Java程序設(shè)計(jì)教程（第三版）課件 項(xiàng)目九 圖形用戶界面編程

項(xiàng)目九圖形用戶界面編程

制作一個(gè)圖形界面的計(jì)算器，要求有基本的標(biāo)題欄及Windows按鈕，數(shù)字顯示界面及1、2、3、...8、9、0十個(gè)數(shù)字鍵、加、減、乘、除四則運(yùn)算鍵及小數(shù)點(diǎn)、等號(hào)鍵。能夠用這個(gè)計(jì)算器完成基本的四則運(yùn)算并正確地顯示出來。項(xiàng)目描述

任務(wù)一框架的設(shè)計(jì)

【任務(wù)描述】

任務(wù)9_1：創(chuàng)建一個(gè)空的框架。任務(wù)9_2：向這個(gè)框架中添加組件?！颈貍渲R(shí)】

1．什么是圖形界面程序設(shè)計(jì)

自從MicrosoftWindows1.0誕生以來，計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)由原來DOS的命令行界面飛躍到了圖形界面，大大地方便了用戶的操作，提升了人機(jī)交互的功能。而MicrosoftVisioStudio及DELPHI、Matlab等開發(fā)工具集的出現(xiàn)，將傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)提升到了圖形用戶界面時(shí)代。

圖形用戶界面（GraphicalUserInterface，簡(jiǎn)稱GUI）為用戶和應(yīng)用程序之間的交互提供了直觀、方便的交流方式。用戶使用鍵盤和鼠標(biāo)操作圖形界面上的按鈕、菜單等元素向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)送命令，系統(tǒng)運(yùn)行的結(jié)果也以圖形的方式顯示給用戶。因此現(xiàn)代程序設(shè)計(jì)語言幾乎都能支持圖形用戶界面。

2．GUI使用的組件編寫Java的圖形用戶界面程序可以使用AWT組件，也可以使用Swing組件。

Java在早期版本中包含一個(gè)用于GUI程序設(shè)計(jì)的類庫，稱為抽象窗口工具箱（AWT組件）。AWT將處理用戶界面的任務(wù)委派給操作系統(tǒng)，由底層平臺(tái)負(fù)責(zé)創(chuàng)建圖形界面元素。對(duì)于簡(jiǎn)單的程序來說，AWT是比較有效的。但是，菜單、滾動(dòng)條、文本區(qū)域等的形狀和操作方式是由操作系統(tǒng)來決定的，在不同版本的操作系統(tǒng)中（如Windows98和WindowsXP）差異會(huì)較大。而且，有些系統(tǒng)沒有Windows、Macintosh這樣豐富的圖形界面組件集合，也限制了AWT組件編寫程序的使用范圍。結(jié)果是，AWT組件編寫的程序遠(yuǎn)不如Windows的程序美觀，也沒有提供這些平臺(tái)的用戶熟悉的功能。更重要的是，在不同平臺(tái)下圖形界面庫的Bug也不同，給開發(fā)人員帶來了很多的麻煩。

