第十二週實驗及總結

一、知識點總結

1、swing概述:swing基於AWT架構之上,Swing是指被繪製的使用者界、面類,AWT是指像事件處理這樣的視窗工具箱的底層機制,Swing可以讓使用者隨意的選擇喜歡的感官。

2、框架:沒有包含在其他視窗中的視窗被稱為框架(frame),在AWT中有一個Frame類,是用來描述框架的,這個類在Swing版本中是JFrame(絕大數的Swing元件都有J開頭),它是極少數幾個不繪製在畫布上的Swing元件之一,它的修飾部件(如按鈕,標題欄,圖示等)由使用者的視窗系統繪製,而不是由Swing繪製,Swing用來繪製框架裡的內容。 

     JFrame.setVisible(true)方法可以讓框架可見,

     JFrame.show()可以讓框架可見並且置於其他視窗的前面。

     JFrame.setDefaultCloseOperation(int i)可以定義關閉這個框架時候的響應動作,讓程式退出的常量是JFrame.EXIT_ON_CLOSE。(以上方法都不是靜態方法!)在初始化完後,main方法退出,這個時候程式並沒有終止,終止的只是主執行緒,事件排程執行緒保持程式處於啟用狀態,直到關閉框架或者呼叫System.exit。 

3、改變框架: 

  3.1、Component類:setVisible(boolean bool)設定視窗是否顯示;

                                  set||getSize(int w,int h||Dimension d)設定/獲取大小;

                                 set||getLocation(int x,int y)設定獲取位置,setBounds(int x,int y,int w,int h)設定位置和大小。 

  3.2、windows類:toBack()將視窗移動到桌面視窗棧的後面 ;

                             toFront()將視窗移動到桌面的前面;

                             setLocationByPlatfrom(boolean bool)由平臺選擇一個合適的位置顯示視窗。 

  3.3、Frame類: isResizable(boolean bool)是否可以讓使用者改變大小;

                           setTitle(String str)設定標題;

                           setIconImage(Image img)設定框架的圖示。 

                           setUndecorate(boolean bool)框架顯示中的標題欄以及關閉按鈕這些是否顯示;

                           setExtendedState(int state)設定視窗的狀態,如Frame.ICONIFIED可以讓視窗最小化。

  3.4、Toolkit類:getDefaultToolkit()返回一個預設的工具箱;

                         Dimension getScreen()返回使用者螢幕的尺寸;

                         Image getImage(String filename)載入得到一個指定的影象物件。

4、繪製元件:繪製一個元件,需要定義一個擴充套件JComponent的類,並覆蓋其中的paintComponent(Graphics g)方法,在JAVA中,所有的繪製都必須使用Craphics物件。只要視窗需要重新繪圖時,事件處理器就會通告元件,從而執行所有元件的paintComponent方法。不用自己呼叫paintComponent方法,在應用程式需要重新繪圖的時候,這個方法會自動的被呼叫,如果需要強制重新繪製元件,那麼要呼叫的是repaint方法,他將引發採用相應配置的Graphics物件呼叫所有元件的paintComponent方法。

  4.1、JFrame類:getContentPane()返回框架裡的內容視窗;

                           add(Component comp)將一個給定的元件新增到該框架的內容視窗中。 

  4.2、Component類:repaint()重新繪製元件。

  4.3、JPanel類是一個可以包含其他元件的容器,但同樣也可以在其上面進行繪製。

 5、繪製2D圖形:主要是用java.awt.Graphics2D類去繪製圖形的。圖形的類主要在java.awt.geom裡。要掌握這些之間的關係。

      paintComponent方法可以自動獲得一個Graphics物件,可以把他強制轉型成Graphics2D物件。

二、實驗——圖形程式設計

1、實驗目的與要求

(1) 掌握Java GUI中框架建立及屬性設定中常用類的API；

(2) 掌握Java GUI中2D圖形繪製常用類的API；

(3) 瞭解Java GUI中2D圖形中字型與顏色的設定方法；

(4) 瞭解Java GUI中2D影象的載入方法。

2、實驗內容和步驟        

實驗1： 匯入第10章示例程式，測試程式並進行程式碼註釋。

測試程式1：

l  執行下列程式，觀察程式執行結果。

l  在elipse IDE中除錯執行教材407頁程式10-1，結合程式執行結果理解程式；與上面程式對比，思考異同；

l  掌握空框架建立方法；

l  瞭解主執行緒與事件分派執行緒概念；

l  掌握GUI頂層視窗建立技術。

示例程式執行結果：

package simpleFrame;

