图形用户界面（graphical user interface）

1 java中提供的类库

1.1 定义

• AWT（abstract windows toolkit）抽象窗口工具包：提供了与本地图形界面进行交互的接口，AWT中提供的图形函数与操作系统的图形函数有着对应关系。(为了实现java的平台通用性，AWT牺牲了部分功能，整合所有操作系统的共有图形函数，形成了AWT工具包；由于依赖于本地函数，AWT控件也叫重量级控件)
• Swing是在AWT的基础上构建的一套新的图形函数库，提供了所有AWT的功能，并用100%的java代码对AWT进行了扩充。（平台通用性更好，不使用本地图形操作函数，Swing控件也叫轻量级控件）
• AWT与Swing区别：AWT速度快，Swing速度慢，但移植性更好

1.2 java包

• java.awt包：Frame Button Label  TextField TextArea Panel
• javax.swing包：JFrame JButton JLabel JTextField JTextArea JPanel

1.3 组件分类

　　java中构成用户图形界面的各个元素，统称为组件（Component）

　　Component又分为容器（Container）和非容器两大类

　　容器又分为顶层容器和非顶层容器

1.3.1 Component类

• 是所有图形化组件和容器的抽象父类，其中定义了每个容器和组件都可能用到的通用方法
• getBounds() , getSize(), getLocation(), getHeight(), getWidth()
• setVisible(), setEnabled(),setBackground(), setForeground()
• getGraphics()
•  requestFocus()

1.3.2 Swing容器

• 顶层容器：JFrame, JDialog, JApplet
• 非顶层容器：JComponent

2 实现图形界面

2.1 实现图形界面的三步曲：

• 创建组件（Component）：创建组成界面的各种元素，如按钮、文本框等。
• 指定布局（Layout）：根据具体需要排列它们的位置关系。
• 响应事件（Event） ： 定义图形用户界面的事件和各界面元素对不同事件的响应， 从而实现图形用户界面与用户 的交互功能。

2.2 示例

import java.awt.*;

import javax.swing.*;


public class ButtonDemo extends JFrame {
    JButton btn1 = new JButton("Jbutton1");
    JButton btn2 = new JButton("dddd");
    JTextField txt = new JTextField(20);
    public ButtonDemo(){
        super("test button");
        btn1.setToolTipText("显示点选按钮");
        btn2.setIcon(new ImageIcon("cupHJbutton.gif"));
        setLayout(new FlowLayout());
        getContentPane().add(btn1);
        getContentPane().add(btn2);
        getContentPane().add(txt);
        setSize(400,300);
        setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);
        
        btn1.addActionListener((e)->{
            String  name = ((JButton)(e.getSource())).getText();
            txt.setText(name + " Pressed");
        });
        
        btn2.addActionListener((e)->{
            String  name = ((JButton)(e.getSource())).getText();
            txt.setText(name + " Pressed");
        });
    }

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        new ButtonDemo().setVisible(true);
    }

}

3 布局管理

3.1 Java.awt包

　　常用的三种：FlowLayout BorderLayout GridLayout，还有CardLayout, GridBagLayout等

3.1 FlowLayout 

•  对组件逐行定位，行内从左到右，一行排满后换行
• 默认对齐方式为居中对齐，水平和竖直间距为缺省值为5
• 不改变组件的大小，按组件原有尺寸显示组件
• FlowLayout是Panel类的默认布局管理器

3.2 BorderLayout 布局管理器

• BorderLayout将整个容器的布局划分成东、西、南、北、中五个区域，组件只能被添加 到指定的区域
• 如不指定组件的加入部位，则默认加入到Center区域
• 每个区域只能加入一个组件，如加入多个，则先前加入的组件会被遗弃
• BorderLayout是Frame类的默认布局管理器

3.3 GridLayout 布局管理器

• GridLayout型布局管理器将布局划分成规则的矩形网格，每个单元格区域大小相等.
• 组件被添加到每个单元格中，先从左到右添满一行后换行，再从上到下.
• 在GridLayout构造方法中指定分割的行数和列数.

