201771010111 李瑞紅 《第十二週學習總結》

實驗十二  圖形程序設計

實驗時間 2018-11-14

第一部分：理論知識總結

1.Java的抽象口工具箱（ Abstract WindowToolkit, AWT)包含在java.awt包中，它提供了許多用來設計GUI的組件類和容器類。

2.AWT庫處理用戶界面元素的方法：把圖形元素的建立和行爲委託給本地GUI工具箱進行處理。

3.Swing用戶界面庫是非基於對等體的GUI工具箱。Swing具備更豐富而且更方便的用戶界面元素集合。Swing對底層平臺的依賴不多，所以與平臺相關的bug不多。Swing會帶來交叉平臺上的統一視覺體驗。Swing類庫被放在 javax.swing 包裏。

4.大部分AWT組件都有其 Swing的等價組件。Swing組件的名字通常是在AWT組件名前面添加一個字母「J」，如：JButton,JFrame,JPanel等。

5.一般把由Component類的子類或間接子類建立的對象稱爲一個組件

6.Swing 組件層次關係

7..組件類的經常使用API

 java.awt.Component 1.0

– boolean isVisible() 檢查組件是否可見

– void setVisible(boolean b) 設置組件可見

– void setSize(int width,int height) 把組件縮放到指定寬度和高度

– void setBounds(int x,int y,int width,int height) 移動並縮放組件

– Dimension getSize() 獲得組件的大小

– void setSize(Dimension d) 把組件縮放到指定的大小

– void setLocation(int x,int y)

8.容器是Java中能容納和排列組件的組件。經常使用的容器是框架（Frame,JFrame)。

Container類提供了一個方法add(),用來在容器類 組件對象中添加其餘組件。

容器自己也是一個組件，能夠把一個容器添加到 另外一個容器裏，實現容器嵌套。

框架定位：經常使用Component類的setLocation和setBounds方法。經常使用屬性：Title：框架標題；IconImage：框架圖標。

肯定框架大小：經過調用Toolkit類的方法來獲得屏幕尺寸信息。

Jframe的結構：它由根面板、層級面板、玻璃面板和內容面板（content pane）四層面板構成。

Swing程序員最關心的是內容面板，也稱爲內容窗格。

在AWT中可調用add()方法把組件直接添加到AWT Frame中,在Swing中組件則添加到內容窗格里。

其中內容窗格是用來添加組件的，添加代碼以下：Container contentPane = getContentPane(); Component c=…; contentPane.add(c);

用戶也能夠自行建立一個組件類，並在組件上進行繪製，此時須要重載paintComponent()。用戶的自建組件也可添加到內容窗格里。

paintComponent(Graphics g)定義在JComponent類中，該方法在窗口須要從新繪圖時(如擴大窗口或極小化窗口),被系統自動調用.

paintComponent()方法被調用時，系統就自動產生一個Graphics類型的參數，傳遞給paintComponent方法中的參數g。

1、實驗目的與要求

(1) 掌握Java GUI中框架建立及屬性設置中經常使用類的API；

(2) 掌握Java GUI中2D圖形繪製經常使用類的API；

(3) 瞭解Java GUI中2D圖形中字體與顏色的設置方法；

(4) 瞭解Java GUI中2D圖像的載入方法。

2、實驗內容和步驟

實驗1： 導入第10章示例程序，測試程序並進行代碼註釋。

測試程序1：

l  運行下列程序，觀察程序運行結果。

import javax.swing.*; public class SimpleFrameTest {    public static void main(String[] args)    {      JFrame  frame = new JFrame();      frame.setBounds(0, 0,300, 200);      frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);      frame.setVisible(true);       } }

源程序

 1 package First;
 2 
 3 import javax.swing.*;
 4 public class SimpleFrameTest1
 5 {
 6    public static void main(String[] args)
 7    {
 8      JFrame  frame = new JFrame(); 
 9      frame.setBounds(0, 0,300, 200);//設置窗口的位置（0，0）以及大小（寬高）；
10      frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);//設置默認的關閉操做；
11      frame.setVisible(true); //boolean設置窗口是否可見；   
12    }
13 }

