第一部分：理论知识学习部分
第10章 图形程序设计
10.1 AWT与Swing简介
1.用户界面(User Interface) 的概念：用户与计算机系统(各种程序)交互的接口
2.图形用户界面(Graphical User Interface)的概念： 以图形方式呈现的用户界面
3.AWT：
a. Java的抽象窗口工具箱（AbstractWindow Toolkit,AWT)包含在java.awt包中，它提供了许 多用来设计GUI的组件类和容器类。
b. AWT库处理用户界面元素的方法：把图形元素的创 建和行为委托给本地GUI工具箱进行处理。
c. 应用AWT编写依赖于本地用户界面元素GUI会暴露 出一些缺陷。例如，菜单、滚动条和文本域这些 用户界面元素，在不同的平台上，操作行为上存 在一些微妙的差异。
4. Swing
a. Swing用户界面库是非基于对等体的GUI工具箱。
b.Swing具有更丰富并且更方便的用户界面元素集合。
c.Swing对底层平台的依赖很少，因此与平台相关的bug很少。
d.Swing会带来交叉平台上的统一视觉体验。
e.Swing类库被放在javax.swing包里。
f. AWT与Swing的关系
(1) 大部分AWT组件都有其Swing的等价组件。
(2) Swing组件的名字一般是在AWT组件名前面添加一个字母“J”，如：JButton,JFrame,JPanel等。
10.2 框架的创建
10.2.1 组件
构成图形用户界面的元素，拿来即用 .
用图形表示(能在屏幕上显示，能和用户进行交互) –Button、Checkbox、Scrollbar、Choice、Frame
10.2.2 容器
容器是Java中能容纳和排列组件的组件。
常用的容器是框架（Frame,JFrame) 例： Frame fra= new Frame(“这是一个窗口”)；
java.awt.Frame类的常用API（教材414页） void setResizable(booleanb) 缩放框架 void setTitle(String s) 设置框架标题 void setIconImage(Image image) 将Image用 作框架图标
10.2.3 添加组件
Container类提供了一个方法add(),用来在容器类 组件对象中添加其他组件。
容器本身也是一个组件，可以把一个容器添加到 另一个容器里，实现容器嵌套。
10.2.4 框架（Frame）的创建
（1）创建空框架 :在Java中，常采用框架（Frame）创建初始界面， 即GUI的顶层窗口
AWT库中有一个基于对等体的Frame类。 该类的Swing版本为JFrame,JFrame是Frame子类。
（2）框架定位与框架属性
定位： 常用Component类的setLocation和setBounds方法 常用属性
Title：框架标题
IconImage：框架图标
（3）确定框架大小 : 通过调用Toolkit类的方法来得到屏幕尺寸信息。
Toolkit kit = Toolkit.getDefaultToolkit(); //生成 Toolkit对象
Dimension screenSize= kit.getScreenSize(); //返回 Dimension对象的屏幕大小
intscreenWidth= screenSize.width; //获得Dimension对 象屏幕的宽度
intscreenHeight=screenSize.height; //获得Dimension 对象屏幕的高度
10.3 图形程序设计
图形编程这部分内容会在实验中有所体现。
包含以下特点：
1 处理2D图形
2 颜色的使用
2 字体的使用
10.4显示图像
（1）在Java应用程序中，一旦图像保存在本地或因 特网的某个位置上，就可以将它们直接读入到java 应用程序中。
String filename = “…”; Image image= ImageIcon(filename).getImage();
（2）完成将一个图像文件加载到程序中，再调用 Graphics类提供的DrawImage()显示它。
public void paintComponent(Graphics g)
{ … g.drawImage(image, x, y, null); }
第二部分：实验部分—— 图形程序设计
实验时间 2018-11-14
1、实验目的与要求
(1) 掌握Java GUI中框架创建及属性设置中常用类的API；
(2) 掌握Java GUI中2D图形绘制常用类的API；
(3) 了解Java GUI中2D图形中字体与颜色的设置方法；
(4) 了解Java GUI中2D图像的载入方法。
2、实验内容和步骤
实验1： 导入第10章示例程序，测试程序并进行代码注释。
测试程序1：
1.运行下列程序，观察程序运行结果。
import javax.swing.*;
public class SimpleFrameTest
{
public static void main(String[] args)
{
JFrame frame = new JFrame();
frame.setBounds(0, 0,300, 200);
frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
frame.setVisible(true);
}
}
结果如下：
2.在elipse IDE中调试运行教材407页程序10-1，结合程序运行结果理解程序；与上面程序对比，思考异同；
package simpleFrame; import java.awt.*;
import javax.swing.*; /**
* @version 1.33 2015-05-12
* @author Cay Horstmann
*/
public class SimpleFrameTest
{
public static void main(String[] args)
{
EventQueue.invokeLater(() ->
{
SimpleFrame frame = new SimpleFrame();
frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
frame.setVisible(true);
});
}
} class SimpleFrame extends JFrame
{
private static final int DEFAULT_WIDTH = 300;
private static final int DEFAULT_HEIGHT = 200; public SimpleFrame()
{
setSize(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT);
}
}
结果如下：
3.掌握空框架创建方法；
4.了解主线程与事件分派线程概念；
5.掌握GUI顶层窗口创建技术。
测试程序2：
1.在elipse IDE中调试运行教材412页程序10-2，结合程序运行结果理解程序；
2.掌握确定框架常用属性的设置方法。
package sizedFrame; import java.awt.*;
import javax.swing.*; /**
* @version 1.34 2015-06-16
* @author Cay Horstmann
*/
public class SizedFrameTest
{
public static void main(String[] args)
{
EventQueue.invokeLater(() ->
{
JFrame frame = new SizedFrame();
frame.setTitle("SizedFrame");
frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
frame.setVisible(true);
});
}
} class SizedFrame extends JFrame
{
public SizedFrame()
{
// 获取屏幕尺寸 Toolkit kit = Toolkit.getDefaultToolkit();
