Windows中窗口和类额外字节的演变

The Old New Thing (Raymond Chen) 2026/06/29 14:00 新闻

摘要

本文追溯了Windows中窗口和类额外字节从16位到32位再到64位的演变，详细描述了随着句柄和指针的扩展，函数名称和数据大小的变化。

<p>Windows提供了一系列用于访问所谓“额外字节”的函数。额外字节分为两类：类额外字节（属于窗口类）和窗口额外字节（属于从该类创建的每个窗口）。应用程序可以在注册类时请求额外字节，这些字节从零开始递增偏移量进行访问。系统也定义了一些额外字节，它们使用负偏移量。</p> <p>我们将探讨系统定义的偏移量。</p> <p>在16位Windows中，以下是可用的额外字节及其读取函数：</p> <table style="border-collapse: collapse;" border="1" cellspacing="0" cellpadding="3"> <tbody> <tr> <th>名称</th> <th>大小</th> <th>访问器</th> <th>备注</th> </tr> <tr> <td><tt>GCW_MENUNAME</tt></td> <td>int16_t</td> <td><tt>GetClassWord</tt></td> <td> </td> </tr> <tr> <td><tt>GCW_HBRBACKGROUND</tt></td> <td>int16_t</td> <td><tt>GetClassWord</tt></td> <td> </td> </tr> <tr> <td><tt>GCW_HCURSOR</tt></td> <td>int16_t</td> <td><tt>GetClassWord</tt></td> <td> </td> </tr> <tr> <td><tt>GCW_HICON</tt></td> <td>int16_t</td> <td><tt>GetClassWord</tt></td> <td> </td> </tr> <tr> <td><tt>GCW_HMODULE</tt></td> <td>int16_t</td> <td><tt>GetClassWord</tt></td> <td> </td> </tr> <tr> <td><tt>GCW_CBWNDEXTRA</tt></td> <td>int16_t</td> <td><tt>GetClassWord</tt></td> <td> </td> </tr> <tr> <td><tt>GCW_CBCLSEXTRA</tt></td> <td>int16_t</td> <td><tt>GetClassWord</tt></td> <td> </td> </tr> <tr> <td><tt>GCL_WNDPROC</tt></td> <td>int32_t</td> <td><tt>GetClassLong</tt></td> <td> </td> </tr> <tr> <td><tt>GCW_STYLE</tt></td> <td>int16_t</td> <td><tt>GetClassWord</tt></td> <td> </td> </tr> <tr> <td><tt>GCW_ATOM</tt></td> <td>int16_t</td> <td><tt>GetClassWord</tt></td> <td>在Windows 3.1中新增</td> </tr> <tr> <td><tt>GWL_WNDPROC</tt></td> <td>int32_t</td> <td><tt>GetWindowLong</tt></td> <td> </td> </tr> <tr> <td><tt>GWW_HINSTANCE</tt></td> <td>int16_t</td> <td><tt>GetWindowWord</tt></td> <td> </td> </tr> <tr> <td><tt>GWW_HWNDPARENT</tt></td> <td>int16_t</td> <td><tt>GetWindowWord</tt></td> <td> </td> </tr> <tr> <td><tt>GWW_ID</tt></td> <td>int16_t</td> <td><tt>GetWindowWord</tt></td> <td> </td> </tr> <tr> <td><tt>GWL_STYLE</tt></td> <td>int32_t</td> <td><tt>GetWindowLong</tt></td> <td> </td> </tr> <tr> <td><tt>GWL_EXSTYLE</tt></td> <td>int32_t</td> <td><tt>GetWindowLong</tt></td> <td>在Windows 3.0中新增</td> </tr> <tr> <td><tt>DWL_MSGRESULT</tt></td> <td>int32_t</td> <td><tt>GetWindowLong</tt></td> <td>用于对话框窗口</td> </tr> <tr> <td><tt>DWL_DLGPROC</tt></td> <td>int32_t</td> <td><tt>GetWindowLong</tt></td> <td>用于对话框窗口</td> </tr> <tr> <td><tt>DWL_USER</tt></td> <td>int32_t</td> <td><tt>GetWindowLong</tt></td> <td>用于对话框窗口</td> </tr> </tbody> </table> <p>这里，类和窗口字节的命名模式非常明显。