难度中等,适合 Java 基础扎实,对 Java 核心 API 有所熟悉的同学学习

No1、制作GUI界面

一、实验介绍

1.1 实验内容

本节课程的主要内容是准备开发环境,建立项目并完成 GUI 界面的编程实现。

1.2 实验知识点

Java Swing 编程

1.3 实验环境

本实验环境采用带桌面的 Ubuntu Linux 环境,实验中会用到的环境或软件:

JDK1.7

Eclipse。

1.4 适合人群

本节课程难度较低,属于初级课程,适合要想学习Java Swing 编程的同学学习。

1.5 代码获取

你可以在Xfce终端下通过下面命令将实验的完整工程项目下载到实验楼环境中,作为参照对比进行学习。

$ wget http://labfile.oss.aliyuncs.com/courses/287/MyEdit.tar.gz

二、项目文件结构

三、实验步骤

这一节我们将开发GUI界面。

3.1 新建项目

首先请双击打开桌面上的 Eclipse ,等待它启动完成后,在菜单 File 中点击 New -> Java Project选项。 此处输入图片的描述

在弹出的窗口里填写项目的名称 MyEdit,然后点击 Finish 按钮。

3.2 创建包和类

项目创建完成后,我们需要按照之前的项目结构来创建各个类。本项目一共有两个类:

FileWindow:主要方法类,用作GUI界面以及逻辑功能的实现

Main:测试类

因此我们首先需要创建一个名为 com.hijackykun.myedit 的包。

请在创建好的项目目录 src 文件夹上右键点击,然后选择 New -> Package。

在弹出的 New Java Package 对话框中填写包名com.shiyanlou.myedit,并点击 Finish 按钮。

最后,在新建好的包下新建FileWindow和Main类。

3.3 GUI 界面的实现

GUI界面的效果图如下:

界面的设计采用卡片布局(CardLayout),白色文本域为程序输入区,粉红色文本域为编译结果显示区,浅蓝色文本域为程序运行结果区。点击上方不同的功能按钮显示对应的文本域。

在FileWindow类中编写实现 GUI 的代码,相关的代码如下,代码的讲解将会以注释的形式进行,请在编写代码的同时留意相关的注释。

注:以下代码均未导入相关的包

public class FileWindow extends JFrame implements ActionListener, Runnable {

/*注意:因为实现了ActionListener 和Runnable接口,所以必须要实现这两个接口的方法。这里我们先把这两个方法简单实现以下。下节课将彻底完成这两个方法。*/

Thread compiler = null;

Thread run_prom = null;

boolean bn = true;

CardLayout mycard;  //声明布局,以后会用到

File file_saved = null;

JButton button_input_txt,   //按钮的定义

button_compiler_text,

button_compiler,

button_run_prom,

button_see_doswin;

JPanel p = new JPanel();

JTextArea input_text = new JTextArea(); // 程序输入区

JTextArea compiler_text = new JTextArea();// 编译错误显示区

JTextArea dos_out_text = new JTextArea();// 程序的输出信息

JTextField input_file_name_text = new JTextField();

JTextField run_file_name_text = new JTextField();

public FileWindow() {

// TODO Auto-generated constructor stub

super("Java语言编译器");

mycard = new CardLayout();

compiler=new Thread(this);

run_prom=new Thread(this);

button_input_txt=new JButton("程序输入区(白色)");

button_compiler_text=new JButton("编译结果区(粉红色)");

button_see_doswin=new JButton("程序运行结果(浅蓝色)");

button_compiler=new JButton("编译程序");

button_run_prom=new JButton("运行程序");

p.setLayout(mycard);//设置卡片布局

p.add("input",input_text);//定义卡片名称

p.add("compiler", compiler_text);

p.add("dos",dos_out_text);

add(p,"Center");

compiler_text.setBackground(Color.pink); //设置颜色

dos_out_text.setBackground(Color.cyan);

JPanel p1=new JPanel();

p1.setLayout(new GridLayout(3, 3)); //设置表格布局

//添加组件

p1.add(button_input_txt);

p1.add(button_compiler_text);

p1.add(button_see_doswin);

p1.add(new JLabel("输入编译文件名(.java):"));

p1.add(input_file_name_text);

p1.add(button_compiler);

p1.add(new JLabel("输入应用程序主类名"));

p1.add(run_file_name_text);

p1.add(button_run_prom);

add(p1,"North");

//定义事件

button_input_txt.addActionListener(this);

button_compiler.addActionListener(this);

button_compiler_text.addActionListener(this);

button_run_prom.addActionListener(this);

button_see_doswin.addActionListener(this);

}

public void actionPerformed(ActionEvent e)

{

//实现方法

}

@Override

public void run() {

//实现方法

}

}

到此,我们的 GUI 界面就算做好了!

