实验十二 图形程序设计
实验时间 2018-11-14
1、实验目的与要求
(1) 掌握Java GUI中框架创建及属性设置中常用类的API；
(2) 掌握Java GUI中2D图形绘制常用类的API；
(3) 了解Java GUI中2D图形中字体与颜色的设置方法；
(4) 了解Java GUI中2D图像的载入方法。
2、实验内容和步骤
实验1： 导入第10章示例程序，测试程序并进行代码注释。
测试程序1：
l 运行下列程序，观察程序运行结果。
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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); } } |
在elipse IDE中调试运行教材407页程序10-1，结合程序运行结果理解程序；与上面程序对比，思考异同；
掌握空框架创建方法；
了解主线程与事件分派线程概念；
掌握GUI顶层窗口创建技术。
测试程序：
经过测试程序之后，程序会运行出一个窗体，其位置为坐标（0,0），大小是长为300，宽为200的一个窗体
程序源代码机器注释：
import javax.swing.*; public class SimpleFrameTest { public static void main(String[] args) { JFrame frame = new JFrame(); //创建一个对象 frame.setBounds(0, 0,300, 200); //给一个窗体设置其位置大小 frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); // frame.setVisible(true); } }
测试程序2：
l 在elipse IDE中调试运行教材412页程序10-2，结合程序运行结果理解程序；
l 掌握确定框架常用属性的设置方法。
程序测试结果：
与第一个程序测试的不同之处在于此程序比上一个程序变得简单，而且在窗体的左上角多了一个窗体的名称
程序源代码及其注释：
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");//将此窗体的标题设置为指定的字符串。 frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); frame.setVisible(true); }); } } class SizedFrame extends JFrame { public SizedFrame() { //获取屏幕尺寸 Toolkit kit = Toolkit.getDefaultToolkit();//获取默认工具包。 Dimension screenSize = kit.getScreenSize();//获取屏幕的大小 int screenHeight = screenSize.height; int screenWidth = screenSize.width; // 设置框架宽度、高度，并让平台拾取屏幕位置 setSize(screenWidth / 2, screenHeight / 2); setLocationByPlatform(true); // 设置框架图标 Image img = new ImageIcon("icon.gif").getImage(); setIconImage(img); } }
测试程序3：
l 在elipse IDE中调试运行教材418页程序10-3，结合运行结果理解程序；
l 掌握在框架中添加组件；
l 掌握自定义组件的用法。
程序测试结果：
程序源代码及其注释：
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); frame.setVisible(true); }); } } /** * A frame that contains a message panel */ class NotHelloWorldFrame extends JFrame { public NotHelloWorldFrame() { add(new NotHelloWorldComponent()); 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; 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); } // 使用此图形上下文的当前字体和颜色绘制由指定 string 给定的文本。最左侧字符的基线位于此图形上下文坐标系的 (x, y) 位置处。 public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); } }
测试程序4：
l 在elipse IDE中调试运行教材424 -425页程序10-4，结合程序运行结果理解程序；
l 掌握2D图形的绘制方法。
程序测试结果：
程序测试的源代码及其注释：
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; // 画一个矩形 double leftX = 100; double topY = 100; double width = 200; double height = 150; Rectangle2D rect = new Rectangle2D.Double(leftX, topY, width, height); g2.draw(rect); // 画出封闭的椭圆 Ellipse2D ellipse = new Ellipse2D.Double(); ellipse.setFrame(rect); g2.draw(ellipse); //画一条对角线 g2.draw(new Line2D.Double(leftX, topY, leftX + width, topY + height)); //画一个圆心相同的圆 double centerX = rect.getCenterX(); double centerY = rect.getCenterY(); double radius = 150; Ellipse2D circle = new Ellipse2D.Double(); circle.setFrameFromCenter(centerX, centerY, centerX + radius, centerY + radius); g2.draw(circle); } public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); } }
