Java编程——图形程序设计

Java编程——图形程序设计

目录：

1. 基础知识
   1. 窗体组件类结构
   2. Swing和AWT对比
   3. 组件（Component & JComponent）
   4. 顶层窗体（Frame & JFrame）
   5. 工具类（Toolkit）
   6. 窗口（Window）
   7. 字体（Font）
   8. 图形（Graphics）
   9. 容器（Container）
   10. 按钮（JButton）
   11. 选择组件（多选按钮、单选按钮、下拉框）
   12. 对话框（JDialog）
   13. 下拉框（JComboBox）
   14. 文本输入（文本框、密码框、文本域、标签和标签组件）
   15. 事件处理（event）
   16. 设计模式
   17. 布局管理器

一、基础知识

1、窗体组件类结构：

• java.lang.Object
  • java.awt.Component（图形对象）
    • java.awt.Container（容器对象）
      • javax.swing.JComponent（组件）
        • JPanel（面板，要放在窗体或对话框中）
        • JOptionPane（小对话框）
        • JButton（按钮）
        • JLabel（标签）
        • JTextField（文本框）
        • JTextArea（文本域）
        • JPassword（密码框）
        • JComBox（下拉框）
        • JList（列表框）
        • JCheckBox（多选按钮）
        • JRadioButton（单选按钮）
        • JList（列表框）
      • java.awt.Window（窗口）
        • java.awt.Dialog（对话框）
          • java.swing.JDialog（对话框）
        • java.awt.Frame（窗体）
          • java.swing.JFrame（窗体）

2、Swing和AWT对比：

• AWT（Abstract Window Toolkit，抽象窗口工具箱）：基本AWT库采用将处理用户界面元素的任务委派给每个目标平台（Windows等）的本地GUI工具箱的方式，由本地GUI工具箱负责用户界面元素的创建和动作。因此，观感的效果依赖于目标平台。
• Swing提供能力更强大的用户界面组件，对底层平台依赖得很少，因此与平台相关的bug很少。Swing给予不同平台的用户一致的感觉。
• Swing是指“被绘制的”用户界面类；AWT是指像事件处理这样的窗口工具箱的底层机制。

3、组件（Component & JComponent）：

• 常用方法：
  • Dimension getPreferredSize()：覆盖这个方法，返回这个组件的首选大小
  • void setLocation(int x, int y)和setBounds(int x, int y, int width, int height)：设置组件的位置
  • void repaint()：重新绘制组件
  • void paintComponent(Graphics g)：覆盖这个方法来描述应该如何绘制自己的组件
  • void setBackground(Color c)：设置背景颜色
  • void setForeground(Color c)：设置前景颜色
  • （JComponent）void revalidate()：重新计算组件的位置和大小
  • void setFont(Font f)：设置组件的字体

4、顶层窗体（Frame & JFrame）：

• 窗体被设计为放置组件的容器，可以将菜单栏和其他的用户界面元素放置在其中。
• 常用方法：
  • void setLocation(int x, int y)和setBounds(int x, int y, int width, int height)：设置框架的位置
  • JFrame void setDefaultCloseOperation(参数)：
    • JFrame.HIDE_ON_CLOSE：隐藏窗体，但不停止程序
    • JFrame.DO_NOTHING_ON_CLOSE：无任何操作
    • JFrame.EXIT_ON_CLOSE：隐藏窗体，并停止程序
    • JFrame.DISPOSE_ON_CLOSE：释放窗体资源
  • void setIconImage(Image image)：在标题栏、任务切换窗口等位置显示哪个图标
  • void setSize(int width, int height)：设置窗体的大小，单位：像素（继承Window）
  • void setLocation(int width, int height)：设置座标，单位：像素（继承Window）
  • void setBounds(int x, int y, int width, int height)：设置窗体座标、大小，单位：像素（继承Window）
  • void setTitle(String s)：改变标题栏的文字
  • void setResizable(boolean b)：利用一个boolean值确定窗体的大小是否允许用户改变
  • Container getContentPane()：返回这个JFrame的窗体容器对象
  • Component add(Component c)：将一个给定的组件添加到该框架的内容窗格中

5、工具类（Toolkit）：

• static Toolkit getDefaultToolkit()：返回默认的工具箱
• Dimension getScreenSize()：返回用户屏幕的尺寸

6、窗口（Window）：

• 常用方法：
  • void pack()：调整窗口大小，要考虑到其他组件的首选大小
  • void toFront()：将这个窗口显示在其他窗口前面
  • void toBack()：将这个窗口移动到桌面窗口栈的后面，并相应地重新排列所有的可见窗口
  • void setLocationByPlatform(boolean b)：该属性在窗口显示之前被设置，由平台选择一个合适的位置

7、字体（Font）：

• 常用方法：
  • Font(String name, int style, int size)：创建一个新字体对象，style如PLAIN、BOLD、ITALIC、BOLD+ITALIC等

