纯C语言用Windows api写画函数图像

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主要功能介绍：
1、输入函数的解析式，可以在窗口中画出解析式的函数图像。
2、解析式只能以x为自变量。
3、解析式目前只能写数字、括号、加减乘除四则运算(±*/)，不能写乘方、开方、各种函数（三角函数、对数等等）。
4、输入解析式时，程序禁用中文输入法，也不能输入中文括号。.
5、输入解析式语法错误时，程序弹出对话框并告知哪里有错误，允许重新输入。
6、输入解析式的窗口在任务栏不显示。
7、输入解析式的窗口一旦打开，主窗口就不响应任何操作，直到输入解析式的窗口关闭。关闭以后，主窗口重画所有函数图像和x、y轴。
8、x、y轴为黑色，图像红色。

环境：
Windows10 64位，MinGW-POSIX-64位。

注：
1、若为32位系统，据说需要将SetWindowLongPtr换为SetWindowLong，里面参数GWLP_WNDPROC需要换为GWL_WNDPROC（我也没试过，所以不能那么肯定。大家可以自己试一试）

2、如果编译不通过，在makefile.bat中编译可执行文件的一行手动链接pthread库。

3、如果报错不支持WinMain函数入口，可以百度下载msys64（大概就是这么一个东西）来支持win32应用程序，至于如何安装百度都有，这里不赘述。

截图：

代码如下：

//libtranslateexpression.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <windows.h>
#include <math.h>#define SGR_MAX_EXPR 1024#define CHECKFUNC_NO_ERROR              0x00
#define CHECKFUNC_FOUND_TIMEADDBR       0x01
#define CHECKFUNC_FOUND_TIMESUBBR       0x02
#define CHECKFUNC_FOUND_DIVADDBR        0x03
#define CHECKFUNC_FOUND_DIVSUBBR        0x04
#define CHECKFUNC_BRACKET_ERROR         0x05
#define CHECKFUNC_NONUMBERAFTERSIGN     0x06
#define CHECKFUNC_NONUMBERBEFORESIGN    0x07
#define CHECKFUNC_DECIMALPOINT_ERROR    0x08
#define CHECKFUNC_VARIBLEHASNOSIGN      0x09BOOL CheckFuncExpr(const char* expr)
{if(strstr(expr,"*+(")!=NULL)   return CHECKFUNC_FOUND_TIMEADDBR;if(strstr(expr,"*-(")!=NULL)    return CHECKFUNC_FOUND_TIMESUBBR;if(strstr(expr,"/+(")!=NULL)   return CHECKFUNC_FOUND_DIVADDBR;if(strstr(expr,"/-(")!=NULL) return CHECKFUNC_FOUND_DIVSUBBR;int i=0,bracket=0;for(;expr[i]!='\0';i++){if(expr[i]=='(')   bracket++;if(expr[i]==')')    bracket--;if(bracket<0)      return CHECKFUNC_BRACKET_ERROR;if(expr[i]=='+' || expr[i]=='-'){if(expr[i+1]!='(' && expr[i+1]>'9' && expr[i+1]<'0' && expr[i+1]!='x') return CHECKFUNC_NONUMBERAFTERSIGN;}if(expr[i]=='*' || expr[i]=='/'){if(i==0)                                                             return CHECKFUNC_NONUMBERBEFORESIGN;if(expr[i+1]!='(' && expr[i+1]>'9' && expr[i+1]<'0' && expr[i+1]!='x')  return CHECKFUNC_NONUMBERAFTERSIGN;if(expr[i-1]!='(' && expr[i-1]>'9' && expr[i-1]<'0' && expr[i-1]!='x')   return CHECKFUNC_NONUMBERBEFORESIGN;}if(expr[i]=='.'){if(expr[i+1]<'0' && expr[i+1]>'9') return CHECKFUNC_DECIMALPOINT_ERROR;if(expr[i-1]<'0' && expr[i-1]>'9') return CHECKFUNC_DECIMALPOINT_ERROR;}if(expr[i]=='x'){if((expr[i+1]>'0' && expr[i+1]<'9') || expr[i+1]=='.') return CHECKFUNC_VARIBLEHASNOSIGN;if(i!=0)if((expr[i-1]>'0' && expr[i-1]<'9') || expr[i-1]=='.') return CHECKFUNC_VARIBLEHASNOSIGN;}}if(bracket!=0)return CHECKFUNC_BRACKET_ERROR;return CHECKFUNC_NO_ERROR;
}BOOL CheckNum(double x)
{switch(fpclassify(x)){case FP_ZERO:return TRUE;case FP_NORMAL:return TRUE;default:return FALSE;}
}void ReplaceAddSign(char* expr,char*out)
{memset(out,0,sizeof(char)*SGR_MAX_EXPR);char *k=expr;char *p=out;if(*expr!='+' && *expr!='-'){*p='+';p++;*p=*k;}while(*k!='\0'){if(*k!='+' && *k!='-'){*p=*k;p++;k++;}else{if(*(k-1)!='+' && *(k-1)!='-')*p=*k;if(*k=='-' && (*(k-1)=='+' || *(k-1)=='-'))*p=(*p=='+')?'-':'+';if(*(k+1)!='+' && *(k+1)!='-')p++;k++;}}p=out;while(*p!='\0'){if(*p>='9' && *p<='0' && *p!='.' && *(p+1)=='+')memmove(p+1,p+2,strlen(p+2)+1);p++;}
