Построение приложений с использованием графического интерфейса библиотек java.awt и javax.swing

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Последние несколько лет разработчики прилагали массу усилий, чтобы интегрировать графику и анимацию в свои апплеты и приложения Java. Используя интерфейсы прикладного программирования java.awt и javax.swing, разработчики могут реализовывать гораздо более сложные графические приложения, включая игры, хранители экрана, экранные заставки и трехмерный графический пользовательский интерфейс.

Цель работы. Расчетно-графическая работа посвящена построению приложений с использованием графического интерфейса библиотек java.awt и javax.swing.

Актуальность. На сегодняшний день графика имеет немаловажное значение для языков программирования. Она позволяет визуализировать любые программы, что придает яркость и удобство для использования тех или иных программ. Позволяет создавать яркие и интересные Web-страницы, удобна при разработке баз данных, написании мобильных и компьютерных игр.



1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Графический пользовательский интерфейс (GUI) - основной способ взаимодействия конечных пользователей с java-приложением. Для разработки прикладного программного обеспечения на языке Java, а точнее графического интерфейса приложений, обычно используются пакеты AWT и Swing.

AWT (для доступа загружается пакет java.awt) содержит набор классов, позволяющих выполнять графические операции и создавать оконные элементы управления, подобно тому, как это делается в VBA и Delphi;

Swing (для доступа загружается пакет javax.swing) содержит новые классы, в основном аналогичные AWT. К именам классов добавляется J (JButton, JLabel и др.).

На данный момент основные классы для построения визуальных интерфейсов содержатся в пакете Swing. Из пакета AWT используются классы для обработки сообщений. Простейшее графическое приложение приведено ниже.

import javax. swing.*;

public final class HelloWorld implements Runnable {

public static void main(String[] args) {

//Swing имеет собственный управляющий поток (т.н. dispatching thread),

//который работает параллельно с основным (в котором выполняется main())

//потоком. Если основной поток закончит работу (метод main завершится),

//поток отвечающий за работу Swing-интерфейса может продолжать свою работу.

//И даже если пользователь закрыл все окна, программа продолжит свою работу

//(до тех пор, пока жив данный поток). Начиная с Java 6, когда все

//компоненты уничтожены, управляющий поток останавливается автоматически.

//Запускаем весь код, работающий в управляющем потоке, даже инициализацию:

SwingUtilities.invokeLater (new HelloWorld());

}

public void run() {

// Создаем окно с заголовком "Hello, World!"

Frame f = new JFrame ("Hello, World!");

// Ранее практиковалось следующее: создавался listener и регистрировался

// на экземпляре главного окна, который реагировал на windowClosing()

// принудительной остановкой виртуальной машины вызовом System.exit()

// Теперь же есть более "правильный" способ задав реакцию на закрытие окна.

// Данный способ уничтожает текущее окно, но не останавливает приложение. Тем

// самым приложение будет работать пока не будут закрыты все окна.

f.setDefaultCloseOperation (JFrame. DISPOSE_ON_CLOSE );

// однако можно задать и так:

// f.setDefaultCloseOperation (JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

// Добавляем на панель окна нередактируемый компонент с текстом.

// f.getContentPane().add (new JLabel("Hello, World!")); - старый стиль

f.add(new JLabel("Hello World"));

// pack() "упаковывает" окно до оптимального размера

// всех расположенных в нем компонентов.

f.pack();

// Показать окно

f.setVisible(true);

}}

Технология Swing предоставляет механизмы для управления следующими аспектами представления:

Клавиатура (Swing предоставляет способ перехвата пользовательского ввода);

Цвета (Swing предоставляет способ менять цвета, которые вы видите на экране);

Текстовое поле для ввода (Swing предоставляет текстовые компоненты для обработки всех повседневных задач).

JComponent

Базовым классом всей библиотеки визуальных компонентов Swing является JComponent. Это суперкласс других визуальных компонентов. Он является абстрактным классом, поэтому в действительности вы не можете создать JComponent, но он содержит сотни функций, которые каждый компонент Swing может использовать как результат иерархии классов. Класс JComponent обеспечивает инфраструктуру окрашивания для всех компонентов, он знает, как обрабатывать все нажатия клавиш на клавиатуре, его подклассы, следовательно, должны только прослушивать определенные клавиши. Класс JComponent также содержит метод add(), который позволяет добавить другие объекты класса JComponent, так можно добавить любой Swing-компонент к любому другому для создания вложенных компонентов (например, JPanel, содержащую JButton, или даже более причудливые комбинации, например JMenu, содержащее JButton).