3.4 测试类的实现

下面,我们赶紧做个测试类,测试一下我们的界面。

Main.java:

import java.awt.event.WindowAdapter;

import java.awt.event.WindowEvent;

public class Main {

public static void main(String[] args) {

// TODO Auto-generated method stub

FileWindow win=new FileWindow();

win.pack();

win.addWindowListener(new WindowAdapter() {

public void windowClosing(WindowEvent e)

{

System.exit(0);

}

});

win.setBounds(200, 180,550,360);

win.setVisible(true);

}

}

界面和测试类就完成了。

四、实验总结

在本节实验中,我们完成了项目的创建以及 GUI 界面,下节实验我们将完善本节的遗留问题,实现界面组件事件响应逻辑和Java文件的编辑、编译及运行。主要包括两个方法:

public void actionPerformed(ActionEvent e)

public void run()

No2、实现功能

一、实验介绍

1.1 实验内容

在上节实验中我们完成了编辑器的界面,可是按钮的响应功能并未完成,在本节实验中我们将实现界面组件事件响应逻辑和Java文件的编辑、编译及运行。主要包括两个方法:

public void actionPerformed(ActionEvent e)

public void run()

1.2 实验知识点

Java Swing 编程

IO 流操作

Runtime 类

Thread 的使用

1.3 实验环境

本实验环境采用带桌面的 Ubuntu Linux 环境,实验中会用到的环境或软件:

JDK1.7

Eclipse。

1.4 适合人群

本节课程难度较难,属于中级课程,适合对 Java 核心 API 有较深入理解的同学学习。

1.5 代码获取

你可以在Xfce终端下通过下面命令将实验的完整工程项目下载到实验楼环境中,作为参照对比进行学习。

$ wget http://labfile.oss.aliyuncs.com/courses/287/MyEdit.tar.gz

二、项目文件结构

三、实验步骤

3.1 actionPerformed 方法的实现

首先咱们实现 public void actionPerformed(ActionEvent e) 这个方法。代码中的注释进行了详细的讲解。

public void actionPerformed(ActionEvent e)

{

if(e.getSource()==button_input_txt)

{    //显示程序输入区

mycard.show(p,"input");

}

else if(e.getSource()==button_compiler_text)

{    //显示编译结果显示区

mycard.show(p,"compiler");

}

else if(e.getSource()==button_see_doswin)

{    //显示程序运行结果区

mycard.show(p,"dos");

}

else if(e.getSource()==button_compiler)

{    //如果是编译按钮,执行编译文件的方法

if(!(compiler.isAlive()))

{

compiler=new Thread(this);

}

try {

compiler.start();

} catch (Exception e2) {

// TODO: handle exception

e2.printStackTrace();

}

mycard.show(p,"compiler");

}

else if(e.getSource()==button_run_prom)

{    //如果是运行按钮,执行运行文件的方法

if(!(run_prom.isAlive()))

{

run_prom=new Thread(this);

}

try {

run_prom.start();

} catch (Exception e2) {

// TODO: handle exception

e2.printStackTrace();

}

mycard.show(p,"dos");

}

}

以上的代码就是通过比较来判断需要处理哪些事件。

3.2 run 方法的实现

然后就剩一个 run() 方法,也是最重要的一个方法。在这个方法里会判断是编译还是运行:

如果当前Thread是编译,那么会将程序输入区中的代码以.java文件的形式保存到项目的当前目录下,并通过javac命令执行刚才保存的.java文件生成.class文件,编译后的信息会输出到编译结果显示区。

如果当前Thread是运行,那么会通过java命令执行编译生成的.class文件,并将程序结果显示到程序运行结果区中。

public void run() {

//TODO Auto-generated method stub

if(Thread.currentThread()==compiler)

{

compiler_text.setText(null);

String temp=input_text.getText().trim();

byte [] buffer=temp.getBytes();

int b=buffer.length;

String file_name=null;

file_name=input_file_name_text.getText().trim();

try {

file_saved=new File(file_name);

FileOutputStream writefile=null;

writefile=new FileOutputStream(file_saved);

writefile.write(buffer, 0, b);

writefile.close();

} catch (Exception e) {

// TODO: handle exception

System.out.println("ERROR");

}

try {

//获得该进程的错误流,才可以知道运行结果到底是失败了还是成功。

Runtime rt=Runtime.getRuntime();

InputStream in=rt.exec("javac "+file_name).getErrorStream(); //通过Runtime调用javac命令。注意:“javac ”这个字符串是有一个空格的!!

