Python `win32` API：Windows 系统级编程的强大接口

Python win32 API：Windows 系统级编程的强大接口 (讲座模式)

大家好！欢迎来到今天的“Python 玩转 Windows”讲座。今天咱们要聊的是一个听起来有点吓人，但用起来绝对让你感觉自己像个黑客（假的！）的工具：Python win32 API。

开场白：为什么我们要搞事情？

你可能要问了：“Python 不是写网页、搞数据分析的吗？为啥要碰 Windows API 这种底层的东西？” 问得好！原因很简单：

1. 能力更强：Python 默认的功能很强大，但有些 Windows 特有的操作，比如控制窗口、读写注册表、甚至操作硬件，需要直接调用 Windows API 才能搞定。
2. 效率更高：有些性能敏感的任务，用 Python 脚本调用 C/C++ 写的 API，比纯 Python 代码效率高得多。
3. 满足好奇心：想知道 Windows 内部是怎么运作的？win32 API 是你的敲门砖。当然，也可能是你的潘多拉魔盒（滑稽.jpg）。

win32 API 是什么？

你可以把 win32 API 想象成 Windows 操作系统提供给程序员的一套“积木”。这些“积木”都是用 C/C++ 写的函数，可以用来执行各种 Windows 系统操作。

Python win32 模块是什么？

Python win32 模块（更准确地说是 pywin32 扩展）就是把这些 C/C++ 的“积木”封装起来，让你可以用 Python 代码来调用它们。简单来说，它是一个翻译器，让你能用 Python 的方式跟 Windows 系统“对话”。

安装 pywin32

首先，确保你安装了 pywin32 扩展。没装？赶紧装！打开你的命令行工具，输入：

pip install pywin32

安装完成后，运行以下命令来注册 pywin32：

python Scripts/pywin32_postinstall.py -install

开始玩“积木”：第一个小例子

我们先来个最简单的例子：弹出一个消息框。

import win32gui
import win32con

win32gui.MessageBox(0, "Hello, Windows from Python!", "Greeting", win32con.MB_OK)

运行这段代码，你会看到一个熟悉的 Windows 消息框跳出来，上面写着 "Hello, Windows from Python!"。是不是很简单？

• win32gui：这个模块包含了跟 GUI（图形用户界面）相关的函数。
• win32con：这个模块包含了各种 Windows 常量，比如 MB_OK，表示消息框上只有一个“确定”按钮。
• win32gui.MessageBox()：这就是我们调用的 Windows API 函数，用来显示消息框。

进阶：查找窗口并发送消息

接下来，我们来个稍微复杂一点的：查找一个窗口，并向它发送消息。比如，我们想找到记事本窗口，并让它显示 "Hello from Python!"。

import win32gui
import win32con

# 窗口标题
window_title = "无标题 - 记事本"

# 查找窗口句柄
hwnd = win32gui.FindWindow(None, window_title)

# 检查是否找到窗口
if hwnd == 0:
    print("找不到窗口：", window_title)
else:
    # 发送消息
    win32gui.SendMessage(hwnd, win32con.WM_SETTEXT, None, "Hello from Python!")

这段代码做了什么？

1. win32gui.FindWindow(None, window_title)：根据窗口标题查找窗口句柄（hwnd）。窗口句柄是 Windows 用来标识窗口的唯一 ID。
2. win32gui.SendMessage(hwnd, win32con.WM_SETTEXT, None, "Hello from Python!")：向窗口发送 WM_SETTEXT 消息，告诉它修改窗口的文本内容。

