Java Swing编程与NetBeans
本次实验主要练习使用Java Swing编写简单界面。
实验资料：GUI实验参考文件中的0.第06次实验(图形程序设计、事件处理与Swing).doc
题目1: Swing用户界面组件与事件处理（建议尝试提前完成）
1. 创建一个登录对话框
学会使用在IDE中手写界面布局与事件监听器代码。
需完成如上界面。请在以下代码的基础上进行修改。
import javax.swing.JFrame;
public class LoginFrame{
private static void createAndShowGUI() {
//Create and set up the window.
JFrame frame = new JFrame("HelloWorldSwing");
frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
//your code
//Display the window.
frame.pack();
frame.setVisible(true);
}
public static void main(String[] args) {
javax.swing.SwingUtilities.invokeLater(new Runnable() {
public void run() {
createAndShowGUI();
}
});
}
}
2. 开发步骤及相关参考代码
步骤
- 整个窗体界面分成两部分：分别对应
BorderLayout的Centre与South。为窗体创建并指定layout。 - 在layout的Center放入一个JPanel，如cPanel，将其布局管理器设置成
GridLayout(2行2列)，然后放入两个JLable与JTextField。 - 在layout的South放入一个JPanel，如sPanel，然后放如两个按钮，loginBtn, regBtn。注：JPanel默认布局为
FlowLayout，无需更改。 - 在loginBtn上注册事件监听器实现功能：点击登录按钮后，如用户名、密码相同则使用消息对话框提示“欢迎用户XXX进入系统！”，否则提示“用户名密码错误！”。
- 说明：提示信息可使用信息对话框实现。
参考代码
BorderLayout参考代码
JFrame f = new JFrame("BorderLayoutTest");
f.setLayout(new BorderLayout());
f.add(new JButton("North"), BorderLayout.NORTH);
f.add(new JButton("South"), BorderLayout.SOUTH);
f.add(new JButton("East"), BorderLayout.EAST);
f.add(new JButton("West"), BorderLayout.WEST);
f.add(new JButton("Center"), BorderLayout.CENTER);
f.setSize(600, 600);
f.setVisible(true);
GirdLayout参考代码
JFrame frame = new JFrame("GridLayout Test");
JPanel panel = new JPanel(new GridLayout(2,2));
panel.add(new JButton("btn1"));
panel.add(new JButton("btn2"));
panel.add(new JButton("btn3"));
panel.add(new JButton("btn4"));
frame.add(panel);
各种对话框参考代码：
// 消息对话框：用来显示消息。
JOptionPane.showMessageDialog(null, "消息对话框");
// 输入对话框：用来从对话框获取值。
String x = JOptionPane.showInputDialog("请输入变量x的值:");
System.out.println("x="+x);
// 确认对话框：根据不同的选择会有不同的返回值。
int choice = JOptionPane.showConfirmDialog(null, "请选择");
/*
choice可能等于如下预先定义好的常量。
JOptionPane.YES_OPTION
JOptionPane.NO_OPTION
JOptionPane.CANCEL_OPTION
实际上JOptionPane.YES_OPTION等于0。使用常量使代码可读性更好
*/
对话框的使用详见：Java中对话框的弹出。
3.使用AI改进登录对话框细节
考核：完成如下至少2个改进点。
- 让窗体居中且不可改变大小；
- 将输入密码的JTextField换成JPasswordField。
- 使用
BorderFactory为放在中间的面板添加边框。 - 设置JLabel的对齐方式(
new JLabel("密码", SwingConstants.RIGHT))。 - 设置GirdLayout的vGap与hGap，观察效果。
- 更改界面观感
- 进阶：如何让登录界面更美观一点，比如插入背景图、字体变大等。
题目2：使用AI辅助编写Swing GUI程序
目标： 开发一个带菜单的多功能集合的GUI小程序。
核心功能：
- 文本文件查看：可以载入文本文件；
- 商品数据查看：可以使用JTable展示商品数据。
