难度中等，适合 Java 基础扎实，对 Java 核心 API 有所熟悉的同学学习
No1、制作GUI界面
一、实验介绍
1.1 实验内容
本节课程的主要内容是准备开发环境，建立项目并完成 GUI 界面的编程实现。
1.2 实验知识点
Java Swing 编程
1.3 实验环境
本实验环境采用带桌面的 Ubuntu Linux 环境，实验中会用到的环境或软件：
JDK1.7
Eclipse。
1.4 适合人群
本节课程难度较低，属于初级课程，适合要想学习Java Swing 编程的同学学习。
1.5 代码获取
你可以在Xfce终端下通过下面命令将实验的完整工程项目下载到实验楼环境中，作为参照对比进行学习。
$ wget http://labfile.oss.aliyuncs.com/courses/287/MyEdit.tar.gz
二、项目文件结构
三、实验步骤
这一节我们将开发GUI界面。
3.1 新建项目
首先请双击打开桌面上的 Eclipse ，等待它启动完成后，在菜单 File 中点击 New -> Java Project选项。 此处输入图片的描述
在弹出的窗口里填写项目的名称 MyEdit，然后点击 Finish 按钮。
3.2 创建包和类
项目创建完成后，我们需要按照之前的项目结构来创建各个类。本项目一共有两个类：
FileWindow:主要方法类，用作GUI界面以及逻辑功能的实现
Main：测试类
因此我们首先需要创建一个名为 com.hijackykun.myedit 的包。
请在创建好的项目目录 src 文件夹上右键点击，然后选择 New -> Package。
在弹出的 New Java Package 对话框中填写包名com.shiyanlou.myedit，并点击 Finish 按钮。
最后，在新建好的包下新建FileWindow和Main类。
3.3 GUI 界面的实现
GUI界面的效果图如下：
界面的设计采用卡片布局（CardLayout），白色文本域为程序输入区，粉红色文本域为编译结果显示区，浅蓝色文本域为程序运行结果区。点击上方不同的功能按钮显示对应的文本域。
在FileWindow类中编写实现 GUI 的代码，相关的代码如下，代码的讲解将会以注释的形式进行，请在编写代码的同时留意相关的注释。
注：以下代码均未导入相关的包
public class FileWindow extends JFrame implements ActionListener, Runnable {
/*注意：因为实现了ActionListener 和Runnable接口，所以必须要实现这两个接口的方法。这里我们先把这两个方法简单实现以下。下节课将彻底完成这两个方法。*/
Thread compiler = null;
Thread run_prom = null;
boolean bn = true;
CardLayout mycard; //声明布局，以后会用到
File file_saved = null;
JButton button_input_txt, //按钮的定义
button_compiler_text,
button_compiler,
button_run_prom,
button_see_doswin;
JPanel p = new JPanel();
JTextArea input_text = new JTextArea(); // 程序输入区
JTextArea compiler_text = new JTextArea();// 编译错误显示区
JTextArea dos_out_text = new JTextArea();// 程序的输出信息
JTextField input_file_name_text = new JTextField();
JTextField run_file_name_text = new JTextField();
public FileWindow() {
// TODO Auto-generated constructor stub
super("Java语言编译器");
mycard = new CardLayout();
compiler=new Thread(this);
run_prom=new Thread(this);
button_input_txt=new JButton("程序输入区（白色）");
button_compiler_text=new JButton("编译结果区（粉红色）");
button_see_doswin=new JButton("程序运行结果（浅蓝色）");
button_compiler=new JButton("编译程序");
button_run_prom=new JButton("运行程序");
p.setLayout(mycard);//设置卡片布局
p.add("input",input_text);//定义卡片名称
p.add("compiler", compiler_text);
p.add("dos",dos_out_text);
add(p,"Center");
compiler_text.setBackground(Color.pink); //设置颜色
dos_out_text.setBackground(Color.cyan);
JPanel p1=new JPanel();
p1.setLayout(new GridLayout(3, 3)); //设置表格布局
//添加组件
p1.add(button_input_txt);
p1.add(button_compiler_text);
p1.add(button_see_doswin);
p1.add(new JLabel("输入编译文件名（.java）："));
p1.add(input_file_name_text);
p1.add(button_compiler);
p1.add(new JLabel("输入应用程序主类名"));
p1.add(run_file_name_text);
p1.add(button_run_prom);
add(p1,"North");
//定义事件
button_input_txt.addActionListener(this);
button_compiler.addActionListener(this);
button_compiler_text.addActionListener(this);
button_run_prom.addActionListener(this);
button_see_doswin.addActionListener(this);
}
public void actionPerformed(ActionEvent e)
{
//实现方法
}
@Override
public void run() {
//实现方法
}
}
到此，我们的 GUI 界面就算做好了！
3.4 测试类的实现
下面，我们赶紧做个测试类，测试一下我们的界面。
Main.java：
import java.awt.event.WindowAdapter;
import java.awt.event.WindowEvent;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
FileWindow win=new FileWindow();
win.pack();
win.addWindowListener(new WindowAdapter() {
public void windowClosing(WindowEvent e)
{
System.exit(0);
}
});
win.setBounds(200, 180,550,360);
win.setVisible(true);