重要提示：运行这段代码前，确保你打开了一个标题为 "无标题 – 记事本" 的记事本窗口。

深入虎穴：一些常用的 win32 模块

pywin32 模块非常庞大，包含了各种各样的子模块。下面列出一些常用的模块，以及它们的功能：

模块名	功能
win32gui	操作 GUI 窗口、控件等
win32con	Windows 常量定义，如消息代码、窗口样式等
win32api	访问底层 Windows API 函数
win32com	操作 COM 组件（如 Excel、Word 等）
win32service	管理 Windows 服务
win32event	处理事件、信号量等同步对象
win32file	文件操作，包括底层的文件 I/O
win32process	进程管理，如创建、终止进程等
win32net	网络操作，如访问网络资源等
win32security	安全相关操作，如用户权限管理等
win32ts	远程桌面服务相关操作。
win32pdh	性能计数器相关操作
win32print	打印机相关操作
win32clipboard	剪贴板相关操作
win32console	控制台相关操作
win32pipe	管道通信相关操作
win32inet	Internet相关操作
win32ras	远程访问服务相关操作
win32profile	用户配置文件相关操作
win32wnet	Windows网络相关操作
win32transaction	事务处理相关操作

实战演练：模拟鼠标点击

现在，我们来个更酷的：模拟鼠标点击。这个功能在自动化测试、游戏辅助等方面很有用。

import win32api
import win32con
import time

# 鼠标点击坐标 (屏幕坐标)
x = 100
y = 200

# 模拟鼠标左键点击
win32api.SetCursorPos((x, y))  # 移动鼠标到指定位置
win32api.mouse_event(win32con.MOUSEEVENTF_LEFTDOWN, x, y, 0, 0)  # 按下左键
win32api.mouse_event(win32con.MOUSEEVENTF_LEFTUP, x, y, 0, 0)    # 释放左键

time.sleep(1)

# 模拟鼠标右键点击
win32api.SetCursorPos((x, y))  # 移动鼠标到指定位置
win32api.mouse_event(win32con.MOUSEEVENTF_RIGHTDOWN, x, y, 0, 0)  # 按下右键
win32api.mouse_event(win32con.MOUSEEVENTF_RIGHTUP, x, y, 0, 0)    # 释放右键

这段代码做了什么？

1. win32api.SetCursorPos((x, y))：把鼠标光标移动到屏幕坐标 (x, y) 的位置。
2. win32api.mouse_event()：模拟鼠标事件。
   • MOUSEEVENTF_LEFTDOWN：按下鼠标左键。
   • MOUSEEVENTF_LEFTUP：释放鼠标左键。
   • MOUSEEVENTF_RIGHTDOWN：按下鼠标右键。
   • MOUSEEVENTF_RIGHTUP：释放鼠标右键。

注意：运行这段代码时，鼠标会突然移动到指定位置并点击，可能会影响你正在进行的操作。

再进一步：读取注册表

注册表是 Windows 存储系统配置信息的地方。我们可以用 win32api 读取注册表信息。

import win32api
import win32con

# 注册表路径
key_path = "SOFTWARE\Microsoft\Windows\CurrentVersion"

# 要读取的键名
value_name = "ProgramFilesDir"

try:
    # 打开注册表键
    key = win32api.RegOpenKey(win32con.HKEY_LOCAL_MACHINE, key_path, 0, win32con.KEY_READ)

    # 读取键值
    value, value_type = win32api.RegQueryValueEx(key, value_name)

    # 关闭注册表键
    win32api.RegCloseKey(key)

    print(f"{value_name}: {value}")

except Exception as e:
    print("Error:", e)

这段代码做了什么？

1. win32api.RegOpenKey()：打开指定的注册表键。
   • HKEY_LOCAL_MACHINE：表示本地计算机的注册表根键。
   • key_path：表示要打开的键的路径。
   • 0：保留参数，通常为 0。
   • KEY_READ：表示以只读方式打开键。
2. win32api.RegQueryValueEx()：读取键的值。
   • key：要读取值的键。
   • value_name：要读取的键名。
3. win32api.RegCloseKey()：关闭注册表键。

这段代码会读取 HKEY_LOCAL_MACHINESOFTWAREMicrosoftWindowsCurrentVersion 下的 ProgramFilesDir 键的值，也就是程序安装目录。