}double GetResult_addsub(char* expr)
{double a=0,b=0;char* p=expr;if(*p=='+' ||*p=='-')p++;sscanf(p,"%lf",&a);if(*(p-1)=='-')a=-a;while(1){while(*p!='+' && *p!='-'){p++;if(*p==0)break;}if(sscanf(++p,"%lf",&b)==0)break;switch(*(p-1)){case '+':a+=b;break;case '-':a-=b;break;}}return a;
}double GetResult_timediv(char* expr)
{double a=0,b=0;char* p=expr;sscanf(p,"%lf",&a);while(1){while(*p!='/' && *p!='*'){p++;if(*p==0)break;}if(sscanf(++p,"%lf",&b)<=0)break;switch(*(p-1)){case '*':a*=b;break;case '/':a/=b;break;case '-':switch(*(p-2)){case '*':a*=-b;break;case '/':a/=-b;break;}break;}}return a;
}void gettimedivexpr(const char*expr,char*out)
{for(int i=0;expr[i]!='\0';i++){if(((expr[i]>='0' && expr[i]<='9') || expr[i]=='.' || expr[i]=='*' || expr[i]=='/') || (expr[i]=='-' && (expr[i-1]=='*' || expr[i-1]=='/')))out[i]=expr[i];else  break;}
}double nonebracket_TranslateExpression(char*expr)
{char RepAS[SGR_MAX_EXPR]={0};ReplaceAddSign(expr,RepAS);char*p=RepAS;char**p_sep;double a=0;double res[SGR_MAX_EXPR/2]={0.0};int n=0,i;char**sep=(char**)malloc(SGR_MAX_EXPR/2*sizeof(char*));for(i=0;i<SGR_MAX_EXPR/2;i++){sep[i]=(char*)malloc(SGR_MAX_EXPR*sizeof(char));memset(sep[i],0,sizeof(char)*SGR_MAX_EXPR);}for(p_sep=sep;*p!='\0';n++,p_sep++){sscanf(p++,"%c",*p_sep);gettimedivexpr(p,(*p_sep)+1);p+=strlen((*p_sep)+1);}for(p_sep=sep;**p_sep!='\0';p_sep++)res[p_sep-sep]=GetResult_timediv(*p_sep+1);for(p_sep=sep;**p_sep!='\0';p_sep++)res[p_sep-sep]*=(**p_sep=='+')?(1):(-1);for(p_sep=sep;**p_sep!='\0';p_sep++)a+=res[p_sep-sep]; for(i=0;i<SGR_MAX_EXPR/2;i++){free(sep[i]);sep[i]=NULL;}free(sep);sep=NULL;return a;
}UINT getbracketstep(char*expr)
{UINT bracket=0;UINT mostbracket=0;UINT i=0;for(;expr[i]!='\0';i++){switch(expr[i]){case '(':bracket++;if(mostbracket<bracket)mostbracket=bracket;break;case ')':bracket--;break;}}return mostbracket;
}void exprbracketpos(char*expr,UINT bracketstep,char**out)
{UINT i=0;UINT bracket=0;UINT p=0;for(;expr[i]!='\0';i++){switch(expr[i]){case '(':bracket++;break;case ')':bracket--;if(bracket==bracketstep-1)    p++;break;}if(bracket==bracketstep)out[p][strlen(out[p])]=expr[i];}
}double TranslateExpression(char*expr)
{UINT mostbracket=getbracketstep(expr);if(mostbracket==0)return nonebracket_TranslateExpression(expr);int bracket=0;int i=0;char decomp[SGR_MAX_EXPR]={'\0'};char laststr[SGR_MAX_EXPR]={'\0'};for(;expr[i]!='\0';i++){if(expr[i]==')'){bracket--;if(bracket==0){sprintf(laststr+strlen(laststr),"%lf",TranslateExpression(decomp));memset(decomp,0,strlen(decomp));continue;}}if(bracket>=1)decomp[strlen(decomp)]=expr[i];if(expr[i]=='('){bracket++;}if(bracket==0)laststr[strlen(laststr)]=expr[i];}return nonebracket_TranslateExpression(laststr);
}double GetIndependent(char*func,char indep,double volue)
{char expr[SGR_MAX_EXPR]={'\0'};for(int i=0;func[i]!='\0';i++){if(func[i]==indep)sprintf(expr+strlen(expr),"%lf",volue);elseexpr[strlen(expr)]=func[i];}return TranslateExpression(expr);
}

