.y; 
the_win = an_event.xbutton.window; 

/* check which mouse button was pressed, and act accordingly. */ 
switch (an_event.xbutton.button) { 
case Button1: 
/* draw a pixel at the mouse position. */ 
XDrawPoint(display, the_win, gc_draw, x, y); 
break; 
case Button2: 
/* erase a pixel at the mouse position. */ 
XDrawPoint(display, the_win, gc_erase, x, y); 
break; 
default: /* probably 3rd button - just ignore this event. */ 
break; 
} 
break; 


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鼠标光标的进入和离开事件 
另一个程序通常会感兴趣的事件是，有关鼠标光标进入一个窗口的领域以及离开那个窗口的领域的事件。有些程序利用该事件来告诉用户程序现在在焦点里面。为了注册这种事件，我们将会在函数XSelectInput()里注册几个面具。 

EnterWindowMask 
通知我们鼠标光标进入了我们的窗口中的任意一个 
LeaveWindowMask 
通知我们鼠标光标离开了我们的窗口中的任意一个 
我们的事件循环中的分支检查将检查以下的事件类型 

EnterNotify 
鼠标光标进入了我们的窗口 
LeaveNotify 
鼠标光标离开了我们的窗口 
这些事件类型的数据结构通过例如"an_event.xcrossing"来访问，它还包含以下有趣的成员变量： 

Window window 
事件发送的目标窗口的ID（如果我们为多个窗口注册了事件） 
Window subwindow 
在一个进入事件中，它的意思是从那个子窗口进入我们的窗口，在一个离开事件中，它的意思是进入了那个子窗口，如果是"none"，它的意思是从外面进入了我们的窗口。 
int x, y 
从窗口的左上坐标算起，事件产生时鼠标光标在窗口中的坐标 
int mode 
鼠标上那个标号的按钮被按下了，值可能是Button1，Button2，Button3 
Time time 
事件被放进队列的时间。可以被用来实现双击的处理 
unsigned int state 
这个事件发生时鼠标按钮（或是键盘键）被按下的情况 - 如果有的话。这个成员使用按位或的方式来表示 
Button1Mask 
Button2Mask 
Button3Mask 
Button4Mask 
ShiftMask 
LockMask 
ControlMask 
Mod1Mask 
Mod2Mask 
Mod3Mask 
Mod4Mask 
它们的名字是可以扩展的，当第五个鼠标钮被按下时，剩下的属性就指明其它特殊键（例如Mod1一般是"ALT"或者是"META"键） 
Bool focus 
当值是True的时候说明窗口获得了键盘焦点，False反之 

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键盘焦点 
在屏幕上同时会有很多窗口，但同一时间只能有一个窗口获得键盘的使用。X服务器是如何知道哪一个窗口可以发送键盘事件呢？这个是通过使用键盘焦点来实现 的。在同一时间只能有一个窗口获得键盘焦点。Xlib函数里存在函数允许程序让指定窗口获得键盘焦点。用户通常使用窗口管理器来为窗口设置焦点（通常是点 击窗口的标题栏）。一旦我们的窗口获得了键盘焦点，每个键的按下和松开都将引起服务器发送事件给我们的程序（如果已经注册了这些事件的类型）。 


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键盘键按下和松开事件 
如果我们程序控制的窗口获得了键盘焦点，它就可以接受按键的按下和松开事件。为了注册这些事件的类型，我们就需要通过函数XSelectInput()来注册下面的面具。 

KeyPressMask 
通知我们的程序什么时候按键被按下了 
KeyPressMask 
通知我们的程序什么时候按键被松开了 
我们的事件循环中的分支检查将检查以下的事件类型 