Dimension screenSize = kit.getScreenSize();
int screenHeight = screenSize.height;
int screenWidth = screenSize.width; // 设置框架宽度、高度并让平台选择屏幕位置 setSize(screenWidth / 2, screenHeight / 2);
setLocationByPlatform(true); // 设置帧图标 Image img = new ImageIcon("icon.gif").getImage();
setIconImage(img);
}
}
结果如下：
测试程序3：
1.在elipse IDE中调试运行教材418页程序10-3，结合运行结果理解程序；
2.掌握在框架中添加组件；
3.掌握自定义组件的用法。
package notHelloWorld; import javax.swing.*;
import java.awt.*; /**
* @version 1.33 2015-05-12
* @author Cay Horstmann
*/
public class NotHelloWorld
{
public static void main(String[] args)
{
EventQueue.invokeLater(() ->
{
JFrame frame = new NotHelloWorldFrame();
frame.setTitle("NotHelloWorld");
frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
frame.setVisible(true);
});
}
} /**
* A frame that contains a message panel
*/
class NotHelloWorldFrame extends JFrame
{
public NotHelloWorldFrame()
{
add(new NotHelloWorldComponent());
pack();
}
} /**
* A component that displays a message.
*/
class NotHelloWorldComponent extends JComponent
{
public static final int MESSAGE_X = 75;
public static final int MESSAGE_Y = 100; private static final int DEFAULT_WIDTH = 300;
private static final int DEFAULT_HEIGHT = 200; public void paintComponent(Graphics g)
{
g.drawString("Not a Hello, World program", MESSAGE_X, MESSAGE_Y);
} public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); }
}
结果如下：
测试程序4：
1.在elipse IDE中调试运行教材424 -425页程序10-4，结合程序运行结果理解程序；
2.掌握2D图形的绘制方法。
package draw; import java.awt.*;
import java.awt.geom.*;
import javax.swing.*; /**
* @version 1.33 2007-05-12
* @author Cay Horstmann
*/
public class DrawTest
{
public static void main(String[] args)
{
EventQueue.invokeLater(() ->
{
JFrame frame = new DrawFrame();
frame.setTitle("DrawTest");
frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
frame.setVisible(true);
});
}
} /**
* A frame that contains a panel with drawings
*/
class DrawFrame extends JFrame
{
public DrawFrame()
{
add(new DrawComponent());
pack();
}
} /**
* A component that displays rectangles and ellipses.
*/
class DrawComponent extends JComponent
{
private static final int DEFAULT_WIDTH = 400;
private static final int DEFAULT_HEIGHT = 400; public void paintComponent(Graphics g)
{
Graphics2D g2 = (Graphics2D) g; // 绘制矩形 double leftX = 100;
double topY = 100;
double width = 200;
double height = 150; Rectangle2D rect = new Rectangle2D.Double(leftX, topY, width, height);
g2.draw(rect); // 画封闭椭圆 Ellipse2D ellipse = new Ellipse2D.Double();
ellipse.setFrame(rect);
g2.draw(ellipse); // 画一条对角线 g2.draw(new Line2D.Double(leftX, topY, leftX + width, topY + height)); // 用同一个中心画一个圆 double centerX = rect.getCenterX();
double centerY = rect.getCenterY();
double radius = 150; Ellipse2D circle = new Ellipse2D.Double();
circle.setFrameFromCenter(centerX, centerY, centerX + radius, centerY + radius);
g2.draw(circle);
} public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); }
}
结果如下：
测试程序5：
1.在elipse IDE中调试运行教材432页-433程序10-5，结合程序运行结果理解程序；
2.了解2D图形中字体的设置的方法；
package font; import java.awt.*;
import java.awt.font.*;
import java.awt.geom.*;
import javax.swing.*; /**
* @version 1.34 2015-05-12
* @author Cay Horstmann
*/
public class FontTest
{
public static void main(String[] args)
{
EventQueue.invokeLater(() ->
{
JFrame frame = new FontFrame();
frame.setTitle("FontTest");
frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
frame.setVisible(true);
});
}
} /**
* A frame with a text message component
*/
class FontFrame extends JFrame
{
public FontFrame()
{
add(new FontComponent());
pack();
}
} /**
* A component that shows a centered message in a box.