这是一个库的代码，具体就是表达式求值功能。

还有def文件（libtranslateexpression.def）：

LIBRARY libtranslateexpression.dll
EXPORTSCheckFuncExpr        @1CheckNum         @2 TranslateExpression @3GetIndependent       @4

接下来是exe文件的代码：

#include <windows.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <math.h>#define HMENU_PAINT_FUNC 1#define HMENU_func_TEXTFX 2
#define HMENU_func_EDITFX 3
#define HMENU_func_BUTTONOKAY 4
#define HMENU_func_BUTTONCANCEL 5#define SGR_MAX_EXPR 1024#define CHECKFUNC_NO_ERROR                0x00
#define CHECKFUNC_FOUND_TIMEADDBR       0x01
#define CHECKFUNC_FOUND_TIMESUBBR       0x02
#define CHECKFUNC_FOUND_DIVADDBR        0x03
#define CHECKFUNC_FOUND_DIVSUBBR        0x04
#define CHECKFUNC_BRACKET_ERROR         0x05
#define CHECKFUNC_NONUMBERAFTERSIGN     0x06
#define CHECKFUNC_NONUMBERBEFORESIGN    0x07
#define CHECKFUNC_DECIMALPOINT_ERROR    0x08
#define CHECKFUNC_VARIBLEHASNOSIGN      0x09BOOL CheckFuncExpr(const char*expr);
BOOL CheckNum(double x);
double GetIndependent(char*func,char indep,double volue);char functions[64][SGR_MAX_EXPR]={{0}};
int funcnum=0;void paintfunc(int enlarge,HWND hwnd)
{static PAINTSTRUCT ps;static HPEN hpen;static RECT rect;static HDC hdc;hdc=BeginPaint(hwnd,&ps);hpen=CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(255,0,0));GetClientRect(hwnd,&rect);SelectObject(hdc,hpen);static int i;static int j;static BOOL paint;static double y;for(j=0;j<funcnum;j++){for(i=-rect.right/2;i<rect.right/2;i++){y=GetIndependent(functions[j],'x',(double)(i)/enlarge);if(CheckNum(y)){MoveToEx(hdc,rect.right/2+i,rect.bottom/2-y*enlarge,NULL);break;}}for(paint=TRUE;i<(rect.right-rect.left)/2;i++){y=GetIndependent(functions[j],'x',(double)(i)/enlarge);if(CheckNum(y)){if(paint==TRUE)LineTo(hdc,rect.right/2+i,rect.bottom/2-y*enlarge);else{MoveToEx(hdc,rect.right/2+i,rect.bottom/2-y*enlarge,NULL);paint=TRUE;}}else  paint=FALSE;}}for(i=0;i<rect.right;i++)  SetPixel(hdc,i,rect.bottom/2,RGB(0,0,0));for(i=0;i<rect.bottom;i++)   SetPixel(hdc,rect.right/2,i,RGB(0,0,0));DeleteObject(hpen);EndPaint(hwnd,&ps);
}HINSTANCE hInst;BOOL NEWWINDOWEXISTS=FALSE;
BOOL MAINWINDOW_RESP=TRUE;
RECT MAINWINDOW_RECT;pthread_t FuncInput_pth;HWND FuncInput_hwnd;
HWND Main_hwnd;WNDPROC func_hEDITfx_old_WndProc;LRESULT CALLBACK WndProc(HWND,UINT,WPARAM,LPARAM);
LRESULT CALLBACK func_WndProc(HWND,UINT,WPARAM,LPARAM);
LRESULT CALLBACK func_hEDITfx_WndProc(HWND,UINT,WPARAM,LPARAM);BOOL CreateFuncInputWindow(HWND hwnd)