JLabel

Самым простым и в то же время основным визуальным компонентом в библиотеке Swing является JLabel, или «метка». К методам этого класса относится установка текста, изображения, выравнивания и других компонентов, которые описывает метка:

get/setText() - получить/установить текст в метке;

get/setIcon() - получить/установить изображение в метке;

get/setHorizontalAlignment - получить/установить горизонтальную позицию текста;

get/setVerticalAlignment() - получить/установить вертикальную позицию текста;

get/setDisplayedMnemonic() - получить/установить мнемонику (подчеркнутый символ) для метки;

get/setLabelFor() - получить/установить компонент, к которому присоединена данная метка; когда пользователь нажимает комбинацию клавиш Alt + мнемоника, фокус перемещается на указанный компонент.

JButton

Основным активным компонентом в Swing является Jbutton.

Методы, используемые для изменения свойств JButton, аналогичны методам JLabel (вы обнаружите, что они аналогичны для большинства Swing-компонентов). Они управляют текстом, изображениями и ориентацией:

get/setText() - получить/установить текст в кнопке;

get/setIcon() - получить/установить изображение в кнопке;

get/setHorizontalAlignment() - получить/установить горизонтальную позицию текста;

get/setVerticalAlignment() - получить/установить вертикальную позицию текста;

get/setDisplayedMnenomic() - получить/установить мнемонику (подчеркнутый символ), которая в комбинации с кнопкой Alt вызывает нажатие кнопки.

JFrame

Класс JFrame является контейнером, позволяющим добавлять к себе другие компоненты для их организации и предоставления пользователю.

JFrame выступает в качестве моста между независимыми от конкретной операционной системы Swing-частями и реальной операционной системой, на которой они работают. JFrame регистрируется как окно и таким образом получает многие свойств окна операционной системы: минимизация/максимизация, изменение размеров и перемещение. Хотя выполнении лабораторной работы достаточно считать JFrame палитрой, на которой вы размещаете компоненты. Перечислим некоторые из методов, которые вы можете вызвать в JFrame для изменения его свойств:

get/setTitle() - получить/установить заголовок фрейма;

get/setState() - получить/установить состояние фрейма (минимизировать, максимизировать и т.д.);

is/setVisible() - получить/установить видимость фрейма, другими словами, отображение на экране;

get/setLocation() - получить/установить месторасположение в окне, где фрейм должен появиться;

get/setSize() - получить/установить размер фрейма;

add() - добавить компоненты к фрейму.

Схемы, модели и события

При построении визуальных приложений в Java нельзя просто случайно разместить их на экране и ожидать от них немедленной работы. Компоненты необходимо разместить в определенные места, реагировать на взаимодействие с ними, обновлять их на основе этого взаимодействия и заполнять данными. Для эффективной работы с визуальными компонентами необходима установка следующих трех архитектурных составляющих Swing.

Схемы (layout). Swing содержит множество схем, которые представляют собой классы, управляющие размещением компонентов в приложении и тем, что должно произойти с ними при изменении размеров окна приложения или при удалении или добавлении компонентов.

События (event). Программа должна реагировать на нажатия клавиш, нажатия кнопки мыши и на все остальное, что пользователь может сделать.

Модели (model). Для более продвинутых компонентов (списки, таблицы, деревья) и даже для некоторых более простых, например, JComboBox, модели - это самый эффективный способ работы с данными. Они удаляют большую часть работы по обработке данных из самого компонента (вспомните MVC) и предоставляют оболочку для общих объектных классов данных (например, Vector и ArrayList).

Особое внимание, в связи с необходимостью изображения динамических сцен на визуальных компонентах необходимо уделить классу Graphics 2D.

Индивидуальное задание расчетно-графической работы: Изобразить в окне приложения отрезок, вращающийся в плоскости фрейма вокруг точки, движущейся по отрезку.