- 用户登录验证：使用前面编写的登录对话框，验证成功后进入主窗体。
Task1：编写主窗体MainFrame
编写一个Java Swing主窗体MainFrame。窗体上有3个菜单，分别是：
- 文本文件：打开、退出
- 商品数据：已有商品数据、导入商品数据。
- 其他：关于、注销
功能说明：
- "打开"功能：选择文本文件并显示在文本文件面板。
- "关于"功能：在一个新的对话框中显示程序开发的信息，包含开发者、开发日期、开发版本号等信息。
其他要求：
- "文本文件"、"商品数据"分别在不同的面板，可以根据用户选择进行切换。
- "商品数据"中的功能暂时不实现。
Task2: 将LoginFrame与MainFrame相关联
学习目标： 学会使用AI对已有代码进行局部修改完成相应功能。
任务：修改LoginFrame上的登录按钮功能。修改为：验证成功后，打开MainFrame，并在MainFrame的标题栏显示刚才输入的用户名。
Task3：为MainFrame添加商品数据查看、注销等功能
修改MainFrame代码，添加商品数据查看、注销等功能。
功能说明：
- "注销"功能：关闭主窗体返回到登录窗体；
- "已有商品数据"功能：在主窗体上显示一个JTable上面包含商品数据。商品类(id,名称,价格,商品类别);
- "导入商品数据"功能：通过选择文件，在JTable显示文件中的商品数据。
思考：
问题1：找到"关于"菜单项实现相应的功能的代码，尝试读懂。监听器在哪里注册？监听器中的代码是什么？
问题2：代码中是如何实现主窗体中的页面切换功能，如点击“已有商品数据”则可以切换到“数据展示”页面，点击“打开”可以显示“文件编辑页面”。
Task4：增加用户验证类
目标：让你的程序更加模块化。
任务：改造LoginFrame，在登录验证时使用单独的用户验证类。登录成功则生成User对象，该对象包含刚才输入的用户名信息。
思考：
这样改造有什么优点？
Task5: 尝试看懂所生成的GUI程序
主要从几方面学习：界面布置、事件监听器、常见组件的使用、窗体与对话框的不同、菜单、页面切换、窗体之间的跳转等。
Task6：发布所编写的GUI程序
将程序打包发布成一个.exe或.jar文件，别人通过双击该文件，即可打开你编写的程序。
怎么使用AI生成所需代码
- 确定功能： 明确程序所需具备的功能，进行准确描述。
- 掌握基本概念: 上述实验中的提示词实际上在掌握了GUI基本概念后精心设计出来的，因此可以较为顺利的生成所需代码。
- 反复迭代： 实际开发中往往需和AI经过多轮迭代对话确定功能、确定界面等。
- 局部修改： 如果在前几轮迭代中已经基本确定了相对稳定的程序框架。那么后续功能的增加与修改，就要学会让AI在已有代码的基础上进行修改，而不是每次都让其重新全部生成。这样得到的代码才更为可控。
Task7：通过AI为自己以前的“商城购物车系统”或“学生信息管理系统”等程序生成GUI。
提示1：可以在IDEA中安装通义灵码插件，该插件可在IDE中已有的代码的基础上生成相应的代码。
常见问题
Q1：用户名怎么传递到主窗体。
A1：主窗体中包含一个User属性，当登录成功后创建User对象，然后通过构造方法或其他方法传递给主窗体。
Q2：如何找到“欢迎”菜单项对应的动作代码。
A2：首先找到“欢迎”菜单项（JMenuItem）的变量，比如说是welcomeJMenuItem，然后按照找welcomeJMenuItem后addActionListener的代码。
代码阅读：DataExchangeTest.java（自主完成）~~
该程序点击File菜单的Connect菜单项，将弹出一个对话框。在对话框中输入信息后，可将该信息以User对象的形式返回，然后更新到主窗体的JTextArea。
主要关注
- 这里设计了一个JPanel(PasswordChooser)。为了显示PasswordChooser这个JPanel，我们必须先新建一个对话框对象，并将该JPanel放在对话框上。代码中，调用
showDialog方法后，将新建一个对话框对象并将该对象赋值给PasswordChooser的dialog属性，然后显示该对话框。这里显示对话框的方式比较特别，稍微了解一下即可。可参照题目3来实现同样界面。 - 如何从弹出的对话框获取数据？如何将数据以对象的形式返回调用的地方。查看ConnectAction类。
演示：DataExchangeTest.java。该文件见参考资料GUI实验参考文件。
讲解：结合课件中的数据交换例子进行代码讲解。
MVC模式学习
- 查看参考资料，并思考Student、StudentController、StudentView分别有什么用？他们之间是什么关系？在GUI程序设计中，怎么使用这种模式编写代码。
- 尝试使用MVC模式编写购物车、学生管理系统、计算器等程序。
参考资料:
题目3: NetBeans基本使用
建议使用NetBeans 12.5及以上的版本。
编写用户信息更改模块。当点击修改，将界面上方两个JTextField的值读取，并在下方的"信息展示"框显示。
主要讲解
- NetBeans基本概念、图形界面设计器、简单布局、组件布置（如，辅助线、组件对齐、组件尺寸批量修改等）、组件变量名等
- NetBeans常用快捷键：
ctrl+\(代码提示)，Tab(自动完成，比如sout,然后按tab)，Alt+Insert(自动生成代码，类似Eclipse中的Alt+Shift+S)、Alt+Enter(quick fix). - 使用
JPanel布置组件，设置带标题的边框。 - 预览不同风格的外观：右键点击JFrame，选择Preview Design.