{static TCHAR szAppName[]=TEXT("MathPaint_FuncInput");MSG msg;WNDCLASS wndclass;wndclass.lpfnWndProc=func_WndProc;wndclass.cbClsExtra=0;wndclass.cbWndExtra=0;wndclass.hInstance=hInst;wndclass.hIcon=LoadIcon(NULL,IDI_APPLICATION);wndclass.hCursor=LoadCursor(NULL,IDC_ARROW);wndclass.hbrBackground=(HBRUSH)CreateSolidBrush(RGB(240,240,240));wndclass.lpszMenuName=NULL;wndclass.lpszClassName=szAppName;RegisterClass(&wndclass);hwnd=CreateWindow(szAppName,TEXT("绘制新函数..."),WS_BORDER|WS_CAPTION|WS_VISIBLE|WS_SYSMENU|WS_POPUP|WS_CHILD,(MAINWINDOW_RECT.left+MAINWINDOW_RECT.right)/2-200,(MAINWINDOW_RECT.top+MAINWINDOW_RECT.bottom)/2-100,400,200,Main_hwnd,NULL,hInst,NULL);ShowWindow(hwnd,SW_SHOW);UpdateWindow(hwnd);while(GetMessage(&msg,hwnd,0,0)>0){TranslateMessage(&msg);DispatchMessage(&msg);Sleep(50);}return msg.wParam;
}int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,PSTR szCmdLine,int iCmdShow)
{ ShowWindow(GetForegroundWindow(),SW_HIDE);DestroyWindow(GetForegroundWindow());static TCHAR szAppName[]=TEXT("MathPaint");HWND hwnd;MSG msg;WNDCLASS wndclass;hInst=hInstance;wndclass.style=CS_HREDRAW|CS_VREDRAW;wndclass.lpfnWndProc=WndProc; wndclass.cbClsExtra=0; wndclass.cbWndExtra=0;wndclass.hInstance=hInstance;wndclass.hIcon=LoadIcon(NULL,IDI_APPLICATION); wndclass.hCursor=LoadCursor(NULL,IDC_ARROW); wndclass.hbrBackground=(HBRUSH)GetStockObject(WHITE_BRUSH); wndclass.lpszMenuName=NULL;wndclass.lpszClassName=szAppName; RegisterClass(&wndclass);Main_hwnd=hwnd=CreateWindow(szAppName,TEXT("MathPaint"),WS_MAXIMIZE|WS_OVERLAPPEDWINDOW,CW_USEDEFAULT,CW_USEDEFAULT,CW_USEDEFAULT,CW_USEDEFAULT,NULL,NULL,hInstance,NULL);ShowWindow(hwnd,SW_SHOW);UpdateWindow(hwnd);while(GetMessage(&msg,hwnd,0,0)>0){if(MAINWINDOW_RESP==FALSE && NEWWINDOWEXISTS==FALSE){NEWWINDOWEXISTS=TRUE;pthread_create(&FuncInput_pth,NULL,(void*)CreateFuncInputWindow,FuncInput_hwnd);}TranslateMessage(&msg);DispatchMessage(&msg);Sleep(50);}return msg.wParam;
}LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hwnd,UINT message,WPARAM wParam,LPARAM lParam)
