一：理論部分

1.（1） 使用者介面(User Interface)使用者與計算機系統(各種程式)互動的介面

（2）圖形使用者介面(Graphical User Interface)以圖形方式呈現的使用者介面

2.AWT:Java 的抽象視窗工具箱（ Abstract WindowToolkit, AWT)包含在java.awt包中，它提供了許多用來設計GUI的元件類和容器類。

. AWT庫處理使用者介面元素的方法：把圖形元素的建立和行為委託給本地GUI工具箱進行處理。

. 應用AWT編寫依賴於本地使用者介面元素GUI會暴露出一些缺陷。例如，選單、滾動條和文字域這些

使用者介面元素，在不同的平臺上，操作行為上存在一些微妙的差異。

3.Swing：

Swing使用者介面庫是非基於對等體的GUI工具箱。

 Swing具有更豐富並且更方便的使用者介面元素集合。

 Swing對底層平臺的依賴很少，因此與平臺相關的bug很少。

 Swing會帶來交叉平臺上的統一視覺體驗。
 Swing類庫被放在javax.swing包裡。

4.AWT與Swing的關係

大部分AWT元件都有其Swing的等價元件。

 Swing元件的名字一般是在AWT元件名前面新增一個字母“J”，如：JButton,JFrame,JPanel等。

二..建立框架

1.元件：構成圖形使用者介面的元素，拿來即用用圖形表示(能在螢幕上顯示，能和使用者進行互動)

2.通常把由Component類的子類或間接子類建立的物件稱為一個元件。

3.容器：容器是Java中能容納和排列元件的元件。常用的容器是框架（Frame,JFrame)

例：Frame fra = new Frame(“這是一個視窗”)；

4.新增元件：

Container類提供了一個方法add(),用來在容器類元件物件中新增其他元件。

容器本身也是一個元件，可以把一個容器新增到另一個容器裡，實現容器巢狀。

5.框架（Frame）的建立：

（1）建立空框架：在Java中，常採用框架（Frame）建立初始介面，即GUI的頂層視窗。

 AWT庫中有一個基於對等體的Frame類。該類的Swing版本為JFrame,JFrame是Frame子類。

（2）框架定位與框架屬性：

定位：
—常用Component類的setLocation和setBounds方法
常用屬性
—Title：框架標題
—IconImage：框架圖示

（3）確定框架的大小：通過呼叫Toolkit類的方法來得到螢幕尺寸資訊

6.在元件中顯示資訊

在AWT中可呼叫add()方法把元件直接新增到AWTFrame中,在Swing中元件則新增到內容窗格里。

其中內容窗格是用來新增元件的，新增程式碼如下：

Container contentPane = getContentPane();

Component c=…;contentPane.add(c);. 使用者也可以自行建立一個元件類，並在元件上進行繪製，此時需要過載paintComponent()。

使用者的自建元件也可新增到內容窗格里。

. paintComponent(Graphics g)定義在JComponent類中，該方法在視窗需要重新繪圖時(如擴大視窗或極小化視窗),被系統自動呼叫

.. paintComponent()方法被呼叫時，系統就自動產生一個Graphics型別的引數，傳遞給paintComponent方法中的引數g。

元件的啟用與可見性：

public void setEnabled(boolean b)：設定元件是否可被啟用。
當引數b取值true時，元件可以被啟用。
當引數b取值false 時，元件不可啟用。
預設情況下，元件是可以被啟用的。
public void setVisible(boolean b)：設定元件在該容器中的可見性。
當b取值true時，元件在容器中可見。
當b取值false時，元件在容器中不可見。
除了Window型元件外，其它型別元件預設是可見的。

