王颖奇 20171010129《面向对象程序设计（java）》第十二周学习总结

实验十二  图形程序设计

理论：

10.1 AWT与Swing简介

10.2 框架的创建
10.3 图形程序设计
10.4 显示图像

（具体学习总结在最后）

实验：

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。

import javax.swing.*;

public class SimpleFrameTest

{

public static void main(String[] args)

{

JFrame  frame = new JFrame();

frame.setBounds(0, 0,300, 200);//设置框架的初始位置和大小

frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);//设置框架的关闭按钮

frame.setVisible(true);//设置用户是否能调整框架大小

}

}

测试结果：

l 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；

代码：

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(() ->
         {
            SimpleFrame frame = new SimpleFrame();
            frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
            frame.setVisible(true);
         });
   }
}

class SimpleFrame extends JFrame
{
   private static final int DEFAULT_WIDTH = 300;
   private static final int DEFAULT_HEIGHT = 200;

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

SimpleFrameTest

运行结果：

两个程序的异同点：

相同点：

1.生成的框架（frame）大小和初始位置相同

2.生成的框架均可以由用户改变大小（setResizable方法）

3.均设置了setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE)方法以关闭框架

不同点：

示例1：

使用setBounds方法设置框架大小

p407 10-1：

使用继承的方法（用lambda表达式简化）设置框架大小

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。

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。

框架的图标发生变化

代码：

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);
            frame.setVisible(true);
         });
   }
}

class SizedFrame extends JFrame
{
   public SizedFrame()
   {
      // 获得Dimension的大小

      Toolkit kit = Toolkit.getDefaultToolkit();
      Dimension screenSize = kit.getScreenSize();
      int screenHeight = screenSize.height;
      int screenWidth = screenSize.width;

      // 确定框架的大小，以及在屏幕上的位置

      setSize(screenWidth / 2, screenHeight / 2);
      setLocationByPlatform(true);

      // 将图像设置为框架的图标

      Image img = new ImageIcon("icon.gif").getImage();
      setIconImage(img);
   }
}

SizedFrameTest

运行结果：

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。

代码：

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);
   }

   public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); }
}

NotHelloWorld

运行结果：

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。

代码：

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;

      // draw a rectangle

      double leftX = 100;
      double topY = 100;
      double width = 200;
      double height = 150;

      Rectangle2D rect = new Rectangle2D.Double(leftX, topY, width, height);
      g2.draw(rect);

      // draw the enclosed ellipse

      Ellipse2D ellipse = new Ellipse2D.Double();
      ellipse.setFrame(rect);
      g2.draw(ellipse);

      // draw a diagonal line

      g2.draw(new Line2D.Double(leftX, topY, leftX + width, topY + height));

      // draw a circle with the same center

      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); }
}

DrawTest

运行结果：

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；

本程序中的“Hello，World！”是图形，不是文本，无法拷贝

l 了解2D图形中字体的设置的方法；

代码：

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());
      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;

      String message = "Hello, World!";

      Font f = new Font("Serif", Font.BOLD, 36);
      g2.setFont(f);

      // measure the size of the message

      FontRenderContext context = g2.getFontRenderContext();
      Rectangle2D bounds = f.getStringBounds(message, context);

      // 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); }
}

FontTest

运行结果：

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；

该程序中的gif图像会通过for循坏语句，在框架的长和宽上整齐排列，全部铺满

l 了解2D图形图像的显示方法。

代码：

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);

      // draw the image in the upper-left corner

      g.drawImage(image, 0, 0, null);
      // tile the image across the component

      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); }
}

ImageTest

运行结果：

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)

练习题集中的混淆习题：

1.一个类可以实现多个接口。

2.一个接口可以继承其他接口。

3.接口中的常量默认是public static的变量。->接口中的常量默认是public static final

4.接口中的方法默认都是静态的。->接口中包含具有具体实现的方法，该方法称为 “默认方法”，默认方法使用 default 关键字修饰。

5.在使用interface声明一个接口时，只可以使用（public）修饰符修饰该接口。

6.用于定义接口的关键字是（ ）。 (2分)

1. interface
2. implements
3. abstract
4. class

 7.下列选项中，用于实现接口的关键字是 （ ）。 (2分)

1. interface
2. implements
3. abstract
4. class

8.Java的集合框架中重要的接口java.util.Collection定义了许多方法。选项中哪个方法不是Collection接口所定义的？( ) (2分)

1. int size()
2. boolean containsAll(Collection c)
3. compareTo(Object obj)
4. boolean remove(Object obj)

学习总结：

10.1 AWT与Swing简介

用户界面(User Interface)

– 用户与计算机系统(各种程序)交互的接口

图形用户界面(Graphical User Interface)

– 以图形方式呈现的用户界面

AWT

Java 的 抽 象 窗 口 工 具 箱 （ Abstract WindowToolkit, 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

l Swing用户界面库是非基于对等体的GUI工具箱。

l Swing具有更丰富并且更方便的用户界面元素集合。

l Swing对底层平台的依赖很少，因此与平台相关的bug很少。

l Swing会带来交叉平台上的统一视觉体验。

l Swing类库被放在javax.swing包里。

AWT与Swing的关系

l 大部分AWT组件都有其Swing的等价组件。

l Swing组件的名字一般是在AWT组件名前面添加一个字母“J”，如：JButton,JFrame,JPanel等

10.2 框架的创建

1.组件

构成图形用户界面的元素，拿来即用

l 用图形表示(能在屏幕上显示，能和用户进行交互)

– Button、Checkbox、Scrollbar、Choice、Frame

l 通常把由Component类的子类或间接子类创建的

对象称为一组件

2.容器

l 容器是Java中能容纳和排列组件的组件。

l 常用的容器是框架（Frame,JFrame)

3.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。

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，

4.框架（Frame）

l 在Java中，常采用框架（Frame）创建初始界面，即GUI的顶层窗口

5.在组件中显示信息

（1）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。Swing程序员最关心的是内容面板，也称为内容窗格。

Jframe的结构：

（2）在AWT中可调用add()方法把组件直接添加到AWT Frame中,在Swing中组件则添加到内容窗格里。

10.3 图形程序设计

1 处理2D图形

2 颜色的使用

3 字体的使

10.4 显示图像

在Java应用程序中，一旦图像保存在本地或因特网的某个位置上，就可以将它们直接读入到java应用程序中。

个人感受：

通过本周的学习，我掌握了AWT与Swing的概念，以及具体它们内容。具体了解Swing库中容器，组件和框架的的定义，深度学习了框架的具体使用方法。课后，我通过课本和查阅资料，大致学习了java中图形程序设计和显示图像的方法。

在第6到第9章的练习当中，我发现仍有许多不足，需要通过不断的学习来改进，也需要我对知识进行反复回顾。