java绘图的基本介绍

java 的绘图

1 java 坐标体系

  在 java 中，坐标原点位于左上角，以像素为单位。以 (x, y) 为例，第一个是 x 坐标，表示当前位置为水平方向，距离坐标原点 x 个像素；第二个是 y 坐标，表示当前位置为垂直方向，距离坐标原点 y 个像素。

  像素是指由图像的小方格组成的，这些小方块都有一个明确的位置和被分配的色彩数值，小方格颜色和位置就决定该图像所呈现出来的样子。 可以将像素视为整个图像中不可分割的单位或者是元素。 不可分割的意思是它不能够再切割成更小单位抑或是元素，它是以一个单一颜色的小格存在 。 每一个点阵图像包含了一定量的像素，这些像素决定图像在屏幕上所呈现的大小。像素是一个密度单位，而厘米是一个长度单位，2者无法进行比较。

2 绘图的方法

（1）JFrame 介绍

  JFrame 是 Java Swing 中用于创建图形用户界面（GUI）的一个类。它提供了一个可以包含其他组件的窗口，这个窗口可以最大化、最小化和关闭。JFrame 是一个顶层容器，它可以添加组件，但不能将一个窗口添加到另一个容器中。当你需要创建一个窗口时，可以实例化 JFrame 类或其子类。

JFrame 的常用方法：

• JFrame()：创建一个无标题的窗口。

• JFrame(String s)：创建一个标题为 s 的窗口。

• setSize(int width, int height)：设置窗口的大小。

• setLocation(int x, int y)：设置窗口的位置，默认位置为（0,0）。

• setBounds(int a, int b, int width, int height)：设置窗口的初始位置和大小。

• setBackground(Color color)：设置窗体的背景颜色。

• setVisible(boolean b)：设置窗口是否可见，默认窗口是不可见的。

• setResizable(boolean b)：设置窗口是否可以调整大小，默认窗口是可调整的。

• setDefaultCloseOperation(int operation)：设置窗口关闭操作。

  operation 参数的常见取值及其含义：

  1. JFrame.EXIT_ON_CLOSE

  • 含义：当窗口关闭时，退出整个应用程序。
  • 行为：调用 System.exit(0)，终止 Java 虚拟机，关闭所有窗口和资源。
  • 适用场景：适用于主窗口的关闭操作，确保程序完全退出。

  2. JFrame.DISPOSE_ON_CLOSE

  • 含义：当窗口关闭时，仅关闭当前窗口，但不退出应用程序。
  • 行为：调用窗口的 dispose() 方法，释放当前窗口的资源。
  • 适用场景：适用于非主窗口（如对话框、辅助窗口），关闭窗口后程序继续运行。

  3. JFrame.HIDE_ON_CLOSE

  • 含义：当窗口关闭时，隐藏当前窗口，但不释放资源。
  • 行为：窗口仍然存在，只是不可见。可以通过调用 setVisible(true) 再次显示窗口。
  • 适用场景：适用于需要多次显示和隐藏的窗口。

  4. JFrame.DO_NOTHING_ON_CLOSE

  • 含义：当窗口关闭时，不执行任何操作。
  • 行为：窗口不会关闭，用户需要手动处理窗口关闭事件（例如通过监听器）。
  • 适用场景：适用于需要自定义窗口关闭逻辑的场景，例如在关闭前提示用户保存数据。

（2）JPanel 介绍

  JPanel 的基本概念：

• 是一个通用的轻量级容器，用于组织和容纳其他组件（如按钮、文本框、标签等）。
• 继承自 JComponent，是 Swing 中最常用的容器之一。
• 通常用于构建复杂的用户界面布局，可以嵌套在其他容器中（如 JFrame）。

（3）JPanel和JFrame的比较

特性	JFrame	JPanel
用途	创建独立的窗口，是 Swing 程序的顶级容器。	用于组织和容纳其他组件，是轻量级容器。
是否独立	是独立的窗口，可以独立显示。	不是独立的窗口，必须嵌套在其他容器中（如 JFrame）。
默认布局	默认使用 BorderLayout。	默认使用 FlowLayout。
窗口功能	提供标题栏、边框、最大化/最小化按钮、关闭按钮等。	没有窗口功能，仅用于组件布局和组织。
事件处理	可以处理窗口级别的事件（如关闭事件）。	主要处理组件级别的事件（如鼠标事件、键盘事件）。
是否可嵌套	不能嵌套其他顶级容器（如 JFrame），但可以嵌套 JPanel。	可以嵌套在其他容器中，也可以包含其他组件（如按钮、标签等）。
线程安全	线程安全（但其子组件可能不是线程安全的）。	不是线程安全的。
默认大小	默认大小由操作系统决定，通常为一个最小化的窗口。	默认大小为 (0, 0)，需要手动设置大小或通过布局管理器调整。