BufferedInputStream bufIn=new BufferedInputStream(in);

byte[] shuzu=new byte[100];

int n=0;

boolean flag=true;

//输入错误信息

while((n=bufIn.read(shuzu, 0,shuzu.length))!=-1)

{

String s=null;

s=new String(shuzu,0,n);

compiler_text.append(s);

if(s!=null)

{

flag=false;

}

}

//判断是否编译成功

if(flag)

{

compiler_text.append("Compile Succeed!");

}

} catch (Exception e) {

// TODO: handle exception

}

}

else if(Thread.currentThread()==run_prom)

{

//运行文件,并将结果输出到dos_out_text

dos_out_text.setText(null);

try {

Runtime rt=Runtime.getRuntime();

String path=run_file_name_text.getText().trim();

Process stream=rt.exec("java "+path);//调用java命令

InputStream in=stream.getInputStream();

BufferedInputStream bisErr=new BufferedInputStream(stream.getErrorStream());

BufferedInputStream bisIn=new BufferedInputStream(in);

byte[] buf=new byte[150];

byte[] err_buf=new byte[150];

@SuppressWarnings("unused")

int m=0;

@SuppressWarnings("unused")

int i=0;

String s=null;

String err=null;

//打印编译信息及错误信息

while((m=bisIn.read(buf, 0, 150))!=-1)

{

s=new String(buf,0,150);

dos_out_text.append(s);

}

while((i=bisErr.read(err_buf))!=-1)

{

err=new String(err_buf,0,150);

dos_out_text.append(err);

}

}

catch (Exception e) {

// TODO: handle exception

}

}

}

3.3 进行简单测试

点击编译按钮会出现错误信息,证明距离成功不远了。

运行按钮错误:

点击按钮在程序输入区(白色),写一个简单的测试小程序吧!代码如下:

class a

{

public static void main(String [] args)

{

System.out.println("Hello ShiYanLou");

}

}

接着在输入编译文件名(.java)后面的文本框里填入与类名相同的.java文件,如a.java,点击编译程序。

如果程序没有出错,那么编译结果显示如下:

在输入应用程序主类名后面的文本框里填入类名,如a,点击运行程序。

程序的运行结果将会显示在浅蓝色的文本域中。

重新编辑的时候需要点击按钮在程序输入区(白色),在白色文本域进行输入。

三、实验总结

至此,我们终于完成了整个程序,实现了编辑Java代码、编译和运行Java文件的功能。本次课程涉及的知识点比较复杂,特别是 Runtime 类和 Thread 的使用,希望同学们下来能够对这些知识点进行巩固。

五、课后习题

同学们下来考虑如何丰富其功能,例如 “代码高亮”、“代码自动补全” 等等。这些功能有的比较难,不一定要实现,但要勤于思考。

具体代码:

