第七章 图形程序设计

在JDK1.0刚刚出现的时候，包含了一个用于基本GUI程序设计的类库，Sun将它称为抽象窗体工具箱（Abstract Window Toolkit，AWT）。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、Solaris、Macintosh等等）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。
Swing是不对等基于GUI工具箱的正式名字。它已是Java基础类库（Java Foundation Class，JFC）的一部分。
注意：Swing没有完全替代AWT，而是基于AWT的架构之上。Swing仅仅提供了能力更加强大的用户界面组件。尤其在采用Swing编写的程序中，还需要使用基本的AWT处理事件。从现在开始，“Swing”是指“被绘制的”非对等体用户界面类；“AWT”是指像事件处理这样的窗口工具箱的低层机制。
当然，在用户屏幕上显示基于Swing用户界面的元素要比显示AWT的基于对等体组件的速度慢一些。
7.2 创建框架
在Java中，顶层窗口（就是没有包含在其他窗口中的窗口）被称为框架（frame）。JFrame是极少数几个不绘制在画布上的Swing组件之一。因此，它的修饰部件（按钮、标题栏、图标等）由用户的窗口系统绘制，而不是由Swing绘制。
警告：大多数的Swing组件类都以“J”开头，例如，JButton、JFrame等等。在Java中有Button和Frame这样的类，但他们属于AWT组件。如果偶然地忘记了书写“J”，程序仍然可以进行编辑和运行，但是将Swing和AWT组件混合在一起使用将会导致视觉和行为的不一致。
简单地构造一个框架并不自动显示出来，框架起初是不可见的。这就给了程序员一个机会，可以在框架第一次显示之前往其中添加组件。为了显示框架，main方法需要调用框架的setVisible方法。
7.3 框架定位                               2010-09-13    239页
注意：对于框架来说，setLocation和setBounds中的坐标均相对于整个屏幕。如果在容器中包含的其他组件，则组件坐标相对于容器。
为了得到屏幕的大小，需要按照下列步骤操作。调用Toolkit类的静态方法getDefaultToolkit得到一个Toolkit对象。（Toolkit类包含很多与本地窗口系统进行交互的方法）。然后，调用getScreenSize方法，该方法以Dimension对象的形式返回屏幕的大小。Dimension对象同时用公有实例变量width和height保存屏幕的宽度和高度。
Toolkit kit=Toolkit.getDefaultToolkit();
Dimension screenSize=kit.getScreenSize();
int screenWidth=screenSize.width;
int screenHeight=screenSize.height;
注意：如果编写一个利用多个显示屏幕的应用程序，就应该使用GrapicsEnvironment和GraphicsDevice类获得显示屏幕的大小。
如果要设置JFrame只显示其内部组件，不显示框架装饰（即不包括最大化、最下化、还原按钮及窗体边框）可以通过调用setUndecorated(true);
7.4 在面板中显示信息                        2010-09-14      243页
在JFrame中有四层面板。其中的根面板、层级面板和玻璃面板是用来组织菜单栏和内容窗格以及实现观感的。
为了能够在面板上进行绘图，需要：
1）定义一个扩展于JPanel的类；
2）在这个类中，覆盖paintComponent方法。
在Java中，所有的绘图都必须通过Graphics对象，其中包含绘制图案、图像和文本的方法。
注意：Graphics参数与Windows中的设备环境或X11程序设计中的图形环境基本类似。
不管何种原因，只要窗口需要重新绘图，事件处理器就会通告组件，从而引发执行所有组件的painComponent方法。
一定不要自己调用painCompontent方法。在应用重新需要重新绘图的时候，这个方法将被自动地调用，不要人为地干扰这个自动的处理过程。
提示：如果需要强制刷新屏幕，就需要调用repaint方法，而不是paintComponent方法。它将引发采用相应配置的Graphics对象调用所有组件的paintComponent方法。
Graphics对象对屏幕显示的度量单位是像素。
7.5 2D图形
JDK1.2引入了Java 2D库，这个库实现了一组功能强大的图形操作。
要想绘制图形，首先要创建一个实现了Shape接口的类的对象，然后调用Graphics2D类中的draw方法。
提示：直接使用Double图形类可以避免处理float类型的值，然而如果需要创建上千个图形对象，还是应该考虑使用Float类，这样可以节省存储空间。
7.6 颜色
使用Graphics2D类的serPaint方法可以为图形环境上的所有后续的绘制操作选择颜色。想要绘制多种颜色，就需要按照选择颜色，绘制图形，再选择颜色，在绘制图形的过程实施。
注意：如果使用Graphics对象，而不是Graphics2D对象，就需要使用setColor方法设置颜色。
提示：从名字就可以看出，Color类中的brighter()方法和darker()方法的功能，它们分别加亮或者变暗当前的颜色。使用brighter方法也是加亮条目的好办法。实际上，brighter()只微微加亮一点。要达到耀眼的效果，应该调用这个方法三次：c.brighter().brighter().brighter().
7.7 为文本设定特殊字体
要想知道某台特定计算机上所允许使用的字体，就需要调用GraphicsEnviroment类中的getAvailableFontFamilyNames方法。这个方法将返回一个字符串型数组，其中包含类所有可用的字体名。GraphicsEnviroment类描述了用户系统的图形环境，为了得到这个类的对象，需要调用静态的getLocalGraphicsEnviroment方法。
注意：字体映射定义在Java安装的jre/lib子目录中的fontconfig.properties文件中。
要想使用某种字体绘制字符，必须首先利用指定的字体名、字体风格和字体大小来创建一个Font对象。第三个参数是以点的数目计算的字体大小。点的数目是排版中普遍使用的表示字体大小的单位，每英寸包含72个点。
警告：deriveFont方法有两个重载版本。一个（有一个float参数）设置字体的大小；另一个（有一个int参数）设置字体风格。所以f.deriveFont(14)设置的是字体风格，而不是大小！
Java字体包含了通用的ASCII字符和符号。
要想得到屏幕设备字体属性的描述对象，需要调用Graphic2D类中的getFontRenderContext方法。它将返回一个FontRenderContext类对象。可以直接将这个对象传递给Font类的getStringBounds方法：
FontRenderContext context=g2.getFontRenderContext();
Rectangle2D bounds=f.getStringBounds(message,context);
getStringBounds方法将但会包围字符串的矩形。
基线（baseline）是一条虚构的线，例如，字母“e”所在的底线。上坡度（ascent）是从基线到坡顶（ascenter）的距离。例如，“b”和“k”以及大写字母的上面部分。下坡度（descent）是从基线到坡底（descenter）的距离，坡底是“p”和“g”这种字母的底线
行间距（leading）是某一行的坡底与其下一行的坡顶之间的空隙（这个术语源自于排字机分隔行的引导带）。字体的高度是连续两个基线之间的距离，它等于下坡度+行间距+上坡度。
getStringBounds方法返回的矩形宽度是字符串水平方向的宽度，矩形的高度是上坡度、下坡度、行间距的总和。该矩形始于字符串的基线，矩形顶部的y坐标为负值。因此，可以采用下面的方法获得字符串的宽度高度和上坡度：
double stringWidth=bounds.getWidth();
double stringHeight=bounds.getHeight();
double ascent=-bounds.getY();
如果需要知道下坡度或者行间距，可以使用Font类的getLineMetrics方法，这个方法将返回一个LineMetrics类对象，获得下坡度和行间距的方法是：
LineMetrics metrics=f.getLineMetrics(message,context);
float descent=metrics.getDescent();
float leading=metrics.getLeading();
7.8 图像