Swing組件的工作方式與SWT組件完成不同，它在空白窗口上繪制菜單、按鈕、文本框等元素，它所編寫的程序在所有平臺(tái)上外觀和操作方式是一樣的。由于它的方便和通用性，現(xiàn)在Swing組件是Java基礎(chǔ)類庫的一部分。與AWT相比，Swing的優(yōu)點(diǎn)如下：1.Swing有一個(gè)豐富的、方便的圖形界面組件集合，有些組件是AWT沒有的；2.Swing對(duì)操作系統(tǒng)依賴較少，因此與底層平臺(tái)相關(guān)的bug就少；3.Swing在不同平臺(tái)上運(yùn)行的界面是一樣的。必須要說的是，雖然現(xiàn)然的Java同時(shí)支持AWT組件和Swing組件，但兩種組件混合在一起使用可能產(chǎn)生一些無法預(yù)料的錯(cuò)誤，所以在同一程序中，或者全部使用AWT組件，或者全部使用Swing組件。由于Swing組件的諸多優(yōu)點(diǎn)，因此我們?cè)诖苏鹿?jié)中只講解Swing組件圖形界面編程。3．容器類、組件類與輔助類Java支持GUI程序設(shè)計(jì)的類分為容器類、組件類與輔助類，這些類很好地利用了面向?qū)ο蟮睦^承特性，圖7.1列舉了一部分GUI類的層次結(jié)構(gòu)。容器類是用于包含其它組件的類，在圖7.1中，F(xiàn)rame、Panel、Applet是AWT的容器類，JFrame、JPanel、JApplet是Swing類的容器類。JComponent是所有Swing組件類的超類，常用的Swing組件有JButton、JTextField、JTextArea、JRadioButton、JMenu等，它們都是JComponent的子類。輔助類用來描述GUI組件的屬性，如環(huán)境、顏色、字體。常用的輔助類有Color、GraphicsFont、LayoutManager等。圖9.1GUI類的層次結(jié)構(gòu)4．框架JFrame在Java中，框架是容器，它能包含按鈕、文本框、菜單等組件。在Swing組件中，用JFrame類描述框架。JButton、JFrame、JDialog、JApplet都是常用的Swing組件。JFrame的常用構(gòu)造方法如下：JFrame()JFrame(Stringtitle)//創(chuàng)建一個(gè)標(biāo)題為title的框架JFrame的常用成員方法還有：voidsetTitle(Stringtitle)//設(shè)置框架的標(biāo)題StringgetTitle()//返回框架的標(biāo)題voidsetVisible(booleanb)//設(shè)置框架的可見性voidsetSize(doublew,doubleh)//設(shè)置框架的寬和高voidsetLocation(intx,inty)//設(shè)置框架左上角的座標(biāo)ContainergetContentPane()//返回框架的內(nèi)容面板voidpack()//根據(jù)框架中放置的組件調(diào)整窗口大小voidsetJMenuBar(JMenuBarmenubar)//為框架設(shè)置菜單條voidsetDefaultCloseOperation(into)//設(shè)置關(guān)閉窗口后的默認(rèn)操作編寫GUI程序，經(jīng)常通過繼承JFrame定義新的框架類，在新的框架類中定義GUI界面及其組件。【解題思路】

任務(wù)9_1：

1.繼承JFrame定義一個(gè)新的框架類；

2.設(shè)置常見成員方法；

3.創(chuàng)建這個(gè)類的對(duì)象，調(diào)用這些繼承的方法。任務(wù)9_2：

4.調(diào)用getContentPane()方法獲得JFrame的內(nèi)容面板；

5.調(diào)用Container的add()方法把組件加入到內(nèi)容面板；

6.添加按鈕?！救蝿?wù)透析】//Example9_1.javaimportjavax.swing.JFrame;public

classExample7_1{

public

static

voidmain(String[]args){ EmptyFramef=newEmptyFrame("一個(gè)框架");//設(shè)置框架名稱

f.setVisible(true);//設(shè)置框架可見

f.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);}}class

EmptyFrame

extendsJFrame{

publicEmptyFrame(Stringtitle){

super(title);//調(diào)用超類的構(gòu)造方法

setSize(300,200);//框架大小為300*200setLocation(400,300);//框架位置為距左上角400,300像素

}}圖9.2Example9_1.java的運(yùn)行結(jié)果//Example9_2.javaimport

java.awt.Container;importjavax.swing.JButton;importjavax.swing.JFrame;public

classExample7_2{

public

static

voidmain(String[]args){ JFrameb=newButtonFrame();//超類變量引用子類對(duì)象

b.setTitle("框架和按鈕");//設(shè)置框架的標(biāo)題

b.setSize(300,200); b.setLocation(400,300);b.setVisible(true);b.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);}}class

ButtonFrame

extendsJFrame{

publicButtonFrame(){JButtonj=newJButton("Hello");//創(chuàng)建按鈕對(duì)象j,按鈕上顯示Helloadd(j);}//把按鈕對(duì)象j加入內(nèi)容面板}圖9.3Example9_2.java的運(yùn)行結(jié)果【課堂提問】

