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Java 图形用户界面设计

 2008-01-05 09:22:46 来源:WEB开发网   
核心提示:作为一个 java 程序员,从论坛上感受到使用 Java 开发程序的人越来多,Java 图形用户界面设计,心中不免欣慰,但是,若干毫不相干的、需要添加 ActionListener 的若干组件,也可以添加同一个 ActionListener 实例,同样是从论坛中,看到多数人提到 Java 就以为是网络开发——不是这样的

  作为一个 java 程序员,从论坛上感受到使用 Java 开发程序的人越来多,心中不免欣慰。但是,同样是从论坛中,看到多数人提到 Java 就以为是网络开发——不是这样的,Java 也可以开发应用程序,而且可以开发出漂亮的图形用户界面的应用程序,也就是 Windows/XWindow 应用程序。因此,我写下这篇文章,希望能带你进入Java 图形用户界面设计之门。

   一. AWT 和 SWING

  AWT 和 SWING 是 Java 设计 GUI 用户界面的基础。与 AWT 的重量级组件不同,Swing 中大部分是轻量级组件。正是这个原因,Swing 几乎无所不能,不但有各式各样先进的组件,而且更为美观易用。所以一开始使用 AWT 的程序员很快就转向使用 Swing 了。

  那为什么 AWT 组件没有消亡呢?因为 Swing 是架构在 AWT 之上的,没有 AWT 就没有 Swing。所以程序员可以根据自己的习惯选择使用 AWT 或者是 Swing。但是,最好不要二者混用——除开显示风格不同不说,还很可能造成层次 (Z-Order) 错乱,比如下例:

/**
* TestPanels.java
* @author Fancy
*/
import javax.swing.*;
import java.awt.*;

public class TestPanels extends JFrame {

 public TestPanels() {
  setDefaultCloSEOperation(EXIT_ON_CLOSE);

  JPanel panel = new JPanel();
  for (int i = 0; i < 2; i++) {
   panel.add(new JButton("Button 00" + i));
  }

  JTextArea textArea = new JTextArea(5, 15);
  textArea.setLineWrap(true);
  JScrollPane scrollPane = new JScrollPane(textArea);
  getContentPane().add(panel, BorderLayout.NORTH);
  getContentPane().add(scrollPane, BorderLayout.CENTER);

  pack();
 }

 public static void main(String[] args) {
  TestPanels tp = new TestPanels();
  tp.show();
 }

}

  运行这个程序,并用鼠标拖动那个名为“cover”的子窗口,我们会发现一个非常有趣的现象,如图:

Java 图形用户界面设计(图一)

  显然 cover 子窗口是在 controls 子窗口之上的,但是它只罩盖住了 Swing Button,没有罩盖住 AWT Button。再看一会儿,你是不是有这样一种感觉:Swing Button 是“画”上去的,而 AWT Button 则是“贴”上去的。这就是二者混用造成层次错乱的一个例子。

  Swing 组件有美观、易用、组件量大等特点,也有缺点——使用 Swing 组件的程序通常会比使用 AWT 组件的程序运行更慢。但是大家都还是更喜欢用 Swing 组件,原因何在?因为随着计算机硬件的升级,一点点速度已经不是问题。相反的,用户更需要美观的用户界面,开发人员则更需要易用的开发组件。

  ——好,我这就来教你使用 Swing 组件开发图形用户界面的 Java 应用程序。   二. 框架、监听器和事件

  框架 (Frame) 是 Java 图形用户界面的基础,它就是我们通常所说的窗口,是 Windows/XWindow 应用程序的典型特征。说到 Windows/XWindow,大家很轻易联想到“事件 (Event) 驱动”。Java 的图形用户界面正是事件驱动的,并且由各种各样的监听器 (Listener) 负责捕捉各种事件。

  假如我们需要对某一个组件的某种事件进行捕捉和处理时,就需要为其添加监听器。比如,我们要在一个窗口 (JFrame) 激活时改变它的标题,我们就需要为这个窗口 (JFrame 对象) 添加一个可以监听到“激活窗口”这一事件的监听器——WindowListener。

  怎么添加监听器呢?这通常由组件类提供的一个 addXXXXXListener 的方法来完成。比如 JFrame 就提供有 addWindowListener 方法添加窗口监听器 (WindowListener)。

  一个监听器经常不只监听一个事件,而是可以监听相关的多个事件。比如 WindowListener 除了监听窗口激活事件 (windowActivate) 之外,还可以监听窗口关闭事件 (windowClosing) 等。那么这些事件怎么区分呢?就靠重载监听器类 (Class) 的多个方法 (Method) 了,监听器监听到某个事件后,会自动调用相关的方法。我们只要重载这个方法,就可以处理相应的事件了。