實驗結果

l  在elipse IDE中調試運行教材407頁程序10-1，結合程序運行結果理解程序；與上面程序對比，思考異同；

l  掌握空框架建立方法；

l  瞭解主線程與事件分派線程概念；

l  掌握GUI頂層窗口建立技術。

源程序

 1 package t;
 2 
 3 import java.awt.*;
 4 import javax.swing.*;
 5 
 6 /**
 7  * @version 1.33 2015-05-12
 8  * @author Cay Horstmann
 9  */
10 public class SimpleFrameTest
11 {
12    public static void main(String[] args)
13    {
14       EventQueue.invokeLater(() ->
15          {
16             SimpleFrame frame = new SimpleFrame();
17             frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);//設置默認的關閉操做；
18             frame.setVisible(true);//設置窗口是否可見；
19          });
20    }
21 }
22 
23 class SimpleFrame extends JFrame//父類JFrame
24 {
25    private static final int DEFAULT_WIDTH = 300;//靜態私有屬性寬；
26    private static final int DEFAULT_HEIGHT = 200;//靜態私有屬性高；
27 
28    public SimpleFrame()//構造器
29    {
30       setSize(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT);
31    }
32 }

實驗結果

測試程序2：

l  在elipse IDE中調試運行教材412頁程序10-2，結合程序運行結果理解程序；

l  掌握肯定框架經常使用屬性的設置方法。

 

1 package sizedFrame;
 2 
 3 import java.awt.*;
 4 import javax.swing.*;
 5 
 6 /**
 7  * @version 1.34 2015-06-16
 8  * @author Cay Horstmann
 9  */
10 public class SizedFrameTest
11 {
12    public static void main(String[] args)
13    {
14       EventQueue.invokeLater(() ->
15          {
16             JFrame frame = new SizedFrame();//生成類對象
17             frame.setTitle("SizedFrame");
18             frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
19             frame.setVisible(true);
20          });
21    }
22 }
23 
24 class SizedFrame extends JFrame
25 {
26    public SizedFrame()
27    {
28       // 獲取屏幕尺寸
29 
30       Toolkit kit = Toolkit.getDefaultToolkit();
31       Dimension screenSize = kit.getScreenSize();
32       int screenHeight = screenSize.height;
33       int screenWidth = screenSize.width;
34 
35       // 設置框架寬度、高度並讓平臺選擇屏幕位置
36 
37       setSize(screenWidth / 2, screenHeight / 2);
38       setLocationByPlatform(true);
39 
40       // 設置幀圖標
41 
42       Image img = new ImageIcon("icon.gif").getImage();
43       setIconImage(img);      
44    }
45 }

實驗結果

測試程序3：

l  在elipse IDE中調試運行教材418頁程序10-3，結合運行結果理解程序；

l  掌握在框架中添加組件；

l  掌握自定義組件的用法。

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");//爲框架設置名字
            frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
            frame.setVisible(true);//設置框架的可見性
         });
   }
}

/**
 * A frame that contains a message panel
 */
class NotHelloWorldFrame extends JFrame
{
   public NotHelloWorldFrame()
   {
      add(new NotHelloWorldComponent());//調用add方法
      pack();
   }
}

/**
 * A component that displays a message.
 */
class NotHelloWorldComponent extends JComponent
{
   public static final int MESSAGE_X = 75;
   public static final int MESSAGE_Y = 100;//定義兩個靜態常量

   private static final int DEFAULT_WIDTH = 300;
   private static final int DEFAULT_HEIGHT = 200;//設置所要畫的圖在窗口中的位置

   public void paintComponent(Graphics g)
   {
      g.drawString("Not a Hello, World program", MESSAGE_X, MESSAGE_Y);//文字helloworld是畫上去的並不是是一個文字形式。
   }
   
