Java基础学习总结 -- 图形用户界面GUI

虽然目前Java算不上前端开发的主力，但是作为Java入门基础的一部分，学习Java的GUI编程还是有必要的，而且可以做出一些小且有趣的图形程序来提高学习热情。本篇学习总结均为一个Beginner的笔记与心得，如有描述不到或错误之处，敬请指正。

　　虽然目前Java算不上前端开发的主力，但是作为Java入门基础的一部分，学习Java的GUI编程还是有必要的，而且可以做出一些小且有趣的图形程序来提高学习热情。本篇学习总结均为一个Beginner的笔记与心得，如有描述不到或错误之处，敬请指正。 

 

　　目录：

1. JavaGUI主要开发工具 -- Swing类库的诞生与功能
2. 创建JFrame框架
3. 在框架中添加组件JComponent

 

　　1. JavaGUI主要开发工具 -- Swing类库的诞生与功能

　　一个合格的Java Developer，不仅要掌握技术，还要有一定的Java历史背景知识储备。所以先简要介绍一下用于JavaGUI开发的主要类库：Swing。

　　在Java 1.0时代便有设计GUI的基本类库Abstract Window Toolkit，简称AWT。AWT库工作原理是将处理用户界面元素的任务委派给目标平台（操作系统）的本地GUI工具箱，由本地GUI工具箱负责用户界面元素的创建和动作。这种工作方式是有利也有弊，先说下利处：

• 处理速度可能要快一点。
• 可以适应不同的平台，“一次编写，随处使用”。

　　弊处：

• 观感依赖于目标平台。
• 有些平台并没有像Windows或Mac这样丰富的界面组件（早期）。所以把AWT的设计工作限制在了“最小公分母”。
• 不同平台存在不同的bug。

　　1996年，Netscape创建了另一种GUI库IFC，他的工作方式是 将用户界面组件绘制在空白窗口上，而对等体只需要负责创建和绘制空白窗口。Sun和Netscape合作并完善了这种方式，创建了名为Swing的用户界面库，这便是Swing的诞生。

 　　但是Swing并没有完全取代AWT，到目前Java SE 8中依旧有AWT与Swing两个功能类库：

• AWT import java.awt （java包为核心包）
• Swing import javax.swing （javax包为功能扩展包）

　　Swing没有完全取代AWT的原因是：Swing是基于AWT的架构之上，Swing仅仅是提供了能力更强大的用户界面组件。在Swing编写的程序中，还是需要AWT进行事件处理。简单说就是，Swing是用户界面类，AWT是底层机制。

 

AWT和Swing中框架和组件类的继承层次

 

 

　　2.创建JFrame框架

　　Frame意为框架，也就是最顶层的窗口，可以在框架里添加组件。我们创建一个窗口首先要创建一个框架。

JFrame的内部结构

　　

　　注：Swing组件类都以“J”开头，如 JButton，JFrame等，AWT组件不带“J"。如果Swing组件和AWT组件一起用可能会导致视觉和行为的不一致。

　　现在，我们来创建一个空框架：

package simpleFrame;

//会用到awt和swing的类，先import。
import java.awt.*;         
import javax.swing.*;

//创建一个SimpleFrame的类，里面只有一个main函数，main函数里有个事件分派线程。
public class SimpleFrame {
    public static void main(String[] args) {
        EventQueue.invokeLater(new Runnable() {
            public void run() {
                JFrame frame = new SizedFrame(); //new一个SizeFrame对象给frame变量管理，这便有了框架。SizeFrame是JFrame的子类。
                frame.setTitle("SimpleFrame");   //设置框架的标题.
                frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); //设定关闭按钮。
                frame.setVisible(true);          //设定框架可见。
            }
        });
    }
}

//其实到这里为止，我们可以在第12行直接new一个JFrame交给frame，但是JFrame默认框架大小是0×0，没什么实际意义。
//所以我们选择继承JFrame做一个子类起名SizedFrame，在这个类里做一个构造器来设定框架的大小。
class SizedFrame extends JFrame {
    
    //构造器
    public SizedFrame() {
        
        //下面四行代码为获取你pc屏幕的高度和宽度，交给int变量screenHeight和screenWidth。
        Toolkit kit = Toolkit.getDefaultToolkit();
        Dimension screenSize = kit.getScreenSize();
        int screenHeight = screenSize.height;
        int screenWidth = screenSize.width;
        
        //setSize方法由父类Component类（GUI对象的祖先）继承而来。设定框架长宽都为屏幕的1/2.
        //setLocationByPlatform由Window类（Frame类的父类）继承而来。由平台（操作系统）来选择一个合适的显示位置。
        setSize(screenWidth/2,screenHeight/2);
        setLocationByPlatform(true);
        
        //setIconImage方法由Frame类继承而来，设置框架图标。
        Image img = new ImageIcon("icon.gif").getImage();
        setIconImage(img);
        
        //当然，事件分派线程里的设定标题、设定关闭按钮、和设定框架可见操作，也可以放在构造器里来做。
    }
}

 　　Windows 10下运行：

 

 

 

　　3.在框架中添加组件JComponent

　　在Java中，Frame被设计成放置组件的容器，可以将用户界面元素放置其中，JComponent就是一种组件（component本身就意为组件）。所以，现在我们可以在JComponent中书写一些文字，并将其放置在Frame中：

package notHelloWorld;

import java.awt.*;
import javax.swing.*;

public class NotHelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        EventQueue.invokeLater(new Runnable() {
            public void run() {
                JFrame frame = new NotHelloWorldFrame();
                frame.setTitle("NotHelloWorld");
                frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
                frame.setVisible(true);
            }
        });
    }
}

class NotHelloWorldFrame extends JFrame {
    
    //构造器
    public NotHelloWorldFrame() {
        //在框架中add组件并pack。
        //当然也可以不必扩展JFrame类，可以直接在第10行new一个JFrame对象，并在其后add组件。
        //这里我们没有设置框架的长宽，因为组件JComponent有长宽，框架会根据组件的大小调整自己的长宽。
        add(new NotHelloWorldComponent());
        pack();
    }
}

class NotHelloWorldComponent extends JComponent {
    public static final int MASSAGE_X = 75;
    public static final int MASSAGE_Y = 100;
    
    private static final int DEFAULT_WIDTH = 300;
    private static final int DEFAULT_HEIGHT = 200;
    
    //必须覆盖paintComponent方法才能让组件自己把自己画出来。
    //这个方法需要一个Graphics对象，在Java中，所有绘制必须使用Graphics对象。
    public void paintComponent(Graphics g) {
        //画出一个字符串，并设置自组件左上角（0，0）开始显示的位置。
        g.drawString("Not a \'Hello, World!\' program.", MASSAGE_X, MASSAGE_Y);
    }
    
    //还要覆盖此方法以确定组件的首选长宽。
    public Dimension getPreferredSize() {
        return new Dimension(DEFAULT_WIDTH,DEFAULT_HEIGHT);
    }
}

 　　运行：