刘志梅2017710101152.《面向对象程序设计（java）》第十二周学习总结

实验十二  图形程序设计

实验时间 2018-11-14

1、理论知识

(1) 基本AWT库采用将处理用户界面元素的任务委派给每个目标平台的本地GUI工具箱的方式，由本地GUI工具箱负责用户界面元素的创建和动作。

选择Swing的几个原因：Swing拥有一个丰富、便捷的用户界面元素集合；Swing对底层平台依赖的很少，因此与平台相关的bug很少；Swing给予不同平台的用户一致的感觉。

Swing没有完全的替代AWT，而是基于AWT架构之上。

(2) 在Java中，顶层窗口（就是没有包含在其它窗口中的窗口）被称为框架。

在AWT库中有一个称为Frame的类，用于描述顶层窗口；JFrame是极少数几个不绘制在画布上的Swing组件之一。

在包含多个框架的程序中，不能在用户关闭其中一个框架时就让程序退出（退出main并没有终止程序，终止的只有主线程）。

(3) JFrame类本身只包含若干个改变框架外观的方法。

从JFrame的各个超类中继承了许多用于处理框架大小和位置的方法，以下有几个较为重要的：setLocation和setBounds方法用于设置框架的位置；setIconImage用于告诉窗口系统在标题栏、任务切换窗口等位置显示那个图标；setTitle用于改变标题栏的文字；setResizable利用一个boolean值确定一个框架的大小是否允许用户改变。

组件类的很多方法是以获取/设置方法对形式出现的；属性包含性名和类型。

如果没有明确地指定框架的大小，所有框架的默认值为0*0像素（对于专业应用程序来说，应该检查屏幕的分辨率，并根据分辨率编写代码重置框架的大小）。

(4) paintComponent方法有一个Graphics类型的参数，这个参数保存着用于绘制图像和文本的设置。

无论何种原因，只要窗口需要重新绘图，事件处理器就会通告组件，从而引发执行所有组件的paintComponent方法；一定不要自己调用paintComponent方法。

（5）要想使用JAVA 2D库绘制图形，需要获得一个Graphics2D类对象。

使用JAVA 2D图形类或许会增加一些复杂度。

（6）使用Graphics2D类的setpaint方法可以为图形环境上的所有后续的绘制操作选择颜色；要想绘制多种颜色，就需要按照选择颜色、绘制图形、再选择另外一种颜色、再绘制图形的过程实施。

要想设置背景颜色，就需要使用Component类中的setBackground方法。

（7）字体名可以商标化，字体设计在一些权限内可以版权化。

要想使用某种字体绘制字符，必须首先利用指定的字体名、字体风格和字体大小来创建一个Font类对象。

需要知道字符串占据的宽和高的像素数量取决于以下三个元素：使用的字体、字符串、绘制字体的设备。

行间距是某一行的坡底与其下一行的坡顶之间的空隙；字体高度是连续两个基线之间的距离，它等于下坡度+行间距+上坡度。

（8）一旦图像保存在本地文件或因特网的某个位置上，就可以将他们读到Java应用程序中，并在Graphics对象上进行显示。

2、实验内容和步骤

实验1： 导入第10章示例程序，测试程序并进行代码注释。

测试程序1：

l 运行下列程序，观察程序运行结果。

import javax.swing.*;

public class SimpleFrameTest

{

public static void main(String[] args)

{

JFrame  frame = new JFrame();

frame.setBounds(0, 0,300, 200);

frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

frame.setVisible(true);

}

}

l

import javax.swing.*;
public class SimpleFrameTest
{
   public static void main(String[] args)
   {
     JFrame  frame = new JFrame();
     frame.setBounds(,,, );                                 //0,0表示的是运行后框所显示的位置，300表示框长200为框的宽
     frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
     frame.setVisible(true);                                        //如果将TRUE改为FALSE那么运行后的框不会出现
   }
}

在elipse IDE中调试运行教材407页程序10-1，结合程序运行结果理解程序；与上面程序对比，思考异同；

l 掌握空框架创建方法；

l 了解主线程与事件分派线程概念；

l 掌握GUI顶层窗口创建技术。

package t;

import java.awt.*;
import javax.swing.*;

/**
 * @version 1.33 2015-05-12
 * @author Cay Horstmann
 */
public class SimpleFrameTest
{
   public static void main(String[] args)
   {
      EventQueue.invokeLater(() ->
         {
            SimpleFrame frame = new SimpleFrame();
            frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);//设置默认的关闭操作；
            frame.setVisible(true);//设置窗口是否可见；
         });
   }
}

class SimpleFrame extends JFrame//父类JFrame
{
   private static final int DEFAULT_WIDTH = ;//静态私有属性宽；
   private static final int DEFAULT_HEIGHT = ;//静态私有属性高；

   public SimpleFrame()//构造器
   {
      setSize(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT);
   }
}