- 添加事件处理代码
- 按钮监听器代码中包含三部分代码：
- 获取文本框数据并进行简单判断。如，name、age文本框不能为空。如果为空则弹出对话框提示“name不能为空”，并重设焦点（文本框的
requestFocus方法）到相应的文本框。 - 业务逻辑代码：对数据按照业务要求进行判断(如，必须是整数、年龄不能小于0）与处理（如对年龄+1）。
- 将处理后的数据更新到下方标签。
- 获取文本框数据并进行简单判断。如，name、age文本框不能为空。如果为空则弹出对话框提示“name不能为空”，并重设焦点（文本框的
- 进阶：使用MVC模式解释并改造上述代码。
常见问题
- 组件与其变量名的对应关系。组件变量名最好要有意义，能体现出其类型，比如
nameTextField就是一个显示姓名的JTextField。 - 未将主窗体设置为主类无法启动。右键点击项目-属性(Properties)-运行(Run)，设置正确的主类(Main Class)。也可使用
Shift+F6运行当前文件。 - 文本类型转化为数值类型时可能出错。常见错误：当字符串前后带空格时，当文本框输入的字符串为非数字的时候。
- GUI程序的发布：
- 方法1:生成可执行jar文件。参见参考资料
5.NetBeans生成可执行GUI jar程序.doc - 方法2:创建批处理脚本
Run.bat执行jar程序。
@echo off start javaw -jar GUI1.jar - 方法1:生成可执行jar文件。参见参考资料
- 新版NetBeans(如14以上版本)中的Maven项目无法正常使用。
- 现象：按照上面的步骤进行发布。生成的jar文件，双击无法启动。在控制台下执行，提示"firstgui-1.0-SNAPSHOT.jar中没有主清单属性"。
- 原因：虽然在NetBeans中设置了主类，但是Maven并不知道主类是谁。因此需要在pom.xml中进行设置。
- 在项目的Project Files中打开pom.xml，将如下配置写到pom.xml中
<properties>...</properties>标签后<build> <plugins> <plugin> <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId> <artifactId>maven-jar-plugin</artifactId> <version>2.4</version> <configuration> <archive> <manifest> <addClasspath>true</addClasspath> <mainClass>edu.jmu.net.firstgui.NewJFrame</mainClass> </manifest> </archive> </configuration> </plugin> </plugins> </build> - 参考资料：Building an executable JAR with Netbeans and Maven (no main manifest attribute)
新版NetBeans通常使用Maven创建项目，使用常规方法
6. NetBeans中项目启动过慢(因为Maven仓库)。可为NetBeans增加国内Maven仓库。
- 详见NetBeans增加maven repository
- 在NetBeans中的Services标签页下的Maven Repositories下Add Repository。阿里云的Maven仓库地址：https://maven.aliyun.com/repository/public
进阶
- 年龄文本框使用JFormattedTextField对输入文本进行格式限制。
- 尝试在NetBeans上操作布局管理器、添加事件处理代码，实现题目1的界面与功能。
- 对比NetBeans自动生成的代码与自己手写的代码有何不同？(从布局管理器与事件处理代码这两个方面来分析)
使用布局管理器
在NetBeans中也可使用布局管理器(Layout)。在NetBeans中常用的布局管理器的主要有几种：FlowLayout、BorderLayout、CardLayout、GridLayout。
一般来说都是在一个JFrame或JPanel上设置布局管理器。
设置布局管理器方法：右键点击JFrame或JPanel->"Set Layout"，选择所需布局管理器进行添加。
以在jPanel1这个容器组件上设置布局管理器为例。
- 使用FlowLayout
- 在JFrame或JPanel添加完Layout后，直接将组件拖到jPanel1上。
- 另一种更常用的添加组件的方法：右键点击jPanel1->"Add From Palette"，选择相应组件。
- 使用BorderLayout
添加完Layout后，直接将组件拖到拖到jPanel1的东西南北中方向。或使用"Add From Palette"方法添加组件 - 使用CardLayout
- jPanel1上添加完Layout后，并依次添加多个需要切换的JPanel后。右键点击每个JPanel，设置其“card name”方便切换。
- 切换时需获得jPanel1上的CardLayout对象。可使用如下代码：
