十. 图形界面(GUI)设计1.图形界面设计基础

早先程序使用最简单的输入输出方式，用户在键盘输入数据，程序将信息输出在屏幕上。现代程序要求使用图形用户界面(Graphical User Interface,GUI)，界面中有菜单、按钮等，用户通过鼠标选择菜单中的选项和点击按钮，命令程序功能模块。本章学习如何用Java语言编写GUI科学试验，如何通过GUI实现输入和输出。

AWT和Swing

先前用Java编写GUI程序，是使用抽象窗口工具包AWT(Abstract Window Toolkit).现在多用Swing。Swing可以看作是AWT的改良版，而不是代替AWT，是对AWT的提高和扩展。所以，在写GUI程序时，Swing和AWT都要作用。它们共存于Java基础类(Java Foundation Class,JFC)中。

尽管AWT和Swing都提供了构造图形界面元素的类，但它们的重要方面有所不同：AWT依赖于主平台绘制用户界面组件；而Swing有自己的机制，在主平台提供的窗口中绘制和管理界面组件。Swing与AWT之间的最明显的区别是界面组件的外观，AWT在不同平台上运行相同的程序，界面的外观和风格可能会有一些差异。然而，一个基于Swing的应用程序可能在任何平台上都会有相同的外观和风格。

Swing中的类是从AWT继承的，有些Swing类直接扩展AWT中对应的类。例如，JApplet、JDialog、JFrame和JWindow 早先程序使用最简单的输入输出方式，用户在键盘输入数据，程序将信息输出在屏幕上。现代程序要求使用图形用户界面(Graphical User Interface,GUI)，界面中有菜单、按钮等，用户通过鼠标选择菜单中的选项和点击按钮，命令程序功能模块。本章学习如何用Java语言编写GUI科学试验，如何通过GUI实现输入和输出。

AWT和Swing

先前用Java编写GUI程序，是使用抽象窗口工具包AWT(Abstract Window Toolkit).现在多用Swing。Swing可以看作是AWT的改良版，而不是代替AWT，是对AWT的提高和扩展。所以，在写GUI程序时，Swing和AWT都要作用。它们共存于Java基础类(Java Foundation Class,JFC)中。

尽管AWT和Swing都提供了构造图形界面元素的类，但它们的重要方面有所不同：AWT依赖于主平台绘制用户界面组件；而Swing有自己的机制，在主平台提供的窗口中绘制和管理界面组件。Swing与AWT之间的最明显的区别是界面组件的外观，AWT在不同平台上运行相同的程序，界面的外观和风格可能会有一些差异。然而，一个基于Swing的应用程序可能在任何平台上都会有相同的外观和风格。

Swing中的类是从AWT继承的，有些Swing类直接扩展AWT中对应的类。例如，JApplet、JDialog、JFrame和JWindow  www.jimeiyulept.com 。

使用Swing设计图形界面，主要引入两个包：

• javax.swing包：包含Swing的基本类；
• java.awt.event包：包含与处理事件相关的接口和类。

由于Swing太丰富，不可能在一本教科书中给出Swing的全面介绍，但本章所介绍的有关Swing的知识，已足以让读者编写相当精美的GUI程序。

组件和容器

组件(component)是图形界面的基本元素，用户可以直接操作，例如按钮。容器(Container)是图形界面的的复合元素，容器可以包含组件，例如面板。

Java语言为每种组件都预定义类，程序通过它们或它们的子类各种组件对象，如，Swing中预定义的按钮类JButton是一种类，程序创建的JButton对象，或JButton子类的对象就是按钮。Java语言也为每种容器预定义类，程序通过它们或它们的子类创建各种容器对象。例如，Swing中预定义的窗口类JFrame是一种容器类，程序创建的JFrame或JFrame子类的对象就是窗口。

为了统一管理组件和容器，为所有组件类定义超类，把组件的共有操作都定义在Component类中。同样，为所有容器类定义超类Container类，把容器的共有操作都定义在Container类中。例如，Container类中定义了add()方法，大多数容器都可以用add()方法向容器添加组件。

Component、Container和Graphics类是AWT库中的关键类。为能层次地构造复杂的图形界面，容器被当作特殊的组件，可以把容器放入另一个容器中。例如，把若干按钮和文本框分放在两个面板中，再把这两个面板和另一些按钮放入窗口中。这种层次地构造界面的方法，能以增量的方式构造复杂的用户界面。

事件驱动程序设计基础

1.事件、监视器和监视器注册
图形界面上的事件是指在某个组件上发生用户操作。例如，用户单击了界面上的某个按钮，就说在这个按钮上发生了事件，这个按钮对象就是事件的击发者。对事件作监视的对象称为监视器，监视器提供响应事件的处理方法。为了让监视器与事件对象关联起来，需要对事件对象作监视器注册，告诉系统事件对象的监视器。