 

测试程序2：

l 在elipse IDE中调试运行教材412页程序10-2，结合程序运行结果理解程序；

l 掌握确定框架常用属性的设置方法。

package sizedFrame;

import java.awt.*;
import javax.swing.*;

/**
 * @version 1.34 2015-06-16
 * @author Cay Horstmann
 */
public class SizedFrameTest
{
   public static void main(String[] args)
   {
      EventQueue.invokeLater(() ->
         {
            JFrame frame = new SizedFrame();//生成类对象
            frame.setTitle("SizedFrame");
            frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
            frame.setVisible(true);
         });
   }
}

class SizedFrame extends JFrame
{
   public SizedFrame()
   {
      // 获取屏幕尺寸

      Toolkit kit = Toolkit.getDefaultToolkit();
      Dimension screenSize = kit.getScreenSize();
      int screenHeight = screenSize.height;
      int screenWidth = screenSize.width;

      // 设置框架宽度、高度

      setSize(screenWidth / , screenHeight / );
      setLocationByPlatform(true);

      // 设置帧图标

      Image img = new ImageIcon("icon.gif").getImage();
      setIconImage(img);
   }
}

测试程序3：

l 在elipse IDE中调试运行教材418页程序10-3，结合运行结果理解程序；

l 掌握在框架中添加组件；

l 掌握自定义组件的用法。

package notHelloWorld;

import javax.swing.*;
import java.awt.*;

/**
 * @version 1.33 2015-05-12
 * @author Cay Horstmann
 */
public class NotHelloWorld
{
   public static void main(String[] args)
   {
      EventQueue.invokeLater(() ->
         {
            JFrame frame = new NotHelloWorldFrame();
            frame.setTitle("NotHelloWorld");                 //框架设置名字
            frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
            frame.setVisible(true);                           //设置框架的可见性
         });
   }
}

/**
 * A frame that contains a message panel
 */
class NotHelloWorldFrame extends JFrame
{
   public NotHelloWorldFrame()
   {
      add(new NotHelloWorldComponent());//调用add方法
      pack();
   }
}

/**
 * A component that displays a message.
 */
class NotHelloWorldComponent extends JComponent
{
   public static final int MESSAGE_X = ;
   public static final int MESSAGE_Y = ;           //定义两个静态常量

   private static final int DEFAULT_WIDTH = ;
   private static final int DEFAULT_HEIGHT = ;//设置所要画的图在窗口中的位置

   public void paintComponent(Graphics g)
   {
      g.drawString("Not a Hello, World program", MESSAGE_X, MESSAGE_Y);//文字helloworld是画上去的并非是一个文字形式。
   }

   public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); }
}

测试程序4：

l 在elipse IDE中调试运行教材424 -425页程序10-4，结合程序运行结果理解程序；

l 掌握2D图形的绘制方法。

package draw;

import java.awt.*;
import java.awt.geom.*;
import javax.swing.*;

/**
 * @version 1.33 2007-05-12
 * @author Cay Horstmann
 */
public class DrawTest
{
   public static void main(String[] args)
   {
      EventQueue.invokeLater(() ->
         {
            JFrame frame = new DrawFrame();//生成类对象
            frame.setTitle("DrawTest");//为这个框架命名
            frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
            frame.setVisible(true);//设置框架的可见性
         });
   }
}

/**
 * A frame that contains a panel with drawings
 */
class DrawFrame extends JFrame
{
   public DrawFrame()
   {
      add(new DrawComponent());
      pack();
   }
}

/**
 * A component that displays rectangles and ellipses.
 */
class DrawComponent extends JComponent
{
   private static final int DEFAULT_WIDTH = ;
   private static final int DEFAULT_HEIGHT = ;

   public void paintComponent(Graphics g)
   {
      Graphics2D g2 = (Graphics2D) g;

      // 画一个矩形

      double leftX = ;
      double topY = ;
      double width = ;
      double height = ;

      Rectangle2D rect = new Rectangle2D.Double(leftX, topY, width, height);
      g2.draw(rect);

      // 在矩形内画椭圆

      Ellipse2D ellipse = new Ellipse2D.Double();
      ellipse.setFrame(rect);
      g2.draw(ellipse);

      // 画一条对角线

      g2.draw(new Line2D.Double(leftX, topY, leftX + width, topY + height));

      // 用同一个中心画一个圆

      double centerX = rect.getCenterX();
      double centerY = rect.getCenterY();
      double radius = ;

