冯志霞201771010107《面向对象程序设计（java）》第十二周学习总结

                                              实验十二  图形程序设计

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。

理论知识：

在Java语言提供的GUI构建工具中，可以分为“组件”（component）和“容器”（Container）两类。

在Java语言中，提供了以下组件：

• 按钮
• 标签
• 复选框
• 单选按钮
• 选择框
• 列表框
• 文本框
• 滚动条
• 画布
• 菜单

这些组件，我们在使用Windows操作系统时都遇到过，我们能够通过操作这引起组件来实现与程序的交互。

而光有“组件”是不能组装成程序的，我们必须使用“容器”将这些“组件”装配起来，使其成为一个整体。Java语言还提供了以下“容器”：

• 窗体（Form）
• 对话框（Dialog）

Java语言是通过AWT（抽象窗口化工具包）和Java基础类（JFC或更常用的Swing）来提供这些GUI组件的。

其中Java.awt是最原始的GUI工具包，存放在java.awt包中。现在有许多功能被已被Swing取代并得到了很大的增加与提高，因此一般我们很少再使用Java.awt，但是AWT中还是包含了最核心的功能，通常，一个Java的GUI程序至少还要使用下面几个类：

• java.awt.Color：基本颜色定义
• java.awt.Font：基本字体定义
• java.awt.Cursor：光标操作定义

而Swing是JAVA提供的一组丰富的与平台无关的方式来创建图形用户界面的库。在这篇文章中，我们将学习Swing GUI控件。

Swing概述

Swing API 可扩展 GUI组件，以减轻开发者的生活创造基于JAVA前端/GUI应用。它是建立在AWT API之上，并作为 AWT API 的更换，因为它几乎每一个控制对应 AWT控制。

Swing 组件遵循MVC（模型-视图-控制器）架构，MVC让负责显示的代码、处理数据的代码、对交互进行响应并驱动变化的代码彼此分离。

组件与容器
JComponent

Swing的整个可视组件库的基础构造块是JComponent，它是所有组件的父类，并且是一个抽象类，所以我们不能直接创建JComponent对象，但是作为类层次结构的基础。从API中我们看到它包含了上百个方法，Swing中的每个组件都可能使用这些方法。

组件都是矩形形状，组件本身有一个默认的坐标系，组件的左上角的坐标值是(0,0)。如果一个组件的宽是20，高是10，那么，该坐标系中，x坐标的最大值是20；y坐标的最大值是10。

组件默认的边框是一个黑边的矩形，我们可以通过方法

public void setBorder(Border border)
设置组件的边框。该方法的参数是一个接口，必须向该参数传递一个实现接口Border类的实例。如果传递一个null，组件将取消边框。
组件的颜色：

public void setBackground(Color c)：设置组件的背景色。
public void setForeground(Color c)：设置组件的前景色。
public Color getBackground(Color c)：获取组件的背景色。
public Color getForeground(Color c)：获取组件的前景色。
public Color(int red,int green,ing blue)：创建一个颜色对象，其中red、green、blue的取值在0到255之间。
组件的字体：

public void setFont(Font f)：组件调用该方法设置组件上的字体。
public Font getFont(Font f)：组件调用该方法获取组件上的字体。
上述方法中用到了java.awt包中的Font类，Font类的构造方法是：

public Font(String name,int style,int size) // 创建字体对象。name是字体的名字，style决定字体的样式，取值是一个整数。
组件的大小与位置：

public void setSize(int width,int height)：设置组件的大小。
public void setLocation(int x,int y)：设置组件在容器中的位置，组件距容器的左、上边界 x、y 个像素。
public Dimension getSize()：返回一个Dimension对象的引用，该对象实体中当前组件的宽度和高度。
public Point getLocation(int x,int y)：返回一个Point对象的引用，该对象实体中含有组件的左上角在容器的坐标系中的x坐标和y坐标。
public void setBounds(int x,int y,int width,int height)：设置组件在容器中的位置和组件的大小。
public Rectangle getBounds()：返回一个Rectangle对象的引用，该对象实体中含有当前组件左上角在容器坐标系中的x坐标和y坐标，宽度和高度。
组件默认是不透明的，我们可以通过方法