测试程序5：
l 在elipse IDE中调试运行教材432页-433程序10-5，结合程序运行结果理解程序；
l 了解2D图形中字体的设置的方法；
程序测试结果：
实验源代码的注释：
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 */ //构造器，添加了两个窗口 class FontFrame extends JFrame//创建一个框架 { public FontFrame() { add(new FontComponent()); pack(); } } /** * A component that shows a centered message in a box. */ class FontComponent extends JComponent { private static final int DEFAULT_WIDTH = 300; private static final int DEFAULT_HEIGHT = 200; public void paintComponent(Graphics g) { Graphics2D g2 = (Graphics2D) g;//创建一个g的对象，并取名g2 String message = "Hello, World!"; //在面板上画一个“Hello, World!”的字体 Font f = new Font("Serif", Font.BOLD, 36); g2.setFont(f); // 测量消息的大小 FontRenderContext context = g2.getFontRenderContext(); Rectangle2D bounds = f.getStringBounds(message, context); // 设置(x,y) =文本左上角 double x = (getWidth() - bounds.getWidth()) / 2; double y = (getHeight() - bounds.getHeight()) / 2; // 增加上升到y以达到基线 double ascent = -bounds.getY(); double baseY = y + ascent; //画出消息 g2.drawString(message, (int) x, (int) baseY); g2.setPaint(Color.LIGHT_GRAY); // 画出基线 g2.draw(new Line2D.Double(x, baseY, x + bounds.getWidth(), baseY)); // 绘制包围的矩形 Rectangle2D rect = new Rectangle2D.Double(x, y, bounds.getWidth(), bounds.getHeight()); g2.draw(rect); } public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); } }
测试程序6：
在elipse IDE中调试运行教材436页-437程序10-6，结合程序运行结果理解程序；
了解2D图形图像的显示方法。
程序测试结果：
程序源代码及其注释：
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 { private static final int DEFAULT_WIDTH = 300; private static final int DEFAULT_HEIGHT = 200; private Image image; public ImageComponent() { image = new ImageIcon("blue-ball.gif").getImage(); } public void paintComponent(Graphics g) { if (image == null) return; int imageWidth = image.getWidth(null); int imageHeight = image.getHeight(null); // 在左上角绘制图像 g.drawImage(image, 0, 0, null); // 将图像平铺到组件上 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); } }
实验总结：
理论知识部分总结：
AWT：Java的抽象窗口工具箱（AbstractWindowToolkit,AWT)包含在java.awt包中，它提供了许多用来设计GUI的组件类和容器类。
AWT库处理用户界面元素的方法：把图形元素的创建和行为委托给本地GUI工具箱进行处理。
应用AWT编写依赖于本地用户界面元素GUI会暴露出一些缺陷。例如，菜单、滚动条和文本域这些用户界面元素，在不同的平台上，操作行为上存在一些微妙的差异。
Swing类：
Swing用户界面库是非基于对等体的GUI工具箱；Swing具有更丰富并且更方便的用户界面元素集合；Swing对底层平台的依赖很少，因此与平台相关的bug很少。Swing会带来交叉平台上的统一视觉体验；Swing类库被放在javax.swing包里。
创建框架：
框架是由组件、容器、添加组件、框架、在组件中显示信息构成的。
组件：通常把Component类的子类或者间接子类创建的对象称为一个组件。
容器：容器是Java中能够容纳和排列的组件。
添加组件：Container类提供了一个方法add(),用来在容器类组件对象中添加其他组件。
组件都是矩形形状，组件本身有一个默认的坐标系，组件的左上角的坐标值是(0,0)。如果一个组件的宽是20，高是10，那么，该坐标系中，x坐标的最大值是20；y坐标的最大值是10。
组件默认的边框是一个黑边的矩形，我们可以通过方法
public void setBorder(Border border)
设置组件的边框。该方法的参数是一个接口，必须向该参数传递一个实现接口Border类的实例。如果传递一个null，组件将取消边框。
框架的创建：
Java中，常采用框架（Frame）创建初始界面，即GUI的顶层窗口
AWT库中有一个基于对等体的Frame类。
设置组件是否不透明。isOpaque取false时,组件被设置为透明；isOpaque取true时组件被设置为不透明。方法
public boolean isOpaque()
当组件不透明时该方法返回true，否则返回false。
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