{static HMENU hmenu_paint;static HMENU hmenu_paint_func;if(MAINWINDOW_RESP==TRUE){EnableMenuItem(hmenu_paint,0,MF_BYPOSITION|MF_ENABLED);switch(message) { case WM_CREATE: GetWindowRect(hwnd,&MAINWINDOW_RECT);hmenu_paint=CreateMenu();hmenu_paint_func=CreateMenu();AppendMenu(hmenu_paint_func,MF_ENABLED|MF_STRING,HMENU_PAINT_FUNC,TEXT("绘制新函数..."));AppendMenu(hmenu_paint,MF_ENABLED|MF_STRING|MF_POPUP,(UINT_PTR)hmenu_paint_func,TEXT("作图(p)"));SetMenu(hwnd,hmenu_paint);return 0;case WM_COMMAND:switch(LOWORD(wParam)){case HMENU_PAINT_FUNC:MAINWINDOW_RESP=FALSE;EnableMenuItem(hmenu_paint,0,MF_BYPOSITION|MF_GRAYED);return 0;}return 0;case WM_PAINT:GetWindowRect(hwnd,&MAINWINDOW_RECT);break;}}else{switch(message){case WM_CLOSE:return 0;case WM_MOVE:MoveWindow(hwnd,MAINWINDOW_RECT.left,MAINWINDOW_RECT.top,MAINWINDOW_RECT.right-MAINWINDOW_RECT.left,MAINWINDOW_RECT.bottom-MAINWINDOW_RECT.top,TRUE);return 0;}}switch(message){case WM_PAINT:paintfunc(50,hwnd);break;}return DefWindowProc(hwnd,message,wParam,lParam);
}LRESULT CALLBACK func_hEDITfx_WndProc(HWND hwnd,UINT message,WPARAM wParam,LPARAM lParam)
{ImmAssociateContext(hwnd,NULL);switch(message){case WM_CHAR:switch(wParam){case '(':break;case ')':break;case 'x':break;case '+':break;case '-':break;case '*':break;case '/':break;case 8:break;default:if(wParam>='0' && wParam<='9') break;else return 0;}break;case WM_PASTE:return 0;}return func_hEDITfx_old_WndProc(hwnd,message,wParam,lParam);
}LRESULT CALLBACK func_WndProc(HWND hwnd,UINT message,WPARAM wParam,LPARAM lParam)
{static RECT rect;static HWND hTEXTfx;static HWND hEDITfx;static HWND hBUTTONokay;static HWND hBUTTONcancel;static HFONT hfont;static int width;static int height;static char FuncExpr[SGR_MAX_EXPR];switch(message){case WM_CREATE:GetClientRect(hwnd,&rect);width=rect.right-rect.left;height=rect.bottom-rect.top;hfont=CreateFont(-15,-7.5,0,0,400,FALSE,FALSE,FALSE,DEFAULT_CHARSET,OUT_CHARACTER_PRECIS,CLIP_CHARACTER_PRECIS,DEFAULT_QUALITY,FF_DONTCARE,TEXT("微软雅黑"));hTEXTfx=CreateWindow(TEXT("static"),TEXT("y="),WS_CHILD|WS_VISIBLE|SS_CENTERIMAGE|SS_LEFT,width/16,height/8,width/4,height/8,hwnd,(HMENU)HMENU_func_TEXTFX,hInst,NULL);hEDITfx=CreateWindow(TEXT("edit"),TEXT(""),WS_CHILD|WS_VISIBLE|WS_BORDER|ES_AUTOVSCROLL|ES_MULTILINE,width/16,height/4,width/2,height/2,hwnd,(HMENU)HMENU_func_EDITFX,hInst,NULL);hBUTTONcancel=CreateWindow(TEXT("button"),TEXT("取消"),WS_CHILD|WS_VISIBLE|WS_BORDER|BS_CENTER,width*11/16,height/8,width/4,height*3/10,hwnd,(HMENU)HMENU_func_BUTTONCANCEL,hInst,NULL);hBUTTONokay=CreateWindow(TEXT("button"),TEXT("确定"),WS_CHILD|WS_VISIBLE|WS_BORDER|BS_CENTER,width*11/16,height*23/40,width/4,height*3/10,hwnd,(HMENU)HMENU_func_BUTTONOKAY,hInst,NULL);SendMessage(hTEXTfx,WM_SETFONT,(WPARAM)hfont,(LPARAM)NULL);SendMessage(hEDITfx,WM_SETFONT,(WPARAM)hfont,(LPARAM)NULL);SendMessage(hBUTTONcancel,WM_SETFONT,(WPARAM)hfont,(LPARAM)NULL);SendMessage(hBUTTONokay,WM_SETFONT,(WPARAM)hfont,(LPARAM)NULL);func_hEDITfx_old_WndProc=(WNDPROC)SetWindowLongPtr(hEDITfx,GWLP_WNDPROC,(LONG)func_hEDITfx_WndProc);break;case