  不妨先看一个例子:

/**
* TestFrame.java
* @author Fancy
*/
import javax.swing.*;
import java.awt.event.*;

public class TestFrame extends JFrame {

 PRivate int counter = 0;

 public TestFrame() {
  /* 使用匿名类添加一个窗口监听器 */
  addWindowListener(new WindowAdapter() {
  public void windowClosing(WindowEvent e) {
   System.out.println("Exit when Closed event");
   System.exit(0); //退出应用程序
  }

  public void windowActivated(WindowEvent e) {
   setTitle("Test Frame " + counter++); // 改变窗口标题
  }
 });

 setResizable(false); // 设置窗口为固定大小
 setSize(200, 150);
}

 public static void main(String[] args) {
  TestFrame tf = new TestFrame();
  tf.show();
 }

}


  这个例子中,我们设计了一个窗口类(public class TestFrame extends JFrame { ...),并且为这个窗口添加了一个窗口监听器 (addWindowListener(new WindowAdapter() ...)。而我们添加的这个窗口监听器主要监听了两个事件:窗口关闭 (public void windowClosing(WindowEvent e) ...) 和窗口激活 (public void windowActivated(WindowEvent e) ...)。在窗口关闭事件中我们退出了整个应用程序(System.exit(0);),而在窗口激活事件中,我们改变了窗口的标题 (setTitle("Test Frame " + counter++);)。最后,我们在 main 方法中显示了这窗口类的一个实例,运行得到下图所示的结果:

Java 图形用户界面设计(图二)
  这个程序的运行结果就是一个什么东西都没有加的框架,也就是一个空窗口。那么,你知道显示一个窗口最主要的几句代码吗?不知道没关系,我来告诉你,显示一个窗口只需要做三件事:生成实例(对象) -> 设置大小 -> 显示,相应的,就是下面的三句代码:

  JFrame frame = new JFrame("Frame's Title");
  frame.setSize(400, 300);
  frame.show();
  也许你会说:第一句的意思我清楚,第三句的意思我也明白,为什么一定要第二句呢?其实想想也就明白了,叫你画一个没法有大小的矩形你能画出来吗?不能。同样,没有大小的窗口,怎么显示?所以我们需要用 setSize(int width, int height) 方法为其设置大小。我们还有另一种方法:用 JFrame 的 pack() 方法让它自己适配一个大小。pack() 在多数时候是令人满足的,但有时,它也会让你哭笑不得——多试试就知道了。
  在 JFrame 中,我们使用 addWindowListener 方法加入一个监听器 WindowListener (addWindowListener(new WindowAdapter() ...) 去监听发生在 JFrame 上的窗口事件。WindowListener 是一个接口,在 java.awt.event 这个包中,但是上例中好象并没有使用 WindowListener,而是使用的 WindowsAdapter 吧,这是怎么回事?

  WindowAdapter 是 WindowsListener 接口的一个最简单的实现,也在包 java.awt.event 中。假如我们直接使用 WindowListener 产生一个匿名类,需要实现它的每一个方法 (一共 7 个)。但 WindowAdapter 作为 WindowListener 最简单的实现,已经实现了它的每一个方法为空方法 (即只包含空语句,或者说没有语句的方法)。用 WindowAdapter 就只需要重载可能用到的方法 (上例中只有 2 个) 就行了,而不需要再去实现每一个方法。优点显而易见——减少代码量。

  在 JFrame 上发生的窗口事件 (WindowEvent) 包括:

windowActivated(WindowEvent e) 窗口得到焦点时触发 windowClosed(WindowEvent e) 窗口关闭之后触发 windowClosing(WindowEvent e) 窗口关闭时触发 windowDeactivated(WindowEvent e) 窗口失去焦点时触发 windowDeiconified(WindowEvent e)   windowIconified(WindowEvent e)   windowOpened(WindowEvent e) 窗口打开之后触发
  上例重载了其中两个方法。假如在上例运行产生的窗口和另外一个应用程序窗口之间往返切换 (在 Windows 操作系统中你可以使用 Alt+Tab 进行切换)……试试看,你发现了什么?有没有现我们的示例窗口标题上的数字一直在增加,这便是在 windowActivated 事件中 setTitle("Test Frame " + counter++); 的功劳。

  而另一个事件处理函数 windowClosing 中的 System.exit(0) 则保证了当窗口被关闭时退出当前的 Java 应用程序。假如不作这样的处理会怎样呢?试验之后你会发现,窗口虽然关闭了,但程序并没有结束,但此时,除了使用 ^C 强行结束之外,恐怕也没有其它办法了。所以,这一点非常重要:假如你想在关闭窗口的时候退出应用程序,需要你自己写代码处理 windowClosing 事件。……也不尽然,其实还有另外一个更简单的办法,让 JFrame 自己处理这件事——你只需要如下调用 JFrame 的 setDefaultCloseOperation 即可:

  frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
  我们可以在 JFrame 对象中添加 AWT 或者 Swing 组件。但是,虽然它有 add 方法,却不能直接用于添加组件,否则会抛出异常——不信就试试。造成这个现象的原因只有一个解释:JFrame 不是一个容器,它只是一个框架。那么,应该怎么添加组件呢?

