Java-GUI 编程之 Swing

Swing概述

 实际使用 Java 开发图形界面程序时 ，很少使用 AWT 组件，绝大部分时候都是用 Swing 组件开发的 。 Swing是由100%纯 Java实现的，不再依赖于本地平台的 GUI， 因此可以在所有平台上都保持相同的界面外观。独立于本地平台的Swing组件被称为轻量级组件;而依赖于本地平台的 AWT 组件被称为重量级组件。

 由于 Swing 的所有组件完全采用 Java 实现，不再调用本地平台的 GUI，所以导致 Swing 图形界面的显示速度要比 AWT 图形界面的显示速度慢一些，但相对于快速发展的硬件设施而言，这种微小的速度差别无妨大碍。

使用Swing的优势:

1. Swing 组件不再依赖于本地平台的 GUI，无须采用各种平台的 GUI 交集 ，因此 Swing 提供了大量图形界面组件 ， 远远超出了 AWT 所提供的图形界面组件集。

2. Swing 组件不再依赖于本地平台 GUI ，因此不会产生与平台 相关的 bug 。

3. Swing 组件在各种平台上运行时可以保证具有相同的图形界面外观。

4. Swing 提供的这些优势，让 Java 图形界面程序真正实现了 " Write Once, Run Anywhere" 的 目标。

Swing的特征：

1.Swing 组件采用 MVC(Model-View-Controller， 即模型一视图一控制器)设计模式：

• 模型(Model): 用于维护组件的各种状态；
• 视图(View): 是组件的可视化表现；
• 控制器(Controller):用于控制对于各种事件、组件做出响应 。

 当模型发生改变时，它会通知所有依赖它的视图，视图会根据模型数据来更新自己。Swing使用UI代理来包装视图和控制器， 还有一个模型对象来维护该组件的状态。例如，按钮JButton有一个维护其状态信息的模型ButtonModel对象 。 Swing组件的模型是自动设置的，因此一般都使用JButton，而无须关心ButtonModel对象。

2.Swing在不同的平台上表现一致，并且有能力提供本地平台不支持的显示外观 。由于 Swing采用 MVC 模式来维护各组件，所以 当组件的外观被改变时，对组件的状态信息(由模型维护)没有任何影响 。因 此，Swing可以使用插拔式外观感觉 (Pluggable Look And Feel, PLAF)来控制组件外观，使得 Swing图形界面在同一个平台上运行时能拥有不同的外观，用户可以选择自己喜欢的外观 。相比之下，在 AWT 图形界面中，由于控制组件外观的对等类与具体平台相关 ，因此 AWT 组件总是具有与本地平台相同的外观 。

Swing组件层次

Swing组件继承体系图：

​ 大部分Swing 组件都是 JComponent抽象类的直接或间接子类(并不是全部的 Swing 组件)，JComponent 类定义了所有子类组件的通用方法 ，JComponent 类是 AWT 里 java.awt. Container 类的子类 ，这也是 AWT 和 Swing 的联系之一。 绝大部分 Swing 组件类继承了 Container类，所以Swing 组件都可作为 容器使用 ( JFrame继承了Frame 类)。

Swing组件和AWT组件的对应关系：

​ 大部分情况下，只需要在AWT组件的名称前面加个J，就可以得到其对应的Swing组件名称，但有几个例外：

​ 1. JComboBox: 对应于 AWT 里的 Choice 组件，但比 Choice 组件功能更丰富 。

2. JFileChooser: 对应于 AWT 里的 FileDialog 组件 。

3. JScrollBar: 对应于 AWT 里的 Scrollbar 组件，注意两个组件类名中 b 字母的大小写差别。

4. JCheckBox : 对应于 AWT 里的 Checkbox 组件， 注意两个组件类名中 b 字母的大小 写差别 。

5. JCheckBoxMenultem: 对应于 AWT 里的 CheckboxMenuItem 组件，注意两个组件类名中 b字母的大小写差别。

Swing组件按照功能来分类：

AWT组件的Swing实现

​ Swing 为除 Canvas 之外的所有 AWT 组件提供了相应的实现，Swing 组件比 AWT 组件的功能更加强大。相对于 AWT 组件， Swing 组件具有如下 4 个额外的功能 :

1. 可以为 Swing 组件设置提示信息。使用 setToolTipText()方法，为组件设置对用户有帮助的提示信息 。

2. 很多 Swing 组件如按钮、标签、菜单项等，除使用文字外，还可以使用图标修饰自己。为了允许在 Swing 组件中使用图标， Swing为Icon 接口提供了 一个实现类: Imagelcon ，该实现类代表一个图像图标。

3. 支持插拔式的外观风格。每个 JComponent 对象都有一个相应的 ComponentUI 对象，为它完成所有的绘画、事件处理、决定尺寸大小等工作。 ComponentUI 对象依赖当前使用的 PLAF ， 使用 UIManager.setLookAndFeel()方法可以改变图形界面的外观风格 。

4. 支持设置边框。Swing 组件可以设置一个或多个边框。 Swing 中提供了各式各样的边框供用户边 用，也能建立组合边框或自己设计边框。 一种空白边框可以用于增大组件，同时协助布局管理器对容器中的组件进行合理的布局。