3.4 CardLayout 布局管理器

• CardLayout布局管理器能够帮助用户处理两个以至更多的成员共享同 一显示空间，就好象一叠卡片摞在一起。

3.5 默认的布局管理器

4 事件处理

4.1 定义

• 事件event：鼠标，键盘，布局改变等各种操作
• 事件监听器event Listener：对事件作出相应响应的程序，是AWTEventListener的子接口

4.2 事件适配器Adapter-----简化Listener

• 如WindowListener有7个方法，即使一些方法不做任何事情也得书写完全
• 在适配器类中，实现了相应监听接口的所有方法，但不做任何事情
• 在extends事件适配器类时，只需要override自己所需要的方法即可

4.3 事件处理的步骤

• 创建监听器，并实现监听功能
• 为监听器注册待监听对象

4.4 创建监听器的6种方法

4.4.1 通过类本身实现监听器

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;

import javax.swing.*;
public class TestActionEventByAnonymous extends JFrame implements ActionListener{
    JTextField txt = new JTextField( 20);
    JPanel pnl = new JPanel();
    JButton b1 = new JButton("1");
    JButton b2 = new JButton("2");
    JButton b3 = new JButton("3");
    JButton b4 = new JButton("4");
    
    public void actionPerformed(ActionEvent e){
        if(e.getSource() == b1)
            txt.setText("b1" + " Pressed");
        else if(e.getSource() == b2)
            txt.setText("b2" + " Pressed");
    }
    public TestActionEventByAnonymous(){
        super("Nested Container");
        
        pnl.setLayout(new GridLayout(2,2));
        pnl.add(b1);         pnl.add(b2);
        pnl.add(b3);        pnl.add(b4);
        
        add(txt, BorderLayout.NORTH);
        add(pnl, BorderLayout.CENTER);
        b1.addActionListener(this);
        b2.addActionListener(this);
        
        setSize(200, 120);
        setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);
        setVisible(true);      
    }
    public static void main(String args[]) {
        new TestActionEventByAnonymous();
    }
}

4.4.2 通过外部类实现监听器

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;

import javax.swing.*;
public class TestActionEventByAnonymous extends JFrame {
    JTextField txt = new JTextField( 20);
    JPanel pnl = new JPanel();
    JButton b1 = new JButton("1");
    JButton b2 = new JButton("2");
    JButton b3 = new JButton("3");
    JButton b4 = new JButton("4");
    
    public TestActionEventByAnonymous(){
        super("Nested Container");
        
        pnl.setLayout(new GridLayout(2,2));
        pnl.add(b1);         pnl.add(b2);
        pnl.add(b3);        pnl.add(b4);
        
        add(txt, BorderLayout.NORTH);
        add(pnl, BorderLayout.CENTER);
        ButtonEventListener btnListener = new ButtonEventListener(txt);
        ButtonEventListener btnListener2 = new ButtonEventListener(txt);
        b1.addActionListener(btnListener);
        b2.addActionListener(btnListener2);
        
        setSize(200, 120);
        setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);
        setVisible(true);      
    }
    public static void main(String args[]) {
        new TestActionEventByAnonymous();
    }
}

//外部类DialogEventListener，实现ActionListener接口
class ButtonEventListener implements ActionListener {
    JTextField txt;
    public ButtonEventListener(JTextField txt){
        this.txt = txt;
    }
    @Override
    public void actionPerformed(ActionEvent e) {
        //创建JDialog窗口对象
        String name = ((JButton)e.getSource()).getText();
            txt.setText(name + " Pressed");
    }

}

4.4.3 通过内部类实现监听器

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;

import javax.swing.*;
public class TestActionEventByAnonymous extends JFrame {
    JTextField txt = new JTextField( 20);
    JPanel pnl = new JPanel();
    JButton b1 = new JButton("1");
    JButton b2 = new JButton("2");
    JButton b3 = new JButton("3");
    JButton b4 = new JButton("4");
    
