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使用 C++/CX 建立 "Hello, World!"C++/CX 中的 UWP 應用程式

  • 發行項

重要

本教學課程使用 C++/CX。 Microsoft 已發生 C++/WinRT：Windows 執行階段 (WinRT) API 的完全標準現代 C++17 語言投影。 如需有關此語言的詳細資訊，請參閱 C++/WinRT。

在 Microsoft Visual Studio 2017，您可以使用 C++/CX 開發在 Windows 上執行且具有使用 Extensible Application Markup Language (XAML) 定義之 UI 的應用程式。

注意

本教學課程使用 Visual Studio Community 2019。 如果您使用不同版本的 Visual Studio，它的外觀可能會略有不同。

在您開始使用 Intune 之前

  • 若要完成此教學課程，您必須在執行 Windows 的電腦上，使用 Visual Studio Community，或是某一個非 Community 版本的 Visual Studio。 若要下載，請參閱取得工具。
  • 若要跟著做，您應該對 C++/CX、XAML 及 XAML 概觀中的概念有基本的瞭解。
  • 若要跟著做，您應該使用 Visual Studio 中的預設視窗配置。 若要重設為預設配置，在功能表列上選擇 [視窗]> [重設視窗配置]。

比較 C++ 電腦應用程式與 UWP 應用程式

如果您的基礎知識是使用 C++ 來設計 Windows 電腦應用程式，則或許會發現撰寫 UWP 應用程式有某些類似的地方，但其他方面則有待學習。

有何相同之處？

  • 您可以使用 STL、CRT (但有些例外) 及任何其他 C++ 程式庫，只要程式碼呼叫僅可從 Windows 執行階段環境存取的 Windows 函式即可。

  • 如果您習慣於視覺化設計介面，您仍然可以使用 Microsoft Visual Studio 內建的設計工具，也可以使用更完整的 Blend for Visual Studio。 如果您習慣手動撰寫 UI 程式碼，則可以手動撰寫 XAML 的程式碼。

  • 您仍然可以建立一些使用 Windows 作業系統類型和自訂類型的應用程式。

  • 您仍然可以使用 Visual Studio 偵錯工具、分析工具以及其他開發工具。

  • 您仍然可以建立使用 Visual C++ 編譯器編譯原生機器程式碼的應用程式。 使用 C++/CX 編譯的 UWP 應用程式不在受管理的執行階段環境中執行。

新功能

  • UWP 應用程式的設計原則與電腦應用程式的設計原則有很大的差別。 設計的重點不再強調視窗的邊框、標籤、對話方塊等。 內容才是最重要的。 完美的 UWP 應用程式會從規劃階段的開頭納入這些原則。

  • 您是使用 XAML 來定義整個 UI。 UWP 應用中 UI 與核心程式邏輯之間的界線遠比 MFC 或 Win32 應用程式清楚得多。 當您在程式碼檔案中處理行為時，其他人可以在 XAML 檔案中處理 UI 的外觀。

  • 雖然您仍然可以在 Windows 裝置上使用 Win32 的部分功能，不過主要是使用全新、易於瀏覽、物件導向的 API (Windows 執行階段) 來設計程式。

  • 您使用 C++/CX 來取用和建立 Windows 執行階段物件。 C++/CX 可啟用動態建立物件的 C++ 例外狀況處理、委派、事件及自動參考計數。 當您使用 C++/CX 時，應用程式程式碼會隱藏基礎 COM 和 Windows 結構的詳細資訊。 如需相關資訊，請參閱 C++/CX 語言參考。

  • 您的應用程式會編譯成套件，其中包含應用程式所包含的類型、其使用的資源，以及它所需的功能 (檔案存取、網際網路存取、相機存取等)。

  • 在 Microsoft Store 和 Windows Phone Store 中，您的應用程式會經過認證程序檢查其安全性，然後再公開給數百萬的潛在客戶。

使用 C++/CX 的 Hello World Store 應用程式

我們的第一個應用程式是 "Hello World"，將示範互動功能、配置及樣式的某些基本功能。 我們將從 Windows 通用應用程式專案範本建立應用程式。 如果您先前已開發過適用於 Windows 8.1 和 Windows Phone 8.1 的應用程式，就可能記得必須在 Visual Studio 中擁有三個專案，一個用於 Windows 應用程式、一個用於手機應用程式，另一個則包含共用程式碼。 Windows 的通用 Windows Platform (UWP) 讓您只需一個專案，就能在所有裝置 (包括執行 Windows 的桌上型電腦和膝上型電腦、平板電腦之類的裝置、行動電話、VR 裝置等) 上執行。