*/
class FontComponent extends JComponent
{
private static final int DEFAULT_WIDTH = 300;
private static final int DEFAULT_HEIGHT = 200; public void paintComponent(Graphics g)
{
Graphics2D g2 = (Graphics2D) g; String message = "Hello, World!"; Font f = new Font("Serif", Font.BOLD, 36);
g2.setFont(f); // 测量消息的大小 FontRenderContext context = g2.getFontRenderContext();
Rectangle2D bounds = f.getStringBounds(message, context); // 设置（x，y）=文本左上角 double x = (getWidth() - bounds.getWidth()) / 2;
double y = (getHeight() - bounds.getHeight()) / 2; // 增加到Y到达基线 double ascent = -bounds.getY();
double baseY = y + ascent; // 汲取信息 g2.drawString(message, (int) x, (int) baseY); g2.setPaint(Color.LIGHT_GRAY); // 绘制基线 g2.draw(new Line2D.Double(x, baseY, x + bounds.getWidth(), baseY)); // 绘制封闭矩形 Rectangle2D rect = new Rectangle2D.Double(x, y, bounds.getWidth(), bounds.getHeight());
g2.draw(rect);
} public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); }
}
结果如下：
测试程序6：
1.在elipse IDE中调试运行教材436页-437程序10-6，结合程序运行结果理解程序；
2.了解2D图形图像的显示方法。
package image; import java.awt.*;
import javax.swing.*; /**
* @version 1.34 2015-05-12
* @author Cay Horstmann
*/
public class ImageTest
{
public static void main(String[] args)
{
EventQueue.invokeLater(() ->
{
JFrame frame = new ImageFrame();
frame.setTitle("ImageTest");
frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
frame.setVisible(true);
});
}
} /**
* A frame with an image component
*/
class ImageFrame extends JFrame
{
public ImageFrame()
{
add(new ImageComponent());
pack();
}
} /**
* A component that displays a tiled image
*/
class ImageComponent extends JComponent
{
private static final int DEFAULT_WIDTH = 300;
private static final int DEFAULT_HEIGHT = 200; private Image image; public ImageComponent()
{
image = new ImageIcon("blue-ball.gif").getImage();
} public void paintComponent(Graphics g)
{
if (image == null) return; int imageWidth = image.getWidth(null);
int imageHeight = image.getHeight(null); // 在左上角绘制图像 g.drawImage(image, 0, 0, null);
// 在组件上平铺图像 for (int i = 0; i * imageWidth <= getWidth(); i++)
for (int j = 0; j * imageHeight <= getHeight(); j++)
if (i + j > 0)
g.copyArea(0, 0, imageWidth, imageHeight, i * imageWidth, j * imageHeight);
} public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); }
}
结果如下：
package image; import java.awt.*;
import java.awt.event.WindowAdapter;
import java.awt.event.WindowEvent; import javax.swing.*; /**
* @version 1.34 2015-05-12
* @author Cay Horstmann
*/
public class ImageTest
{
@SuppressWarnings("null")
public static void main(String[] args)
{
EventQueue.invokeLater(() ->
{
JFrame frame = new ImageFrame();
frame.setTitle("ImageTest");
frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.DISPOSE_ON_CLOSE);
frame.setVisible(true);
}); } } /**
* A frame with an image component
*/
class ImageFrame extends JFrame
{
public ImageFrame()
{
add(new ImageComponent());
pack();
}
} /**
* A component that displays a tiled image
*/
class ImageComponent extends JComponent
{
private static final int DEFAULT_WIDTH = 300;
private static final int DEFAULT_HEIGHT = 200; private Image image; public ImageComponent()
{
image = new ImageIcon("timg.jpg").getImage();
} public void paintComponent(Graphics g)
{
if (image == null) return; int imageWidth = image.getWidth(null);
int imageHeight = image.getHeight(null); // 在左上角绘制图像 g.drawImage(image, 0, 0, null);
// 在组件上平铺图像 for (int i = 0; i * imageWidth <= getWidth(); i++)
for (int j = 0; j * imageHeight <= getHeight(); j++)
if (i + j > 0)
g.copyArea(0, 0, imageWidth, imageHeight, i * imageWidth, j * imageHeight);
} public Dimension getPreferredSize() {
return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT);
}
}
结果如下：
实验2：课后完成PTA平台题目集：2018秋季西北师范大学面向对象程序设计（Java）练习题集（ch6-ch9)
第三部分：总结
通过本周的学习，我了解了Java GUI中框架创建及属性设置中常用类的API； GUI中2D图形绘制常用类的API；GUI中2D图形中字体与颜色的设置方法；GUI中2D图形中字体与颜色的设置方法；以及利用空闲时间复习了一千6-9章的实验，我觉得能够很好的设计一个图形用户界面的话，对于以后软件开发的用户体验有很大的帮助。毕竟开发的软件使用者还是广大用户。而且通过本周6-9章的习题练习，在回顾知识的同时，让自己查漏补缺。将知识有效的结合运用。