    //外部类DialogEventListener，实现ActionListener接口
    class ButtonEventListener implements ActionListener {
        @Override
        public void actionPerformed(ActionEvent e) {
            //创建JDialog窗口对象
            String name = ((JButton)e.getSource()).getText();
                txt.setText(name + " Pressed");
        }

    }
    
    public TestActionEventByAnonymous(){
        super("Nested Container");
        
        pnl.setLayout(new GridLayout(2,2));
        pnl.add(b1);         pnl.add(b2);
        pnl.add(b3);        pnl.add(b4);
        
        add(txt, BorderLayout.NORTH);
        add(pnl, BorderLayout.CENTER);
        ButtonEventListener btnListener = new ButtonEventListener();
        b1.addActionListener(btnListener);
        b2.addActionListener(btnListener);
        
        setSize(200, 120);
        setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);
        setVisible(true);      
    }
    public static void main(String args[]) {
        new TestActionEventByAnonymous();
    }
}

4.4.4 通过局部类实现监听器

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;

import javax.swing.*;
public class TestActionEventByAnonymous extends JFrame {
    JTextField txt = new JTextField( 20);
    JPanel pnl = new JPanel();
    JButton b1 = new JButton("1");
    JButton b2 = new JButton("2");
    JButton b3 = new JButton("3");
    JButton b4 = new JButton("4");
    
    
    public TestActionEventByAnonymous(){
        super("Nested Container");
        
        pnl.setLayout(new GridLayout(2,2));
        pnl.add(b1);         pnl.add(b2);
        pnl.add(b3);        pnl.add(b4);
        
        add(txt, BorderLayout.NORTH);
        add(pnl, BorderLayout.CENTER);
        //局部类DialogEventListener，实现ActionListener接口
        class ButtonEventListener implements ActionListener {
            @Override
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                //创建JDialog窗口对象
                String name = ((JButton)e.getSource()).getText();
                    txt.setText(name + " Pressed");
            }

        }
        ButtonEventListener btnListener = new ButtonEventListener();
        b1.addActionListener(btnListener);
        b2.addActionListener(btnListener);
        
        setSize(200, 120);
        setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);
        setVisible(true);      
    }
    public static void main(String args[]) {
        new TestActionEventByAnonymous();
    }
}

4.4.5 通过匿名类实现监听器

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;

import javax.swing.*;
public class TestActionEventByAnonymous extends JFrame {
    JTextField txt = new JTextField( 20);
    JPanel pnl = new JPanel();
    JButton b1 = new JButton("1");
    JButton b2 = new JButton("2");
    JButton b3 = new JButton("3");
    JButton b4 = new JButton("4");
    
    
    public TestActionEventByAnonymous(){
        super("Nested Container");
        
        pnl.setLayout(new GridLayout(2,2));
        pnl.add(b1);         pnl.add(b2);
        pnl.add(b3);        pnl.add(b4);
        
        add(txt, BorderLayout.NORTH);
        add(pnl, BorderLayout.CENTER);
        //局部类DialogEventListener，实现ActionListener接口
        class ButtonEventListener implements ActionListener {
            @Override
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                //创建JDialog窗口对象
                String name = ((JButton)e.getSource()).getText();
                    txt.setText(name + " Pressed");
            }

        }
        b1.addActionListener(new ActionListener(){
                public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                    txt.setText("b1" + " Pressed");
                }
            });
        b2.addActionListener(new ActionListener(){
                public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                    txt.setText("b2" + " Pressed");
                }
            });
        setSize(200, 120);
        setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);
        setVisible(true);      
    }
    public static void main(String args[]) {
        new TestActionEventByAnonymous();
    }
}

