實驗十二  圖形程式設計

實驗時間 2018-11-14

1、理論知識

(1) 基本AWT庫採用將處理使用者介面元素的任務委派給每個目標平臺的本地GUI工具箱的方式，由本地GUI工具箱負責使用者介面元素的建立和動作。

選擇Swing的幾個原因：Swing擁有一個豐富、便捷的使用者介面元素集合；Swing對底層平臺依賴的很少，因此與平臺相關的bug很少；Swing給予不同平臺的使用者一致的感覺。

Swing沒有完全的替代AWT，而是基於AWT架構之上。

(2) 在Java中，頂層視窗（就是沒有包含在其它視窗中的視窗）被稱為框架。

在AWT庫中有一個稱為Frame的類，用於描述頂層視窗；JFrame是極少數幾個不繪製在畫布上的Swing元件之一。

在包含多個框架的程式中，不能在使用者關閉其中一個框架時就讓程式退出（退出main並沒有終止程式，終止的只有主執行緒）。 

(3) JFrame類本身只包含若干個改變框架外觀的方法。

從JFrame的各個超類中繼承了許多用於處理框架大小和位置的方法，以下有幾個較為重要的：setLocation和setBounds方法用於設定框架的位置；setIconImage用於告訴視窗系統在標題欄、任務切換視窗等位置顯示那個圖示；setTitle用於改變標題欄的文字；setResizable利用一個boolean值確定一個框架的大小是否允許使用者改變。

元件類的很多方法是以獲取/設定方法對形式出現的；屬性包含性名和型別。

如果沒有明確地指定框架的大小，所有框架的預設值為0*0畫素（對於專業應用程式來說，應該檢查螢幕的解析度，並根據解析度編寫程式碼重置框架的大小）。

(4) paintComponent方法有一個Graphics型別的引數，這個引數儲存著用於繪製圖像和文字的設定。

無論何種原因，只要視窗需要重新繪圖，事件處理器就會通告元件，從而引發執行所有元件的paintComponent方法；一定不要自己呼叫paintComponent方法。

（5）要想使用JAVA 2D庫繪製圖形，需要獲得一個Graphics2D類物件。

使用JAVA 2D圖形類或許會增加一些複雜度。

（6）使用Graphics2D類的setpaint方法可以為圖形環境上的所有後續的繪製操作選擇顏色；要想繪製多種顏色，就需要按照選擇顏色、繪製圖形、再選擇另外一種顏色、再繪製圖形的過程實施。

要想設定背景顏色，就需要使用Component類中的setBackground方法。

（7）字型名可以商標化，字型設計在一些許可權內可以版權化。

要想使用某種字型繪製字元，必須首先利用指定的字型名、字型風格和字型大小來建立一個Font類物件。

需要知道字串佔據的寬和高的畫素數量取決於以下三個元素：使用的字型、字串、繪製字型的裝置。

行間距是某一行的坡底與其下一行的坡頂之間的空隙；字型高度是連續兩個基線之間的距離，它等於下坡度+行間距+上坡度。

（8）一旦影象儲存在本地檔案或因特網的某個位置上，就可以將他們讀到Java應用程式中，並在Graphics物件上進行顯示。

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。

l 

import javax.swing.*;
public class SimpleFrameTest
{
   public static void main(String[] args)
   {
     JFrame  frame = new JFrame(); 
     frame.setBounds(0,0,300, 200);                                 //0,0表示的是執行後框所顯示的位置，300表示框長200為框的寬
     frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
     frame.setVisible(true);                                        //如果將TRUE改為FALSE那麼執行後的框不會出現   
   }
}

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);
            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);
   }
}

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。

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。

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。

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；

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。

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：通過本週實驗學習了AWT和Swing，還有框架的建立、顯示影象等，知道了使用者介面和圖形使用者介面、AWT元件、Swing元件及層次關係，AWT和Swing之間的關係，還有容器及容器巢狀等等。