public void setOpaque(boolean isOpaque)
设置组件是否不透明。isOpaque取false时,组件被设置为透明；isOpaque取true时组件被设置为不透明。方法
public boolean isOpaque()
当组件不透明时该方法返回true，否则返回false。
组件的激活与可见性：

public void setEnabled(boolean b)：设置组件是否可被激活。
当参数b取值true时，组件可以被激活。
当参数b取值false 时，组件不可激活。
默认情况下，组件是可以被激活的。
public void setVisible(boolean b)：设置组件在该容器中的可见性。
当b取值true时，组件在容器中可见。
当b取值false时，组件在容器中不可见。
除了Window型组件外，其它类型组件默认是可见的。
我们再来认识几个方法：

add( )：将组件添加到该容器中。
removeAll() ：移掉容器中的全部组件。
remove(Component c) 移掉容器中参数指定的组件。
validate()：每当容器添加新的组件或移掉组件时，调用该方法以保证容器中的组件能正确显示出来。
JFrame

JFrame类是一个顶层窗口，也是一个容器，允许将其他组件添加到它里面，把它们组织起来，并把它们呈现给用户。它有许多其他好处，我们先看最简单的图片：

JFrame实际上不仅仅让您把组件放入其中并呈现给用户。比起它表面上的简单性，它实际上是 Swing 包中最复杂的组件。为了最大程度地简化组件，在独立于操作系统的Swing组件与实际运行这些组件的操作系统之间，JFrame起着桥梁的作用。JFrame在本机操作系统中是以窗口的形式注册的，这么做之后，就可以得到许多熟悉的操作系统窗口的特性：最小化/最大化、改变大小、移动。

常用构造方法：

JFrame()：可以创建一个无标题的窗口。
JFrame(String title)：创建一个标题为title的窗口
常用方法：

getTitle()/setTitle()：获取/设置窗口的标题。
getState/setState()：获取/设置窗口的最小化、最大化等状态。
isVisible()/setVisible()：获取/设置窗口的可视状态（即是否在屏幕上显示）。
getLocation/setLocation()：获取/设置窗口在屏幕上应当出现的位置。
getSize()/setSize()：获取/设置窗口的大小。
setBounds()：获取/设置窗口出现在屏幕上时的初始位置与大小。
setResizable()：设置窗口是否可调整大小，窗口默认是可调整大小的。
add()：将组件添加到窗口中。
setDefaultCloseOperation() :设置单击窗体右上角的关闭图标后，程序会做出怎样的处理。

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);

     frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

     frame.setVisible(true);    

   }

}

import javax.swing.*;

public class SimpleFrameTest

{

   public static void main(String[] args)

   {

     JFrame  frame = new JFrame(); //创建一个窗口

     frame.setBounds(500, 500,300, 200);//前两个int 指定位置，后两个int指定大小

     frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);//使得关闭按钮起作用

     frame.setVisible(true);  //可视化  

   }

}

　　

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；

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。

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);//调用父类实现的接口Component里面的方法，不需要生成对象
   }
}

　　

区别：前一个程序直接用Frame类生成一个类对象，依次调用相应的方法，后一个使用lambda表达式可能由于这个例子代码太少我没看出他的简洁  

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();
            frame.setTitle("SizedFrame");
            frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
            frame.setVisible(true);
         });
   }
}

class SizedFrame extends JFrame
{
   public SizedFrame()
   {
      // get screen dimensions

      Toolkit kit = Toolkit.getDefaultToolkit();
      Dimension screenSize = kit.getScreenSize();
      int screenHeight = screenSize.height;
      int screenWidth = screenSize.width;

      // set frame width, height and let platform pick screen location

      setSize(screenWidth / 2, screenHeight / 2);//设置为用户屏幕的四分之一
      setLocationByPlatform(true);//没有这一句，还是按系统默认的位置显示即左上角

      // set frame icon

      Image img = new ImageIcon("icon.gif").getImage();
      setIconImage(img);  //设置要作为此窗口图标显示的图像。     
   }
}

　　

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();
            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 = 500;
   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); }
}
//添加组件

　　