Window window 
事件发送的目标窗口的ID（如果我们为多个窗口注册了事件） 
unsigned int keycode 
被按下（或松开）的键的编码。这是一些X内部编码，应该被翻译成一个键盘键符号才能方便使用，将会在下面介绍。
int x, y 
从窗口的左上坐标算起，事件产生时鼠标光标在窗口中的坐标 
Time time 
事件被放进队列的时间。可以被用来实现双击的处理 
unsigned int state 
这个事件发生时鼠标按钮（或是键盘键）被按下的情况 - 如果有的话。这个成员使用按位或的方式来表示 
Button1Mask 
Button2Mask 
Button3Mask 
Button4Mask 
ShiftMask 
LockMask 
ControlMask 
Mod1Mask 
Mod2Mask 
Mod3Mask 
Mod4Mask 
它们的名字是可以扩展的，当第五个鼠标钮被按下时，剩下的属性就指明其它特殊键（例如Mod1一般是"ALT"或者是"META"键） 
如我们前面所提到的，按键编码对我们来说是没有什么意义的，它是由连接着X服务器的键盘产生的硬件级编码并且是与某个型号的键盘相关的。为了能解释到底是 哪个按键产生的事件，我们把它翻译成已经被标准化了的按键符号。我们可以使用函数XKeycodeToKeysym()来完成这个翻译工作。该函数使用3 个参数：一个显示的指针，要被翻译的键盘编码，和一个索引（我们在这里使用"0"）。标准的Xlib键编码可以参考文 件"X11/keysymdef.h"。在下面的例子里我们使用函数XkeycodeToKeysym来处理按键操作，我们讲演示如何以以下顺序处理按键 事件：按"1"键将会在鼠标的当前位置下画一个点。按下"DEL"键将擦除那个点。按任何字母键（a至z,大写或小写）将在标准输出里打印。其它的按键将 会被无视。假设下面的"case"段代码是在一个消息循环中。 


case KeyPress: 
/* store the mouse button coordinates in 'int' variables. */ 
/* also store the ID of the window on which the mouse was */ 
/* pressed. */ 
x = an_event.xkey.x; 
y = an_event.xkey.y; 
the_win = an_event.xkey.window; 
{ 
/* translate the key code to a key symbol. */ 
KeySym key_symbol = XKeycodeToKeysym(display, an_event.xkey.keycode, 0); 
switch (key_symbol) { 
case XK_1: 
case XK_KP_1: /* '1' key was pressed, either the normal '1', or */ 
/* the '1' on the keypad. draw the current pixel. */ 
XDrawPoint(display, the_win, gc_draw, x, y); 
break; 
case XK_Delete: /* DEL key was pressed, erase the current pixel. */ 
XDrawPoint(display, the_win, gc_erase, x, y); 
break; 
default: /* anything else - check if it is a letter key */ 
if (key_symbol >= XK_A && key_symbol <= XK_Z) { 
int ascii_key = key_symbol - XK_A + 'A'; 
printf("Key pressed - '%c'\n", ascii_key); 
} 
if (key_symbol >= XK_a && key_symbol <= XK_z) { 
int ascii_key = key_symbol - XK_a + 'a'; 
printf("Key pressed - '%c'\n", ascii_key); 
} 
break; 
} 
} 
break; 

你将会发现键盘键符号到物理键编码的转换的方法，程序应该小心的处理各种可能出现的情况。同时我们假设字母键的符号值是连续的。 



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X事件 - 一个完整的例子 
我们将给一个完整的处理事件的例子events.c。给程序创建一个窗口，在上面进行一些绘画工作，然后进入一个事件循环。如果它获得了一个暴露事件 - 它重画整个窗口。如果它获得一个鼠标左键事件，它在鼠标光标出画一个黑点。如果鼠标的中间键被按下了，它在鼠标光标下画一个白点（例如擦出那个点）。应该 注意这个图形是改变是如何被处理的。它对使用适当的颜色来绘制并不是很有效。我们需要对颜色的变化作一下记录，这样在下一个暴露事件来到时我们可以用正确 的颜色来绘制。我们使用了一个（1000*1000）的巨大矩阵来保存像素。刚开始，所有的单元都被置成0。当画了一个点的时候，我们将该单元置成1。如 果该点被画成白色，我们将该单元置成-1。我们不能仅仅把黑色置成0，否则我们刚开始画的将被误删掉。最后，用户按了键盘上任意的按钮，程序将退出。 

