图形编程 - core java

7. 图形编程 - core java

7.1 Swing概述

Java1.0 包含一个基本的GUI类库. 叫抽象窗口工具箱(AWT). 它是把具体的图形界面交给不同平台去显式.
但由于不同的平台有差异.所以用这个库写的程序只能用这些平台的公共部分. 所以界面也不漂亮.还有bug.

在1996年. Netscape开发了一个和AWT工作方式完全不同的GUI库. 叫英特网基础类库(IFC). 它把用户
界面元素是直接绘制在空白窗口上. 所以这个库写的程序在各个平台上看起来都一样. Sun和Netscape合作
完善了这种方法. 就是Swing库. 它已是Java基础类(JFC)的一部分. 但它的事件处理模型仍使用Java 1.1
的事件处理模型.

使用Swing库就真正做到了一次编写到处运行. 它虽然比AWT慢一些.但现在的机器跑起来已经不成问题.
所以Swing是用户界面的未来. 应该在程序中使用它.

7.2 创建框架

Java中的顶层窗口(即不是包含在其它窗口中)被称作框架.
在AWT库中对应Frame类. 在Swing中对应JFrame类. JFrame从Frame扩展而来.
它是少数几个不绘制在画布上的Swing组件之一. 所以它的修饰部件(按钮.标题栏.图标等)仍是通过用户的
窗口系统绘制.而不是Swing绘制.

框架是一种容器. 可以容纳其它用户界面组件(如按钮等). 它的继承层次为:
Object
 |-Component
    |-Container
       |-JComponent
       |   |-JPanel
       |
       |-Widow
           |-Frame
               |-JFrame

 

创建框架的代码如下:
import javax.swing.*;
public class SimpleFrameTest {
    public static void main(String[] args) {
        SimpleFrame frame = new SimpleFrame();
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); //指定关闭框架时的动作.
        frame.show();
    }
}

class SimpleFrame extends JFrame {
    public SimpleFrame() {
        setSize(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); //缺省时框架大小是0*0
    }
    public static final int DEFAULT_WIDTH = 300;
    public static final int DEFAULT_HEIGHT = 200;
}

其中javax是个Java1.1扩展包. 而不是核心包.
但是在Java2平台上Swing包已经是核心包而不是扩展包了. 只是为了兼容性javax的名字保留了下来.

7.3 给框架定位

要得到屏幕大小用Toolket类的静态方法getDefaultToolket(). 如下:
Toolkit kit = Toolkit.getDefaultToolkit();
Dimension screenSize = kit.getScreenSize();
int screenWidth = screenSize.width;
int screenHeight = screenSize.height;

给框架指定一个图标:
Image img = kit.getImage("icon.gif"); //先用Toolkit对象载入图标.
frm.setIconimage(img); //为框架设置一个图标.

给框架定位. 可以指定框架的位置和大小(框架的缺省大小为0*0). 用:
public void setBounds(Rectangle r)   //同时指定位置和大小
public void setLocation(int x, int y) //指定位置. 坐标为父级坐标系.
要把框架设置为最大尺寸.用:
frm.setExtendedState(Frame.MAXIMIZED_BOTH);
这时Frame类中的方法: public void setExtendedState(int state)

java.awt.Component(组件) 类的一些常用方法:
见笔记 19. java.awt 部件 - Java2详解

java.awt.Window(窗口.即Frame类的父类)的常用方法:
void toFront()  //把该窗口显示到其它窗口之前.
void toBack()  //把该窗口

java.awt.Frame类的常用方法:
void setResizeable(boolean b)  //设置是否允许用户缩放框架
void setTitle(String) //设置框架的标题栏
void setIconImage(Image) //设置框架的图标
void setUndecorated(boolean) //设置是否清除对窗口的修饰
boolean isUndecorated()  //返回窗口是否被修饰
int getExtendedState()  //获取窗口的状态(是否最大化等).
void setExtendedState(int state) //设置窗口的状态.

java.awt.Toolkit类的常用方法:
static Toolkit getDefaultToolkit()  //返回默认的Toolkit
Dimension getScreenSize()  //获取屏幕大小
Image getImage(String filename)  //加载filename所指定的图像.