​ 每个 Swing 组件都有一个对应的UI 类，例如 JButton组件就有一个对应的 ButtonUI 类来作为UI代理 。每个 Swing组件的UI代理的类名总是将该 Swing 组件类名的 J 去掉，然后在后面添加 UI 后缀 。 UI代理类通常是一个抽象基类 ， 不同的 PLAF 会有不同的UI代理实现类 。 Swing 类库中包含了几套UI代理,分别放在不同的包下， 每套UI代理都几乎包含了所有 Swing组件的 ComponentUI实现，每套这样的实现都被称为一种PLAF 实现 。以 JButton 为例，其 UI 代理的继承层次下图：

​

​ 如果需要改变程序的外观风格， 则可以使用如下代码：

//容器：
JFrame jf = new JFrame();

try {

    //设置外观风格
    UIManager.setLookAndFeel("com.sun.java.swing.plaf.windows.WindowsLookAndFeel");

    //刷新jf容器及其内部组件的外观
    SwingUtilities.updateComponentTreeUI(jf);
} catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
}

案例：

​ 使用Swing组件，实现下图中的界面效果：

演示代码：

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.awt.event.InputEvent;

public class SwingComponentDemo {

    JFrame f = new JFrame("测试swing基本组件");

    // 定义一个按钮，并为其指定图标
    JButton ok = new JButton("确定",new ImageIcon("ok.png"));

    // 定义一个单选按钮，初始处于选中的状态
    JRadioButton male = new JRadioButton("男", true);
    // 定义一个单选按钮，初始处于选中状态
    JRadioButton female = new JRadioButton("女", false);

    // 定义一个ButtonGroup，把male和female组合起来，实现单选
    ButtonGroup bg = new ButtonGroup();

    // 定义一个复选框，初始处于没有选中状态
    JCheckBox married = new JCheckBox("是否已婚？", false);

    // 定义一个数组存储颜色
    String[] colors = { "红色", "绿色 ", "蓝色 " };

    // 定义一个下拉选择框，展示颜色
    JComboBox<String> colorChooser = new JComboBox<String>(colors);

    // 定一个列表框，展示颜色
    JList<String> colorList = new JList<String>(colors);

    // 定义一个8行20列的多行文本域
    JTextArea ta = new JTextArea(8, 20);

    // 定义一个40列的单行文本域
    JTextField name = new JTextField(40);

    // 定义菜单条
    JMenuBar mb = new JMenuBar();

    // 定义菜单
    JMenu file = new JMenu("文件");
    JMenu edit = new JMenu("编辑");

    // 创建菜单项，并指定图标
    JMenuItem newItem = new JMenuItem("新建", new ImageIcon("new.png"));
    JMenuItem saveItem = new JMenuItem("保存", new ImageIcon("save.png"));
    JMenuItem exitItem = new JMenuItem("退出", new ImageIcon("exit.png"));

    JCheckBoxMenuItem autoWrap = new JCheckBoxMenuItem("自动换行");
    JMenuItem copyItem = new JMenuItem("复制", new ImageIcon("copy.png"));
    JMenuItem pasteItem = new JMenuItem("粘贴", new ImageIcon("paste.png"));

    // 定义二级菜单，将来会添加到编辑中
    JMenu format = new JMenu("格式");
    JMenuItem commentItem = new JMenuItem("注释");
    JMenuItem cancelItem = new JMenuItem("取消注释");

    // 定义一个右键菜单，用于设置程序的外观风格
    JPopupMenu pop = new JPopupMenu();

    // 定义一个ButtongGroup对象，用于组合风格按钮，形成单选
    ButtonGroup flavorGroup = new ButtonGroup();

    // 定义五个单选按钮菜单项，用于设置程序风格
    JRadioButtonMenuItem metalItem = new JRadioButtonMenuItem("Metal 风格", true);
    JRadioButtonMenuItem nimbusItem = new JRadioButtonMenuItem("Nimbus 风格", true);
    JRadioButtonMenuItem windowsItem = new JRadioButtonMenuItem("Windows 风格", true);
    JRadioButtonMenuItem classicItem = new JRadioButtonMenuItem("Windows 经典风格", true);
    JRadioButtonMenuItem motifItem = new JRadioButtonMenuItem("Motif 风格", true);

    // 初始化界面
    public void init() {

        // ------------------------组合主区域------------------------
        // 创建一个装载文本框和按钮的JPanel
        JPanel bottom = new JPanel();
        bottom.add(name);
        bottom.add(ok);

        f.add(bottom, BorderLayout.SOUTH);

        // 创建一个装载下拉选择框、三个JChekBox的JPanel
        JPanel checkPanel = new JPanel();
        checkPanel.add(colorChooser);
        bg.add(male);
        bg.add(female);

        checkPanel.add(male);
        checkPanel.add(female);
        checkPanel.add(married);

        // 创建一个垂直排列的Box，装载checkPanel和多行文本域
        Box topLeft = Box.createVerticalBox();