CardLayout card = (CardLayout)jPanel1.getLayout(); card.show(mainPanel, "panelOne");//panelOne是之前设置的card name - 使用GridLayout
假设设置为2*2布局，那么按照从左到右、从上到下的顺序依次拖入4个组件，即可看到效果。注意：只添加2个，是看不到效果的。
题目4: 使用NetBeans设计复杂用户界面
注意：NetBeans的具体使用详见在线课程 "9.1.4 NetBeans下使用布局管理器、9.1.5 NetBeans下使用常用组件、9.1.6 NetBeans下编写菜单程序"章节。
任务
使用NetBeans采用MVC编程模式编写带菜单的GUI程序
掌握在NetBeans中使用布局管理器。
实现：用户登录、窗体切换、数据传递、信息查看等。
4.1 项目初始化与界面编写
-
新建项目包结构：ui包、model包、dao包、util包。
-
model包:User类(int id, String name)
-
ui包:
- LoginFrame类(JFrame): 主类，登录界面。界面见题目1中的布局伪代码。可在NetBeans中使用布局管理器来实现。
- MainFrame类(JFrame): 主界面，包含菜单条(JMenuBar)、开始菜单(JMenu)、帮助菜单。（设置其为模式对话框，即设置其modal属性）
- 开始菜单：读取文件到文本框菜单项(JMenuItem)、读取文件到表格菜单项(JMenuItem)、写入文件菜单项、分割线、注销菜单项。
- 帮助菜单：About菜单项。点击后弹出AboutDialog。
- 属性：User user（用来存放登录的用户信息）, JDialog aboutDialog。
- 构造方法：MainFrame(), MainFrame(User user)。
- 在MainFrame放入JPanel(如，jPanelMain)，并设置其Layout为CardLayout。在该Panel放入一个JTextArea(实际上NetBeans会自动将其放在一个JScrollPane上，然后将该组件放到Panel上)，用来显示从文件读取的内容。注意：JFileChooser控件为文件选择框。
- 在jPanelMain上放入一个JTabel(同JTextArea)，用来以表格的形式显示数据。设置这两个Pane的"Card Name"属性分别为"card1"与"card2"，方便切换。
- AboutDialog类(JDialog)：自定义的About对话框。显示欢迎“登录用户id、用户名”、程序版本、程序作者、当前时间。
-
实现登录功能
在LoginFrame的登录按钮中编写登录逻辑（比如用户名与密码相同就算通过）。验证成功则显示MainFrame。使用setVisible(false)隐藏窗体。 -
编写自定义的AboutDialog
- 设置其为模式对话框，即设置其modal属性。
如何在JFrame上设置CardLayout
以在一个JFrame上放置两个面板，希望在这两个面板之间切换为例。
步骤：
- 在JFrame放置一个JPanel，如jPanel1
- 在jPanel1上设置布局管理器(Set Layout)为"Card Layout"
- 往jPanel1拖入两个JPanel。注意：如果是直接拖入JTextArea或JTabel，会自动生成JScrollPane并将组件放入其中。无需单独添加JPanel。
- 为每个JPanel设置"Card Name"。对于两个面板，那就设置为"card1"与"card2"。
- 在切换的按钮(比如菜单的某个菜单项)中输入如下代码获取指定面板上的CardLayout对象以进行切换：
CardLayout cl = (CardLayout)jPanel1.getLayout();
cl.show(jPanel1, "card1");
NetBeans中一些对组件的操作
- 在某个JPanel上添加一个组件(Add From Palette)
除了可以直接拖动放入，还可右键点击JPanel，选择Add From Palette。 - 在LoginFrame使用布局管理器
LoginFrame需设置为BoderLayout。方法：右键点击LoginFrame，选择Set Layout进行选择。
在LoginFrame的center上添加CenterJPanel(包含输入用户名、密码的标签与文本域、密码文本域)。方法：右键点击LoginFrame，选择Add From Palette，添加JPanel。然后右键点击该JPanel-Properties-在Layout栏下选择Direction，设置其在BoderLayout的方位。往CenterJPanel添加JLabel与JTextFiel。
在LoginFrame的south上添加SouthJPanel。设置其Layout为GridLayout(右键点击Propertie，设置Columns、Rows属性)，往其中添加"登录"、"退出"按钮。注意：可使用GridLayout的"Vertical gap, Horizontal gap"来调整组件的大小 - 将弹出的JFrame居中显示。在要弹出的JFrame上右键点击-Properties-Code-Generate Center。