}
}
界面和测试类就完成了。
四、实验总结
在本节实验中，我们完成了项目的创建以及 GUI 界面，下节实验我们将完善本节的遗留问题，实现界面组件事件响应逻辑和Java文件的编辑、编译及运行。主要包括两个方法：
public void actionPerformed(ActionEvent e)
public void run()
No2、实现功能
一、实验介绍
1.1 实验内容
在上节实验中我们完成了编辑器的界面，可是按钮的响应功能并未完成，在本节实验中我们将实现界面组件事件响应逻辑和Java文件的编辑、编译及运行。主要包括两个方法：
public void actionPerformed(ActionEvent e)
public void run()
1.2 实验知识点
Java Swing 编程
IO 流操作
Runtime 类
Thread 的使用
1.3 实验环境
本实验环境采用带桌面的 Ubuntu Linux 环境，实验中会用到的环境或软件：
JDK1.7
Eclipse。
1.4 适合人群
本节课程难度较难，属于中级课程，适合对 Java 核心 API 有较深入理解的同学学习。
1.5 代码获取
你可以在Xfce终端下通过下面命令将实验的完整工程项目下载到实验楼环境中，作为参照对比进行学习。
$ wget http://labfile.oss.aliyuncs.com/courses/287/MyEdit.tar.gz
二、项目文件结构
三、实验步骤
3.1 actionPerformed 方法的实现
首先咱们实现 public void actionPerformed(ActionEvent e) 这个方法。代码中的注释进行了详细的讲解。
public void actionPerformed(ActionEvent e)
{
if(e.getSource()==button_input_txt)
{ //显示程序输入区
mycard.show(p,"input");
}
else if(e.getSource()==button_compiler_text)
{ //显示编译结果显示区
mycard.show(p,"compiler");
}
else if(e.getSource()==button_see_doswin)
{ //显示程序运行结果区
mycard.show(p,"dos");
}
else if(e.getSource()==button_compiler)
{ //如果是编译按钮，执行编译文件的方法
if(!(compiler.isAlive()))
{
compiler=new Thread(this);
}
try {
compiler.start();
} catch (Exception e2) {
// TODO: handle exception
e2.printStackTrace();
}
mycard.show(p,"compiler");
}
else if(e.getSource()==button_run_prom)
{ //如果是运行按钮，执行运行文件的方法
if(!(run_prom.isAlive()))
{
run_prom=new Thread(this);
}
try {
run_prom.start();
} catch (Exception e2) {
// TODO: handle exception
e2.printStackTrace();
}
mycard.show(p,"dos");
}
}
以上的代码就是通过比较来判断需要处理哪些事件。
3.2 run 方法的实现
然后就剩一个 run() 方法，也是最重要的一个方法。在这个方法里会判断是编译还是运行：
如果当前Thread是编译，那么会将程序输入区中的代码以.java文件的形式保存到项目的当前目录下，并通过javac命令执行刚才保存的.java文件生成.class文件，编译后的信息会输出到编译结果显示区。
如果当前Thread是运行，那么会通过java命令执行编译生成的.class文件，并将程序结果显示到程序运行结果区中。
public void run() {
//TODO Auto-generated method stub
if(Thread.currentThread()==compiler)
{
compiler_text.setText(null);
String temp=input_text.getText().trim();
byte [] buffer=temp.getBytes();
int b=buffer.length;
String file_name=null;
file_name=input_file_name_text.getText().trim();
try {
file_saved=new File(file_name);
FileOutputStream writefile=null;
writefile=new FileOutputStream(file_saved);
writefile.write(buffer, 0, b);
writefile.close();
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
System.out.println("ERROR");
}
try {
//获得该进程的错误流，才可以知道运行结果到底是失败了还是成功。
Runtime rt=Runtime.getRuntime();
InputStream in=rt.exec("javac "+file_name).getErrorStream(); //通过Runtime调用javac命令。注意：“javac ”这个字符串是有一个空格的！！
BufferedInputStream bufIn=new BufferedInputStream(in);
byte[] shuzu=new byte[100];
int n=0;
boolean flag=true;
//输入错误信息
while((n=bufIn.read(shuzu, 0,shuzu.length))!=-1)
{
String s=null;
s=new String(shuzu,0,n);
compiler_text.append(s);
if(s!=null)
{
flag=false;
}
}
//判断是否编译成功
if(flag)
{
compiler_text.append("Compile Succeed!");
}
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
}
else if(Thread.currentThread()==run_prom)
{
//运行文件，并将结果输出到dos_out_text
dos_out_text.setText(null);
try {
Runtime rt=Runtime.getRuntime();
String path=run_file_name_text.getText().trim();
Process stream=rt.exec("java "+path);//调用java命令
InputStream in=stream.getInputStream();
BufferedInputStream bisErr=new BufferedInputStream(stream.getErrorStream());
BufferedInputStream bisIn=new BufferedInputStream(in);
byte[] buf=new byte[150];
byte[] err_buf=new byte[150];
@SuppressWarnings("unused")