我們將從基本知識開始：

  • 如何在 Visual Studio 中建立通用 Windows 專案。

  • 如何瞭解建立的專案和檔案。

  • 如何瞭解 Visual C++ 元件延伸功能 (C++/CX) 中的延伸功能，以及使用它們的時機。

首先，在 Visual Studio 中建立方案

  1. 在 Visual Studio 的功能表列上，選擇 [檔案]>[新增]>[專案...]。

  2. 在 [建立新專案] 對話方塊中，選取 [空白應用程式 (通用 Windows- C++/CX)]。 如果您沒有看到這些選項，請確定您已經安裝「通用 Windows 應用程式開發工具」。 如需詳細資訊，請參閱開始設定。

在 [建立新專案] 對話框中C++/CX 項目範本

  1. 選擇 [下一步]，然後輸入專案的名稱。 我們將它命名為 HelloWorld。

  2. 選擇 [建立] 按鈕。

注意

如果這是您第一次使用 Visual Studio，您可能會看到 [設定] 對話方塊要求您啟用 [開發人員模式]。 開發人員模式是啟用某些功能的特殊設定，例如，直接執行應用程式的權限，而非只執行來自 Microsoft Store 的。 如需詳細資訊，請閱讀啟用您的裝置以進行開發。 若要繼續使用此指南，請選取 [開發人員模式]，按一下 [是]，並關閉對話方塊。

您的專案檔案已建立。

繼續之前，先看看方案中有些什麼功能。

節點摺疊的通用應用程式方案

關於專案檔案

專案資料夾中的每一個 .xaml 檔案都有對應的 .xaml.h 檔案和相同資料夾中的 .xaml.cpp 檔案和 .g 檔案，以及 [產生的檔案] 資料夾中的 .g.hpp 檔案，該檔案位於磁碟上，但不屬於專案的一部分。 修改 XAML 檔案可建立 UI 元素，並將它們連線至資料來源 (DataBinding)。 修改 .h 和 .cpp 檔案可新增事件處理常式的自訂邏輯。 自動產生的檔案代表已從 XAML 標記轉換成 C++/CX。 不要修改這些檔案，但您可以研究它們以深入瞭解程式碼後置的運作方法。 基本上，產生的檔案包含 XAML 根元素的部分類別定義；這個類別與您在 *.xaml.h 和 .cpp 檔案修改的類別相同。 產生的檔案將 XAML UI 子元素宣告為類別成員，讓您能夠在自己撰寫的程式碼中參考它們。 建置期間，產生的程式碼會與您的程式碼合併成一個完整的類別定義，然後進行編譯。

我們先來查看專案檔案。

  • App.xaml, App.xaml.h, App.xaml.cpp: 代表應用程式進入點的應用程式物件。 App.xaml 不包含任何頁面特定的 UI 標記，但您可以新增 UI 樣式，以及您想要從任何頁面存取的其他元素。 程式碼後置檔案包含 OnLaunched 和 OnSuspending 事件的處理常式。 通常，您會在這裡新增自訂程式碼，在應用程式啟動時初始化應用程式，並在應用程式暫停或終止時執行清理。
  • MainPage.xaml, MainPage.xaml.h, MainPage.xaml.cpp: 包含應用程式中預設「開始」頁面的 XAML 標記和程式碼後置。 它沒有瀏覽支援或內建控制項。
  • pch.h, pch.cpp: 預先編譯的標頭檔，及將它內含在您專案中的檔案。 在 pch.h 中，您可以包含任何不常變更的標頭，以及包含在方案其他檔案的標頭。
  • Package.appxmanifest: 描述應用程式所需的裝置功能，以及應用程式版本資訊和其他中繼資料的 XML 檔案。 若要在 [資訊清單設計工具] 開啟此檔案，只要按兩下即可。
  • HelloWorld_TemporaryKey.pfx: 從 Visual Studio 將應用程式部署到此電腦所需的金鑰。