FileWindow.java

package com.hijackykun.myedit;
import java.awt.CardLayout;
import java.awt.Color;
import java.awt.GridLayout;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.InputStream; import javax.swing.JButton;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JLabel;
import javax.swing.JPanel;
import javax.swing.JTextArea;
import javax.swing.JTextField; @SuppressWarnings("serial")
//压制信息,不会的同学可以不理会。
public class FileWindow extends JFrame implements ActionListener,Runnable{
/*注意:因为实现了ActionListener 和Runnable接口,所以必须要实现这两个接口的方法。
* 这里我们先把这两个方法简单实现以下。下节课将彻底完成这两个方法。*/
Thread compiler = null;
Thread run_prom = null;
boolean bn = true;
CardLayout mycard; //声明布局,以后会用到
File file_saved = null;
JButton button_input_txt, //按钮的定义
button_compiler_text,
button_compiler,
button_run_prom,
button_see_doswin;
JPanel p = new JPanel();
JTextArea input_text = new JTextArea(); // 程序输入区
JTextArea compiler_text = new JTextArea();// 编译错误显示区
JTextArea dos_out_text = new JTextArea();// 程序的输出信息
JTextField input_file_name_text = new JTextField();
JTextField run_file_name_text = new JTextField();
public FileWindow() {
// TODO Auto-generated constructor stub
super("Java语言编译器");
mycard = new CardLayout();
compiler=new Thread(this);
run_prom=new Thread(this);
button_input_txt=new JButton("程序输入区(白色)");
button_compiler_text=new JButton("编译结果区(粉红色)");
button_see_doswin=new JButton("程序运行结果(浅蓝色)");
button_compiler=new JButton("编译程序");
button_run_prom=new JButton("运行程序");
p.setLayout(mycard);//设置卡片布局
p.add("input",input_text);//定义卡片名称
p.add("compiler", compiler_text);
p.add("dos",dos_out_text);
add(p,"Center"); compiler_text.setBackground(Color.pink); //设置颜色
dos_out_text.setBackground(Color.cyan);
JPanel p1=new JPanel(); p1.setLayout(new GridLayout(3, 3)); //设置表格布局
//添加组件
p1.add(button_input_txt);
p1.add(button_compiler_text);
p1.add(button_see_doswin);
p1.add(new JLabel("输入编译文件名(.java):"));
p1.add(input_file_name_text);
p1.add(button_compiler);
p1.add(new JLabel("输入应用程序主类名"));
p1.add(run_file_name_text);
p1.add(button_run_prom);
add(p1,"North"); //定义事件
button_input_txt.addActionListener(this);
button_compiler.addActionListener(this);
button_compiler_text.addActionListener(this);
button_run_prom.addActionListener(this);
button_see_doswin.addActionListener(this);
} @Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
// TODO Auto-generated method stub
if(e.getSource()==button_input_txt)
{ //显示程序输入区
mycard.show(p,"input");
}
else if(e.getSource()==button_compiler_text)
{ //显示编译结果显示区
mycard.show(p,"compiler");
}
else if(e.getSource()==button_see_doswin)
{ //显示程序运行结果区
mycard.show(p,"dos");
}
else if(e.getSource()==button_compiler)
{ //如果是编译按钮,执行编译文件的方法
if(!(compiler.isAlive()))
{
compiler=new Thread(this);
}
try {
compiler.start(); } catch (Exception e2) {
// TODO: handle exception
e2.printStackTrace();
} mycard.show(p,"compiler"); }
else if(e.getSource()==button_run_prom)
{ //如果是运行按钮,执行运行文件的方法
if(!(run_prom.isAlive()))
{
run_prom=new Thread(this);
}
try {
run_prom.start();
} catch (Exception e2) {
// TODO: handle exception
e2.printStackTrace();
}
mycard.show(p,"dos");
} } @Override
public void run() {
// TODO Auto-generated method stub
if (Thread.currentThread() == compiler) {
compiler_text.setText(null);
String temp = input_text.getText().trim();
byte[] buffer = temp.getBytes();
int b = buffer.length;
String file_name = null;
file_name = input_file_name_text.getText().trim(); try {
file_saved = new File(file_name);
FileOutputStream writefile = null;
writefile = new FileOutputStream(file_saved);
writefile.write(buffer, 0, b);
writefile.close();
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
System.out.println("ERROR");
}
try {
// 获得该进程的错误流,才可以知道运行结果到底是失败了还是成功。
Runtime rt = Runtime.getRuntime();
InputStream in = rt.exec("javac " + file_name).getErrorStream();
// 通过Runtime调用javac命令。注意:“javac ”这个字符串是有一个空格的!!
BufferedInputStream bufIn = new BufferedInputStream(in);
byte[] shuzu = new byte[100];
int n = 0;
boolean flag = true;
// 输入错误信息
while ((n = bufIn.read(shuzu, 0, shuzu.length)) != -1) {
String s = null;
s = new String(shuzu, 0, n);
compiler_text.append(s);
if (s != null) {
flag = false;
}
}
// 判断是否编译成功
if (flag) {
compiler_text.append("Compile Succeed!");
}
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
} else if (Thread.currentThread() == run_prom) {
// 运行文件,并将结果输出到dos_out_text
dos_out_text.setText(null);
try {
Runtime rt = Runtime.getRuntime();
String path = run_file_name_text.getText().trim();
Process stream = rt.exec("java " + path);// 调用java命令
InputStream in = stream.getInputStream();
BufferedInputStream bisErr = new BufferedInputStream(
stream.getErrorStream());
BufferedInputStream bisIn = new BufferedInputStream(in);
byte[] buf = new byte[150];
byte[] err_buf = new byte[150];
@SuppressWarnings("unused")
int m = 0;
@SuppressWarnings("unused")
int i = 0;
String s = null;
String err = null;
// 打印编译信息及错误信息
while ((m = bisIn.read(buf, 0, 150)) != -1) {
s = new String(buf, 0, 150);
dos_out_text.append(s);
}
while ((i = bisErr.read(err_buf)) != -1) {
err = new String(err_buf, 0, 150);
dos_out_text.append(err);
}
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
}
}
}

Main.java

package com.hijackykun.myedit;

import java.awt.event.WindowAdapter;
import java.awt.event.WindowEvent; public class Main { public static void main(String[] args) {
FileWindow win =new FileWindow();
win.pack();//根据窗口里面的布局及组件的preferredSize来确定frame的最佳大小
win.addWindowListener(new WindowAdapter() {
@Override
public void windowClosing(WindowEvent e) {
System.exit(0);
}
});
//setBounds(x,y,width,height);
//x:组件在容器X轴上的起点 y:组件在容器Y轴上的起点 width:组件的长度 height:组件的高度
win.setBounds(200, 180, 550, 360);
win.setVisible(true);
} }

参考来源:https://www.shiyanlou.com/courses/287

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