以程序响应按钮事件为例，程序要创建按钮对象，把它添加到界面中，要为按钮作监视器注册，程序要有响应按钮事件的方法。当“单击按钮”事件发生时，系统就调用已为这个按钮注册的事件处理方法，完成处理按钮事件的工作。

2.实现事件处理的途征
java语言编写事件处理程序主要有两种方案：一个是程序重设handleEvent(Eventevt),采用这个方案的程序工作量稍大一些；另一个方案是程序实现一些系统设定的接口。java按事件类型提供多种接口，作为监视器对象的类需要实现相应的接口，即实现响应事件的方法。当事件发生时，系统内设的handleEvent(Event evt)方法就自动调用监视器的类实现的响应事件的方法。

java.awt.event包中用来检测并对事件做出反应的模型包括以下三个组成元素：

• 源对象：事件“发生”这个组件上，它与一组“侦听”该事件的对象保持着联系。
• 监视器对象：一个实现预定义的接口的类的一个对象，该对象的类要提供对发生的事件作处理的方法。
• 事件对象：它包含描述当事件发生时从源传递给监视器的特定事件的信息。

一个事件驱动程序要做的工作除创建源对象和监视器对象之外，还必须安排监视器了解源对象，或向源对象注册监视器。每个源对象有一个已注册的监视器列表，提供一个方法能向该列表添加监视器对象。只有在源对象注册了监视器之后，系统才会将源对象上发生的事件通知监视器对象。

3.事件类型和监视器接口
在java语言中，为了便于系统管理事件，也为了便于程序作监视器注册，系统将事件分类，称为事件类型。系统为每个事件类型提供一个接口。要作为监视器对象的类必须实现相应的接口，提供接口规定的响应事件的方法。

再以程序响应按钮事件为例，JButton类对象button可以是一个事件的激发者。当用户点击界面中与button对应的按钮时，button对象就会产生一个ActionEvent类型的事件。如果监视器对象是obj，对象obj的类是Obj,则类Obj必须实现AWT中的ActionListener接口，实现监视按钮事件的actionPerformed方法。button对象必须用addActionListener方法注册它的监视器obj。

程序运行时，当用户点击button对象对应的按钮时，系统就将一个ActionEvent对象从事件激发对象传递到监视器。ActionEvent对象包含的信息包括事件发生在哪一个按钮，以及有关该事件的其他信息。

表 11-1 给出有一定代表性的事件类型和产生这些事件的部分Swing组件。实际事件发生时，通常会产生一系列的事件，例如，用户点击按钮，会产生ChangeEvent事件提示光标到了按钮上，接着又是一个ChangeEvent事件表示鼠标被按下，然后是ActionEvent事件表示鼠标已松开，但光标依旧在按钮上，最后是ChangeEvent事件，表示光标已离开按钮。但是应用程序通常只处理按下按钮的完整动作的单个ActionEvent事件。

javax.swing包：包含Swing的基本类；。

使用Swing设计图形界面，主要引入两个包：

• java.awt.event包：包含与处理事件相关的接口和类。

由于Swing太丰富，不可能在一本教科书中给出Swing的全面介绍，但本章所介绍的有关Swing的知识，已足以让读者编写相当精美的GUI程序。

组件和容器

组件(component)是图形界面的基本元素，用户可以直接操作，例如按钮。容器(Container)是图形界面的的复合元素，容器可以包含组件，例如面板。

Java语言为每种组件都预定义类，程序通过它们或它们的子类各种组件对象，如，Swing中预定义的按钮类JButton是一种类，程序创建的JButton对象，或JButton子类的对象就是按钮。Java语言也为每种容器预定义类，程序通过它们或它们的子类创建各种容器对象。例如，Swing中预定义的窗口类JFrame是一种容器类，程序创建的JFrame或JFrame子类的对象就是窗口。

为了统一管理组件和容器，为所有组件类定义超类，把组件的共有操作都定义在Component类中。同样，为所有容器类定义超类Container类，把容器的共有操作都定义在Container类中。例如，Container类中定义了add()方法，大多数容器都可以用add()方法向容器添加组件。

Component、Container和Graphics类是AWT库中的关键类。为能层次地构造复杂的图形界面，容器被当作特殊的组件，可以把容器放入另一个容器中。例如，把若干按钮和文本框分放在两个面板中，再把这两个面板和另一些按钮放入窗口中。这种层次地构造界面的方法，能以增量的方式构造复杂的用户界面。

事件驱动程序设计基础

1.事件、监视器和监视器注册
图形界面上的事件是指在某个组件上发生用户操作。例如，用户单击了界面上的某个按钮，就说在这个按钮上发生了事件，这个按钮对象就是事件的击发者。对事件作监视的对象称为监视器，监视器提供响应事件的处理方法。为了让监视器与事件对象关联起来，需要对事件对象作监视器注册，告诉系统事件对象的监视器。