      Ellipse2D circle = new Ellipse2D.Double();
      circle.setFrameFromCenter(centerX, centerY, centerX + radius, centerY + radius);
      g2.draw(circle);
   }

   public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); }
}

测试程序5：

l 在elipse IDE中调试运行教材432页-433程序10-5，结合程序运行结果理解程序；

l 了解2D图形中字体的设置的方法；

package font;

import java.awt.*;
import java.awt.font.*;
import java.awt.geom.*;
import javax.swing.*;

/**
 * @version 1.34 2015-05-12
 * @author Cay Horstmann
 */
public class FontTest
{
   public static void main(String[] args)
   {
      EventQueue.invokeLater(() ->
         {
            JFrame frame = new FontFrame();//生成类对象
            frame.setTitle("FontTest");//为框架设置一个名字
            frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
            frame.setVisible(true)；//设置框架的可见性
         });
   }
}

/**
 * A frame with a text message component
 */
class FontFrame extends JFrame//类的继承
{
   public FontFrame()
   {
      add(new FontComponent());//调用add方法
      pack();
   }
}

/**
 * A component that shows a centered message in a box.
 */
class FontComponent extends JComponent
{
   private static final int DEFAULT_WIDTH = ;
   private static final int DEFAULT_HEIGHT = ;//定义两个常量

   public void paintComponent(Graphics g)
   {
      Graphics2D g2 = (Graphics2D) g;

      String message = "Hello, World!";

      Font f = new Font("Serif", Font.BOLD, );
      g2.setFont(f);

      // 测量消息的大小

      FontRenderContext context = g2.getFontRenderContext();
      Rectangle2D bounds = f.getStringBounds(message, context);

      // 设置（x，y）=文本左上角

      double x = (getWidth() - bounds.getWidth()) / ;
      double y = (getHeight() - bounds.getHeight()) / ;

      double ascent = -bounds.getY();
      double baseY = y + ascent;

      g2.drawString(message, (int) x, (int) baseY);

      g2.setPaint(Color.LIGHT_GRAY);

      // 绘制基线

      g2.draw(new Line2D.Double(x, baseY, x + bounds.getWidth(), baseY));

      // 绘制封闭矩形

      Rectangle2D rect = new Rectangle2D.Double(x, y, bounds.getWidth(), bounds.getHeight());
      g2.draw(rect);
   }

   public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); }
}

测试程序6：

l 在elipse IDE中调试运行教材436页-437程序10-6，结合程序运行结果理解程序；

l 了解2D图形图像的显示方法。

package image;

import java.awt.*;
import javax.swing.*;

/**
 * @version 1.34 2015-05-12
 * @author Cay Horstmann
 */
public class ImageTest
{
   public static void main(String[] args)
   {
      EventQueue.invokeLater(() ->
         {
            JFrame frame = new ImageFrame();//生成类对象
            frame.setTitle("ImageTest");
            frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
            frame.setVisible(true);//设置框架是可见的
         });
   }
}

/**
 * A frame with an image component
 */
class ImageFrame extends JFrame//类的继承
{
   public ImageFrame()
   {
      add(new ImageComponent());//调用add方法
      pack();
   }
}

/**
 * A component that displays a tiled image
 */
class ImageComponent extends JComponent
{
   private static final int DEFAULT_WIDTH = ;
   private static final int DEFAULT_HEIGHT = ;//设置两个私有属性，宽和高

   private Image image;

   public ImageComponent()
   {
      image = new ImageIcon("blue-ball.gif").getImage();//只有在根目录下放置名为blue-ball，格式为GIF的图片时，关闭按钮才起到作用，并能关闭。
   }

   public void paintComponent(Graphics g)
   {
      if (image == null) return;

      int imageWidth = image.getWidth(null);
      int imageHeight = image.getHeight(null);

      // 把图绘在左上角
      g.drawImage(image, , , null);
      // 利用组件给其命名

      for (int i = ; i * imageWidth <= getWidth(); i++)
         for (int j = ; j * imageHeight <= getHeight(); j++)
            if (i + j > )
               g.copyArea(, , imageWidth, imageHeight, i * imageWidth, j * imageHeight);
   }

   public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); }//返回两个私有属性
}

实验2：课后完成PTA平台题目集：2018秋季西北师范大学面向对象程序设计（Java）练习题集（ch6-ch9)

实验总结：通过本周实验学习了AWT和Swing，还有框架的创建、显示图像等，知道了用户界面和图形用户界面、AWT组件、Swing组件及层次关系，AWT和Swing之间的关系，还有容器及容器嵌套等等。