4.4.6 通过lambda表达式实现监听器

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;

import javax.swing.*;
public class TestActionEventByAnonymous extends JFrame {
    JTextField txt = new JTextField( 20);
    JPanel pnl = new JPanel();
    JButton b1 = new JButton("1");
    JButton b2 = new JButton("2");
    JButton b3 = new JButton("3");
    JButton b4 = new JButton("4");
    
    
    public TestActionEventByAnonymous(){
        super("Nested Container");
        
        pnl.setLayout(new GridLayout(2,2));
        pnl.add(b1);         pnl.add(b2);
        pnl.add(b3);        pnl.add(b4);
        
        add(txt, BorderLayout.NORTH);
        add(pnl, BorderLayout.CENTER);
        //局部类DialogEventListener，实现ActionListener接口
        class ButtonEventListener implements ActionListener {
            @Override
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                //创建JDialog窗口对象
                String name = ((JButton)e.getSource()).getText();
                    txt.setText(name + " Pressed");
            }

        }
        b1.addActionListener(e->{
            txt.setText("b1" + " Pressed");
            });
        b2.addActionListener(e->{
            txt.setText("b2" + " Pressed");
            });
        setSize(200, 120);
        setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);
        setVisible(true);      
    }
    public static void main(String args[]) {
        new TestActionEventByAnonymous();
    }
}

4.4.7 总结

• 类自身实现监听器的方法通过implements多个接口，可以实现创建多个监听器
• 内部类/外部类均能实现一个监听器监听多个对象，或创建多个监听器，但外部类处理对象不方便
• 局部类不能够在函数体外创建监听器，但是在函数体内能够监听多个对象，并能够创建多个监听器
• 匿名类对于多个监听器监听同一个对象
• lambda表达式只适用于仅有一个接口的监听器

4.5 事件与线程

• 线程中，如果要更新界面，要放到the event dispatching thread ，即要调用 SwingUtilities.invokeLater()方法

5 应用示例

简单文本编辑器

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.io.*;
import java.util.logging.*;

import javax.swing.*;



public class TextEditors  {
    
    public static void main( String [] args){

        javax.swing.SwingUtilities.invokeLater(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                TextDAL dal = new FileTextDAL();
                TextEditorFrame f = new TextEditorFrame(dal);
                f.setTitle( "简单的编辑器");
                f.setSize( 800, 600 );
                f.setDefaultCloseOperation(WindowConstants.EXIT_ON_CLOSE);
                f.setVisible(true);
            }
        });
    }

}

class TextEditorFrame extends JFrame{
    JTextPane text = new JTextPane();
    JFileChooser fileChooser = new JFileChooser();
    JColorChooser colorChoser = new JColorChooser();
    JDialog about = new JDialog();
    JMenuBar menuBar = new JMenuBar();
    
    TextDAL dal = null;
    File file = null;
    Color color = Color.BLACK;
    
    TextEditorFrame(TextDAL dal){
        this.dal = dal;
        initTextPane();
        initMenu();
        initAboutDialog();
        initToolBar();
    }
    
    void initTextPane(){
        getContentPane().add(new JScrollPane(text));
    } 
    
    JMenu[] menus = new JMenu[]{new JMenu("File"),
            new JMenu("Edit"), new JMenu("Help")
    };
    JMenuItem[][] menuItems = new JMenuItem[][]{
            {new JMenuItem("New"), new JMenuItem("Open..."), new JMenuItem("Save..."),
                new JMenuItem("Exit")},
            {new JMenuItem("Copy"), new JMenuItem("Paste"),    new JMenuItem("Cut"), 
                    new JMenuItem("Color...")},
            {new JMenuItem("About")}
    };
    
    void initMenu(){
        for(int i=0; i<menus.length; i++){
            menuBar.add(menus[i]);
            for(int j=0; j<menuItems[i].length; j++){
                menus[i].add(menuItems[i][j]);
                menuItems[i][j].addActionListener(action);
            }
        }
        this.setJMenuBar( menuBar );
    }
    