7.4 在面板中显示信息

框架JFrame类实际上是组件的容器(可以容纳其它组件).
JFrame中安排了4个窗格. 其中根窗格.布局窗格.透明窗格和内容窗格. 向框架添加组件就是把组件添加到
内容窗格上. 如:
Container contentPane = frm.getContenPane(); //取JFrame的内容窗格对象
Component c = .... ;
contentPane.add(c);
如果框架中只显示一个Swing组件可以用:
JComponent c = .........;
frm.setContentPane(c);

面板JPanel是一个能在其上绘制的表面. 同时也是容器(可以容纳其它组件).
要在JPanel中进行绘制. 需要定义一个类让它扩展JPanel类并覆盖其paintComponent方法:
public void paintComponent(Graphics g) { } //覆盖时其中应调用supper.paintComponent
这样当窗口需要重绘的时候事件处理器会通知组件并执行其paintComponent方法.
但在需要强制重绘屏幕时.你自己不应该调用该方法. 而应该调用repaint方法. repaint会"尽快的"重绘.

注意: 和AWT中不同. Swing中没有了专门的画布(Canvas)类. 而且绘制也不再使用paint方法了.
而且Swing组件使用缓冲进行无抖动绘制. 

7.5 2D图形

从SDK2.0开始. J2SE包含了Java 2D库.
使用Java 2D库要先得到 Graphics2D类的对象. Graphics2D是Graphics的子类.
JCompent的paintComponent方法如下:
public void paintComponent(Graphics g) {
    Graphics2D g2 = (Graphics2D) g; //如果使用的是启用了Java 2D库的SDK. 则参数g实际上
                                    //就是Graphics2D对象.
}

绘制形状时. 需要先创建一个实现了Shape接口的类的对象. 例如:
Line2D(直线) Rectangle2D(矩形) Ellipse2D(椭圆)
都是实现了Shape接口的类. 绘制时如下:
Rectangle2D rect = ...;
g2.draw(rect);

7.6 颜色

java.awt.Color类提供了13个标准颜色的常量值如 Color.RED 等
例如把组件的背景色设置为红色:
p.setBackground(Color.RED);

要定制RGB颜色值. 用Color的构造器:
Color(int r, int g, int b)
使用如
Graphics g = ..
g.setColor(new Color(0,128,128)); //接着的绘制使用该颜色.

要使颜色变得更亮一点或更暗一点用 brighter() 或 darker().

要用红色填充一个矩形用:
Rectangle2D r = ....
g2.setPaint(Color.RED);
g2.fill(r); //用上边指定的红色填充

7.7 文本和字体

字体就免了. 用的时候再看. 绘制字符串用:
Graphics类的 void drawString(String str, int x, int y)
Graphics2D类的 void drawString(String str, float x, float y)

7.8 图像

要显示图像. 先要读取图像.
读取本地存储的图像.用:
String filename = "...";
Image image = ImageIO.read(new File(filename));
读取网络上的图像文件用:
String filename = "...";
Image image = ImageIO.read(new URL(urlname));
若图像不存在. 则抛出IOException异常.

然后用Graphics的drawImage()方法绘制:
g.drawImage(image, x, y, null);

另外.如果要复制图像(例如用image铺满整个面板就需要复制图像). 用:
g.copy(x, y, imageWidth, imageHeight, x1, x2) //把从(x,y)开始的图像复制到新位置(x1,y1)

在Swing中的组件的绘制都是双缓冲的. 但在AWT中不是. 在AWT中要避免显示时的抖动. 要自己想办法:
Image buffered_image = createImage(width, height);
Graphics bg = buffered_image.getGraphics();
//...  //将图像先绘制在缓冲(buffered_image)上.
g.drawImage(buffered_image, 0, 0, null);  //再将缓冲区复制到屏幕.
bg.dispose();
buffered_image.flush();

注意g.drawImage()函数. 它的第四个参数是一个观察者.
因为当加载图像时. 图像可能在网络上. 加载比较慢. 为了在加载图像的同时让程序继续向下运行. Java
在这里使用的是多线程的机制来并发运行. 这种机制允许我们跟踪图像的获取过程. 所以当图像的大小确定时.
当新的图像块变得可用时. 图像最终加载完毕时. 我们都会得到通知.
其中drawImage()的第四个参数就是我们指定的接收通知的ImageObserver对象.