8、图形（Graphics）：

• 常用方法：
  • void setFont(Font font)：设置当前的字体，这种字体被应用于后续的文本绘制操作中。
  • void drawString(String str, int x, int y)：采用当前字体和颜色绘制一个字符串。
  • boolean drawImage(Image img, int x, int y, ImageObserver observer)：绘制一幅非比例图像。
  • boolean drawImage(Image img, int x, int y, int width, int height, ImageObserver observer)：绘制一幅比例图像。系统按照比例将图像放入给定宽和高的区域。
  • void copyArea(int x, int y, int width, int height, int dx, int dy)：拷贝屏幕的一块区域。

9、容器（Container）：

• 常用方法：
  • void setLayout(LayoutManager m)：为容器设置布局管理器
  • Component add(Component c)：将组件添加到容器中
  • void remove(Component comp)：删除组件
  • void validate()：验证容器中的组件（刷新）
  • void setBackground(Color c)：设置背景颜色（继承Component）

10、按钮（JButton）：

• 常用方法：
  • void setEnabled(boolean b)：按钮不可点击为false，可点击为true

11、选择组件：

• 多选按钮（JCheckBox）：
  • 用户通过点击某个多选按钮来选择相应的选项，再点击则取消复选。当多选按钮获得焦点时，用户也可以通过按空格键来切换选择。
  • 常用方法：
    • boolean isSelected()：获取多选按钮的选择状态（继承AbstractButton类）
    • void setSelected(boolean b)：设置多选按钮的选择状态（继承AbstractButton类）
• 单选按钮（JRadioButton）：
  • 为单选钮组构造一个ButtonGroup对象。然后，再将JRadioButton类型的对象添加到按钮组中。按钮组负责在新按钮被按下时，取消前一个被按下的按钮的选择状态。
  • ButtonGroup g = new ButtonGroup();
  • g.add(new JRadioButton("按钮1", false));第二个参数false表明这个按钮初始状态是不被选择
• 下拉框（JComboBox）：
  • 当用户点击下拉框时，用户可以从中进行选择。
  • 常用方法：
    • comboBox.addItem("身份证");
    • comboBox.addItem("户口簿");
    • void removeItem(Object item)：从选项列表中删除一个选项
    • 或者使用数组：JComboBox<String> combox = new JComboBox<>(items);//items为String数组
    • 或者创建下拉列表模型，然后向列表中添加数据模型：ComboBoxModel cm = new DefaultComboxModel<>(items); combox.setModel(cm)
    • comboBox.setBounds(10,10, 80, 20)：设置下拉列表座标和大小
    • c.add(comBox);
    • combox.setEditable(true)：设置下拉框可编辑

12、对话框（JDialog）：

• 常用方法：
  • Container getContentPane()：返回这个JDialog的窗体容器对象
  • 构造方法：JDialog(Frame owner, String title, boolean modal)：参数一：父窗体对象；参数二：对话框标题；标题三：是否阻塞父窗体

13、列表框（JList）：

• 常用方法：
  • DefaultListModel<String> model = new DefaultListModel<>();//列表框数据模型
  • for(String tmp:items){model.addElement(tmp);//向数据模型添加元素}
  • 设置选择模式：
    • jl.setSelectionMode(ListSelectionModel.MULTIPLE_INTERVAL_SELECTION)：随便选
    • jl.setSelectionMode(ListSelectionModel.SINGLE_SELECTION)：单选
    • jl.setSelectionMode(ListSelectionModel.SINGLE_INTERVAL_SELECTION)：只能选择相邻的元素
  • 为列表框添加滚动条：JScrollPane js = new JScrollPane(jl)
  • js.setBounds(10, 10, 100, 100)：设置座标和大小
  • jl.getSelectedValuesList()：获取列表框中选中的所有元素

14、文本输入：

• 文本框（JTextField）：
  • 只能接收单行文本的输入
  • 常用方法：
    • void setColumns(int columns)：设置文本框长度
    • void setFont(Font f)：设置字体格式
    • void setText(String t)：设置文本（继承JTextComponent）
    • String getText()：获取文本框中的内容
• 密码框（JPasswordField）：
  • 只能接收单行文本的输入，但不会将输入的内容显示出来。每个输入的字符都用回显字符（echo character）表示。
  • 常用方法：
    • void setColumns(int columns)：设置密码框长度
    • void setFont(Font f)：设置字体格式
    • void setEchoChar(char c)：设置回显字符
    • char[] getPassword()：获取密码的字符数组，String str = new String(ch)，将字符数组转换为String
• 文本域（JTextArea）：
  • 能接收多行文本的输入
  • 常用方法：
    • void setFont(Font f)：设置字体格式
    • void setColumns(int columns)：设定列数，使用setColumns方法改变了一个文本域的大小之后，需要调用包含这个文本框的容器的revalidate方法。调用该方法后，布局管理器会重新设置容器的大小。
    • void setRows(int rows)：设定行数
    • void setText(String t)：设置文本（继承JTextComponent）
    • void append(String str)：添加内容
    • void insert(String str, int pos) ：插入内容，在第pos个位置之后插入内容
    • void setLineWrap(boolean wrap)：设置换行特性，true为换行
    • JScrollPane js = new JScrollPane(textArea);//给文本域添加滚动条
• 标签和标签组件（JLabel）：
  • 标签时容纳文本的组件，它们没有任何的修饰，也不能响应用户输入。可以利用标签来标识组件。
  • 常用方法：
    • void setText(String text)：更改标签内容
    • void setFont(Font font)：设置字体（继承JComponent）
    • void setIcon(Icon icon)：设置图片

