java培训笔记(详细)版含作业练习-图形界面详解

第十天：
教学任务：
第八章 创建图形用户界面(Graphical User Interfaces), 共 32 个slide(189-221);
目标：
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第八章：Building GUIs 共 32 个slide(189-221);
知识点：一. AWT
图形用户界面(Graphics User Interface, GUI) 是用户与程序交互的窗口，它比基于命令行的界面更直观并且更友好。
GUI的基本类库位于java.awt包中， 这个包也被称为抽象窗口工具箱(Abstract Window Toolkit, AWT)。AWT按照面向
对象的思想来创建GUI，它提供了容器类、众多的组件类和布局管理器类。
AWT构建图形用户界面的机制包括：
. 提供了一些容器组件(如Frame和Panel), 用来容纳其他的组件(如按钮Button、复选框Checkbox和文本框TextField)。
. 用布局管理器来管理组件在容器上的布局；
. 利用监听器来响应各种事件，实现用户与程序的交互。一个组件如果注册了某种事件的监听器，由这个组件触发的
特定事件就会被监听器接收和响应；
二. 创建GUI 步骤一：选择一个容器
java.awt包中提供了一个抽象类Component，它是所有除了菜单类组件之外的AWT组件的父类。Container类表示容器，继承
了Component类。容器用来存放别的组件, 有两种类型的容器：Window和Panel。
1. Window和它的子类Frame

Window是不依赖于其他容器而独立存在的容器。Window有两个子类：Frame和Dialog。Frame带有标题，而且可以调整大
小。Dialog可以被移动，但是不能改变大小。
Frame有一个构造方法——Frame(String title)，通过它可以创建一个以参数为标题的Frame对象。Frame的add()方法
向容器中加入其他组件。当Frame被创建后，它是不可见的，必须通过以下步骤使Frame成为可见的。
1) setSize(int width, int height)显示设置Frame的大小，或者调用pack()方法自动确定Frame的大小。pack()方法会
确保Frame容器中的组件都会有与布局相适应的合理大小。
2) setVisible(true)方法使Frame成为可见的。

import java.awt.*;
public class SimpleFrame {
public static void main(String[] args) {
Frame f = new Frame("hello");
f.add(new Button("Press Me"));
f.setSize(100,100);
f.setVisible(true);
}
}
如果把f.add(new Button("Press Me"))语句移到f.setVisible(true)语句之后，再运行程序，将会发现Button没有被
显示。这是因为当执行f.setVisible(true)语句时，Frame按照其当时的状态显示界面，接下来添加或删除Frame中的
组件，Frame的形状是不会自动更新的，除非再

调用f.validate()方法使容器重新布置界面；
2. Panel
Panel不能单独存在，只能存在于其他容器中(Window或其子类)中，它有一个子类Applet，Applet可以在Web浏览器的窗
口中运行。一个Panel对象代表了一个长方形的区域，在这区域中可以容纳其他的组件。
可以通过Panel类的默认构造方法来创建一个Panel对象，然后通过Panel的add()方法向Panel中添加组件。如果要使Panel
成为可见的，必须通过Frame或Window的add()方法把Panel添加到Frame或Window中。
import java.awt.*;
public class SimplePanel {
public static void main(String[] args) {
Frame f = new Frame("hello");
Panel p = new Panel();
p.add(new Button("press me"));
p.setBackground(Color.YELLOW);
f.add(p);
f.setSize(100,100);
f.setBackground(Color.BLUE);
f.setVisible(true);
}
}
Index：组件存放的位置
constraints：通常是布局管理器的对象
Component getComponent()
Insets getInsets() ：返回容器的边框尺寸的大小
Validate()：使容器内修改过的组件生效

三. 创建GUI 步骤二：布局管理器
组件在容器中的位置和尺寸是由布局管理器来决定的。所有的容器都会引用一个布局管理器实例，通过它来自动进行组件的
布局管理。
1. 默认布局管理器
当一个容器被创建后，它们有相应的默认布局管理器。Window、Frame和Dialog的默认布局管理器是BorderLayout, Panel
和Applet的默认布局管理器是FlowLayout。可以通过setLayout()方法来重新设置容器的布局管理器。例：
Frame f = new Frame("hello");
f.setLayout(new FlowLayout());
2. 取消布局管理器
如果不希望通过布局管理器来管理布局，可以调用容器的setLayout(null)方法，这样布局管理器就被取消了。
接下来必须调用容器中每个组件的setLocation(), setSize()或setBounds()方法，为这些组件在容器中一一定位。
和布局管理器管理方式不同的是，这种手工布局将导致图形界面的布局不再和平台无关的。相反，图形界面的布局将依赖
于操作系统环境。
import java.awt.*;
public class ManualLayout {
public static void main(String[] args) {
Frame f = new Frame("hello");
f.setLayout(null); //取消布局管理器
f.setSize(300,100); //宽300, 高100
Button b = new Button("press me");
b.setSize(100,30); //宽100, 高30
b.setLocation(40,60); //x坐标40, y坐标60
f.add(b);
f.setVisible(true);
}
}
3