實驗十二  圖形程式設計

實驗時間 2018-11-14

1、實驗目的與要求

(1) 掌握Java GUI中框架建立及屬性設定中常用類的API；

(2) 掌握Java GUI中2D圖形繪製常用類的API；

(3) 瞭解Java GUI中2D圖形中字型與顏色的設定方法；

(4) 瞭解Java GUI中2D影象的載入方法。

2、實驗內容和步驟

實驗1： 匯入第10章示例程式，測試程式並進行程式碼註釋。

測試程式1：

l 執行下列程式，觀察程式執行結果。

package demo;

import javax.swing.*;

public class SimpleFrameTest {
    public static void main(String[] args) {
        JFrame frame = new JFrame();
        frame.setBounds(0, 0, 300, 200);//設定視窗位置和大小
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);//設定預設的關閉操作
        frame.setVisible(true);
    }
}

l 在elipse IDE中除錯執行教材407頁程式10-1，結合程式執行結果理解程式；與上面程式對比，思考異同；

l 掌握空框架建立方法；

l 瞭解主執行緒與事件分派執行緒概念；

l 掌握GUI頂層視窗建立技術。

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);//設定預設的關閉視窗
            frame.setVisible(true);//給值為true使得window可見
         });
   }
}

class SimpleFrame extends JFrame
{
   private static final int DEFAULT_WIDTH = 300;
   private static final int DEFAULT_HEIGHT = 200;//設定兩個私有屬性，確定視窗的寬和高

   public SimpleFrame()
   {
      setSize(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT);//構造器返回的值為設定元件大小，
   }
}

測試程式2：

l 在elipse IDE中除錯執行教材412頁程式10-2，結合程式執行結果理解程式；

l 掌握確定框架常用屬性的設定方法。

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);//設定預設的關閉
            frame.setVisible(true);
         });
   }
}

class SizedFrame extends JFrame
{
   public SizedFrame()
   {
      // get screen dimensions

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

      // set frame width, height and let platform pick screen location

      setSize(screenWidth / 2, screenHeight / 2);//設定視窗的位置在螢幕高和寬的1/2處
      setLocationByPlatform(true);//值給為true，說明按上述操作執行

      // set frame icon

      Image img = new ImageIcon("icon.gif").getImage();//將GIF格式的圖片放在根目錄下，則顯示視窗的圖示為圖片
      setIconImage(img);      
   }
}

測試程式3：

l 在elipse IDE中除錯執行教材418頁程式10-3，結合執行結果理解程式；

l 掌握在框架中新增元件；

l 掌握自定義元件的用法。

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);
            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;//設定所要畫的圖在視窗中的位置

   public void paintComponent(Graphics g)
   {
      g.drawString("Not a Hello, World program", MESSAGE_X, MESSAGE_Y);//文字helloworld是畫上去的並非是一個文字形式。
   }
   
   public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); }
}

測試程式4：

l 在elipse IDE中除錯執行教材424 -425頁程式10-4，結合程式執行結果理解程式；

l 掌握2D圖形的繪製方法。

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());//add方法用來新增元件
      pack();//用於調整此視窗的大小，以適合其子元件的首選大小和佈局
   }
}

/**
 * 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)//Java中所有的繪圖必須呼叫graphics實現
   {
      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); }
}

測試程式5：

l 在elipse IDE中除錯執行教材432頁-433程式10-5，結合程式執行結果理解程式；

l 瞭解2D圖形中字型的設定的方法；

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();//font類中包含字型的大小顏色等
            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); }
}

測試程式6：

l 在elipse IDE中除錯執行教材436頁-437程式10-6，結合程式執行結果理解程式；

l 瞭解2D圖形影象的顯示方法。

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
{
   private static final int DEFAULT_WIDTH = 300;
   private static final int DEFAULT_HEIGHT = 200;//設定兩個私有屬性，寬和高

   private Image image;

   public ImageComponent()
   {
      image = new ImageIcon("blue-ball.gif").getImage();//只有在根目錄下放置名為blue-ball，格式為GIF的圖片時，關閉按鈕才起到作用，並能關閉。
   }

   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); }//返回兩個私有屬性
}

實驗2：課後完成PTA平臺題目集：2018秋季西北師範大學面向物件程式設計（Java）練習題集（ch6-ch9)

實驗總結：通過本週的學習，我學到了Java GUI中框架建立及屬性設定中常用類的API；掌握Java GUI中2D圖形繪製常用類的API；瞭解Java GUI中2D圖形中字型與顏色的設定方法；

瞭解Java GUI中2D影象的載入方法。同時在學長的帶領下，學會了如何看某一個方法或者屬性的具體用途，受益匪淺。