int m=0;
@SuppressWarnings("unused")
int i=0;
String s=null;
String err=null;
//打印编译信息及错误信息
while((m=bisIn.read(buf, 0, 150))!=-1)
{
s=new String(buf,0,150);
dos_out_text.append(s);
}
while((i=bisErr.read(err_buf))!=-1)
{
err=new String(err_buf,0,150);
dos_out_text.append(err);
}
}
catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
}
}
3.3 进行简单测试
点击编译按钮会出现错误信息，证明距离成功不远了。
运行按钮错误：
点击按钮在程序输入区（白色），写一个简单的测试小程序吧！代码如下：
class a
{
public static void main(String [] args)
{
System.out.println("Hello ShiYanLou");
}
}
接着在输入编译文件名(.java)后面的文本框里填入与类名相同的.java文件，如a.java，点击编译程序。
如果程序没有出错，那么编译结果显示如下:
在输入应用程序主类名后面的文本框里填入类名，如a，点击运行程序。
程序的运行结果将会显示在浅蓝色的文本域中。
重新编辑的时候需要点击按钮在程序输入区（白色），在白色文本域进行输入。
三、实验总结
至此，我们终于完成了整个程序，实现了编辑Java代码、编译和运行Java文件的功能。本次课程涉及的知识点比较复杂，特别是 Runtime 类和 Thread 的使用，希望同学们下来能够对这些知识点进行巩固。
五、课后习题
同学们下来考虑如何丰富其功能，例如 “代码高亮”、“代码自动补全” 等等。这些功能有的比较难，不一定要实现，但要勤于思考。
具体代码：
FileWindow.java
package com.hijackykun.myedit; import java.awt.CardLayout; import java.awt.Color; import java.awt.GridLayout; import java.awt.event.ActionEvent; import java.awt.event.ActionListener; import java.io.BufferedInputStream; import java.io.File; import java.io.FileOutputStream; import java.io.InputStream; import javax.swing.JButton; import javax.swing.JFrame; import javax.swing.JLabel; import javax.swing.JPanel; import javax.swing.JTextArea; import javax.swing.JTextField; @SuppressWarnings("serial") //压制信息，不会的同学可以不理会。 public class FileWindow extends JFrame implements ActionListener,Runnable{ /*注意：因为实现了ActionListener 和Runnable接口，所以必须要实现这两个接口的方法。 * 这里我们先把这两个方法简单实现以下。下节课将彻底完成这两个方法。*/ Thread compiler = null; Thread run_prom = null; boolean bn = true; CardLayout mycard; //声明布局，以后会用到 File file_saved = null; JButton button_input_txt, //按钮的定义 button_compiler_text, button_compiler, button_run_prom, button_see_doswin; JPanel p = new JPanel(); JTextArea input_text = new JTextArea(); // 程序输入区 JTextArea compiler_text = new JTextArea();// 编译错误显示区 JTextArea dos_out_text = new JTextArea();// 程序的输出信息 JTextField input_file_name_text = new JTextField(); JTextField run_file_name_text = new JTextField(); public FileWindow() { // TODO Auto-generated constructor stub super("Java语言编译器"); mycard = new CardLayout(); compiler=new Thread(this); run_prom=new Thread(this); button_input_txt=new JButton("程序输入区（白色）"); button_compiler_text=new JButton("编译结果区（粉红色）"); button_see_doswin=new JButton("程序运行结果（浅蓝色）"); button_compiler=new JButton("编译程序"); button_run_prom=new JButton("运行程序"); p.setLayout(mycard);//设置卡片布局 p.add("input",input_text);//定义卡片名称 p.add("compiler", compiler_text); p.add("dos",dos_out_text); add(p,"Center"); compiler_text.setBackground(Color.pink); //设置颜色 dos_out_text.setBackground(Color.cyan); JPanel p1=new JPanel(); p1.setLayout(new GridLayout(3, 3)); //设置表格布局 //添加组件 p1.add(button_input_txt); p1.add(button_compiler_text); p1.add(button_see_doswin); p1.add(new JLabel("输入编译文件名（.java）：")); p1.add(input_file_name_text); p1.add(button_compiler); p1.add(new JLabel("输入应用程序主类名")); p1.add(run_file_name_text); p1.add(button_run_prom); add(p1,"North"); //定义事件 button_input_txt.addActionListener(this); button_compiler.addActionListener(this); button_compiler_text.addActionListener(this); button_run_prom.addActionListener(this); button_see_doswin.addActionListener(this); } @Override public void actionPerformed(ActionEvent e) { // TODO Auto-generated method stub if(e.getSource()==button_input_txt) { //显示程序输入区 mycard.show(p,"input"); } else if(e.getSource()==button_compiler_text) { //显示编译结果显示区 mycard.show(p,"compiler"); } else if(e.getSource()==button_see_doswin) { //显示程序运行结果区 mycard.show(p,"dos"); } else if(e.getSource()==button_compiler) { //如果是编译按钮，执行编译文件的方法 if(!