WM_COMMAND:switch(LOWORD(wParam)){case HMENU_func_BUTTONCANCEL:DestroyWindow(hwnd);break;case HMENU_func_BUTTONOKAY:memset(FuncExpr,0,strlen(FuncExpr));GetWindowText(hEDITfx,FuncExpr,sizeof(FuncExpr));switch(CheckFuncExpr(FuncExpr)){case CHECKFUNC_FOUND_TIMEADDBR   :MessageBox(NULL,TEXT("乘号(*)后面不可以跟随加号(+)。"),TEXT("函数语法错误"),MB_OK|MB_ICONERROR);return 0;case CHECKFUNC_FOUND_TIMESUBBR   :MessageBox(NULL,TEXT("乘号(*)后面不可以跟随减号(-)。"),TEXT("函数语法错误"),MB_OK|MB_ICONERROR);return 0;case CHECKFUNC_FOUND_DIVADDBR    :MessageBox(NULL,TEXT("除号(/)后面不可以跟随加号(+)。"),TEXT("函数语法错误"),MB_OK|MB_ICONERROR);return 0;case CHECKFUNC_FOUND_DIVSUBBR    :MessageBox(NULL,TEXT("除号(/)后面不可以跟随减号(-)。"),TEXT("函数语法错误"),MB_OK|MB_ICONERROR);return 0;case CHECKFUNC_BRACKET_ERROR     :MessageBox(NULL,TEXT("括号错误")                      ,TEXT("函数语法错误"),MB_OK|MB_ICONERROR);return 0;case CHECKFUNC_NONUMBERAFTERSIGN :MessageBox(NULL,TEXT("运算符后无数字")              ,TEXT("函数语法错误"),MB_OK|MB_ICONERROR);return 0;case CHECKFUNC_NONUMBERBEFORESIGN:MessageBox(NULL,TEXT("运算符前无数字")              ,TEXT("函数语法错误"),MB_OK|MB_ICONERROR);return 0;case CHECKFUNC_DECIMALPOINT_ERROR:MessageBox(NULL,TEXT("小数点错误")                    ,TEXT("函数语法错误"),MB_OK|MB_ICONERROR);return 0;case CHECKFUNC_VARIBLEHASNOSIGN   :MessageBox(NULL,TEXT("自变量不能与数字直接连接")        ,TEXT("函数语法错误"),MB_OK|MB_ICONERROR);return 0;}if(strlen(FuncExpr)!=0)    sprintf(functions[funcnum++],"%s",FuncExpr);DestroyWindow(hwnd);break;}break;case WM_DESTROY:NEWWINDOWEXISTS=FALSE;MAINWINDOW_RESP=TRUE;PostQuitMessage(0);InvalidateRect(Main_hwnd,NULL,TRUE);break;}return DefWindowProc(hwnd,message,wParam,lParam);
}

makefile.bat：

gcc -c -O3 libtranslateexpression.c
dllwrap --def libtranslateexpression.def -o libtranslateexpression.dll libtranslateexpression.o --output-lib libtranslateexpression.a
gcc mathpaint.c -o mathpaint.exe -lgdi32 -limm32 libtranslateexpression.dll
pause

大约花了一周左右，现在忙于学业还要上网课，也就做到这个程度。
接下来方向是准备实现ln log sin cos tan cot sec csc arcsin arccos arctan arcsec arccsc sqrt abs 根号乘方。

感谢阅读希望大家看一看代码而不是仅仅复制。
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