графический интерфейс java компонент

2. РЕАЛИЗАЦИЯ ЗАДАЧИ НА ЯЗЫКЕ ВЫСОКОГО УРОВНЯ JAVA

package lab4;

import java.awt.*;

import java.awt.geom.*;

import java.awt.image.BufferedImage;

/**

* Задача 4. Изобразить в окне приложения (апплета) отрезок, вращающийся в

* плоскости фрейма вокруг точки движущейся по отрезку.

*/

public class LB4 extends java.applet.Applet implements Runnable {

/**

*

*/

private static final long serialVersionUID = 1L;

private int w, h;

private BufferedImage bi;

private Graphics2D big;

private boolean stop = false;

private Thread timer = null;

private Color fonColor = Color.WHITE;

private Color segmentColor = Color.LIGHT_GRAY;

private Color pointColor = Color.GREEN;

private Segment segment;

// начальное расположение рисунка

private double lengthSegment;

// направление смещения оси вращения

private double movePoint = -1;

private double shift = 0;

private double speedPoint = 1;

// скорость изменения положения в пространстве

private int speedRepaint = 30;

// угол на который происходит изменения положения отрезка

private int grad = 15;

/** Этот метод будет вызван после загрузки апплета */

public void init() {

try {

// Создаем объекты и устанавливаем начальные значения.

Dimension dim = getSize();

w = dim.width;

h = dim.height;

// Создаем Segment, задавая длину

lengthSegment = (double) Math.min(w, h) / 3;

segment = new Segment(lengthSegment, lengthSegment / 2, grad,

segmentColor, pointColor, fonColor);

bi = (BufferedImage) createImage(w, h);

big = bi.createGraphics();

big.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING,

RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);

// Создаем поток, который будет периодически вызывать метод update.

timer = new Thread(this);

timer.start();

} catch (Exception e) {

System.out.println(e);

}

} // end init

// Этот метод выполняет перерисовку окна апплета

public void update(Graphics g) {

try {

// Получаем указатель на объект Graphics2D

Graphics2D g2 = (Graphics2D) g;

grawSegment();

// Рисуем готовое изображение на экране

g2.drawImage(bi, 0, 0, this);

} catch (Exception error) {

System.out.println(error.getMessage());

}

} // end update

private void grawSegment() {

/*

* //Очищаем рисунок big.setBackground(Color.BLUE); big.clearRect(0, 0,

* w, h);

*/

// Рисуем отрезок

shift += movePoint * speedPoint;

if (shift < -lengthSegment / 2) {

movePoint *= -1;

shift = -lengthSegment / 2;

} else if (shift > lengthSegment / 2) {

movePoint *= -1;

shift = lengthSegment / 2;

}

segment.setPos(shift, speedPoint);

segment.rotate();

big.drawImage(segment.getSegment(), null, 0, 0);

}

// Этот метод выполняется в отдельном потоке (timer).

// Он вызывает перерисовку окна апплета каждую секунду.

public void run() {

while (!stop) {

try {

repaint();

Thread.currentThread();

Thread.sleep(speedRepaint);

} catch (Exception err) {

}

}

}

// Этот метод выполняется если пользователь покинул страницу

// с апплетом. Он останавливает поток (timer) и, соответственно,

// перерисовку окна апплета.

public void stop() {

super.stop();

stop = true;

}

// Этот метод выполняется когда пользователь попадает на страницу

// с апплетом. Он запускает парралельный поток (timer).

public void start() {

super.start();

stop = false;

if (timer == null) {

timer = new Thread(this);

timer.start();

}

} // end start

// Этот метод выполняется при закрытии страницы с апплетом.

public void destroy() {

super.destroy();

stop = true;

Thread.currentThread();

// Ждем пока парралельный поток (timer) завершит работу.

