Java GUI设计概述

之前本科课程学习Java，大半个学期在讲前五章的类和面向对象的概念，之后就是第六章Java GUI设计。加之当时第一个接触程序设计语言实现GUI（之前的C语言没有这些），就晕菜了，而后又是java非常重要的几个概念和应用：流和文件，多线程，网络编程，数据库编程，servlet技术和JSP技术。因为中间的GUI设计已经让我失去上课的兴趣，之后的这些重要概念和技术到大四的时候才开始捡起来再学，都堪称Java必备经典 ----  两年后我才在《Java核心技术卷 I》上看到“如果只想用Java编写服务器端的应用程序，对GUI编程不感兴趣，可以跳过这几章（图形程序设计，事件处理，Swing用户界面组件）”。 悲催。。。

吐槽完毕。

一：简单的图形程序设计（不涉及事件处理）

一般来说就是设计一个扩展了 JFrame 的类（ class SimpleFrame extends JFrame），在这个类的实例化方法中用setTitle、setBounds、setSize等方法设置框架的标题位置大小等信息，具体可以到JFrame类中。

      JFrame的结构画图来说确实有点复杂（详见《Java核心技术卷 I》P250），但是可以简单的把JFrame就当做一个框架，上面的标题栏，下面的大片空白区域就是内容窗格，这也是程序员最关心的部分。通过 frame.add() 方法可以加入很多元素，button, panel等。 可以有层层叠加，JButton添加到JPanel中，然后再将JPanel添加到JFrame中等。另外对需要将一个绘制消息的组件添加大框架中的话，绘制一个组件，这个组件是一个扩展了JComponent的类，并且覆盖了JComponent类中的paintComponent方法。 这个方法中有一个 Graphics 类型的参数，保存了用语绘制图像和文本的设置（字体颜色等）。 在java中，所有的绘制都必须使用 Graphics 对象。

class DrawFrame extends JFrame{private static final int DEFAULT_WIDTH = 400;private static final int DEFAULT_HEIGHT = 400;public DrawFrame(){setTitle("DrawTest");setSize(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT);DrawComponent component = new DrawComponent();add(component);}}class DrawComponent extends JComponent{public void paintComponent(Graphics g){Graphics2D g2 = (Graphics2D)g;double leftx = 100;double topy = 100;double width = 200;double height = 150;Rectangle2D rect = new Rectangle2D.Double(leftx, topy, width, height);g2.draw(rect);Ellipse2D ellipse = new Ellipse2D.Double();ellipse.setFrame(rect);g2.draw(ellipse);g2.draw(new Line2D.Double(leftx, topy, leftx+width, topy+height));double centerx = rect.getCenterX();double centery = rect.getCenterY();double radius = 150;Ellipse2D circle = new Ellipse2D.Double();circle.setFrameFromCenter(centerx, centery, centerx+radius, centery+radius);g2.draw(circle);}}

二、事件处理

这也是Java GUI设计的核心，java事件处理采用的是事件委托模型。关键是理解三个对象： 事件对象，监听器对象，事件源（对象）。

事件对象： java是将事件的相关信息封装在一个事件对象中，所有的事件对象都派生于java.util.EventObject类，当然每个事件类型还有子类，如ActionEvent和WindowEvent，类的继承关系如下图

ActionEvent：指示发生了组件定义的动作的语义事件。当特定于组件的动作（比如被按下）发生时，由组件（比如 Button）生成此高级别事件。事件被传递给每一个ActionListener 对象，这些对象是使用组件的 addActionListener 方法注册的，用以接收这类事件。 

WindowEvent:指示窗口状态改变的低级别事件。当打开、关闭、激活、停用、图标化或取消图标化 Window 对象时，或者焦点转移到 Window 内或移出 Window 时，由 Window 对象生成此低级别事件。 该事件被传递给每一个使用窗口的 addWindowListener 方法注册以接收这种事件的 WindowListener 或 WindowAdapter 对象。

       监听器对象：是一个实现了特定接听器接口的类的实例； //类定义:class ColorAction implements ActionListener{}，必须实现接听接口ActionListener中的public void actionPerformed(ActionEvent event)方法； 事件处理的核心就是把监听器类写好。

     事件源对象：是一个能够注册监听器对象并发送事件对象的对象。// 前面事件源如果是一个button， 用button.addActionListener(new ColorAction)即可完成监听器对象在事件源中的注册；