. 布局管理器种类
java.awt包提供了5种布局管理器：

a. FlowLayout流式布局管理器；
b. BorderLayout流式布局管理器；
c. GridLayout流式布局管理器；
d. CardLayout流式布局管理器；
e. GridBagLayout流式布局管理器；
javax.swing包提供了一种BoxLayout布局管理器：
四. 创建GUI 步骤三：在容器中加入组件
五. 创建GUI 步骤四：创建事件处理器
六. FlowLayout流式布局管理器
最简单的布局管理器，按照组件的添加次序将它们从左到右地放置在容器中。当到达容器边界时，组件将放置在下一行中。
FlowLayout允许以左对齐、居中对齐(默认方式)或右对齐的方式排列组件。特性：
. 不限制它所管理的组件的大小， 而是允许它们有自己的最佳大小。
. 当容器被缩放时，组件的位置可能会变化，但组件的大小不改变。
FlowLayout的构造方法如下：
. FlowLayout();
. FlowLayout(int align);
. FlowLayout(int align, int hgap, int vgap)

参数align用来决定组件在每行中相对于容器的边界的对齐方式，可选值有：

FlowLayout.LEFT(左对齐)
FlowLayout.RIGHT(右对齐)
FlowLayout.CENTER(居中对齐)
参数hgap和参数vgap分别设定组件之间的水平和垂直间隙。
见书上例子及 ch08.FlowLayoutDemo.java
七. BorderLayout边界布局管理器

将容器分为五个区域：东、南、西、北和中。
特征：
. 东西区域的组件保持最佳宽度，高度被垂直拉伸至和所有区域一样高；
南北区域的组件保持最佳高度，宽度被水平拉伸至和所在区域一样宽；
位于中区域的组件的宽度和高度都被拉伸至和所在区域一样大小。
. 垂直拉伸，东、西和中区域也拉伸；
水平拉伸，南、北和中区域也拉伸；
. 中区域没有组件，也会分配空间显示容器的背景颜色；
其它区域没有组件，不会分配空间；
. 容器被缩放，组件所在的相对位置不变化，但组件大小改变；
. 某个区域添加的组件不止一个，则只有最后添加的一个是可见的；
构造方法：

. BorderLayout();
. BorderLayout(int hgap, int vgap);
参数hgap和参数vgap分别设定组件之间的水平和垂直间隙；
对于采用BorderLayout的容器，当它用add()方法添加一个组件时，可以同时为组件指定在容器中的区域。
void add(Com

ponent comp, Object constraints)
这里的constraints是String类型，可选值为BorderLayout提供的五个常量：
. BorderLayout.NORTH: 北区域，值为"North";
. BorderLayout.SOUTH: 南区域，值为"South";
. BorderLayout.EAST: 东区域，值为"East";
. BorderLayout.WEST: 西区域，值为"West";
. BorderLayout.CENTER: 北区域，值为"Center";
Frame的默认布局管理器就是BorderLayout。以下代码把Button放在Frame的北区域。
Frame f = new Frame("Test");
f.add(new Button("b1",BorderLayout.NORTH));
//或者：f.add(new Button("b1","North"));
如果不指定add()方法的constraints参数，在默认情况下把组件放在中区域。以下代码向Frame的中区域加入两个Button，
但只有最后加入的Button是可见的。
Frame f = new Frame("Test");
f.add(new Button("b1"));
f.add(new Button("b2"));
f.setSize(100,100);
f.setVisible(true);
见书上例子及ch08.BorderLayoutDemo.java
八. GridLayout网格布局管理器
GridLayout将容器分割成许多行和列，组件被填充到每个网格中。添加到容器中的组件首先放置在左上角的网格中，然后
从左到右放置其他组件，直至占满该行的所有网络，接着继续在下一行中从左到右放置组件。特性如下：
. 组件的相对位置不随区域的缩放而改变，但组件的大小会随之改变。组件始终占据网格的整个区域。
. GridLayout总是忽略组件的最佳大小，所有组件的宽度相同，高度也相同。
. 将组件用add()方法添加到容器中的先后顺序决定它们占据哪个网络。GridLayout从左到右、从上到下将组件填充到容器
的网格中。
GridLayout的构造方法如下：
. GridLayout()
. GridLayout(int rows, int cols)
. GridLayout(int rows, int cols, int hgap, int vgap)
参数rows代表行数，参数cols代表列数。参数hgap和vgap规定水平(网络之间的水平距离)和垂直方向(网格之间的垂直距离)
的间隙。
见书上例子MyGrid.java及ch08.GridLayoutDemo.java
九. CardLayout卡片布局管理器
将界面看做一系列的卡片，在任何时侯只有其中一张卡片是可见的，这张卡片占据容器的整个区域。CardLayout的构造方法:
. CardLayout()
. CardLayout(int hgap, int vgap)
参数hgap表示卡片和容器的左右边界之间的间隙，参数vgap表示卡片和容器的上下边界的间隙。
对于采用CardLayout的容器，当用add()方法添加一个组件时，需要同时为组件指定所在的卡片的名字。