(compiler.isAlive())) { compiler=new Thread(this); } try { compiler.start(); } catch (Exception e2) { // TODO: handle exception e2.printStackTrace(); } mycard.show(p,"compiler"); } else if(e.getSource()==button_run_prom) { //如果是运行按钮，执行运行文件的方法 if(!(run_prom.isAlive())) { run_prom=new Thread(this); } try { run_prom.start(); } catch (Exception e2) { // TODO: handle exception e2.printStackTrace(); } mycard.show(p,"dos"); } } @Override public void run() { // TODO Auto-generated method stub if (Thread.currentThread() == compiler) { compiler_text.setText(null); String temp = input_text.getText().trim(); byte[] buffer = temp.getBytes(); int b = buffer.length; String file_name = null; file_name = input_file_name_text.getText().trim(); try { file_saved = new File(file_name); FileOutputStream writefile = null; writefile = new FileOutputStream(file_saved); writefile.write(buffer, 0, b); writefile.close(); } catch (Exception e) { // TODO: handle exception System.out.println("ERROR"); } try { // 获得该进程的错误流，才可以知道运行结果到底是失败了还是成功。 Runtime rt = Runtime.getRuntime(); InputStream in = rt.exec("javac " + file_name).getErrorStream(); // 通过Runtime调用javac命令。注意：“javac ”这个字符串是有一个空格的！！ BufferedInputStream bufIn = new BufferedInputStream(in); byte[] shuzu = new byte[100]; int n = 0; boolean flag = true; // 输入错误信息 while ((n = bufIn.read(shuzu, 0, shuzu.length)) != -1) { String s = null; s = new String(shuzu, 0, n); compiler_text.append(s); if (s != null) { flag = false; } } // 判断是否编译成功 if (flag) { compiler_text.append("Compile Succeed!"); } } catch (Exception e) { // TODO: handle exception } } else if (Thread.currentThread() == run_prom) { // 运行文件，并将结果输出到dos_out_text dos_out_text.setText(null); try { Runtime rt = Runtime.getRuntime(); String path = run_file_name_text.getText().trim(); Process stream = rt.exec("java " + path);// 调用java命令 InputStream in = stream.getInputStream(); BufferedInputStream bisErr = new BufferedInputStream( stream.getErrorStream()); BufferedInputStream bisIn = new BufferedInputStream(in); byte[] buf = new byte[150]; byte[] err_buf = new byte[150]; @SuppressWarnings("unused") int m = 0; @SuppressWarnings("unused") int i = 0; String s = null; String err = null; // 打印编译信息及错误信息 while ((m = bisIn.read(buf, 0, 150)) != -1) { s = new String(buf, 0, 150); dos_out_text.append(s); } while ((i = bisErr.read(err_buf)) != -1) { err = new String(err_buf, 0, 150); dos_out_text.append(err); } } catch (Exception e) { // TODO: handle exception } } } }
Main.java
package com.hijackykun.myedit; import java.awt.event.WindowAdapter; import java.awt.event.WindowEvent; public class Main { public static void main(String[] args) { FileWindow win =new FileWindow(); win.pack();//根据窗口里面的布局及组件的preferredSize来确定frame的最佳大小 win.addWindowListener(new WindowAdapter() { @Override public void windowClosing(WindowEvent e) { System.exit(0); } }); //setBounds(x,y,width,height); //x:组件在容器X轴上的起点 y:组件在容器Y轴上的起点 组件的长度 height:组件的高度 win.setBounds(200, 180, 550, 360); win.setVisible(true); } }
参考来源：https://www.shiyanlou.com/courses/287