  JFrame 有一个 Content Pane,窗口是显示的所有组件都是添加在这个 Content Pane 中。JFrame 提供了两个方法:getContentPane 和 setContentPane 就是用于获取和设置其 Content Pane 的。通常我们不需要重新设置 JFrame 的 Content Pane,只需要直接获取这个 Content Pane 来添加组件等。如:(new JFrame()).getContentPane().add(new Button("test button"));
  三. 按钮、切换按钮、复选按钮和单选按钮

  按钮,就是按钮,不会连按钮都不知道吧?

  切换按钮,有两种状态的按钮,即按下状态和弹起状态,若称为选择状态或未选择状态。

  复选按钮,又叫复选框,用一个小方框中是否打勾来表示两种状态。

  单选按钮,又叫收音机按钮,以小圆框打点表示被选中。常成组出现,一组单选按钮中只有一个能被选中。

  发现什么了吗?——对了,这一部分是在讲各种各样的按钮,而且后三种按钮都有两种状态。先看看这些按钮都长成什么样:

Java 图形用户界面设计(图三)
  上图中,从上到下,依次就是按钮、切换按钮、复选按钮和单选按钮。图示的窗口,就是下面这个例子的运行结果:

/**
* TestButtons.java
* @author Fancy
*/
import javax.swing.*;
import java.awt.event.*;

public class TestButtons {

 JFrame frame = new JFrame("Test Buttons");
 JButton jButton = new JButton("JButton"); //按钮
 JToggleButton toggle = new JToggleButton("Toggle Button"); //切换按钮
 JCheckBox checkBox = new JCheckBox("Check Box"); //复选按钮
 JRadioButton radio1 = new JRadioButton("Radio Button 1"); //单选按钮
 JRadioButton radio2 = new JRadioButton("Radio Button 2");
 JRadioButton radio3 = new JRadioButton("Radio Button 3");
 JLabel label = new JLabel("Here is Status, look here."); //不是按钮,是静态文本

 public TestButtons() {
  frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
  frame.getContentPane().setLayout(new java.awt.FlowLayout());

  /* 为一般按钮添加动作监听器 */
  jButton.addActionListener(new ActionListener() {
  public void actionPerformed(ActionEvent ae) {
   label.setText("You clicked jButton");
  }
 });

 /* 为切换按钮添加动作监听器 */
 toggle.addActionListener(new ActionListener() {
  public void actionPerformed(ActionEvent ae) {
   JToggleButton toggle = (JToggleButton) ae.getSource();
   if (toggle.isSelected()) {
    label.setText("You selected Toggle Button");
   } else {
    label.setText("You deselected Toggle Button");
   }
  }
 });

 /* 为复选按钮添加条目监听器 */
 checkBox.addItemListener(new ItemListener() {
 public void itemStateChanged(ItemEvent e) {
  JCheckBox cb = (JCheckBox) e.getSource();
  label.setText("Selected Check Box is " + cb.isSelected());
 }
});

 /* 用一个按钮组对象包容一组单选按钮 */
 ButtonGroup group = new ButtonGroup();
 /* 生成一个新的动作监听器对象,备用 */
 ActionListener al = new ActionListener() {
 public void actionPerformed(ActionEvent ae) {
  JRadioButton radio = (JRadioButton) ae.getSource();
  if (radio == radio1) {
   label.setText("You selected Radio Button 1");
  } else if (radio == radio2) {
   label.setText("You selected Radio Button 2");
  } else {
   label.setText("You selected Radio Button 3");
  }
 }
};
 /* 为各单选按钮添加动作监听器 */
 radio1.addActionListener(al);
 radio2.addActionListener(al);
 radio3.addActionListener(al);
 /* 将单选按钮添加到按钮组中 */
 group.add(radio1);
 group.add(radio2);
 group.add(radio3);

 frame.getContentPane().add(jButton);
 frame.getContentPane().add(toggle);
 frame.getContentPane().add(checkBox);
 frame.getContentPane().add(radio1);
 frame.getContentPane().add(radio2);
 frame.getContentPane().add(radio3);
 frame.getContentPane().add(label);

 frame.setSize(200, 250);
}

 public void show() {
  frame.show();
 }

 public static void main(String[] args) {
  TestButtons tb = new TestButtons();
  tb.show();
 }