初窺程式碼

如果您在共用專案中檢查 App.xaml.h、App.xaml.cpp 中的程式碼，您會發現它主要是看起來熟悉的 C++ 程式碼。 不過，如果您是 Windows 執行階段應用程式的新手，或曾用過 C++/CLI，可能不熟悉某些語法元素。 下列是 C++/CX 中最常見的非標準語法元素：

參考類別

幾乎所有的 Windows 執行階段類別，包括 Windows API (XAML 控制項中的所有類型、您應用程式中的頁面、應用程式類別本身、所有裝置與網路物件、所有容器類型) 都會宣告為 ref 類別。 (有些 Windows 類型是 value class 或 value struct)。 ref 類別可從任何語言取用。 在 C++/CX 中，這些類型的存留期由自動參考計數 (而非記憶體回收) 管理，因此絕不能明確刪除這些物件。 您也可以建立自己的 ref 類別。

namespace HelloWorld
{
   /// <summary>
   /// An empty page that can be used on its own or navigated to within a Frame.
   /// </summary>
   public ref class MainPage sealed
   {
      public:
      MainPage();
   };
}

所有 Windows 執行階段類型都必須在命名空間內宣告，與 ISO C++ 不同的是，這些類型本身有存取範圍修飾詞。 public 修飾詞可讓命名空間外的 Windows 執行階段元件看見類別。 sealed 關鍵字代表類別不能做為基底類別使用。 幾乎所有 ref 類別都是密封的；因為 JavaScript 無法理解類別繼承，所以並未受到廣泛的使用。

ref new 和 ^ (hat)

您可以使用 ^ (hat) 運算子來宣告 ref 類別的變數，並使用 ref new 關鍵字具現化物件。 之後，您就能以與 C++ 指標一樣的方式，使用 -> 運算子存取物件的執行個體方法。 和 ISO C++ 一樣，要使用 :: 運算子存取靜態方法。

在下列程式碼中，我們使用完整名稱來具現化物件，並使用 -> 運算子來呼叫執行個體方法。

Windows::UI::Xaml::Media::Imaging::BitmapImage^ bitmapImage =
     ref new Windows::UI::Xaml::Media::Imaging::BitmapImage();

bitmapImage->SetSource(fileStream);

一般而言，在 .cpp 檔案中，我們會新增 using namespace Windows::UI::Xaml::Media::Imaging 指示詞和 auto 關鍵字，讓相同的程式碼看起來像這樣：

auto bitmapImage = ref new BitmapImage();
bitmapImage->SetSource(fileStream);

屬性

ref 類別可以有屬性，與受管理的語言一樣，這些屬性是特殊成員函式，以欄位的形式顯示以取用程式碼。

public ref class SaveStateEventArgs sealed
{
   public:
   // Declare the property
   property Windows::Foundation::Collections::IMap<Platform::String^, Platform::Object^>^ PageState
   {
      Windows::Foundation::Collections::IMap<Platform::String^, Platform::Object^>^ get();
   }
   ...
};

   ...
   // consume the property like a public field
   void PhotoPage::SaveState(Object^ sender, Common::SaveStateEventArgs^ e)
   {    
      if (mruToken != nullptr && !mruToken->IsEmpty())
   {
      e->PageState->Insert("mruToken", mruToken);
   }
}

委派

如同受管理的語言，委派是一種參考類型，可使用特定簽章封裝函式。 它們最常用於事件及事件處理常式

// Delegate declaration (within namespace scope)
public delegate void LoadStateEventHandler(Platform::Object^ sender, LoadStateEventArgs^ e);

// Event declaration (class scope)
public ref class NavigationHelper sealed
{
   public:
   event LoadStateEventHandler^ LoadState;
};

