Java程序設計教程（第三版）課件 項目九 圖形用戶界面編程

項目九圖形用戶界面編程

制作一個圖形界面的計算器，要求有基本的標題欄及Windows按鈕，數(shù)字顯示界面及1、2、3、...8、9、0十個數(shù)字鍵、加、減、乘、除四則運算鍵及小數(shù)點、等號鍵。能夠用這個計算器完成基本的四則運算并正確地顯示出來。項目描述

任務一框架的設計

【任務描述】

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

1．什么是圖形界面程序設計

自從MicrosoftWindows1.0誕生以來，計算機操作系統(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)的程序設計提升到了圖形用戶界面時代。

圖形用戶界面（GraphicalUserInterface，簡稱GUI）為用戶和應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操作圖形界面上的按鈕、菜單等元素向計算機系統(tǒng)發(fā)送命令，系統(tǒng)運行的結(jié)果也以圖形的方式顯示給用戶。因此現(xiàn)代程序設計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用于GUI程序設計的類庫，稱為抽象窗口工具箱（AWT組件）。AWT將處理用戶界面的任務委派給操作系統(tǒng)，由底層平臺負責創(chuàng)建圖形界面元素。對于簡單的程序來說，AWT是比較有效的。但是，菜單、滾動條、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組件編寫的程序遠不如Windows的程序美觀，也沒有提供這些平臺的用戶熟悉的功能。更重要的是，在不同平臺下圖形界面庫的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基礎類庫的一部分。與AWT相比，Swing的優(yōu)點如下：1.Swing有一個豐富的、方便的圖形界面組件集合，有些組件是AWT沒有的；2.Swing對操作系統(tǒng)依賴較少，因此與底層平臺相關的bug就少；3.Swing在不同平臺上運行的界面是一樣的。必須要說的是，雖然現(xiàn)然的Java同時支持AWT組件和Swing組件，但兩種組件混合在一起使用可能產(chǎn)生一些無法預料的錯誤，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，因此我們在此章節(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程序設計的類分為容器類、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)建一個標題為title的框架JFrame的常用成員方法還有：voidsetTitle(Stringtitle)//設置框架的標題StringgetTitle()//返回框架的標題voidsetVisible(booleanb)//設置框架的可見性voidsetSize(doublew,doubleh)//設置框架的寬和高voidsetLocation(intx,inty)//設置框架左上角的座標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)//為框架設置菜單條voidsetDefaultCloseOperation(into)//設置關閉窗口后的默認操作編寫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?！窘忸}思路】

任務9_1：

1.繼承JFrame定義一個新的框架類；

2.設置常見成員方法；

3.創(chuàng)建這個類的對象，調(diào)用這些繼承的方法。任務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?！救蝿胀肝觥?/Example9_1.javaimportjavax.swing.JFrame;public

classExample7_1{

public

static

voidmain(String[]args){ EmptyFramef=newEmptyFrame("一個框架");//設置框架名稱

f.setVisible(true);//設置框架可見

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象

b.setTitle("框架和按鈕");//設置框架的標題

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)建按鈕對象j,按鈕上顯示Helloadd(j);}//把按鈕對象j加入內(nèi)容面板}圖9.3Example9_2.java的運行結(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)用這個方法會如何？

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

【現(xiàn)場演練】

建立一個界面，容器為Applet類，窗口是藍色，框架標題為“多個按鈕的窗口”，添加兩至三個按鈕。任務二按鈕和文本區(qū)的設計布局

【任務描述】任務9_3：向框架中添加一個文本框。任務9_4：向框架中添加16個按鈕，做成簡單計算器的界面，排列整齊?！颈貍渲R】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，因此這三個類的很多方法是從JTextComponent繼承的，其中常用方法有：voidsetEditable(booleanb)//設置可否編輯文本voidsetText(Stringtext)//設置文本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都實現(xiàn)了接口LayoutManager。每種容器類都有一種默認的布局管理方式。JFrame默認布局是BorderLayout，JPane默認布局是FlowLayout。除了使用默認布局外，容器還可以使用下列方法設置布局：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);也可以簡寫為：JPanelj=newJPanel();j.setLayout(newBorderLayout());FlowLayout是最簡單的布局管理器，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區(qū)，在容器中加載組件時必須指定加載到哪個區(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)絡中。CardLayout布局像管理卡片一樣管理組件，每張卡片上放置一個組件，每次只有一張卡片可見。3．GridLayout布局在此項目中我們用GridLayout布局實現(xiàn)計算器。GridLayout的構(gòu)造方法有：GridLayout()//行數(shù)為1，每個組件占一列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9_3：1.繼承JFrame定義一個新的框架類；2.設置GridLayout布局；3.向框架中添加一個文本框；任務9_4：4.向框架中添加16個按鈕；5.設置16個按鈕的顯示文字；6.調(diào)整整個框架窗口的布局。【任務透析】//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？★幾種布局類型可以混合使用嗎？【現(xiàn)場演練】建立一個框架，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，設計一個用戶注冊的表單，項目有：姓名、密碼、確認密碼、郵件地址、個人簡介等。任務三事件響應及界面程序設計