    那么上面三个对象之间的关系就组成了java AWT事件处理的机制：

• 监听器对象是一个实现了特定监听器接口的类的实例；
• 事件源是一个能够注册监听器对象并发送事件对象的对象；
• 当事件发生时，事件源将事件对象传递给所有注册的监听器；
• 监听器对象将利用事件对象中的信息决定如何对事件作出响应；

import java.awt.Color;import java.awt.event.ActionEvent;import java.awt.event.ActionListener;import javax.swing.JButton;import javax.swing.JFrame;import javax.swing.JPanel;public class ButtonTest {public static void main(String[] args){ButtonFrame frame = new ButtonFrame();frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);frame.setVisible(true);}}class ButtonFrame extends JFrame{private JPanel buttonPanel;public static final int DEFAULT_WIDTH = 300;public static final int DEFAULT_HEIGHT = 200;public ButtonFrame(){setTitle("ButtonTest");setSize(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT);buttonPanel = new JPanel();//makeButton("red", Color.RED);JButton  yellowButton = new JButton("YellowButton"); JButton  blueButton = new JButton("Blue");JButton  redButton = new JButton("Red");buttonPanel = new JPanel();buttonPanel.add(yellowButton);buttonPanel.add(blueButton);buttonPanel.add(redButton);add(buttonPanel);ColorAction yellowAction = new ColorAction(Color.YELLOW);ColorAction blueAction = new ColorAction(Color.BLUE);ColorAction redAction = new ColorAction(Color.RED);yellowButton.addActionListener(yellowAction);blueButton.addActionListener(blueAction);redButton.addActionListener(redAction);}private class ColorAction implements ActionListener{private Color backgroudColor;public ColorAction(Color c){backgroudColor = c;}public void actionPerformed(ActionEvent event){buttonPanel.setBackground(backgroudColor);}}public void makeButton(String name, final Color backgroundColor){JButton button = new JButton(name);buttonPanel.add(button);button.addActionListener(new ActionListener(){public void actionPerformed(ActionEvent event){buttonPanel.setBackground(backgroundColor);}});}

三：Swing用户界面组件

这个主要是掌握在类的设计时一种设计模式思想：MVC即模型-视图-控制器模式。另外理解不同布局管理器的特点。各个界面组件（文本输入、单复选按钮/框、菜单、对话框等）可以参考《java核心技术卷 I》都有详细的例子。

      下面贴一个简单计算器的实现，主要是布局管理器的练习：

import java.awt.BorderLayout;import java.awt.DisplayMode;import java.awt.GridLayout;import java.awt.Label;import java.awt.event.ActionEvent;import java.awt.event.ActionListener;import javax.swing.JButton;import javax.swing.JFrame;import javax.swing.JPanel;//Demo 主要是练习java GUI设计几种布局管理器的使用public class Calculator {public static void main(String[] args){CalculatorFrame frame = new CalculatorFrame();frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);frame.setVisible(true);}}class CalculatorFrame extends JFrame{public CalculatorFrame(){setTitle("Calculator");CalculatorJPanel panel = new CalculatorJPanel();add(panel);pack(); // 调整此窗口的大小，以适合其子组件的首选大小和布局。}}class CalculatorJPanel extends JPanel{private JButton display;private JPanel panel;private double result;private String lastcommand;private boolean start;public CalculatorJPanel(){setLayout(new BorderLayout());result = 0;lastcommand = "=";start = true;//add displaydisplay = new JButton("0");display.setEnabled(false);  //add(display, BorderLayout.NORTH);ActionListener insert = new insertAction();ActionListener command = new commandAction();//add the button in a 4*4 gridpanel = new JPanel();  panel.setLayout(new GridLayout(4, 4));addButton("1", insert);addButton("2", insert);addButton("3", insert);addButton("4", insert);addButton("5", insert);addButton("6", insert);addButton("7", insert);addButton("8", insert);addButton("9", insert);addButton("0", insert);addButton("+", command);addButton("-", command);addButton("*", command);addButton("/", command);addButton("=", command);addButton(".", insert);add(panel, BorderLayout.CENTER);}private void addButton(String lable, ActionListener listener){JButton button = new JButton(lable);button.addActionListener(listener);panel.add(button);}private class insertAction implements ActionListener //定义监听器类，监听输入数字和小数点{public void actionPerformed(ActionEvent event){String input = event.getActionCommand();if(start){display.setText("");start = false;}display.setText(display.getText() + input);}}private class commandAction implements ActionListener //定义监听器类，监听输入运算符和负号{public void actionPerformed(ActionEvent event){String command = event.getActionCommand();if(start){if(command.equals("-"))  //  负号{display.setText(command);start = false;}else {lastcommand = command;}}else {calculate(Double.parseDouble(display.getText()));lastcommand = command;start = true;}}}public void calculate(double x){if(lastcommand.equals("+"))result += x;else if (lastcommand.equals("-")) {result -= x;}else if (lastcommand.equals("*")) {result *= x;}else if (lastcommand.equals("/")) {result /= x;}else if (lastcommand.equals("=")) {result = x;}display.setText("" + result);}}