当运行这个程序时，你也许会注意到移动的事件经常会漏画点。如果鼠标移动的很快，我们将收不到所有的事件。结果，如果我们要处理这种情况，我们就需要记住上一次收到事件时的鼠标位置，然后应该画一条线在两点之间。一般绘图程序都是这么做的。 


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字体结构 
为了支持灵活的字体，定义了一个字体结构，类型XFontStruct。该结构被用来包含一个字体的信息，被用来帮助一些函数处理字体的选择和文本绘图。 


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装载一个字体 
作为绘制文本的第一步，我们使用字体装载函数，例如XLoadQueryFont()。该函数要求X服务器装载给定名字的字体。如果字体被发现了，服务器 装载那个字体，返回一个XFontStruct结构的指针。如果字体没有被发现，或者是装载失败了，返回一个值NULL。每个字体也许会有两个名字。一个 是长字符串，指明了字体的全部属性（字体族，字体尺寸，斜体/黑体/是否有下划线等等）。另一个是短的别名，为各自的服务器所配置。作为一个例子，我们尝 试装载"*-helvetica-*-12-*"字体： 



/* this pointer will hold the returned font structure. */ 
XFontStruct* font_info; 

/* try to load the given font. */ 
char* font_name = "*-helvetica-*-12-*"; 
font_info = XLoadQueryFont(display, fond_name); 
if (!font_info) { 
fprintf(stderr, "XLoadQueryFont: failed loading font '%s'\n", font_name); 
} 


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给一个图形上下文分配字体 
在我们装载了字体后，我们需要把它分配给一个GC。假设一个叫"gc"的GC已经存在了，下面是我们如何做： 


XSetFont(display, gc, font_info->fid); 

"fid"领域是一个XFontStruct结构用来为各种请求识别各种装载的字体。 


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在一个窗口中绘制文本 
我们一旦为我们的GC装载了字体，我们就可以使用例如函数XDrawString()，在我们的窗口里绘制文本。该函数可以在窗口里的一个给定位置里绘制文本。给定的位置将是从被绘制的文本的左下算起，下面是它的例子： 


/* assume that win_width contains the width of our window, win_height */ 
/* contains the height of our window, and 'win' is the handle of our window. */ 

/* some temporary variables used for the drawing. */ 
int x, y; 

/* draw a "hello world" string on the top-left side of our window. */ 
x = 0; 
y = 0; 
XDrawString(display, win, gc, x, y, "hello world", strlen("hello world")); 

/* draw a "middle of the road" string in the middle of our window. */ 
char* text_string = "middle of the road"; 
/* find the width, in pixels, of the text that will be drawn using */ 
/* the given font. */ 
int string_width = XTextWidth(font_info, text_string, strlen(text_string)); 
/* find the height of the characters drawn using this font. */ 
int fond_height = font_info->ascent + font_info->descent; 
x = (win_width - string_width) / 2; 
y = (win_width - font_height) / 2; 
XDrawString(display, win, gc, x, y, "hello world", strlen("hello world")); 

以下的说明应该可以使程序更清楚： 

函数XTextWidth()被用来预测字符串的长度，当它使用指定字体进行绘制时。它被用来检查那里是开始那里是结束使它看起来占据着窗口的中央 
一个字体的两个名字为"ascent"和"descent"的属性用来指定字体的高。基本上，一个字体的字符是画在一条假象的横线上的。一些字符被画在横 线上面，一些画在下面。最高的字符是被画在"font_info->ascent"线上的，最低的部分则 在"font_info->descent"线下面。因此，这两个值得和指明了字体的高度。 
上面的源程序可以参考文件simple-text.c