// Create the event handler in consuming class
MainPage::MainPage()
{
   auto navigationHelper = ref new Common::NavigationHelper(this);
   navigationHelper->LoadState += ref new Common::LoadStateEventHandler(this, &MainPage::LoadState);
}

將內容新增到應用程式

讓我們在應用程式中新增一些內容。

步驟 1：修改起始頁面

  1. 在 [方案總管] 中，開啟 MainPage.xaml。

  2. 將下列 XAML 新增到根 Grid (在其結束標記的正前方)，以建立 UI 的控制項。 其中包含 StackPanel，其具有 TextBlock，會詢問使用者的名稱、接受使用者名稱的 TextBox 元素、Button 及另一個 TextBlock 元素。

    <StackPanel x:Name="contentPanel" Margin="120,30,0,0">
    <TextBlock HorizontalAlignment="Left" Text="Hello World" FontSize="36"/>
    <TextBlock Text="What's your name?"/>
    <StackPanel x:Name="inputPanel" Orientation="Horizontal" Margin="0,20,0,20">
        <TextBox x:Name="nameInput" Width="300" HorizontalAlignment="Left"/>
        <Button x:Name="inputButton" Content="Say &quot;Hello&quot;"/>
    </StackPanel>
    <TextBlock x:Name="greetingOutput"/>
</StackPanel>

  3. 到目前為止，您已建立一個非常基本的 Windows 通用應用程式。 若要查看該 UWP 應用程式的外觀，可按 F5 在偵錯模式中組建、部署及執行該應用程式。

預設啟動顯示畫面最先出現。 它有應用程式資訊清單檔案中指定的影像 (Assets\SplashScreen.scale-100.png) 及背景色彩。 若要瞭解如何自訂啟動顯示畫面，請參閱新增啟動顯示畫面。

當啟動顯示畫面消失後，您的應用程式便會出現。 它會顯示應用程式的主頁面。

包含控制項的 UWP 應用程式畫面

它還沒有太多功能，但恭喜您，您已經建立第一個通用 Windows 平台應用程式了！

若要停止偵錯並關閉應用程式，請返回 Visual Studio 並按 Shift+F5。

如需詳細資訊，請參閱從 Visual Studio 執行市集應用程式。

您可以在應用程式的 TextBox 輸入文字，但按一下 [Button] 不會有任何反應。 在之後的步驟中，您要為按鈕的 Click 事件建立事件處理常式，以顯示個人化的問候語。

步驟 2：建立事件處理常式

  1. 在 MainPage.xaml 的 XAML 或設計檢視中，於 StackPanel 選取您之前新增的 "Say Hello" Button。

  2. 按 F4 開啟屬性視窗，然後選擇 [事件] 按鈕 ([事件] 按鈕)。

  3. 尋找 Click 事件。 在文字方塊中，輸入處理 Click 事件的函式名稱。 在這個範例中，輸入 "Button_Click"。

    屬性視窗、事件檢視

  4. 按 Enter。 事件處理常式方法會在 MainPage.xaml.cpp 中建立並開啟，以便您可以新增事件發生時所執行的程式碼。

同時，在 MainPage.xaml 中，Button 的 XAML 已更新，以宣告 Click 事件處理常式，如下所示：

<Button Content="Say &quot;Hello&quot;" Click="Button_Click"/>

您也可能已直接手動將它新增至 XAML 程式碼，則這會有所幫助 (如果設計工具不會載入)。 如果您手動輸入這個資訊，請輸入 "Click"，然後讓 IntelliSense 快顯出選擇加入新事件處理常式的選項。 如此一來，Visual Studio 會建立必要的方法宣告和虛設常式。

如果在轉譯期間發生無法處理的例外狀況，設計工具會無法載入。 在設計工具中的轉譯涉及了執行頁面的設計階段版本。 停用執行中的使用者程式碼會很有幫助。 您可以藉由在 [工具]、[選項] 對話方塊變更設定來執行此動作。 在 [XAML 設計工具] 下，取消核取 [在 XAML 設計工具中執行專案程式碼 (如果支援)]。