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(() ->//lamdba函式
         {
            SimpleFrame frame = new SimpleFrame();//構建一個SimpleFrame物件
            frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);//視窗關閉操作
            frame.setVisible(true);
         });
   }
}

class SimpleFrame extends JFrame
{
//定義兩個私有屬性
   private static final int DEFAULT_WIDTH = 300;
   private static final int DEFAULT_HEIGHT = 200;

   public SimpleFrame()
   {
      setSize(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT);
   }
}

結果：

並測試了10-1實驗中框架的最大化及最小化功能：

測試程式2：

l  在elipse IDE中除錯執行教材412頁程式10-2，結合程式執行結果理解程式；

l  掌握確定框架常用屬性的設定方法。

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();
            frame.setTitle("SizedFrame");
            frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);//關閉圖形使用者介面
            frame.setVisible(true);
         });
   }
}

class SizedFrame extends JFrame//SizedFrame類繼承JFrame
{
   public SizedFrame()
   {
      // get screen dimensions

      Toolkit kit = Toolkit.getDefaultToolkit();//生成Toolkit物件
      Dimension screenSize = kit.getScreenSize();//返回Dimension物件的螢幕大小
      int screenHeight = screenSize.height;//通過物件訪問屬性，獲得Dimension物件螢幕的高度
      int screenWidth = screenSize.width;//通過物件訪問屬性，獲得Dimension物件螢幕的寬度
     

      setSize(screenWidth / 2, screenHeight / 2);//將框架大小設定為上面取值的%50
      setLocationByPlatform(true);

      // set frame icon

      Image img = new ImageIcon("icon.gif").getImage();//定義圖形使用者介面圖示
      setIconImage(img); //必須是Image類物件     
   }
}

測試程式3：

l  在elipse IDE中除錯執行教材418頁程式10-3，結合執行結果理解程式；

l  掌握在框架中新增元件；

l  掌握自定義元件的用法。

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");
            frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);//關閉圖形使用者介面
            frame.setVisible(true);
         });
   }
}

/**
 * A frame that contains a message panel
 */
class NotHelloWorldFrame extends JFrame
{
   public NotHelloWorldFrame()
   {
      add(new NotHelloWorldComponent());//呼叫add方法
      pack();//知道使用的首選大小
   }
}

/**
 * A component that displays a message.
 */
class NotHelloWorldComponent extends JComponent
{
    //定義兩個公共屬性
   public static final int MESSAGE_X = 75;
   public static final int MESSAGE_Y = 100;
   //定義兩個靜態私有屬性
   private static final int DEFAULT_WIDTH = 300;
   private static final int DEFAULT_HEIGHT = 200;

   public void paintComponent(Graphics g)
   {
      g.drawString("Not a Hello, World program", MESSAGE_X, MESSAGE_Y);
   }
   
   public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); }
   // 返回一個有首選寬度和首選高度的Dimension類物件
}

測試程式4：

l  在elipse IDE中除錯執行教材424 -425頁程式10-4，結合程式執行結果理解程式；

l  掌握2D圖形的繪製方法。

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();
            frame.setTitle("DrawTest");
            frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
            frame.setVisible(true);
         });
   }
}

/**
 * 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 = 400;
   private static final int DEFAULT_HEIGHT = 400;

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

      /

      double leftX = 100;
      double topY = 100;
      double width = 200;
      double height = 150;
      //返回閉合矩形的長、寬、x、y座標值

      Rectangle2D rect = new Rectangle2D.Double(leftX, topY, width, height);//用外接矩形構造一個橢圓
      g2.draw(rect);

      

      Ellipse2D ellipse = new Ellipse2D.Double();//構造橢圓
      ellipse.setFrame(rect);
      g2.draw(ellipse);