15、事件处理（event）：

• 事件委托模型（event delegation model）在AWT所知的事件范围内，完全可以控制事件从事件源（event source）到事件监听器（event listener）的传递过程，并将任何对象指派给事件监听器。
• AWT事件处理机制：
  • 监听器对象是一个实现了特定监听器接口的类的实例。
  • 事件源是一个能够注册监听器对象并发送事件对象的对象。
  • 当事件发生时，事件源将事件对象传递给所有注册的监听器。
  • 监听器对象将利用事件对象中的信息决定如何对事件做出响应。
• 事件监听器对象通常需要执行一些对其他对象可能产生影响的操作。可以策略性地将监听器类放置在需要修改状态的那个类中。
• java.awt.event将事件分成底层事件（low-level）和语义事件（semantic）
  • 语义事件：表示用户动作的事件。（点击按钮、调节滚动条）
  • 底层事件：形成那些事件的事件。（按下鼠标、拖动鼠标、在按钮区中拾起鼠标）
• 常用的5个底层事件：
  • KeyEvent：一个键被按下或释放
  • MouseEvent：鼠标键被按下、释放、移动或拖动
  • MouseWheelEvent：鼠标滚轮被转动
  • FocusEvent：某个组件获得焦点或失去焦点
  • WindowEvent：窗口状态被改变
• 常用的语义事件：
  • ActionEvent：对应按钮点击、菜单选择、选择列表项或在文本框中Enter
  • AdjustmentEvent：用户调节滚动条
  • ItemEvent：用户从复选框或列表框中选择一项

16、设计模式：

• 容器和组件：组合模式（composite）
• 带滚动条的面板：装饰器模式（decorator）
• 布局管理器：策略模式（strategy）
• 模型-视图-控制器模式（model-view-controller）
  • 模型：存储内容，必须实现改变内容和查找内容的方法。
  • 视图：显示内容，每个视图可以显示全部内容的不同部分或不同形式。
  • 控制器：处理用户输入事件，然后决定是否把这些事件转化成对模型或视图的改变。

17、布局管理器：

• 通常，组件放置在容器中，布局管理器决定容器中的组件具体放置的位置和大小。
  • 绝对定位：不使用任何布局管理器
    • frame.setLayout(null)
  • 流布局管理器（Flow Layout manager）：面板的默认布局管理器，将维持每个组件的最佳尺寸。默认是居中布局
    • c.setLayout(new FlowLayout(FlowLayout.Right, 20, 20))：给容器设置流布局，右对齐，左右间隔20，上下间隔20。
  • 边界布局管理器（Border Layout manager）：JFrame窗体的默认布局管理器，分为东西南北中（EAST、WEST、SOUTH、NORTH、CENTER常量），默认添加到CENTER区。同一区域的组件会覆盖。边框布局会扩展所有组件的尺寸以便填满可用空间。
    • frame.add(component, BorderLayout.SOUTH)
  • 网格布局管理器（Grid Layout manager）：按照行列排列所有的组件，每个单元大小都是一样的。
    • panel.setLayout(new GridLayout(4, 4, 1, 2))：4行4列，水平间距为1像素，垂直间距为2像素。如果组件数目多于网格数，网格自动扩展。
  • 网格组布局管理器（GridBag Layout manager）：
    • GridBagLayout gridBag= new GridBagLayout();
    • 容器对象.setLayout(grifBag);
    • GridbagConstraints 约束对象 = new GridbagConstraints();组件的约束
    • 容器对象.add(组件对象, 约束对象);
    • GridBagConstraints常用属性：
      • gridx, gridy：组件所在的位置
      • gridwidth, gridheight：组件占用的行数和列数
      • anchor：组件所在的方位
      • fill：组件的填充方式，NONE，HORIZONTAL，VERTICAL，BOTH
      • insets：组件与单元格边缘的最小距离，top, left, bottom, right
      • ipadx, ipady：组件的首选大小
      • weightx, weighty：一个单元格的最大宽高

参考文献：

[1]Cay S. Horstmann. Java核心技术 卷Ⅰ基础知识（原书第10版）. [M]北京：机械工业出版社，2016.09；