    ActionListener action = new ActionListener(){
        public void actionPerformed(ActionEvent evt){
            JMenuItem mi = (JMenuItem)evt.getSource();
            String id = mi.getText();
            if(id.equals("New")){
                text.setText("");
                file = null;
            }else if(id.equals("Open...")){
                if(file != null) fileChooser.setSelectedFile(file);
                int returnVal = fileChooser.showOpenDialog(TextEditorFrame.this);
                if(returnVal == JFileChooser.APPROVE_OPTION){
                    file = fileChooser.getSelectedFile();
                    openFile();
                }
            }else if(id.equals("Save...")){
                if(file != null) fileChooser.setSelectedFile(file);
                int returnVal = fileChooser.showSaveDialog(TextEditorFrame.this);
                if(returnVal == JFileChooser.APPROVE_OPTION) {
                    file = fileChooser.getSelectedFile();
                    saveFile();    
                }
            }else if( id.equals("Exit")){
                System.exit(0);
            }else if( id.equals("Cut")){
                text.cut();
            }else if( id.equals("Copy")){
                text.copy();
            }else if( id.equals("Paste")){
                text.paste();
            }else if( id.equals("Color...")){
                color = JColorChooser.showDialog(TextEditorFrame.this, "", color );
                text.setForeground(color);
            }else if( id.equals("About")){
                about.setSize(100,50);
                about.setVisible(true);
            }
        }
    };
    
    void saveFile(){ //保存文件，将字符写入文件
        String content = text.getText();
        dal.save(file, content);
    }
    void openFile(){ //读入文件，并将字符置入文本框中
        String content = dal.read(file);
        text.setText(content);
    }
    
    void initAboutDialog(){
        about.getContentPane().add( new JLabel("简单编辑器 V1.0") );
        about.setModal( true );  
        about.setSize(100,50 );
    }
    
    JToolBar toolBar = new JToolBar();
    JButton[] buttons = new JButton[]{
        new JButton("", new ImageIcon("copy.jpg")),
        new JButton("", new ImageIcon("cut.jpg")),
        new JButton("", new ImageIcon("paste.jpg")),
    };
    void initToolBar(){
        for(int i=0; i<buttons.length; i++)
            toolBar.add(buttons[i]);
        buttons[0].setToolTipText( "copy" );
        buttons[0].addActionListener( new ActionListener(){
            public void actionPerformed( ActionEvent e ){
                text.copy();
            }
        });
        buttons[1].setToolTipText( "cut" );
        buttons[1].addActionListener( new ActionListener(){
            public void actionPerformed( ActionEvent e ){
                text.cut();
            }
        });
        buttons[2].setToolTipText( "paste" );
        buttons[2].addActionListener( new ActionListener(){
            public void actionPerformed( ActionEvent e ){
                text.paste();
            }
        });
        this.getContentPane().add( toolBar, BorderLayout.NORTH );
        toolBar.setRollover(true);
    }
}


//------------- 关于数据存取、关于日志 ---------------
interface TextDAL {
  String read(File file);
  void save(File file, String text);
}


class FileTextDAL implements TextDAL {

  @Override
  public String read(File file) {
        logger.log(Level.INFO, "read", "read..." + file.getPath());

        try{
            FileReader fr = new FileReader( file );
            int len = (int) file.length();
            char [] buffer = new char[len];
            fr.read( buffer, 0, len );
            fr.close();
            return new String( buffer );
        }catch(Exception e ){ 
            e.printStackTrace(); 
          logger.log(Level.SEVERE, null, e);
        }
        return "";
    }

    @Override
  public void save(File file, String text) {
        logger.log(Level.INFO, "save", "save..." + file.getPath());
        try{
            FileWriter fw = new FileWriter( file );
            fw.write( text );
            fw.close();
        }catch(Exception ex ){ 
            ex.printStackTrace(); 
          logger.log(Level.SEVERE, null, ex);
        }
    }

    //加点日志处理
    Logger logger = Logger.getLogger( FileTextDAL.class.getName());
    {
        try{
            FileHandler handler = new FileHandler("TextEditorApp2.log");//可以用 %h/xxxx.log表示在用户主目录下
            handler.setFormatter( new SimpleFormatter());
            logger.addHandler(handler);
        }catch(IOException ex){}
    }

}