     

      g2.draw(new Line2D.Double(leftX, topY, leftX + width, topY + height));//構造一條直線

      

      double centerX = rect.getCenterX();
      double centerY = rect.getCenterY();
      double radius = 150;

      Ellipse2D circle = new Ellipse2D.Double();//構造一個圓
      circle.setFrameFromCenter(centerX, centerY, centerX + radius, centerY + radius);
      g2.draw(circle);
   }
   
   public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); }
}

測試程式5：

l  在elipse IDE中除錯執行教材432頁-433程式10-5，結合程式執行結果理解程式；

l  瞭解2D圖形中字型的設定的方法；

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();
            frame.setTitle("FontTest");
            frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);/
            frame.setVisible(true);
         });
   }
}

/**
 * A frame with a text message component
 */
class FontFrame extends JFrame
{
   public FontFrame()
   {      
      add(new FontComponent());//呼叫add方法，新增元件
      pack();
}

/**
 * A component that shows a centered message in a box.
 */
class FontComponent extends JComponent//繼承JComponent容器
{
   private static final int DEFAULT_WIDTH = 300;
   private static final int DEFAULT_HEIGHT = 200;

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

      String message = "Hello, World!";

      Font f = new Font("Serif", Font.BOLD, 36);//使用系統中36號加粗serif字型顯示字串"Hello, World!"
      g2.setFont(f);

     
      FontRenderContext context = g2.getFontRenderContext();
      Rectangle2D bounds = f.getStringBounds(message, context);//獲取螢幕裝置字型屬性的描述物件

      // set (x,y) = top left corner of text

      double x = (getWidth() - bounds.getWidth()) / 2;
      double y = (getHeight() - bounds.getHeight()) / 2;

      // add ascent to y to reach the baseline

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

      // draw the message

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

      g2.setPaint(Color.LIGHT_GRAY);

      // draw the baseline

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

      // draw the enclosing rectangle

      Rectangle2D rect = new Rectangle2D.Double(x, y, bounds.getWidth(), bounds.getHeight());
      g2.draw(rect);
   }
   
   public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); }
}

測試程式6：

l  在elipse IDE中除錯執行教材436頁-437程式10-6，結合程式執行結果理解程式；

l  瞭解2D圖形影象的顯示方法。

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();
            frame.setTitle("ImageTest");
            frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
            frame.setVisible(true);
         });
   }
}

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

/**
 * A component that displays a tiled image
 */
class ImageComponent extends JComponent //繼承
{
   private static final int DEFAULT_WIDTH = 300;
   private static final int DEFAULT_HEIGHT =200;
  //定義私有屬性
   private Image image;

   public ImageComponent()
   {
       image = new ImageIcon("bule-ball.gif").getImage();//讀取影象
   }

   public void paintComponent(Graphics g)//用paintComponent方法實現平鋪顯示
   {
      if (image == null) return;

      int imageWidth = image.getWidth(null);
      int imageHeight = image.getHeight(null);
      // draw the image in the upper-left corner
    //獲取圖片的 寬和高
      g.drawImage(image, 0, 0, null);
     //使用Graphics類的drawImage方法將影象顯示出來

      for (int i = 0; i * imageWidth <= getWidth(); i++)
         for (int j = 0; j * imageHeight <= getHeight(); j++)
            if (i + j > 0) 
               g.copyArea(0, 0, imageWidth, imageHeight, i * imageWidth, j * imageHeight);//使用copyArea方法將圖形拷貝到整個視窗
   }
   
   public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); }
}

實驗2：課後完成PTA平臺題目集：2018秋季西北師範大學面向物件程式設計（Java）練習題集（ch6-ch9)

三、實驗總結

       通過本週的學習，我掌握了Java GUI中框架建立及屬性設定中常用類的API；我對2D圖形中字型與顏色的設定方法及應用比較感興趣；通過本次實驗，我們可以把字串以圖片的形式顯示在框架裡，我覺得這些知識對網站設計會有很大幫助，現在讀程式碼的能力比之前有了很大提升，但還是要繼續努力。