   public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); }
}

實驗結果

測試程序4：

l  在elipse IDE中調試運行教材424 -425頁程序10-4，結合程序運行結果理解程序；

l  掌握2D圖形的繪製方法。

 源代碼

 1 package draw;
 2 
 3 import java.awt.*;
 4 import java.awt.geom.*;
 5 import javax.swing.*;
 6 
 7 /**
 8  * @version 1.33 2007-05-12
 9  * @author Cay Horstmann
10  */
11 public class DrawTest
12 {
13    public static void main(String[] args)
14    {
15       EventQueue.invokeLater(() ->
16          {
17             JFrame frame = new DrawFrame();//生成類對象
18             frame.setTitle("DrawTest");//爲這個框架命名
19             frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
20             frame.setVisible(true);//設置框架的可見性
21          });
22    }
23 }
24 
25 /**
26  * A frame that contains a panel with drawings
27  */
28 class DrawFrame extends JFrame
29 {
30    public DrawFrame()
31    {      
32       add(new DrawComponent());
33       pack();
34    }
35 }
36 
37 /**
38  * A component that displays rectangles and ellipses.
39  */
40 class DrawComponent extends JComponent
41 {
42    private static final int DEFAULT_WIDTH = 400;
43    private static final int DEFAULT_HEIGHT = 400;
44 
45    public void paintComponent(Graphics g)
46    {
47       Graphics2D g2 = (Graphics2D) g;
48 
49       // 畫一個矩形
50 
51       double leftX = 100;
52       double topY = 100;
53       double width = 200;
54       double height = 150;
55 
56       Rectangle2D rect = new Rectangle2D.Double(leftX, topY, width, height);
57       g2.draw(rect);
58 
59       // 在矩形內畫橢圓
60 
61       Ellipse2D ellipse = new Ellipse2D.Double();
62       ellipse.setFrame(rect);
63       g2.draw(ellipse);
64 
65       // 畫一條對角線
66 
67       g2.draw(new Line2D.Double(leftX, topY, leftX + width, topY + height));
68 
69       // 用同一個中心畫一個圓
70 
71       double centerX = rect.getCenterX();
72       double centerY = rect.getCenterY();
73       double radius = 150;
74 
75       Ellipse2D circle = new Ellipse2D.Double();
76       circle.setFrameFromCenter(centerX, centerY, centerX + radius, centerY + radius);
77       g2.draw(circle);
78    }
79    
80    public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); }
81 }

實驗結果

 

 測試程序5：

l  在elipse IDE中調試運行教材432頁-433程序10-5，結合程序運行結果理解程序；

l  瞭解2D圖形中字體的設置的方法；

 1 package font;
 2 
 3 import java.awt.*;
 4 import java.awt.font.*;
 5 import java.awt.geom.*;
 6 import javax.swing.*;
 7 
 8 /**
 9  * @version 1.34 2015-05-12
10  * @author Cay Horstmann
11  */
12 public class FontTest
13 {
14    public static void main(String[] args)
15    {
16       EventQueue.invokeLater(() ->
17          {
18             JFrame frame = new FontFrame();//生成類對象
19             frame.setTitle("FontTest");//爲框架設置一個名字
20             frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
21             frame.setVisible(true)；//設置框架的可見性
22          });
23    }
24 }
25 
26 /**
27  * A frame with a text message component
28  */
29 class FontFrame extends JFrame//類的繼承
30 {
31    public FontFrame()
32    {      
33       add(new FontComponent());//調用add方法
34       pack();
35    }
36 }
37 
38 /**
39  * A component that shows a centered message in a box.
40  */
41 class FontComponent extends JComponent
42 {
43    private static final int DEFAULT_WIDTH = 300;
44    private static final int DEFAULT_HEIGHT = 200;//定義兩個常量
45 
46    public void paintComponent(Graphics g)
47    {
48       Graphics2D g2 = (Graphics2D) g;
49 
50       String message = "Hello, World!";
51 
52       Font f = new Font("Serif", Font.BOLD, 36);
53       g2.setFont(f);
54 
55       // 測量消息的大小
56 
57       FontRenderContext context = g2.getFontRenderContext();
58       Rectangle2D bounds = f.getStringBounds(message, context);
59 
60       // 設置（x，y）=文本左上角
61 
62       double x = (getWidth() - bounds.getWidth()) / 2;
63       double y = (getHeight() - bounds.getHeight()) / 2;
64 
65       // 增長到Y到達基線
66 
67       double ascent = -bounds.getY();
68       double baseY = y + ascent;
69 
70       // 汲取信息
71 
72       g2.drawString(message, (int) x, (int) baseY);
73 
74       g2.setPaint(Color.LIGHT_GRAY);
75 
76       // 繪製基線
77 
78       g2.draw(new Line2D.Double(x, baseY, x + bounds.getWidth(), baseY));
79 
80       // 繪製封閉矩形
81 
82       Rectangle2D rect = new Rectangle2D.Double(x, y, bounds.getWidth(), bounds.getHeight());
83       g2.draw(rect);
84    }
85    
86    public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); }
87 }