（4）Graphics 的介绍

  在 Java 中，Graphics 是一个抽象类，用于在组件（如窗口、面板、画布等）上绘制图形和文本。它是 Java 图形绘制的核心类，提供了基本的绘图功能，包括绘制线条、矩形、圆形、文本等。

  通过 Graphics 对象，开发者可以在组件上绘制图形、文本、图像等。Graphics 对象通常由组件的 paint() 或 paintComponent() 方法提供。

Graphics 类常用方法:

1. 设置绘图属性

• 设置绘图操作的颜色。
  setColor(Color c)
  • 形参：
    • Color c：目标颜色。
• 设置绘图操作的字体。
  setFont(Font font)
  • 形参：
    • Font font：目标字体。
• 设置裁剪区域为指定矩形。
  setClip(int x, int y, int width, int height)
  • 形参：
    • int x, y：裁剪区域左上角的坐标。
    • int width, height：裁剪区域的宽度和高度。
• 清空指定矩形区域。
  clearRect(int x, int y, int width, int height)
  • 形参：
    • int x, y：矩形左上角的坐标。
    • int width, height：矩形的宽度和高度。

2. 绘制基本图形

• 绘制从 (x1, y1) 到 (x2, y2) 的直线。
  drawLine(int x1, int y1, int x2, int y2)
  • 形参：
    • int x1, y1：起点坐标。
    • int x2, y2：终点坐标。
• 绘制矩形的边框。
  drawRect(int x, int y, int width, int height)
  • 形参：
    • int x, y：矩形左上角的坐标。
    • int width, height：矩形的宽度和高度。
• 绘制填充的矩形。
  fillRect(int x, int y, int width, int height)
  • 形参：
    • int x, y：矩形左上角的坐标。
    • int width, height：矩形的宽度和高度。
• 绘制圆角矩形的边框。
  drawRoundRect(int x, int y, int width, int height, int arcWidth, int arcHeight)
  • 形参：
    • int x, y：矩形左上角的坐标。
    • int width, height：矩形的宽度和高度。
    • int arcWidth, arcHeight：圆角的宽度和高度。
• 绘制填充的圆角矩形。
  fillRoundRect(int x, int y, int width, int height, int arcWidth, int arcHeight)
  • 形参：
    • int x, y：矩形左上角的坐标。
    • int width, height：矩形的宽度和高度。
    • int arcWidth, arcHeight：圆角的宽度和高度。
• 绘制椭圆的边框。
  drawOval(int x, int y, int width, int height)
  • 形参：
    • int x, y：椭圆左上角的坐标。
    • int width, height：椭圆的宽度和高度。
• 绘制填充的椭圆。
  fillOval(int x, int y, int width, int height)
  • 形参：
    • int x, y：椭圆左上角的坐标。
    • int width, height：椭圆的宽度和高度。
• 绘制弧形的边框。
  drawArc(int x, int y, int width, int height, int startAngle, int arcAngle)
  • 形参：
    • int x, y：弧形左上角的坐标。
    • int width, height：弧形的宽度和高度。
    • int startAngle：起始角度（以度为单位）。
    • int arcAngle：弧形的角度（以度为单位）。
• 绘制填充的弧形。
  fillArc(int x, int y, int width, int height, int startAngle, int arcAngle)
  • 形参：
    • int x, y：弧形左上角的坐标。
    • int width, height：弧形的宽度和高度。
    • int startAngle：起始角度（以度为单位）。
    • int arcAngle：弧形的角度（以度为单位）。
• 绘制多边形的边框。
  drawPolygon(int[] xPoints, int[] yPoints, int nPoints)
  • 形参：
    • int[] xPoints：多边形的 x 坐标数组。
    • int[] yPoints：多边形的 y 坐标数组。
    • int nPoints：点的数量。
• 绘制填充的多边形。
  fillPolygon(int[] xPoints, int[] yPoints, int nPoints)
  • 形参：
    • int[] xPoints：多边形的 x 坐标数组。
    • int[] yPoints：多边形的 y 坐标数组。
    • int nPoints：点的数量。