  1. 在 MainPage.xaml.cpp 中，將下列程式碼新增到您剛才建立的 Button_Click 事件處理常式。 此程式碼會從 nameInput TextBox 控制項擷取使用者的名稱，並用其來建立問候語。 greetingOutput TextBlock 會顯示結果。
void HelloWorld::MainPage::Button_Click(Platform::Object^ sender, Windows::UI::Xaml::RoutedEventArgs^ e)
{
    greetingOutput->Text = "Hello, " + nameInput->Text + "!";
}
  1. 將專案設定為起始專案，然後按 F5 組建並執行應用程式。 在文字方塊中輸入名稱並按一下按鈕時，應用程式會顯示個人化問候語。

顯示訊息的應用程式畫面

步驟 3：設定開始頁面的樣式

選擇佈景主題

您可以輕鬆地自訂應用程式的外觀和風格。 依據預設，您的應用程式會使用淺色樣式的資源。 系統資源也包含淺色佈景主題。 讓我們來嘗試一下，再看看它的外觀如何。

切換至深色佈景主題

  1. 開啟 App.xaml。

  2. 在開頭的 Application 標記中，編輯 RequestedTheme 屬性並將其值設定為 Dark：

    RequestedTheme="Dark"

    以下是具有深色佈景主題的完整應用程式標籤：

    <Application
x:Class="HelloWorld.App"
xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
xmlns:local="using:HelloWorld"
RequestedTheme="Dark">

  3. 按 F5 以組建並執行。 請注意，它會使用深色佈景主題。

    具有深色主題的應用程式畫面

您應該使用哪一個佈景主題？ 無論您想要哪一個。 以下是我們採取的方式：對於主要顯示圖片或影片的應用程式，建議您使用深色佈景主題；對於包含大量文字的應用程式，則建議使用淺色佈景主題。 如果您要使用自訂色彩配置，使用與您應用程式外觀及操作方式最搭配的佈景主題。 在本教學課程的其餘部分，我們會在螢幕擷取畫面中使用淺色佈景主題。

注意佈景主題會在應用程式啟動時套用，且無法在應用程式執行時進行變更。

使用系統樣式

現在，在 Windows 應用程式中，文字非常小且難以閱讀。 讓我們透過套用系統樣式來修正此問題。

變更元素的樣式

  1. 在 Windows 專案中，開啟 MainPage.xaml。

  2. 在 XAML 或設計檢視中，選取您稍早新增的 TextBlock「您的名字為何？」。

  3. 在屬性視窗 (F4)，選擇右上角的 [屬性] 按鈕 ([屬性] 按鈕)。

  4. 展開 [文字] 群組並將字型大小設定為 18 像素。

  5. 展開 [其他] 群組，找到 [樣式] 屬性。

  6. 按一下屬性標記 ([樣式] 屬性右側的綠色方塊)，然後在功能表上，選擇 [系統資源]>[BaseTextBlockStyle]。

    BaseTextBlockStyle 是在 <root>\Program Files\Windows Kits\10\Include\winrt\xaml\design\generic.xaml 的 ResourceDictionary 中定義的資源。

    屬性視窗、屬性檢視

    在 XAML 設計介面上，文字的外觀會變更。 在 XAML 編輯器中，會更新 TextBlock 的 XAML：

<TextBlock Text="What's your name?" Style="{ThemeResource BaseTextBlockStyle}"/>

  1. 重複此處理程序來設定字型大小，並將 BaseTextBlockStyle 指派給 greetingOutputTextBlock 元素。

    提示雖然這個 TextBlock 沒有任何文字，但是當您將指標移至 XAML 設計表面上時，會以藍色外框顯示其位置，讓您可以選取它。  

    您的 XAML 現在看起來像這樣：

<StackPanel x:Name="contentPanel" Margin="120,30,0,0">
    <TextBlock Style="{ThemeResource BaseTextBlockStyle}" FontSize="18" Text="What's your name?"/>
    <StackPanel x:Name="inputPanel" Orientation="Horizontal" Margin="0,20,0,20">
        <TextBox x:Name="nameInput" Width="300" HorizontalAlignment="Left"/>
        <Button x:Name="inputButton" Content="Say &quot;Hello&quot;" Click="Button_Click"/>
    </StackPanel>
    <TextBlock Style="{ThemeResource BaseTextBlockStyle}" FontSize="18" x:Name="greetingOutput"/>
</StackPanel>
  1. 按 F5 以組建並執行應用程式。 現在的樣貌如下：