【任務描述】任務9_5：向一個框架中添加一個按鈕和一個文本框，當用戶點擊此按鈕的時候，在文本框里顯示“Helloworld!”。任務9_6：在程序Example7_4的基礎上，編寫事件響應，使它成為一個實用的計算器程序?！颈貍渲R】1．什么是事件響應圖形界面程序必須不斷監(jiān)視敲擊鍵盤和單擊鼠標這樣的事件。只有這樣，一旦有事件產(chǎn)生，應用程序才能對事件作出響應。編寫Java圖形界面程序必須掌握Java處理事件響應的方法。

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

Java中的事件用對象表示，事件相關的信息封裝在事件對象中。不同的事件源產(chǎn)生不同事件類的對象。例如單擊按鈕產(chǎn)生ActionEvent的對象，鼠標在框架窗口上操作產(chǎn)生WindowsEvent的對象。2．如何定義事件響應事件監(jiān)聽器是類庫中的一組接口，每種事件類都有一個負責監(jiān)聽這種事件對象的接口，接口中定義了響應這種事件的方法。例如，單擊按鈕產(chǎn)生事件類ActionEvent的對象，監(jiān)聽這種事件的接口是ActionListener，這個接口中定義了唯一的一個方法：voidactionPerformed(ActionEvente);這個方法就是響應單擊按鈕事件的方法，即單擊按鈕后自動運行的方法。由于接口自己不能產(chǎn)生對象，最終負責監(jiān)聽事件的是實現(xiàn)了這個接口的類的對象。與實現(xiàn)其它接口一樣，實現(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程序，即事件產(chǎn)生后自動運行的程序。實現(xiàn)事件響應最關鍵的是，一旦產(chǎn)生事件，監(jiān)聽對象必須自動執(zhí)行響應程序。這在Java中是由事件源注冊監(jiān)聽對象實現(xiàn)的。每個事件源都有注冊事件監(jiān)聽對象的方法。例如，JButton通過下列方法注冊單擊按鈕事件的監(jiān)聽對象：addActionListener(ActionListenera);a是接ActionListener的引用變量，由于接口不能創(chuàng)建對象，這個變量引用的是實現(xiàn)接口ActionListener的類的對象。如此一來，一旦單擊按鈕，系統(tǒng)自動產(chǎn)生一個ActionEvent事件，如果按鈕注冊了監(jiān)聽對象，事件對象的引用傳送給監(jiān)聽對象的actionPerformed(ActionEvente)方法的參變量e，并自動運行這個方法。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的信息，ActionEvent最常用的方法是：getSource()//返回事件源對象名【解題思路】

任務9_5：1.定義一個名為Example9_5的類；2.在容器中裝入一個按鈕與一個文本框；3.對按鈕進行監(jiān)聽；4.如果按鈕被單擊，則響應事件為，設置文本框內(nèi)容為“HelloWorld!”。任務9_6：1.在Example7_6已有界面的基礎上修改程序；2.對按鈕進行監(jiān)聽3.如果數(shù)字鍵或小數(shù)點被單擊，則將文本框內(nèi)容附加上數(shù)字鍵或小數(shù)點內(nèi)容；4.如果運算符被單擊，則將當前文本框內(nèi)容暫存，清空文本框，將運算符記錄下來；5.如果等號被單擊，則將暫存內(nèi)容取出，再將當前文本框內(nèi)容取出，將二者用事先記錄好的運算符計算，最后將結(jié)果提交文本框。【任務透析】//Example9_5.javaimportjava.awt.event.ActionEvent;importjava.awt.event.Acti