3. 绘制文本

• 在指定位置绘制字符串。
  drawString(String str, int x, int y)
  • 形参：
    • String str：要绘制的字符串。
    • int x, y：字符串的起始坐标。

4. 绘制图像

• 在指定位置绘制图像。
  drawImage(Image img, int x, int y, ImageObserver observer)
  • 形参：
    • Image img：要绘制的图像。
    • int x, y：图像的起始坐标。
    • ImageObserver observer：图像观察者（用于处理图像加载事件）。
• 按指定大小绘制图像。
  drawImage(Image img, int x, int y, int width, int height, ImageObserver observer)
  • 形参：
    • Image img：要绘制的图像。
    • int x, y：图像的起始坐标。
    • int width, height：图像的宽度和高度。
    • ImageObserver observer：图像观察者。

5. 其他操作

• 将指定区域的内容复制到新位置。
  copyArea(int x, int y, int width, int height, int dx, int dy)
  • 形参：
    • int x, y：源区域左上角的坐标。
    • int width, height：源区域的宽度和高度。
    • int dx, dy：目标区域相对于源区域的偏移量。
• 释放 Graphics 对象的资源。
  dispose()
  • 功能：释放与 Graphics 对象关联的系统资源。在绘图完成后调用此方法以避免资源泄漏。

（5）开始绘图

  我们由一个程序来入手：

public class Draw extends JFrame {
    //定义一个面板
    private MyPanel mp = null;
    public static void main(String[] args) {
        new Draw();
    }
    //构造器
    public Draw() {
        //初始化面板
        mp = new MyPanel();
        //把面板放入到窗口中
        //即把 JPanel 放入 JFrame
        this.add(mp);
        //设置窗口的大小
        this.setSize(400,300);
        //setDefaultCloseOperation(int operation)：设置窗口关闭操作。
        //关闭窗口就退出程序
        this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        //setVisible(boolean b)：设置窗口是否可见，默认窗口是不可见的。
        //true:可见；false：不可见
        this.setVisible(true);//可以显示
    }
    
}

class MyPanel extends JPanel {
    	//1.画一个圆形\椭圆
        //g.drawOval(10,10,100,100);

        //2.画直线
        //g.drawLine(10,10,100,100);

        //3.画矩形边框
        //g.drawRect(10, 10, 100, 100);

        //4.填充矩形
        //（1）设置画笔的颜色
        //g.setColor(Color.blue);
        //（2）填充
        //g.fillRect(10, 10, 100, 100);

        //5.填充椭圆
        //（1）设置画笔的颜色
        //g.setColor(Color.red);
        //（2）填充
        //g.fillOval(10, 10, 100, 100);

        //6.画图片
        //（1）获取图片资源；"/1.jpg" 表示在该项目的根目录去获取 1.jpg 图片资源
        //所以我们需要先把 1.png 放到根目录下,注意是 out 目录里面的项目根目录
        //Image image = Toolkit.getDefaultToolkit().getImage(Panel.class.getResource("/1.jpg"));
        //drawImage(Image img, int x, int y, int width, int height, ImageObserver observer)
        //形参：
        //Image img：要绘制的图像。
        //int x, y：图像的起始坐标。
        //int width, height：图像的宽度和高度。
        //ImageObserver observer：图像观察者。
        //g.drawImage(image, 10, 10, 175, 221, this);

        //7.画字符串
        //（1）给画笔设置颜色
        g.setColor(Color.red);
        //（2）设置字体; 如：宋体-粗体-字体大小50
        g.setFont(new Font("宋体", Font.BOLD, 50));
        //（3）画；这里的 150-100 在字体的左下角
        g.drawString("你好呀！", 150, 100);
    }
}

  在上面的程序中，我们并没有调用 paint() 方法，但是这个方法却执行了，为什么呢？

  Component 类提供了2 个和绘图相关的最重要的方法：

1. paint(Graphics g) ：绘制组件的外观
2. repaint() ：刷新组件的外观

  当组件第一次在屏幕显示的时候，程序会自动的调用 paint() 方法来绘制组件。在以下情况 paint() 将会被调用：

1. 窗口最小化，再最大化
2. 窗口的大小发生变化（我们手动去拖动调整大小）

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