Java 图形用户界面设计(上)

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(上)，心中不免欣慰，但是，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 Con

　　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：
　　　
　　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：
　　　
　　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