★什么容器類？什么是組件類和輔助類？常用的容器類和組件類、輔助類有哪些？

★組件類一定要放在容器類中嗎？

★JFrame的setVisible()方法有什么作用？如果不調(diào)用這個(gè)方法會(huì)如何？

★JFrame的內(nèi)容面板作用是什么？如何向JFrame中添加組件？

【現(xiàn)場(chǎng)演練】

建立一個(gè)界面，容器為Applet類，窗口是藍(lán)色，框架標(biāo)題為“多個(gè)按鈕的窗口”，添加兩至三個(gè)按鈕。任務(wù)二按鈕和文本區(qū)的設(shè)計(jì)布局

【任務(wù)描述】任務(wù)9_3：向框架中添加一個(gè)文本框。任務(wù)9_4：向框架中添加16個(gè)按鈕，做成簡(jiǎn)單計(jì)算器的界面，排列整齊。【必備知識(shí)】1．文本框Swing的文本輸入類包括文本框JTextField、文本區(qū)JTextArea和密碼框JPasswordField。JTextField和JTextArea是JTextComponent的子類，而JPasswordField是JTextField的子類，因此這三個(gè)類的很多方法是從JTextComponent繼承的，其中常用方法有：voidsetEditable(booleanb)//設(shè)置可否編輯文本voidsetText(Stringtext)//設(shè)置文本StringgetText()//獲取文本JTextField常用的構(gòu)造方法有：JTextField()JTextField(intcolumns)//指定文本框的寬度是多少個(gè)字符JTextField(Stringtext)//指定文本框的原始文本與文本框類似，文本區(qū)是多行的，可以輸入的文字內(nèi)容較多，而密碼框則與文本框外觀一至，輸入的文字會(huì)以掩碼顯示。2．幾種常見的布局管理器布局管理器用來管理組件如何放置在容器中，最常見的四種AWT布局類FlowLayout、BorderLayout、GridLayout和CardLayout都實(shí)現(xiàn)了接口LayoutManager。每種容器類都有一種默認(rèn)的布局管理方式。JFrame默認(rèn)布局是BorderLayout，JPane默認(rèn)布局是FlowLayout。除了使用默認(rèn)布局外，容器還可以使用下列方法設(shè)置布局：voidsetLayout(LayoutManagerm)例如，如果JPanel面板改用BorderLayout，可以使用如下語句：JPanelj=newJPane();BorderLayoutb=newBorderLayout();j.setLayout(b);也可以簡(jiǎn)寫為：JPanelj=newJPanel();j.setLayout(newBorderLayout());FlowLayout是最簡(jiǎn)單的布局管理器，它按照添加的順序，把組件從左到右排列在容器中，放滿一行后開始新的一行。BorderLayout布局管理器將容器劃分為東西南北中五個(gè)區(qū)，在容器中加載組件時(shí)必須指定加載到哪個(gè)區(qū)。GridLayout布局把容器劃分為若干行和列大小相等的網(wǎng)格單元，組件就放置在網(wǎng)絡(luò)中。CardLayout布局像管理卡片一樣管理組件，每張卡片上放置一個(gè)組件，每次只有一張卡片可見。3．GridLayout布局在此項(xiàng)目中我們用GridLayout布局實(shí)現(xiàn)計(jì)算器。GridLayout的構(gòu)造方法有：GridLayout()//行數(shù)為1，每個(gè)組件占一列GridLayout(introws,intcols)//指定行數(shù)和列數(shù)GridLayout(introws,intcols,inthgap,intvgap)//指定組件水平和垂直方向間隔【解題思路】