4.2 使用DAO模式改造
dao包中
- 编写UserLogin接口，包含方法：User login(String name, String pwd)。功能为验证成功返回User对象，失败返回null。
- 编写UserLoginSimpleImpl实现UserLogin，写入一个简单的密码验证代码。
- 编写UserLoginFileImpl实现 UserLogin，写一个从文件中读取用户名、密码进行验证的代码。
题目5: 在NetBeans中使用JTable
点击"题目4"的读取文件到表格菜单项(JMenuItem)，将文件中的数据读取到JTable中。
演示
- 在Netbeans中设置JTable控件的属性。右键点击JTable，点击Table Contents。
- 进阶：通过点击按钮，动态将文件数据读取到JTable中。
注意：如果要在MainFrame既要放JTextArea，又要放JTable，并且可以切换显示。那么需要设置MainFrame的Layout为CardLayout。
进阶
为JTable编写自己的TableModel。可参考DefaultTableModel的实现。
重要参考资料：JTable案例中如何使用JTable。详见其中的jTableDemo，使用代码控制JTable。
参考资料
Java GUI 中的JTable-Netbeans设置
JTable常见用法细则-主要讲DefaultTableModel的使用
其他问题
1.系统安装JDK 9以上，在Eclipse编写Swing程序，提示javax.swing cannot be resolved to a type
原因：JDK 9及以上引入模块系统，java swing相关包默认没有被导入。
解决:需要在Eclipse项目中的module-info.java加入requires java.desktop;。注意：请安装较高版本的Eclipse。
2.无法安装NetBeans，提示找不到JRE。或者安装成功，打开后，就是无法新建项目。
原因：NetBeans 8.2还不支持JDK 9及以上。
解决：安装JDK 8或者安装Netbeans 9.0。有可能还需要修改netbeans安装目录\etc下的netbeans.conf文件，修改里面的netbeans_jdkhome的值为jdk8的安装目录。注意：NetBeans 9.0安装后无法运行，也可考虑通过修改netbeans_jdkhome来解决，将其设置为jdk9及以上的安装目录。
参考资料：Can't create project on Netbeans 8.2
本次实验参考资料
1.重要：GUI实验参考文件
2.视频:使用Netbeans编写GUI
3.Java中对话框的弹出
4.JTable常见用法细则-主要讲DefaultTableModel的使用
5.JTable用法-进阶
6.Swing组件使用系列文章
7.官方文档-Java Tutorial-Creating a GUI With Swing
8.Designing a Swing GUI in NetBeans IDE
9.MVC模式简介-主要看StudentController是怎样协调Model与View
8.官方文档-在 NetBeans IDE 中设计 Swing GUI
9.官方文档-在 Java GUI 应用程序中处理图像(如，设置背景图片)
10.官网-使用Netbeans开发企业应用的一些案例
GUI实验参考文件说明：
0.第06次实验(图形程序设计、事件处理与Swing).doc
1.使用NetBeans设计GUI(by zhrb).doc-NetBeans教程。
2.NetBeans使用脚本.txt
3.一个简单的包括菜单的GUI小程序(SwingTest).zip-手写GUI示例代码(包含CardLayout、窗体间传递数据、MVC模式、外观观感、窗口放在屏幕中央等演示)。
4.DataExchangeTest.java-数据在GUI中如何传递。
其他参考资料
Java游戏参考资料
虽然使用Java开发的游戏（如MineCraft）较少，但初学Java 2D，可尝试使用Java编写一些简单的小游戏。主要学习Java游戏入门1-Java 2D games tutorial中的图形界面游戏基本原理：Basics、Animation、Moving sprites、Collision detection。知其然、知其所以然。怎么学？先把程序跑起来，然后尝试看懂程序并进行改造。
参考资料
Java游戏入门
Java游戏入门2-南洋理工大学的-Java Game Programming
Introduction to JavaFX for Game Development
Java游戏框架
2D Java Game Library-Slick2D，基于LWJGL
Java 3D游戏引擎-JMonkeyEngine，基于LWJGL
Java游戏第三方库
Lightweight Java Game Library 3(LWJGL)-OpenGL、OpenAL、OpenCL偏向底层处理-
浙公网安备 33010602011771号