实验十二 图形程序设计
理论：
10.1 AWT与Swing简介
10.2 框架的创建
10.3 图形程序设计
10.4 显示图像
（具体学习总结在最后）
实验：
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：
l 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);//设置框架的初始位置和大小 frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);//设置框架的关闭按钮 frame.setVisible(true);//设置用户是否能调整框架大小 } } |
测试结果：
l 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；
代码：
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);
}
}
SimpleFrameTest
运行结果：
两个程序的异同点：
相同点：
1.生成的框架（frame）大小和初始位置相同
2.生成的框架均可以由用户改变大小（setResizable方法）
3.均设置了setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE)方法以关闭框架
不同点：
示例1：
使用setBounds方法设置框架大小
p407 10-1：
使用继承的方法（用lambda表达式简化）设置框架大小
l 掌握空框架创建方法；
l 了解主线程与事件分派线程概念；
l 掌握GUI顶层窗口创建技术。
测试程序2：
l 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；
l 掌握确定框架常用属性的设置方法。
框架的图标发生变化
代码：
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()
{
// 获得Dimension的大小
Toolkit kit = Toolkit.getDefaultToolkit();
Dimension screenSize = kit.getScreenSize();
int screenHeight = screenSize.height;
int screenWidth = screenSize.width;
// 确定框架的大小，以及在屏幕上的位置
setSize(screenWidth / 2, screenHeight / 2);
setLocationByPlatform(true);
// 将图像设置为框架的图标
Image img = new ImageIcon("icon.gif").getImage();
setIconImage(img);
}
}
SizedFrameTest
运行结果：
测试程序3：
l 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；
l 掌握在框架中添加组件；
l 掌握自定义组件的用法。
代码：
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); }
}
NotHelloWorld
运行结果：
测试程序4：
l 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；
l 掌握2D图形的绘制方法。
代码：
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;
// draw a rectangle
double leftX = 100;
double topY = 100;
double width = 200;
double height = 150;
Rectangle2D rect = new Rectangle2D.Double(leftX, topY, width, height);
g2.draw(rect);
// draw the enclosed ellipse
Ellipse2D ellipse = new Ellipse2D.Double();
ellipse.setFrame(rect);
g2.draw(ellipse);
// draw a diagonal line
g2.draw(new Line2D.Double(leftX, topY, leftX + width, topY + height));
// draw a circle with the same center
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); }
}
DrawTest
运行结果：
测试程序5：
l 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；
本程序中的“Hello，World！”是图形，不是文本，无法拷贝
l 了解2D图形中字体的设置的方法；
代码：
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);
// measure the size of the message
FontRenderContext context = g2.getFontRenderContext();
Rectangle2D bounds = f.getStringBounds(message, context);
// set (x,y) = top left corner of text
double x = (getWidth() - bounds.getWidth()) / 2;
double y = (getHeight() - bounds.getHeight()) / 2;
// add ascent to y to reach the baseline
double ascent = -bounds.getY();
double baseY = y + ascent;
// draw the message
g2.drawString(message, (int) x, (int) baseY);
g2.setPaint(Color.LIGHT_GRAY);
// draw the baseline
g2.draw(new Line2D.Double(x, baseY, x + bounds.getWidth(), baseY));
// draw the enclosing rectangle
Rectangle2D rect = new Rectangle2D.Double(x, y, bounds.getWidth(), bounds.getHeight());
g2.draw(rect);
}
public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); }
}
FontTest
运行结果：
测试程序6：
l 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；
该程序中的gif图像会通过for循坏语句，在框架的长和宽上整齐排列，全部铺满
l 了解2D图形图像的显示方法。
代码：
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);
});
}
}
/**
* 带有图像组建的框架
*/
class ImageFrame extends JFrame
{
public ImageFrame()
{
add(new ImageComponent());
pack();
}
}
/**
* 显示平铺图像的组件
*/
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);
// draw the image in the upper-left corner
g.drawImage(image, 0, 0, null);
// tile the image across the component
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); }
}
运行结果：
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)
本周学习总结：
对象窗口工具箱（Abstact Window Toolkit,AWT）,是JAVA1.0刚出现的时候，包含的一个GUI设计类库。它将处理用户界面元素的任务委派给每个目标平台（Windows,Macintosh等）的本地GUI工具箱。本地GUI工具箱负责用户界面元素的创建和动作。比方说，如果你在JAVA窗体中放一个文本框，就会有一个低层的“对等体”文本框（应该可以理解为本地图形元素吧）用来真正处理文本输入。理论上讲程序可以运行在任何平台。 SUN公司对AWTi的口号是：一次编写，随处使用。
对于简单的应用程序来说，这种方法还是不错的。但是想要编写依赖本地一些高质量、可移植的图形库的程序就会暴露出一些缺陷。首先用户界面元素在不同的平台上，在观感上和操作行为上存在一些差别。其次由于同平台上的用户界面元素的丰富程度不同，可移植库的规模很受限制。最糟糕的是在不同平台上AWT用户界面库存在着不同的bug.研发人员需要在每个平台上测试应用程序，人们戏称AWT为：一次编写，随处调试。
后来SUN公司和Netscape创建了Swing用户界面库，它的模式是用户把用户界面元素绘制在空白窗口上，而对等体只需要完成对窗口的创建和绘制。Swing是Java基础类库（Java Foundation Class，JFC）的一部分，而这个类库除了Swing组件，还包括一个可访问性API，一个2DAPI和一个可拖放API。
Swing显示元素要比显示AWT基于对等体组件的速度慢一些。但是这不是啥大问题，Swing有无可抗拒的优势使得人们选择Swing:
1、Swing有一个丰富、便捷的用户界面元素集合
2、Swing对底层平台依赖很少，因此与平台相关的bug少。
3、Swing给予不同平台的用户一致的感觉
即使这样，Swing并不能够完全取代AWT，它是基于AWT之上，Swing仅仅提供了强大的用户界面组件，还是要使用基本的AWT处理事件的。
other tips:
1、绝大多是Swing组件都是以"J"开头，eg:JButton,JFrame等。而AWT组件类不带“J”，eg:Button,JFrame等。二者若混合使用会导致组件视觉和行为的不一致。
2、Swing类位于javav.swing包中，包名javax表示这是一个Java扩展包，而不是核心包。