void add(Component comp, Object constraints)
以上constraints参数是一个字符串，表示卡片的名字。在默认情况下，容器显示第一个用add()方法加入到容器中的组件，
也可以通过CardLayout的show(Container parent, String name)方法指定显示哪张卡片，参数parent指定容器，参数name
指定卡片的名字。
见：书上例子及ch08.CardLayoutDemo.java
十. GridBagLayout网格包布局管理器
在网格的基础上提供更为复杂的布局。和GridLayout不同， GridBagLayout允许容器中各个组件的大小各不相同，还允许单个
组件所在的显示区域占据多个网络。使用GridBagLayout布局管理器的步骤如下：

1. 创建GridBagLayout布局管理器，并使容器采用该布局管理器。
GridBagLayout layout = new GridBagLayout();
container.setLayout(layout);
2. 创建一个GridBagConstraints对象。
GridBagConstraints constraints = new GridBagConstraints();
3. 为第一个添加到容器中的组件设置GridBagConstraints的各种属性。
constraints.gridx = 1; //设置网格的左上角的x坐标
constraints.gridy = 1; //设置网格的左上角的y坐标
constraints.gridwidth = 1; //设置网格的宽度
constraints.gridheight = 1; //设置网格的高度
4. 通过布局管理器放置第一个组件时的GridBagConstraints信息。
layout.setConstraints(component1, constraints);
5. 向容器中添加第一个组件
container.add(component1);
6. 重复步骤3至步骤5，将每个组件都添加到容器中。
GridBagConstraints包含了如何把一个组件添加到容器中的布局信息。只需要创建一个GridBagConstraints对象，在每次向
容器中加入组件时，先设置GridBagConstraints对象的属性，这个GridBagConstraints对象可以被多次重用。它属性如下：
1) gridx和gridy: 指定了组件显示区域的左上角的列和行。
如果把gridx或gridy设为GridBagConstraints.RELATIVE(默认值), 表示当前组件紧跟在上一个组件的后面。
2) gridwidth和gridheight: 指定了组件的显示区域占据的列数和行数, 默认值为1。
如果gridwidth和gridheight设为GridBagConstraints.REMAINDER, 表示当前组件在其行或列上为最后一个组件；
如果gridwidth或gridheight设为GridBagConstraints.RELATIVE， 表示当前组件在其行或列为为倒数第二个组件。
3) fill: 该属性在某组件的显示区域大于它所要求的大小时被使用。fill决定了是否及如何改变组件的大小， 有效值包括：

. GridBagConstraints.NONE: 默认，不改变组件的大小；
. GridBagConstraints.HORIZONTAL: 使组件足够大，以填充其显示区域的水平方向，但不改变其高度。
. GridBagConstraints.VERTICAL: 使组件足够大，以填充其显示区域的垂直方向，但不改变其宽度。
. GridBagConstraints.BOTH: 使组件足够大， 以填充其整个显示区域；
4) ipadx和ipady: 这些属性指定了内部填充的大小，即在该组件的最小尺寸基础上还需要增加多少。
5) insets: 该属性指定了组件的外部填充大小，即组件与其显示区域边界之间的最小空间大小。
6) anchor: 该属性在某组件的大小小于其显示区域时使用。anchor决定了组件放置在该区域中的位置。有效值包括：
GridBagConstraints.CENTER(默认值)
GridBagConstraints.NORTH
...
7) weightx和weighty: weightx属性称为水平重量，weighty属性称为垂直重量，它们用来决定如何布置容器中多余的水平
方向和垂直方向的空白区域。除非为一行(weightx)和一列(weighty)中的至少一个组件指定了重量，否早，所有组件都
会集中在容器的中央，这是因为当重量为0时，GridBagLayout把所有空白区域放在组件的显示区域和容器边界之间。
参考书上例子。
Review Questions :
1.(Level 1)What are the four steps for building GUI?
答：1) 选择容器;
2) 设置布局管理器；
3) 加入组件；
4) 创建事件处理器；
2.(Level 1)What are the five common layout managers?
答：FlowLayout、BorderLayout、GridLayout、CardLayout和GridBagLayout
3.(Level 1)What is the difference between frame and panel?
答：Frame可以不依赖于其它容器而单独存在；
Panel不能单独存在，只能存在于其它容器(Window及其子类)中.
4.(Level 2)What is the default layout manager for frame and panel respectively?
答：Frame: BorderLayout
Panel: FlowLayout