具有較大文字的應用程式畫面

步驟 4：隨著不同的視窗大小調整 UI

現在，我們將讓 UI 適應不同的螢幕大小，使其在行動裝置上看起來不錯。 若要這樣做，您可以新增 VisualStateManager，並設定不同視覺狀態套用的屬性。

調整 UI 配置

  1. 在 XAML 編輯器中，將這個 XAML 區塊新增至根目錄 Grid 元素的開頭標籤之後。
<VisualStateManager.VisualStateGroups>
    <VisualStateGroup>
        <VisualState x:Name="wideState">
            <VisualState.StateTriggers>
                <AdaptiveTrigger MinWindowWidth="641" />
            </VisualState.StateTriggers>
        </VisualState>
        <VisualState x:Name="narrowState">
            <VisualState.StateTriggers>
                <AdaptiveTrigger MinWindowWidth="0" />
            </VisualState.StateTriggers>
            <VisualState.Setters>
                <Setter Target="contentPanel.Margin" Value="20,30,0,0"/>
                <Setter Target="inputPanel.Orientation" Value="Vertical"/>
                <Setter Target="inputButton.Margin" Value="0,4,0,0"/>
            </VisualState.Setters>
        </VisualState>
    </VisualStateGroup>
</VisualStateManager.VisualStateGroups>
  1. 對本機電腦上的應用程式進行偵錯。 請注意，除非視窗小於 641 裝置獨立像素 (DIP)，否則 UI 看起來會和以前一樣。
  2. 在行動裝置模擬器上對應用程式進行偵錯。 請注意，UI 會使用您在 narrowState 中定義的屬性，並在小螢幕上正確顯示。

具有樣式文字的行動應用程式畫面

如果您已在舊版 XAML 中使用 VisualStateManager，您可能會注意到這裡的 XAML 使用簡化的語法。

名為 wideState 的 VisualState 有一個 AdaptiveTrigger 的MinWindowWidth 屬性設為 641。 這表示只有在視窗寬度不小於最小值 641 DIP 時才會套用狀態。 您不需為此狀態定義任何 Setter 物件，因此其會使用您在 XAML 頁面內容中所定義的配置屬性。

第二個 VisualState (narrowState) 有一個 AdaptiveTrigger 的 MinWindowWidth 屬性設為 0。 當視窗寬度大於 0 但小於 641 DIP 時，會套用這個狀態。 (在 641 DIP 時，會套用 wideState)。在這個狀態中，您要定義一些 Setter 物件，以變更 UI 中的控制項配置屬性：

  • 您會將 contentPanel 元素的左邊界從 120 減少到 20。
  • 您會將 inputPanel 元素的Orientation 從 Horizontal 變更為 Vertical。
  • 您會將 4 個 DIP 的上邊界新增至 inputButton 元素。

摘要

恭喜，您已完成第一個教學課程！ 它教導如何將內容新增至 Windows 通用應用程式、如何將互動功能新增至 Windows 通用應用程式，以及如何變更其外觀。

下一步

如果您擁有目標為 Windows 8.1 和 (或) Windows Phone 8.1 的 Windows 通用應用程式專案時，可將它移植到 Windows 10 或 Windows 11。 沒有任何自動處理程序可用來進行此動作，但您可以手動完成此動作。 從新的 Windows 通用專案開始，以取得最新的專案系統結構和資訊清單檔案、將程式碼檔案複製到專案的目錄結構、將項目新增至您的專案，以及使用 VisualStateManager，依據本主題中的指引重寫您的 XAML。 如需詳細資訊，請參閱將 Windows 執行階段 8 專案移植到通用 Windows 平台 (UWP) 專案和移植到通用 Windows 平台 (C++)。

如果您有想要與 UWP 應用程式整合的現有 C++ 程式碼，例如為現有應用程式建立新的 UWP UI，請參閱如何：在通用 Windows 專案中使用現有的 C++ 程式碼。