}

  除一般按钮外,其余三种按钮都有两种状态,即选择 (按下) 状态和未选择 (弹起) 状态。那么我们又该如何判定呢?切换按钮 (JToggleButton) 提供了一个 isSelected() 方法用来判定当前所处的状态,返回值为真 (true) 时表示它处于选择状态,返回值为假 (false) 时表示它处于未选择状态。而复选按钮 (JCheckBox) 和单选按钮 (JRadioButton) 都是从 JToggleButton 继续的,所以也具有 isSelected() 方法。如上例中 if (toggle.isSelected()) { ... 等。
  单选按钮由自身的特点决定了它们必须成组出现,而且一组中只能有一个能被选中。因此我们需要用一个专门的类——ButtonGroup——来治理。添加到 ButtonGroup 的多个单选按钮中,假如有一个被选择中,同组中的其它单选按钮都会自动改变其状态为未选择状态。在 ButtonGroup 中添加按钮,是使用它的 add 方法,如上例中的 group.add(radio1);。

  既然我们已经将多个单选按钮添加到一个 ButtonGroup 中了,那么我们是不是可以将一个包含多个单选按钮的 ButtonGroup 对象添加到 JFrame 的 Content Pane 中,以达到添加其中所有单选按钮的目的呢?不行!ButtonGroup 不是一个可显示的组件,它仅用于治理。所以,在往 JFrame 中添加一组 JRadioButton 的时候,需要一个一个的添加 JRadioButton,而不是笼统的添加一个 ButtonGroup。

  上例中还用到了 JLabel,这不是按钮,而是一个静态文本组件,主要用于显示提示文本。要获得一个 JLabel 对象当前显示的文本内容,可以使用它的 getText() 方法;反之,要改变一个 JLabel 对象显示的文本内容,应该使用它的 setText(String text) 方法,如上例中的 label.setText("You selected Toggle Button");。

  其实这两个方法同样可以用于 JButton 等类。比如上例中我们使用 new JButton("JButton") 构造了一个按钮 jButton,假如使用 jButton.getText() 就可以得到字符串 "JButton"。而 jButton.setText("A Button"),则可以改变按钮上显示的文字为 "A Button"。这两句代码没有写出来,你可以自己试试。

  上例中大量使用了动作监听器 (ActionListener)。ActionListener 只监听一个事件,这个事件在其相关组件上产生了动作时被触发,因此叫作动作事件 (ActionEvent)。ActionListener 只有一个方法需要实现,就是 actionPerformed(ActionEvent ae)。按钮、切换按钮和单选按钮被单击时都会触发动作事件,引起动作监听器调用 actionPerformed 方法。因此,假如你想在单击按钮之后做什么事,当然应该重载 ActionListener 的 actionPerformed 方法了。各种按钮都提供了 addActionListener 方法以添加动作监听器。

  复选框就要非凡一些。虽然它也有 addActionListener 方法,意味着可以使用动作监听器,但是使用之后你会发现动作监听器并没有起到预想的作用。为什么?原来,单击一个复选按钮,触发的不是动作事件,而是条目事件 (ItemEvent) 中的状态变化 (itemStateChanged) 事件,由条目监听器 (ItemListener) 监听,相应需要重载的方法是 ItemListener 的 itemStateChanged 方法。

  上例中我们将一个名为 al 的 ActionListener 添加到了每一个单选按钮中,如何判定是哪个单选按钮触发了事件并被 al 监听到了呢?我们可以从 ActionEvent 的 getSource() 方法得到触发事件单选按钮。由于 getSource() 返回的是一个 Object 引用,虽然这个引用指向的是一个单选按钮的实例,但我们还是需要将这个引用的类型转换为 JRadioButton,如上例中的:JRadioButton radio = (JRadioButton) ae.getSource();,只有这样我们才能调用 JRadioButton 有而 Object 没有的方法。

  同时,还需要说明的一点是,每个单选按钮都可以添加一个单独的 ActionListener 实例,而不一定要添加同一个。同样的道理,若干毫不相干的、需要添加 ActionListener 的若干组件,也可以添加同一个 ActionListener 实例。要害在于编程者对 actionPerformed 方法的重载。比如下面这段代码就为一个 JButton 对象和一个 JRadioButton 对象添加了同一个动作监听器实例:

/**
* Test.java
* @author Fancy
*/


Tags:Java 图形 用户界面

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