任務(wù)9_3：1.繼承JFrame定義一個(gè)新的框架類；2.設(shè)置GridLayout布局；3.向框架中添加一個(gè)文本框；任務(wù)9_4：4.向框架中添加16個(gè)按鈕；5.設(shè)置16個(gè)按鈕的顯示文字；6.調(diào)整整個(gè)框架窗口的布局。【任務(wù)透析】//Example9_3.javaimportjava.awt.BorderLayout;import

java.awt.GridLayout;import

javax.swing.JButton;importjavax.swing.JFrame;import

javax.swing.JPanel;importjavax.swing.JTextField;public

classExample7_3{

public

static

voidmain(String[]args){GridLayoutDf=newGridLayoutD();f.setTitle("計(jì)算器");f.setSize(250,180);f.setLocation(400,300);f.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);f.setVisible(true);}}class

GridLayoutD

extendsJFrame{ GridLayoutD() {add(newJTextField(10),BorderLayout.NORTH); }}圖9.4Example9_3.java的運(yùn)行結(jié)果//Example9_4.javaimportjava.awt.BorderLayout;importjava.awt.GridLayout;importjavax.swing.JButton;importjavax.swing.JFrame;importjavax.swing.JPanel;importjavax.swing.JTextField;public

classExample7_4{

public

static

voidmain(String[]args){ GridLayoutDf=newGridLayoutD();

f.setTitle("計(jì)算器");f.setSize(250,180);f.setLocation(400,300);f.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);f.setVisible(true);}}class

GridLayoutD

extendsJFrame{ GridLayoutD() {JPanelj=newJPanel(); j.setLayout(newGridLayout(4,4,4,4)); j.add(newJButton("1")); j.add(newJButton("2")); j.add(newJButton("3")); j.add(newJButton("+")); j.add(newJButton("4")); j.add(newJButton("5")); j.add(newJButton("6")); j.add(newJButton("-")); j.add(newJButton("7")); j.add(newJButton("8")); j.add(newJButton("9")); j.add(newJButton("*")); j.add(newJButton(".")); j.add(newJButton("0")); j.add(newJButton("=")); j.add(newJButton("/")); add(j); add(newJTextField(10),BorderLayout.NORTH);}}圖9.5Example9_4.java的運(yùn)行結(jié)果【課堂提問】★什么是文本框？什么是密碼框？什么是文本區(qū)？它們有什么不同？★如何設(shè)定文本框的初始文字？可以禁止用戶在文本框里輸入嗎？★Java有哪些常見的布局類型？它們各有什么特點(diǎn)？★幾種布局類型可以混合使用嗎？【現(xiàn)場(chǎng)演練】建立一個(gè)框架，使用文本框、密碼框、文本區(qū)、按鈕等組件，配合常見的布局管理器，設(shè)計(jì)一個(gè)用戶注冊(cè)的表單，項(xiàng)目有：姓名、密碼、確認(rèn)密碼、郵件地址、個(gè)人簡(jiǎn)介等。任務(wù)三事件響應(yīng)及界面程序設(shè)計(jì)

【任務(wù)描述】任務(wù)9_5：向一個(gè)框架中添加一個(gè)按鈕和一個(gè)文本框，當(dāng)用戶點(diǎn)擊此按鈕的時(shí)候，在文本框里顯示“Helloworld!”。任務(wù)9_6：在程序Example7_4的基礎(chǔ)上，編寫事件響應(yīng)，使它成為一個(gè)實(shí)用的計(jì)算器程序?！颈貍渲R(shí)】1．什么是事件響應(yīng)圖形界面程序必須不斷監(jiān)視敲擊鍵盤和單擊鼠標(biāo)這樣的事件。只有這樣，一旦有事件產(chǎn)生，應(yīng)用程序才能對(duì)事件作出響應(yīng)。編寫Java圖形界面程序必須掌握J(rèn)ava處理事件響應(yīng)的方法。

Java的AWT事件委托模型使用事件源、事件和事件監(jiān)聽器三種對(duì)象處理事件響應(yīng)。事件源通常是按鈕、單選框等組件對(duì)象，或框架等窗口對(duì)象。鍵盤或鼠標(biāo)在事件源上操作將產(chǎn)生事件。