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());//add()方法来自Jframe的父类container,用来添加组件
      pack();// 类 java.awt.Window 中的方法；用于调整此窗口的大小，以适合其子组件的首选大小和布局。 
   }
}

/**
 * A component that displays rectangles and ellipses.
 */
class DrawComponent extends JComponent
{
   private static final int DEFAULT_WIDTH = 400;
   private static final int DEFAULT_HEIGHT = 500;

   public void paintComponent(Graphics g)
   {
      Graphics2D g2 = (Graphics2D) g;//强制类型转换

      // draw a rectangle

      double leftX = 100;
      double topY = 100;
      double width = 200;
      double height = 150;

      Rectangle2D rect = new Rectangle2D.Double(leftX, topY, width, height);
      //这里的Rectangle2D.Double是Rectangle类的内置类
      g2.draw(rect);
    //java中所有的绘图操作都必须有graphics对象进行操作;
     

      Ellipse2D ellipse = new Ellipse2D.Double();
      
      ellipse.setFrame(rect);//创建一个椭圆
      g2.draw(ellipse);//将椭圆画出来
      g2.draw(new Line2D.Double(leftX, topY, leftX + width, topY + height));

      // draw a circle with the same center

      double centerX = rect.getCenterX();//getX() + getWidth() / 2.0;
      double centerY = rect.getCenterY();//getY() + getHeight() / 2.0;
      double radius = 150;
//以矩形中心为圆心半径为150画圆
      Ellipse2D circle = new Ellipse2D.Double();
      circle.setFrameFromCenter(centerX, centerY, centerX + radius, centerY + radius);
      g2.draw(circle);//画一个圆
   }
   
  public Dimension getPreferredSize() {//dimesions外形
	   return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); }//将框架以首选大小显示出来
}

　　

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");
            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);//显示效果  new Font( 字体，风格， 字号);
      g2.setFont(f);

     

      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);

      // 画出基线

      g2.draw(new Line2D.Double(x, baseY, x + bounds.getWidth(), baseY));

      // 
      Rectangle2D rect = new Rectangle2D.Double(x, y, bounds.getWidth(), bounds.getHeight());
      g2.draw(rect);
   }
   
   public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); }
}

　　

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();
   }
}

/**
 * A component that displays a tiled image
 */
class ImageComponent extends JComponent
{
   private static final int DEFAULT_WIDTH = 500;
   private static final int DEFAULT_HEIGHT = 450;

   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);
      // 已默认值显示位置

      g.drawImage(image, 0, 0, null);
      // 在组件上平铺图像

      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); }
}

　　

总结：这些图形用户界面的API掌握的还不太熟悉，就我上网随便借鉴着写了个例子，还是有诸多问题希望得到指点

package 信息查询;

import java.awt.Button;
import java.awt.Color;
import java.awt.Frame;
import java.awt.Label;
import java.awt.Panel;
import java.awt.TextField;
import java.awt.event.WindowAdapter;
import java.awt.event.WindowEvent;

import javax.swing.JFrame;
public class container{
	public static void main(String[] args)
	{
	Frame container=new Frame();//容器
	Panel ban=new Panel();//面板
	Label a1=new Label("用户名");
	Label a2=new Label("密码   ");
	//标签
	TextField b1=new TextField("name");
	TextField b2=new TextField("password");
	//文本框
	Button n1=new Button("确定");
	//按钮
	ban.add(a1);
	ban.add(b1);
	ban.add(a2);
	ban.add(b2);
	ban.add(n1);
	container.add(ban);
	//container.setLocation(500,500);
	container.setBackground(Color.cyan);
	container.setSize(300, 300);
	container.setLocationRelativeTo(null);
	//container.isVisible(boolean)
	container.setVisible(true);
	container.setTitle("one simple window");
	39// ( (JFrame) container).setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
	container.addWindowListener(new WindowAdapter() {
        public void windowClosing(WindowEvent e) {
            System.exit(0);
        }
    });

	
	}
}

　我的问题是：　我想让用户名，密码位于中间且同一列，而不是同一行，但是不太清楚要怎么设置，还有代码中注释的第39行，为何编译没有错，但是运行就会出错，也是运行了这个程序后才知道原来Frame中没有直接关闭窗口的语句，从中了解了一下

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)