實驗結果

測試程序6：

l  在elipse IDE中調試運行教材436頁-437程序10-6，結合程序運行結果理解程序；

l  瞭解2D圖形圖像的顯示方法。

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();//生成類對象
            frame.setTitle("ImageTest");
            frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
            frame.setVisible(true);//設置框架是可見的
         });
   }
}

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

/**
 * A component that displays a tiled image
 */
class ImageComponent extends JComponent
{
   private static final int DEFAULT_WIDTH = 300;
   private static final int DEFAULT_HEIGHT = 200;//設置兩個私有屬性，寬和高

   private Image image;

   public ImageComponent()
   {
      image = new ImageIcon("blue-ball.gif").getImage();//只有在根目錄下放置名爲blue-ball，格式爲GIF的圖片時，關閉按鈕才起到做用，並能關閉。
   }

   public void paintComponent(Graphics g)
   {
      if (image == null) return;

      int imageWidth = image.getWidth(null);
      int imageHeight = image.getHeight(null);

      // 把圖繪在左上角
      g.drawImage(image, 0, 0, null);
      // 利用組件給其命名

      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);
   }
   
   public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); }//返回兩個私有屬性
}

實驗結果

實驗2：課後完成PTA平臺題目集：2018秋季西北師範大學面向對象程序設計（Java）練習題集（ch6-ch9)

實驗總結：

AWT(Abstract Window Toolkit)包括了不少類和接口，用於Java Application的GUI(Graphics User Interface)編程。使用AWT所涉及的類通常在java.awt包及其子包中，GUI的各類元素(如：窗口，按鈕，文本框等)由Java類來實現。Component類和Container類是AWT中的兩個核心類。Java的圖形用戶界面的最基本組成部分是Component類，Component類及其子類的對象用來描述以圖形化的方式顯示在屏幕上並能與用戶進行交互的GUI元素，例如，一個按鈕，一個標籤等。通常的Component類對象不能獨立地顯示出來，必須將放在某一的Container類對象中才能夠顯示出來Container類是Component抽象的子類，Container子類對象能夠容納別的Component對象。

Graphics2D類仍然保留Graphics類的繪圖方法，同時增長了許多新方法。新方法將幾何圖形(線段、圓等)做爲一個對象來繪製。在java.awt.geom包中聲明的一系列類，分別用於建立各類身體圖形對象。Font屬性：全部的文本都使用能表現文字的樣式圖形渲染。當前的字體決定了字體的形狀。使用繼java.awt.Graphics的getFont()方法和setFont()方法來操縱字體。儘管設置字體相對簡單的工做，Java 2D仍是爲文本描繪提供了豐富的選項。

要使用Java 2D庫繪製圖形，就須要得到一個Graphics2D類對象，它是Graphics類的子類。能夠在paintComponent方法中強轉得到一個Graphics2D的類對象。

個人感覺：本週主要學習了與圖形用戶界面設計有關的知識，經過本章的學習我瞭解瞭如何用一些組件去畫字，圖形。瞭解了建立框架時的一些經常使用API，圖形用戶界面的一些基礎的設計操做，好比窗口顯示不一樣圖形，文字等等，以爲頗有意思；但實際用這些知識本身去設計圖形仍是會有必定的難度。經過練習題集練習學過的內容，對學過的知識進行了再鞏固，加深了理解。