        // 使用JScrollPane作为普通组件的JViewPort
        JScrollPane taJsp = new JScrollPane(ta);
        topLeft.add(taJsp);
        topLeft.add(checkPanel);

        // 创建一个水平排列的Box，装载topLeft和colorList
        Box top = Box.createHorizontalBox();
        top.add(topLeft);
        top.add(colorList);

        // 将top Box 添加到窗口的中间
        f.add(top);

        // ---------------------------组合菜单条----------------------------------------------
        // 为newItem添加快捷键 ctrl+N
        newItem.setAccelerator(KeyStroke.getKeyStroke('N', InputEvent.CTRL_MASK));
        newItem.addActionListener(new ActionListener() {

            public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                ta.append("用户点击了“新建”菜单\n");
            }
        });

        // 为file添加菜单项
        file.add(newItem);
        file.add(saveItem);
        file.add(exitItem);

        // 为edit添加菜单项
        edit.add(autoWrap);
        edit.addSeparator();
        edit.add(copyItem);
        edit.add(pasteItem);
        // 为commentItem添加提示信息
        commentItem.setToolTipText("将程序代码注释起来");

        // 为format菜单添加菜单项
        format.add(commentItem);
        format.add(cancelItem);

        // 给edit添加一个分隔符
        edit.addSeparator();

        // 把format添加到edit中形成二级菜单
        edit.add(format);

        // 把edit file 添加到菜单条中
        mb.add(file);
        mb.add(edit);

        // 把菜单条设置给窗口
        f.setJMenuBar(mb);

        // ------------------------组合右键菜单-----------------------------

        flavorGroup.add(metalItem);
        flavorGroup.add(nimbusItem);
        flavorGroup.add(windowsItem);
        flavorGroup.add(classicItem);
        flavorGroup.add(motifItem);

        // 给5个风格菜单创建事件监听器
        ActionListener flavorLister = new ActionListener() {
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                String command = e.getActionCommand();
                try {
                    changeFlavor(command);
                } catch (Exception e1) {
                    e1.printStackTrace();
                }
            }
        };

        // 为5个风格菜单项注册监听器
        metalItem.addActionListener(flavorLister);
        nimbusItem.addActionListener(flavorLister);
        windowsItem.addActionListener(flavorLister);
        classicItem.addActionListener(flavorLister);
        motifItem.addActionListener(flavorLister);

        pop.add(metalItem);
        pop.add(nimbusItem);
        pop.add(windowsItem);
        pop.add(classicItem);
        pop.add(motifItem);

        // 调用ta组件的setComponentPopupMenu即可设置右键菜单，无需使用事件
        ta.setComponentPopupMenu(pop);

        // 设置关闭窗口时推出程序
        f.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

        // 设置jFrame最佳大小并可见
        f.pack();
        f.setVisible(true);

    }

    // 定义一个方法，用于改变界面风格
    private void changeFlavor(String command) throws Exception {
        switch (command) {
            case "Metal 风格":
                UIManager.setLookAndFeel("javax.swing.plaf.metal.MetalLookAndFeel");
                break;
            case "Nimbus 风格":
                UIManager.setLookAndFeel("javax.swing.plaf.nimbus.NimbusLookAndFeel");
                break;
            case "Windows 风格":
                UIManager.setLookAndFeel("com.sun.java.swing.plaf.windows.WindowsLookAndFeel");
                break;
            case "Windows 经典风格":
                UIManager.setLookAndFeel("com.sun.java.swing.plaf.windows.WindowsClassicLookAndFeel");
                break;
            case "Motif 风格":
                UIManager.setLookAndFeel("com.sun.java.swing.plaf.motif.MotifLookAndFeel");
                break;
        }

        // 更新f窗口内顶级容器以及所有组件的UI
        SwingUtilities.updateComponentTreeUI(f.getContentPane());
        // 更新mb菜单条及每部所有组件UI
        SwingUtilities.updateComponentTreeUI(mb);
        // 更新右键菜单及内部所有菜单项的UI
        SwingUtilities.updateComponentTreeUI(pop);
    }

    public static void main(String[] args) {
        new SwingComponentDemo().init();
    }

}

注意细节：

1.Swing菜单项指定快捷键时必须通过组件名.setAccelerator(keyStroke.getKeyStroke("大写字母",InputEvent.CTRL_MASK))方法来设置，其中KeyStroke代表一次击键动作，可以直接通过按键对应字母来指定该击键动作 。

2.更新JFrame的风格时，调用了 SwingUtilities.updateComponentTreeUI(f.getContentPane());这是因为如果直接更新 JFrame 本身 ，将会导致 JFrame 也被更新， JFrame 是一个特殊的容器 ， JFrame 依然部分依赖于本地平台的图形组件 。如果强制 JFrame 更新，则有可能导致该窗口失去标题栏和边框 。

3.给组件设置右键菜单，不需要使用监听器，只需要调用setComponentPopupMenu()方法即可，更简单。

4.关闭JFrame窗口，也无需监听器，只需要调用setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE)方法即可，更简单。

5.如果需要让某个组件支持滚动条，只需要把该组件放入到JScrollPane中，然后使用JScrollPane即可。

公众号文章地址：

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