Java中的事件用對(duì)象表示，事件相關(guān)的信息封裝在事件對(duì)象中。不同的事件源產(chǎn)生不同事件類的對(duì)象。例如單擊按鈕產(chǎn)生ActionEvent的對(duì)象，鼠標(biāo)在框架窗口上操作產(chǎn)生WindowsEvent的對(duì)象。2．如何定義事件響應(yīng)事件監(jiān)聽器是類庫中的一組接口，每種事件類都有一個(gè)負(fù)責(zé)監(jiān)聽這種事件對(duì)象的接口，接口中定義了響應(yīng)這種事件的方法。例如，單擊按鈕產(chǎn)生事件類ActionEvent的對(duì)象，監(jiān)聽這種事件的接口是ActionListener，這個(gè)接口中定義了唯一的一個(gè)方法：voidactionPerformed(ActionEvente);這個(gè)方法就是響應(yīng)單擊按鈕事件的方法，即單擊按鈕后自動(dòng)運(yùn)行的方法。由于接口自己不能產(chǎn)生對(duì)象，最終負(fù)責(zé)監(jiān)聽事件的是實(shí)現(xiàn)了這個(gè)接口的類的對(duì)象。與實(shí)現(xiàn)其它接口一樣，實(shí)現(xiàn)監(jiān)聽接口必須用同樣的方法簽名覆蓋接口中的抽象方法。重寫的方法體就是事件響應(yīng)程序，即事件產(chǎn)生后自動(dòng)運(yùn)行的程序。實(shí)現(xiàn)事件響應(yīng)最關(guān)鍵的是，一旦產(chǎn)生事件，監(jiān)聽對(duì)象必須自動(dòng)執(zhí)行響應(yīng)程序。這在Java中是由事件源注冊(cè)監(jiān)聽對(duì)象實(shí)現(xiàn)的。每個(gè)事件源都有注冊(cè)事件監(jiān)聽對(duì)象的方法。例如，JButton通過下列方法注冊(cè)單擊按鈕事件的監(jiān)聽對(duì)象：addActionListener(ActionListenera);a是接ActionListener的引用變量，由于接口不能創(chuàng)建對(duì)象，這個(gè)變量引用的是實(shí)現(xiàn)接口ActionListener的類的對(duì)象。如此一來，一旦單擊按鈕，系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)ActionEvent事件，如果按鈕注冊(cè)了監(jiān)聽對(duì)象，事件對(duì)象的引用傳送給監(jiān)聽對(duì)象的actionPerformed(ActionEvente)方法的參變量e，并自動(dòng)運(yùn)行這個(gè)方法。因此，actionPerformed(ActionEvente)方法體中引用變量e可以調(diào)用ActionEvent的方法返回事件有關(guān)的信息，ActionEvent最常用的方法是：getSource()//返回事件源對(duì)象名【解題思路】

任務(wù)9_5：1.定義一個(gè)名為Example9_5的類；2.在容器中裝入一個(gè)按鈕與一個(gè)文本框；3.對(duì)按鈕進(jìn)行監(jiān)聽；4.如果按鈕被單擊，則響應(yīng)事件為，設(shè)置文本框內(nèi)容為“HelloWorld!”。任務(wù)9_6：1.在Example7_6已有界面的基礎(chǔ)上修改程序；2.對(duì)按鈕進(jìn)行監(jiān)聽3.如果數(shù)字鍵或小數(shù)點(diǎn)被單擊，則將文本框內(nèi)容附加上數(shù)字鍵或小數(shù)點(diǎn)內(nèi)容；4.如果運(yùn)算符被單擊，則將當(dāng)前文本框內(nèi)容暫存，清空文本框，將運(yùn)算符記錄下來；5.如果等號(hào)被單擊，則將暫存內(nèi)容取出，再將當(dāng)前文本框內(nèi)容取出，將二者用事先記錄好的運(yùn)算符計(jì)算，最后將結(jié)果提交文本框?！救蝿?wù)透析】//Example9_5.javaimportjava.awt.event.ActionEvent;importjava.awt.event.Acti