COM 组件：操作 Office (Excel)

win32com 模块可以让你用 Python 操作 COM 组件，比如 Excel、Word 等。这里我们演示如何用 Python 创建一个 Excel 文件，并写入一些数据。

import win32com.client

# 创建 Excel 应用对象
excel = win32com.client.Dispatch("Excel.Application")

# 创建一个新的工作簿
workbook = excel.Workbooks.Add()

# 获取第一个工作表
sheet = workbook.Sheets(1)

# 写入数据
sheet.Cells(1, 1).Value = "Hello"
sheet.Cells(1, 2).Value = "from"
sheet.Cells(1, 3).Value = "Python!"

# 保存工作簿
workbook.SaveAs("hello.xlsx")

# 关闭工作簿
workbook.Close()

# 退出 Excel 应用
excel.Quit()

这段代码做了什么？

1. win32com.client.Dispatch("Excel.Application")：创建 Excel 应用对象。
2. excel.Workbooks.Add()：创建一个新的工作簿。
3. workbook.Sheets(1)：获取第一个工作表。
4. sheet.Cells(1, 1).Value = "Hello"：在单元格 (1, 1) 写入 "Hello"。
5. workbook.SaveAs("hello.xlsx")：保存工作簿为 "hello.xlsx"。
6. workbook.Close()：关闭工作簿。
7. excel.Quit()：退出 Excel 应用。

运行这段代码后，你会看到一个名为 "hello.xlsx" 的 Excel 文件被创建，并且写入了 "Hello from Python!"。

错误处理：小心驶得万年船

调用 Windows API 很容易出错，所以一定要做好错误处理。pywin32 模块通常会抛出 pywintypes.error 异常。

import win32gui
import win32con
import pywintypes

try:
    hwnd = win32gui.FindWindow(None, "不存在的窗口")
    if hwnd == 0:
        raise Exception("Window not found")
    win32gui.SendMessage(hwnd, win32con.WM_SETTEXT, None, "Hello")
except pywintypes.error as e:
    print("Windows API Error:", e)
except Exception as e:
    print("Python Error:", e)

一些小技巧

• 查文档：pywin32 模块的文档比较 sparse，但 Windows API 的文档非常详细。你可以参考 Microsoft 的官方文档。
• 多尝试：win32 API 的参数类型很严格，一定要仔细阅读文档，了解每个参数的含义和类型。
• 善用 Google：遇到问题，先 Google 一下，很可能已经有人遇到过同样的问题，并且找到了解决方案。
• 注意权限：有些 Windows API 需要管理员权限才能调用。
• 小心使用：win32 API 功能强大，但也容易破坏系统。一定要小心使用，避免造成不必要的损失。

代码示例：枚举所有顶层窗口

import win32gui

def enum_windows_callback(hwnd, param):
    title = win32gui.GetWindowText(hwnd)
    if title:
        print(f"HWND: {hwnd}, Title: {title}")

win32gui.EnumWindows(enum_windows_callback, None)

代码示例：获取屏幕分辨率

import win32api

width = win32api.GetSystemMetrics(0)  # SM_CXSCREEN
height = win32api.GetSystemMetrics(1) # SM_CYSCREEN

print(f"Screen width: {width}")
print(f"Screen height: {height}")

代码示例：发送按键消息

import win32api
import win32con
import time

# 找到目标窗口 (例如，记事本)
hwnd = win32gui.FindWindow(None, "无标题 - 记事本")

if hwnd:
    # 激活窗口
    win32gui.SetForegroundWindow(hwnd)
    time.sleep(0.5) # 等待窗口激活

    # 发送 'A' 键 (虚拟键码 0x41)
    win32api.PostMessage(hwnd, win32con.WM_KEYDOWN, 0x41, 0)
    win32api.PostMessage(hwnd, win32con.WM_KEYUP, 0x41, 0)
else:
    print("未找到窗口")

总结

Python win32 API 是一个强大的工具，可以让你用 Python 代码与 Windows 系统进行深度交互。虽然学习曲线比较陡峭，但只要掌握了基本原理和常用模块，就能开发出各种有趣实用的程序。希望今天的讲座能帮助你入门 win32 API，开启你的 Windows 系统编程之旅！记得，小心驶得万年船！

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