以程序响应按钮事件为例，程序要创建按钮对象，把它添加到界面中，要为按钮作监视器注册，程序要有响应按钮事件的方法。当“单击按钮”事件发生时，系统就调用已为这个按钮注册的事件处理方法，完成处理按钮事件的工作。

2.实现事件处理的途征
java语言编写事件处理程序主要有两种方案：一个是程序重设handleEvent(Eventevt),采用这个方案的程序工作量稍大一些；另一个方案是程序实现一些系统设定的接口。java按事件类型提供多种接口，作为监视器对象的类需要实现相应的接口，即实现响应事件的方法。当事件发生时，系统内设的handleEvent(Event evt)方法就自动调用监视器的类实现的响应事件的方法。

java.awt.event包中用来检测并对事件做出反应的模型包括以下三个组成元素：

• 源对象：事件“发生”这个组件上，它与一组“侦听”该事件的对象保持着联系。
• 监视器对象：一个实现预定义的接口的类的一个对象，该对象的类要提供对发生的事件作处理的方法。
• 事件对象：它包含描述当事件发生时从源传递给监视器的特定事件的信息。

一个事件驱动程序要做的工作除创建源对象和监视器对象之外，还必须安排监视器了解源对象，或向源对象注册监视器。每个源对象有一个已注册的监视器列表，提供一个方法能向该列表添加监视器对象。只有在源对象注册了监视器之后，系统才会将源对象上发生的事件通知监视器对象。

3.事件类型和监视器接口
在java语言中，为了便于系统管理事件，也为了便于程序作监视器注册，系统将事件分类，称为事件类型。系统为每个事件类型提供一个接口。要作为监视器对象的类必须实现相应的接口，提供接口规定的响应事件的方法。

再以程序响应按钮事件为例，JButton类对象button可以是一个事件的激发者。当用户点击界面中与button对应的按钮时，button对象就会产生一个ActionEvent类型的事件。如果监视器对象是obj，对象obj的类是Obj,则类Obj必须实现AWT中的ActionListener接口，实现监视按钮事件的actionPerformed方法。button对象必须用addActionListener方法注册它的监视器obj。

程序运行时，当用户点击button对象对应的按钮时，系统就将一个ActionEvent对象从事件激发对象传递到监视器。ActionEvent对象包含的信息包括事件发生在哪一个按钮，以及有关该事件的其他信息。

表 11-1 给出有一定代表性的事件类型和产生这些事件的部分Swing组件。实际事件发生时，通常会产生一系列的事件，例如，用户点击按钮，会产生ChangeEvent事件提示光标到了按钮上，接着又是一个ChangeEvent事件表示鼠标被按下，然后是ActionEvent事件表示鼠标已松开，但光标依旧在按钮上，最后是ChangeEvent事件，表示光标已离开按钮。但是应用程序通常只处理按下按钮的完整动作的单个ActionEvent事件。

表 11-1  组件和事件类型

事件类型	组件	描述
ActionEvent	JButton,JCheckBox JComboBox,JMenuItem JRadioButton	点击、选项或选择
ChangeEvent	JSlider	调整一个可移动元素的位置
AdjustmentEvent	JScrollBar	调整滑块位置
ItemEvent	JComboBox,JCheckBox JRadioButton JRadioButtonMenuItem JCheckBoxMenuItem	从一组可选方案中选择一个项 目
ListSelectionEvent	JList	选项事件
KeyEvent MouseEvent	JComponent 及其派生类	操纵鼠标或键盘
CareEvent	JTextArea,JTextField	选择和编辑文本
WindowEvent	Window 及其派生类 JFrame	对窗口打开、关闭和图标化

每个事件类型都有一个相应的监视器接口，表11-2列出了每个接口的方法。实现监视器接口的类必须实现所有定义在接口中的方法。

表 11-2 监视器接口方法

监视器接口	方法	获取事件源的方法
ActionListener	actionPerformed	getSource,getActionCommand
ChangeListener	stateChanged	getSource
AdjustmentListener	adjustmentValueChanged	getAdjustable
FocusListener	focusGained, focusLost
ItemListener	itemStateChanged	getItemSelectable(),getSource()
ListSelectionListener	valueChanged	e.getSource().getSelectedValue()
KeyListener	keyPressed, keyReleased, keyTyped
CareListener	careUpdate
MouseListener	mouseClicked, mouseEntered, mouseExited, mousePressed, mouseReleased
MouseMontionListener	mouseDragged, mouseMoved
WindowListener	windowClosed, windowClosing, windowDeactivated, windowDeiconified, windowIconified, windowOpened