实验十二 图形程序设计
理论知识：
Java的抽象窗口工具箱（Abstract Window Toolkit, 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。
大部分AWT组件都有其Swing的等价组件，Swing组件的名字一般是在AWT组件名前面添加一个字母“J”。
通常把由Component类的子类或间接子类创建的对象称为一个组件。
组件类的常用API： boolean isVisible() 检查组件是否可见
void setVisible(boolean b) 设置组件可见
void setSize(int width,int height) 把组件缩放到指定宽度和高度
void setBounds(int x,int y,int width,int height) 移动并缩放组件
Dimension getSize()得到组件的大小
void setSize(Dimension d) 把组件缩放到指定的大小
void setLocation(int x,int y)
容器是Java中能容纳和排列组件的组件。常用的容器是框架（Frame,JFrame)。
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。
容器本身也是一个组件，可以把一个容器添加到 另一个容器里，实现容器嵌套。
框架定位：常用Component类的setLocation和setBounds方法。常用属性：Title：框架标题；IconImage：框架图标。
确定框架大小：通过调用Toolkit类的方法来得到屏幕尺寸信息。
Jframe的结构：它由根面板、层级面板、玻璃面板和内容面板（content pane）四层面板构成。
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。
|
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); } } |
l结果图：
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；
l 掌握空框架创建方法；
l 了解主线程与事件分派线程概念；
l 掌握GUI顶层窗口创建技术。
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函数
{
SimpleFrame frame = new SimpleFrame();//构建一个SimpleFrame对象
frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);//窗口关闭操作
frame.setVisible(true);
});
}
}
class SimpleFrame extends JFrame
{
//定义两个私有属性
private static final int DEFAULT_WIDTH = 300;
private static final int DEFAULT_HEIGHT = 200;
public SimpleFrame()
{
setSize(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT);
}
}
结果图：
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。
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);//关闭图形用户界面
frame.setVisible(true);
});
}
}
class SizedFrame extends JFrame//SizedFrame类继承JFrame
{
public SizedFrame()
{
// get screen dimensions
Toolkit kit = Toolkit.getDefaultToolkit();//生成Toolkit对象
Dimension screenSize = kit.getScreenSize();//返回Dimension对象的屏幕大小
int screenHeight = screenSize.height;//通过对象访问属性，获得Dimension对象屏幕的高度
int screenWidth = screenSize.width;//通过对象访问属性，获得Dimension对象屏幕的宽度
setSize(screenWidth / 2, screenHeight / 2);
setLocationByPlatform(true);
// set frame icon
Image img = new ImageIcon("icon.gif").getImage();//定义图形用户界面图标
setIconImage(img); //必须是Image类对象
}
结果图：
}
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。
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);//关闭图形用户界面
frame.setVisible(true);
});
}
}
/**
* A frame that contains a message panel
*/
class NotHelloWorldFrame extends JFrame
{
public NotHelloWorldFrame()
{
add(new NotHelloWorldComponent());//调用add方法
pack();//知道使用的首选大小
}
}
/**
* A component that displays a message.
*/
class NotHelloWorldComponent extends JComponent
{
//定义两个公共属性
public static final int MESSAGE_X = 75;
public static final int MESSAGE_Y = 100;
//定义两个静态私有属性
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); }
// 返回一个有首选宽度和首选高度的Dimension类对象
}结果图：
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。
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;
//返回闭合矩形的长、宽、x、y坐标值
Rectangle2D rect = new Rectangle2D.Double(leftX, topY, width, height);//用外接矩形构造一个椭圆
g2.draw(rect);
Ellipse2D ellipse = new Ellipse2D.Double();//构造椭圆
ellipse.setFrame(rect);
g2.draw(ellipse);
g2.draw(new Line2D.Double(leftX, topY, leftX + width, topY + height));//构造一条直线
double centerX = rect.getCenterX();
double centerY = rect.getCenterY();
double radius = 150;
Ellipse2D circle = new Ellipse2D.Double();//构造一个圆
circle.setFrameFromCenter(centerX, centerY, centerX + radius, centerY + radius);
g2.draw(circle);
}
public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); }
}结果图：
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；
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());//调用add方法，添加组件
pack();
}
/**
* A component that shows a centered message in a box.
*/
class FontComponent extends JComponent//继承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);//使用系统中36号加粗serif字体显示字符串"Hello, World!"
g2.setFont(f);
FontRenderContext context = g2.getFontRenderContext();
Rectangle2D bounds = f.getStringBounds(message, context);//获取屏幕设备字体属性的描述对象
// 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); }
}
、结果图：
测试程序6：
l 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；
l 了解2D图形图像的显示方法。
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 //继承
{
private static final int DEFAULT_WIDTH = 300;
private static final int DEFAULT_HEIGHT =200;
//定义私有属性
private Image image;
public ImageComponent()
{
image = new ImageIcon("bule-ball.gif").getImage();//读取图像
}
public void paintComponent(Graphics g)//用paintComponent方法实现平铺显示
{
if (image == null) return;
int imageWidth = image.getWidth(null);
int imageHeight = image.getHeight(null);
// draw the image in the upper-left corner
//获取图片的 宽和高
g.drawImage(image, 0, 0, null);
//使用Graphics类的drawImage方法将图像显示出来
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方法将图形拷贝到整个窗口
}
public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); }
}结果图：
实验总结：通过这些程序了解了怎样去定义Java GUI中框架创建及属性设置中常用类的API。
实验2：课后完成PTA平台题目集：2018秋季西北师范大学面向对象程序设计（Java）练习题集（ch6-ch9)