Thread.yield();

} // end destroy

} // end public class RotatingSegment

// создание отрезка

class Segment {

private static double x = 0;

final double RAD = 10;

private double length;

private BufferedImage segment;

private Color segmentColor;

private Color pointColor;

private Color backGroundColor;

private Rectangle2D.Double r;

private Ellipse2D.Double p;

private double rotationAxis;

private Point2D.Double center;

private double shift;

// угол на который происходит изменения положения отрезка

private int grad;

Segment(double length, double posPointRotating, int grad,

Color segmentColor, Color pointColor, Color backGroundColor)

throws Exception {

// проверяем параметры

if (length <= 0 || posPointRotating < 0 || length < posPointRotating)

throw new Exception(

"Ошибка: неверно задан параметр в классе Segment");

this.grad = grad;

this.segmentColor = segmentColor;

this.pointColor = pointColor;

this.backGroundColor = backGroundColor;

this.length = length;

// создаем рисунок

segment = new BufferedImage((int) length * 3, (int) length * 3,

BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);

center = new Point2D.Double(length, 3 * length / 2);

// создаем отрезок

rotationAxis = center.x + posPointRotating - RAD / 2;

r = new Rectangle2D.Double(center.x, center.y, length, RAD);

p = new Ellipse2D.Double(rotationAxis, center.y, RAD, RAD);

// получаем графический контекст

Graphics2D g2 = segment.createGraphics();

// закрашиваем все заданным цветом

g2.setBackground(backGroundColor);

g2.clearRect(0, 0, (int) (3 * length), (int) (3 * length));

// устанавливаем цвет отрезка

g2.setColor(segmentColor);

// рисуем отрезок

g2.fill(r);

// устанавливаем цвет точки

g2.setColor(pointColor);

// рисуем точку

g2.fill(p);

}

// смещает точку вращения

public void setPos(double shiftX, double shiftY) {

// создаем отрезок

this.shift = shiftX;

center.y = center.y + shiftY * Math.sin(Math.toRadians(grad * x));

r = new Rectangle2D.Double(center.x, center.y, length, RAD);

p = new Ellipse2D.Double(rotationAxis + shift, center.y, RAD, RAD);

}

// вращает отрезок

public void rotate() {

AffineTransform at = AffineTransform.getRotateInstance(

Math.toRadians(grad * (++x)), rotationAxis + RAD / 2 + shift,

center.y);

// получаем графический контекст

Graphics2D g2 = segment.createGraphics();

// закрашиваем все заданным цветом

g2.setBackground(backGroundColor);

g2.clearRect(0, 0, (int) (3 * length), (int) (3 * length));

g2.setTransform(at);

g2.setColor(segmentColor);

// рисуем отрезок

g2.fill(r);

// устанавливаем цвет точки

g2.setColor(pointColor);

// рисуем точку

g2.fill(p);

}

// Возвращает изображение

public BufferedImage getSegment() {

return segment;

}

}

3. ПРИМЕР РАБОТЫ ПРОГРАММЫ

Результат выполнения программы:

Рисунок 1. Результат выполнения программы

Рисунок 2. Результат выполнения программы

Рисунок 3. Результат выполнения программы



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Этим завершается наше рассмотрение графики на Java. В этой работе мы представили краткий обзор средств программирования двухмерной графики на Java. Мы представили приложение, которое демонстрируют использование геометрических фигур, текстур.

Мы обсудили некоторые графические возможности Java. Мы начали с краткого знакомства с фундаментальными основами графики, такими как системы координат и графические контексты. Затем мы обсудили средства Java 2D. Мы также вкратце рассказали, как использовать графические эффекты.

Вторая половина нашего знакомства с графическим программированием на Java. Используя графический интерфейс библиотек java.awt и javax.swing мы создали простой графический редактор, который вращает двумерный объект вокруг своей оси.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Х. М. Дейтел, П.Дж. Дейтел, С.И. Сантри - Технологии программирования наJava, книга 1 (графика, JAVABEANS, интерфейс пользователя)

2. Джуди Бишоп - Эффективная работа Java

3. James Gosling, Bill Joy, Guy Steele, Gilad Bracha - The Java Language Specification, Second Edition.

4. Tim Lindholm, Frank Yellin - The Java Virtual Machine Specification, Second Edition.

5. Гослинг Дж., Арнольд К. - Язык программирования Java

6. Информация с сайта www.ibm.com

7. Информация с сайта www.mexmat.sgu.ru

8. Информация с сайта www.uic.rsu.ru

Размещено на Allbest.ru

...