</p> <p>第一个字母 <tt>G</tt> 代表 <tt>Get</tt>。第二个字母 <tt>C</tt> 或 <tt>W</tt> 代表 <tt>Class</tt> 或 <tt>Window</tt>。第三个字母 <tt>W</tt> 或 <tt>L</tt> 代表 <tt>Word</tt> 或 <tt>Long</tt>。¹</p> <p>对于仅适用于对话框窗口的窗口字节，第一个字母变为 <tt>D</tt>，表示“对话框”。这些值为零或正数，因为它们实际上只是注册到标准对话框类的额外字节。</p> <p>现在，在16位Windows中，句柄是16位值，但在32位Windows中，它们扩展到32位值，因此32位Windows将函数从 <code>GetSomething<span style="border: solid 1px currentcolor;">Word</span></code> 改为 <code>GetSomething<span style="border: solid 1px currentcolor;">Long</span></code>，前缀也相应地从 <tt>W</tt> 变为 <tt>L</tt>。因此，我们的表格现在如下所示：</p> <table style="border-collapse: collapse;" border="1" cellspacing="0" cellpadding="3"> <tbody> <tr> <th>名称</th> <th>16位前缀/大小</th> <th>32位前缀/大小</th> </tr> <tr> <td><tt>MENUNAME</tt></td> <td><tt>GCW_</tt> int16_t</td> <td><tt>GCL_</tt> int32_t ◱</td> </tr> <tr> <td><tt>HBRBACKGROUND</tt></td> <td><tt>GCW_</tt> int16_t</td> <td><tt>GCL_</tt> int32_t ◱</td> </tr> <tr> <td><tt>HCURSOR</tt></td> <td><tt>GCW_</tt> int16_t</td> <td><tt>GCL_</tt> int32_t ◱</td> </tr> <tr> <td><tt>HICON</tt></td> <td><tt>GCW_</tt> int16_t</td> <td><tt>GCL_</tt> int32_t ◱</td> </tr> <tr> <td><tt>HMODULE</tt></td> <td><tt>GCW_</tt> int16_t</td> <td><tt>GCL_</tt> int32_t ◱</td> </tr> <tr> <td><tt>CBWNDEXTRA</tt></td> <td><tt>GCW_</tt> int16_t</td> <td><tt>GCL_</tt> int32_t ◱</td> </tr> <tr> <td><tt>CBCLSEXTRA</tt></td> <td><tt>GCW_</tt> int16_t</td> <td><tt>GCL_</tt> int32_t ◱</td> </tr> <tr> <td><tt>WNDPROC</tt></td> <td><tt>GCL_</tt> int32_t</td> <td><tt>GCL_</tt> int32_t ◱</td> </tr> <tr> <td><tt>STYLE</tt></td> <td><tt>GCW_</tt> int16_t</td> <td><tt>GCL_</tt> int32_t ◱</td> </tr> <tr> <td><tt>ATOM</tt></td> <td><tt>GCW_</tt> int16_t</td> <td><tt>GCW_</tt> int16_t</td> </tr> <tr> <td><tt>HICONSM</tt></td> <td> </td> <td><tt>GCL_</tt> int32_t <img src="https://s.w.org/images/core/emoji/17.0.2/72x72/1f4a5.png" alt="💥" class="wp-smiley" style="height: 1em; max-height: 1em;" /></td> </tr> <tr> <td><tt>WNDPROC</tt></td> <td><tt>GWL_</tt> int32_t</td> <td><tt>GWL_</tt> int32_t ◱</td> </tr> <tr> <td><tt>HWNDPARENT</tt></td> <td><tt>GWW_</tt> int16_t</td> <td><tt>GWL_</tt> int32_t ◱</td> </tr> <tr> <td><tt>ID</tt></td> <td><tt>GWW_</tt> int16_t</td> <td><tt>GWL_</tt> int32_t ◱</td> </tr> <tr> <td><tt>STYLE</tt></td> <td><tt>GWL_</tt> int32_t</td> <td><tt>GWL_</tt> int32_t</td> </tr> <tr> <td><tt>EXSTYLE</tt></td> <td><tt>GWL_</tt> int32_t</td> <td><tt>GWL_</tt> int32_t</td> </tr> <tr> <td><tt>USERDATA</tt></td> <td> </td> <td><tt>GWL_</tt> int32_t <img src="https://s.w.org/images/core/emoji/17.0.2/72x72/1f4a5.png" alt="💥" class="wp-smiley" style="height: 1em; max-height: 1em;" /></td> </tr> <tr> <td><tt>MSGRESULT</tt></td> <td><tt>DWL_</tt> int32_t</td> <td><tt>DWL_</tt> int32_t</td> </tr> <tr> <td><tt>DLGPROC</tt></td> <td><tt>DWL_</tt> int32_t</td> <td><tt>DWL_</tt> int32_t</td> </tr> <tr> <td><tt>USER</tt></td> <td><tt>DWL_</tt> int32_t</td> <td><tt>DWL_</tt> int32_t</td> </tr> </tbody> </table> <p>◱ 符号表示值变大了，而 <img src="https://s.w.org/images/core/emoji/17.0.2/72x72/1f4a5.png" alt="💥" class="wp-smiley" style="height: 1em; max-height: 1em;" /> 符号表示在16位Windows中不存在的值。</p> <p>尽管控件ID通常是小整数，但它们的空间从16位扩展到了32位，因为<a title="为什么计时器ID和对话框控件ID在64位Windows上是64位值？你真的认为人们会创建超过40亿个计时器或对话框控件吗？" href="https://devblogs.microsoft.com/oldnewthing/20191010-00/?p=102978">有些人用它来存储指针或句柄</a>。（一种创建进程内唯一编号的方法是<a title="一个窗口不能有两个相同ID的计时器，那么如何分配一个无人使用的ID？" href="https://devblogs.microsoft.com/oldnewthing/20191009-00/?p=102974">分配内存并使用其地址</a>。）</p> <p>额外字节演变的下一步是从32位到64位Windows的转换。在64位Windows上，指针和句柄扩展到64位值，因此所有用于（或可能用于）保存句柄或指针的额外字节都扩展到了64位版本。</p> <p>为了能够编写同时针对32位和64位Windows的代码，64位Windows的设计没有像32位Windows与16位Windows那样进行硬性断裂。相反，他们引入了接受指针大小整数的新函数，这些整数在32位Windows上是32位值，在64位Windows上是64位值。这样，您只需在所有地方使用这些新函数</p>

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# Windows 中窗口类和窗口额外字节的演变 - 旧事新说来源：https://devblogs.microsoft.com/oldnewthing/20260629-00?p=112484 Windows 提供了一组函数用于访问所谓的“额外字节”。额外字节分为两类：类额外字节（属于窗口类）和窗口额外字节（属于从该类创建的每个窗口）。应用程序可以在注册类时申请额外字节，并通过从零开始的递增偏移量进行访问。系统也定义了一些额外字节，这些字节使用负偏移量。我们将重点研究系统定义的偏移量。在 16 位 Windows 中，可用的额外字节及其读取函数如下： | 名称 | 大小 | 访问函数 | 备注 | |------|------|----------|------| | GCW_MENUNAME | int16_t | GetClassWord | | | GCW_HBRBACKGROUND | int16_t | GetClassWord | | | GCW_HCURSOR | int16_t | GetClassWord | | | GCW_HICON | int16_t | GetClassWord | | | GCW_HMODULE | int16_t | GetClassWord | | | GCW_CBWNDEXTRA | int16_t | GetClassWord | | | GCW_CBCLSEXTRA | int16_t | GetClassWord | | | GCL_WNDPROC | int32_t | GetClassLong | | | GCW_STYLE | int16_t | GetClassWord | | | GCW_ATOM | int16_t | GetClassWord | 在 Windows 3.1 中添加 | | GWL_WNDPROC | int32_t | GetWindowLong | | | GWW_HINSTANCE | int16_t | GetWindowWord | | | GWW_HWNDPARENT | int16_t | GetWindowWord | | | GWW_ID | int16_t | GetWindowWord | | | GWL_STYLE | int32_t | GetWindowLong | | | GWL_EXSTYLE | int32_t | GetWindowLong | 在 Windows 3.0 中添加 | | DWL_MSGRESULT | int32_t | GetWindowLong | 用于对话框窗口 | | DWL_DLGPROC | int32_t | GetWindowLong | 用于对话框窗口 | | DWL_USER | int32_t | GetWindowLong | 用于对话框窗口 | 这里明显存在类字节和窗口字节的命名模式。首字母 `G` 代表 `Get`（获取）。第二个字母 `C` 或 `W` 代表 `Class`（类）或 `Window`（窗口）。第三个字母 `W` 或 `L` 代表 `Word`（字）或 `Long`（长整型）[^1]。仅适用于对话框窗口的窗口字节，首字母改为 `D`（代表“对话框”）。这些值为零或正数，因为它们实际上是注册到标准对话框类的额外字节。在 16 位 Windows 中，句柄是 16 位值，但在 32 位 Windows 中，它们扩展为 32 位值，因此 32 位 Windows 将函数从 `GetSomethingWord` 改为 `GetSomethingLong`，相应的前缀也从 `W` 改为 `L`。于是表格变为： | 名称 | 16 位前缀/大小 | 32 位前缀/大小 | |------|----------------|----------------| | MENUNAME | GCW_ int16_t | GCL_ int32_t ◱ | | HBRBACKGROUND | GCW_ int16_t | GCL_ int32_t ◱ | | HCURSOR | GCW_ int16_t | GCL_ int32_t ◱ | | HICON | GCW_ int16_t | GCL_ int32_t ◱ | | HMODULE | GCW_ int16_t | GCL_ int32_t ◱ | | CBWNDEXTRA | GCW_ int16_t | GCL_ int32_t ◱ | | CBCLSEXTRA | GCW_ int16_t | GCL_ int32_t ◱ | | WNDPROC | GCL_ int32_t | GCL_ int32_t ◱ | | STYLE | GCW_ int16_t | GCL_ int32_t ◱ | | ATOM | GCW_ int16_t | GCW_ int16_t | | HICONSM | - | GCL_ int32_t 💥 | | WNDPROC | GWL_ int32_t | GWL_ int32_t ◱ | | HWNDPARENT | GWW_ int16_t | GWL_ int32_t ◱ | | ID | GWW_ int16_t | GWL_ int32_t ◱ | | STYLE | GWL_ int32_t | GWL_ int32_t | | EXSTYLE | GWL_ int32_t | GWL_ int32_t | | USERDATA | - | GWL_ int32_t 💥 | | MSGRESULT | DWL_ int32_t | DWL_ int32_t | | DLGPROC | DWL_ int32_t | DWL_ int32_t | | USER | DWL_ int32_t | DWL_ int32_t | 其中 ◱ 符号代表值变大，💥 符号代表这些值在 16 位 Windows 中不存在。尽管控件 ID 通常是较小的整数，但存储它们的空间从 16 位扩展到了 32 位，因为有人用它们来存放指针或句柄[^2]。（创建进程范围内唯一编号的一种方法是分配内存并使用其地址[^3]。）额外字节演变的下一步是从 32 位 Windows 迁移到 64 位 Windows。在 64 位 Windows 中，指针和句柄扩展为 64 位值，因此所有用于（或可能用于）保存句柄或指针的额外字节都被扩展为 64 位版本。为了使代码能同时面向 32 位和 64 位 Windows，64 位 Windows 的设计并未像 32 位 Windows 与 16 位 Windows 那样硬性割裂。相反，它们引入了新函数，这些函数接受指针大小的整数——在 32 位 Windows 上是 32 位值，在 64 位 Windows 上是 64 位值。这样，你可以在任何地方使用这些新函数，它们在 64 位系统上会扩展，在 32 位系统上保持不变。新函数名称类似于 `GetWindowLongPtr`，相应的前缀改为 `GWLP_` 等。 | 名称 | 16 位前缀/大小 | 32 位前缀/大小 | 32/64 位前缀/大小 | |------|----------------|----------------|-------------------| | MENUNAME | GCW_ int16_t | GCL_ int32_t ◱ | GCLP_ intptr_t ◱ | | HBRBACKGROUND | GCW_ int16_t | GCL_ int32_t ◱ | GCLP_ intptr_t ◱ | | HCURSOR | GCW_ int16_t | GCL_ int32_t ◱ | GCLP_ intptr_t ◱ | | HICON | GCW_ int16_t | GCL_ int32_t ◱ | GCLP_ intptr_t ◱ | | HMODULE | GCW_ int16_t | GCL_ int32_t ◱ | GCLP_ intptr_t ◱ | | CBWNDEXTRA | GCW_ int16_t | GCL_ int32_t ◱ | GCL_ int32_t | | CBCLSEXTRA | GCW_ int16_t | GCL_ int32_t ◱ | GCL_ int32_t | | WNDPROC | GCL_ int32_t | GCL_ int32_t ◱ | GCLP_ intptr_t ◱ | | STYLE | GCW_ int16_t | GCL_ int32_t ◱ | GCL_ int32_t | | ATOM | GCW_ int16_t | GCW_ int16_t | GCW_ int16_t | | HICONSM | - | GCL_ int32_t 💥 | GCLP_ intptr_t ◱ | | WNDPROC | GWL_ int32_t | GWL_ int32_t ◱ | GWLP_ intptr_t ◱ | | HWNDPARENT | GWW_ int16_t | GWL_ int32_t ◱ | GWLP_ intptr_t ◱ | | ID | GWW_ int16_t | GWL_ int32_t ◱ | GWLP_ intptr_t ◱ | | STYLE | GWL_ int32_t | GWL_ int32_t | GWL_ int32_t | | EXSTYLE | GWL_ int32_t | GWL_ int32_t | GWL_ int32_t | | USERDATA | - | GWL_ int32_t 💥 | GWLP_ intptr_t ◱ | | MSGRESULT | DWL_ int32_t | DWL_ int32_t | DWLP_ intptr_t ◱ | | DLGPROC | DWL_ int32_t | DWL_ int32_t | DWLP_ intptr_t ◱ | | USER | DWL_ int32_t | DWL_ int32_t | DWLP_ intptr_t ◱ | 从额外字节名称的前缀可以看出它应配合哪个函数使用。 | 前缀 | 对应函数 | |------|----------| | GCW_ ↔ | GetClassWord | | GWW_ ↔ | GetWindowWord | | GCL_ ↔ | GetClassLong | | GWL_ ↔ | GetWindowLong | | GCLP_ ↔ | GetClassLongPtr | | GWLP_ ↔ | GetWindowLongPtr | 比较特殊的是 `DWLP_`，因为它需要同时编码可使用的窗口类型（`D` = 对话框）以及对应的函数名（`WindowLongPtr`）。作为让步，Windows 允许你将 `GCL_` 和 `GWL_` 值分别传递给 `GetClassLongPtr` 和 `GetWindowLongPtr`，即便它们本意是与 `GetClassLong` 和 `GetWindowLong` 配合使用。若这样做，你会得到对应的 32 位值，必要时会零扩展为指针大小[^2]。这种情况主要体现在 `GWL_ID` 上，因为多数人不会用到全部 ID 范围，所以如果你愿意局限于 32 位子集，就可以假装这些值不是指针大小[^3]。 “为什么非要更改所有前缀？这难道不是给从 32 位代码移植到 64 位代码的人制造大量额外工作吗？” 是的，但这是有益的额外工作。目的是在需要修改的地方强制产生构建中断，因为你必须调用访问指针大小整数的函数，而不是 32 位整数；否则就会遭遇整数截断错误。 [^1]: 这是经典 Win32 常见的命名约定。例如，`ShowWindow` 的操作参数前缀为 `SW_`；`SetWindowPos` 的标志前缀为 `SWP_`；`GetWindow` 的关系参数前缀为 `GW_`。 [^2]: 将 `GWL_` 值与 `SetWindowLongPtr` 一起使用时问题稍多。看起来你存储的是指针大小的整数，但实际上只有低 32 位被保留。 [^3]: `ID` 比较特殊，它同时定义为 `GWL_ID` 和 `GWLP_ID`。其他所有值只定义了一个前缀。 ## 分类 ## 主题 ## 作者 **Raymond Chen** Raymond 参与 Windows 的演变已有 30 余年。2003 年，他创办了一个名为“旧事新说（The Old New Thing）”的网站，其受欢迎程度远远超出了他最大胆的想象，这一发展至今仍让他感到不安。该网站还衍生出一本书，巧合的是书名也叫《The Old New Thing》（Addison Wesley 2007）。他偶尔会出现在 Windows 开发文档的 Twitter 账号上，讲述一些毫无用处的故事。

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