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。
一、理论知识
10.1 AWT与Swing简介
（1）用户界面(User Interface) ：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) ：以图形方式呈现的用户界面
（3）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
（4）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
（5）Swing用户界面库是非基于对等体的GUI工具箱。Swing具有更丰富并且更方便的用户界面元素集合。
Swing对底层平台的依赖很少，因此与平台相关的bug很少。
（6） AWT与Swing的关系：大部分AWT组件都有其Swing的等价组件。
（7）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
（1）组件：由Component类的子类或间接子类创建的对象；
（2）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）
（3）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。 例如fra.add(button); fra.add(textField);
（4）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；
（5）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。
- 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；
- 通过调用Toolkit类的方法来得到屏幕尺寸信息。
(6)Swing程序员最关心的是内容面板，也称为内容 窗格;
(7)在AWT中可调用add()方法把组件直接添加到AWT Frame中,在Swing中组件则添加到内容窗格里;
10.3 图形程序设计
(1)2D对象 :Java SE了包含一个Java 2D库，该库提供了一个 非常强大的图形操作集,Java 2D图形类使用浮点数坐标系，这样可为坐标指定单位。
(2)2D库为每个图形类提供两个版本的静态内部类： –Retangle2D.Float –Retangle2D.Double
(3)颜色的使用:Graphics2D类的setPaint方法(Graphics类为 setColor方法)用来设置颜色。
(4)复合色:通过指定红绿蓝三色比例，用Color类对象来复合成 一种新的颜色。 Color构造器如下： Color(intredness,intgreenness,intblueness)
(5)字体的使用:（1）AWT中定义的五种逻辑字体名 SanaSerif Serif Monospaced Dialog DialogInput ,这些逻辑字体在不同语言和操作系统上映射为不同的物理字体;
（2）字体风格:Font.PLAIN Font.BOLD Fond.ITALIC Fond.BOLD+ Font.ITALIC
（3）设置字体 : Font serif=new Font(“Serif”,Font.BOLD,14); g2.setFont(serif);
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;
（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。
二、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：
运行下列程序，观察程序运行结果。
package simpleFrame; import javax.swing.*; public class Sf { public static void main(String[] args) { JFrame frame = new JFrame(); //生成一个JFrame类 frame.setBounds(0, 0,300, 200);//给窗口设置位置、大小 frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); frame.setVisible(true);//设置窗口可见 } }
结果如下：
- 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；
- 掌握空框架创建方法；
- 了解主线程与事件分派线程概念；
- 掌握GUI顶层窗口创建技术。
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(() ->//lamdba函数 { SimpleFrame frame = new SimpleFrame();//构建一个SimpleFrame对象 frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);//退出窗口 frame.setVisible(true); }); } } class SimpleFrame extends JFrame { //定义两个私有属性 private static final int DEFAULT_WIDTH = 300; private static final int DEFAULT_HEIGHT = 200; public SimpleFrame() { setSize(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT);//数组大小 } }
结果如下：
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。
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();//生成GUI界面对象 frame.setTitle("SizedFrame");//定义属性 frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);//关闭窗口 frame.setVisible(true); }); } } class SizedFrame extends JFrame//SizedFrame类继承JFrame { public SizedFrame() { // get screen dimensions Toolkit kit = Toolkit.getDefaultToolkit();//生成Toolkit对象 Dimension screenSize = kit.getScreenSize(); int screenHeight = screenSize.height;//通过对象访问属性，获得Dimension对象屏幕的长度 int screenWidth = screenSize.width; // set frame width, height and let platform pick screen location setSize(screenWidth / 2, screenHeight / 2); setLocationByPlatform(true); // set frame icon Image img = new ImageIcon("icon.gif").getImage();//定义图形用户界面图标 setIconImage(img); } }
结果如下：
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。
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();//生成GUI界面对象 frame.setTitle("NotHelloWorld"); frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);//退出窗口 frame.setVisible(true);//设置窗口可见 }); } } /** * A frame that contains a message panel */ class NotHelloWorldFrame extends JFrame { public NotHelloWorldFrame() { add(new NotHelloWorldComponent());//add方法的使用 pack();//调整窗口大小 } } /** * A component that displays a message. */ class NotHelloWorldComponent extends JComponent { //定义两个公共属性 public static final int MESSAGE_X = 75; public static final int MESSAGE_Y = 100; //定义两个私有属性 private static final int DEFAULT_WIDTH = 300; private static final int DEFAULT_HEIGHT = 200; public void paintComponent(Graphics g)//覆盖这个方法来描述应该如何绘制自己的组件 { g.drawString("Not a Hello, World program", MESSAGE_X, MESSAGE_Y); } public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); } // 访问器 }
结果如下：
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。
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; //返回闭合矩形的长、宽、x、y坐标值 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();//构造一个圆 circle.setFrameFromCenter(centerX, centerY, centerX + radius, centerY + radius); g2.draw(circle);//定义属性 } public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); } }
结果如下：
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；
l 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");//定义属性 frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);//退出窗口 frame.setVisible(true);//设置窗口可见 }); } } /** * A frame with a text message component */ class FontFrame extends JFrame { public FontFrame() { add(new FontComponent());//add了组件 pack();//调整窗口大小 } } /** * A component that shows a centered message in a box. */ class FontComponent extends JComponent//继承JComponent容器 { 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 //测量信息大小 FontRenderContext context = g2.getFontRenderContext(); Rectangle2D bounds = f.getStringBounds(message, context);//获取矩形的2D边界 // 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); } }
结果如下：
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；
l 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();//调整图片大小 } } /** * A component that displays a tiled image */ class ImageComponent extends JComponent //继承 { private static final int DEFAULT_WIDTH = 300; private static final int DEFAULT_HEIGHT =200; //定义私有属性 private Image image; public ImageComponent() { image = new ImageIcon("E:\\t01e7d4d9d2529f5500.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 //获取图片的 宽和高 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); } }
结果如下：
三、总结
本章我们学习了图形程序设计，我们学习了java GUI中框架创建及属性设置中常用类的API、Java GUI中2D图形绘制常用类的API，虽然不用全部记下，但我觉得在闲暇时刻还是要多看这些API，才能更好的运用到程序中去，其次我了解Java GUI中2D图形中字体与颜色的设置方法，可以自己设置想要的字体和颜色，通过老师学长的讲解和代码注释，我也能更好的理解新接触到的那些知识，感觉收获颇丰。
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