Java Swing的層次結構深入理解

Posted on 2021-12-04 by WalkonNet

Java Swing的層次結構

什麼是Java Swing

Swing 是一個用於開發Java圖形界面應用程序的開發工具包，它是以抽象窗口工具包（AWT：Abstract Window Toolkit）為基礎，使跨平臺應用程序可以使用任何可插拔的外觀風格。

通常把AWT控件稱為重量級控件，而把Swing控件稱為輕量級控件。

Swing組件的層次結構

Swing組件可以分成兩種類型，一種是JComponent類，另一種是Window類。兩者的區別是JComponent組件類主要包括一些不能獨立顯示的組件（即必須依賴於中間容器才能顯示），而Window組件類主要包括瞭一些可以獨立顯示的組件。鑒於此，可以講Swing的組件分為三種類型：頂層組件、中間組件、基本組件，如下圖：

頂層容器（即Window組件）：JFrame、JApplet、JDialog、JWindow;

中間容器：JPanel、JScrollPane、JSplitOPane、JToolBar；這些容器可以充當載體，但也是不可以獨立顯示的組件，必須依附在頂層容器內；
特殊容器：在GUI上起特殊作用的中間層，如JInternalFrame、JLayeredPane等；
基本組件：實現人機交互的組件，如JButton、JComboBox、JList、JMenu、JTextField。

關於三層組件

1、當進行圖形編程時，需要一個能夠提供圖形繪制的容器（即頂層容器），可以將它想象稱為一個窗口，它是進行圖形編程的基礎，一切圖形的東西都必然包括在頂層容器中。

2、可以作為頂層容器的三種組件：

JFrame：類似於Windows系統中窗口形式的應用程序；
JDialog：和JFrame類似，用於設計對話框；
JApplet：用於設計可以嵌入在網頁中的小程序。

3、基於Swing的圖形界面至少要有一個頂層容器，每一個頂層容器都有一個內容面板，同時可以為頂層容器添加菜單組件。

剩下的便是向內容面板或菜單組件中添加一些基本組件，這些組件的使用相對簡單，其中JTree和JTable較難。

Java Swing基礎（層次結構，組件，佈局管理）

Swing基礎層次結構

圖形環境和圖形對象

坐標

GUI組件的左上角坐標默認為(0,0)

從左上角到右下角，水平坐標x和垂直坐標y增加

坐標的單位是像素

Graphics對象

專門管理圖形環境，Graphics類是一個抽象類

抽象類Graphics提供瞭一個於平臺無關的繪圖接口

各平臺上實現的Java系統將創建Graphics類的一個子類來實現繪圖功能，這個子類對程序員是透明的。

在執行paint方法時，系統會傳遞一個指向特定平臺的Graphics子類的圖形對象g

一個簡單的例子

import java.awt.Color;
import java.awt.Font;
import java.awt.Graphics;
import javax.swing.JFrame;
public class GraphicsTester extends JFrame{
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    public GraphicsTester()
    {
        super("演示字體、顏色、繪圖");
        setVisible(true);
        setSize(480,250);
    }
    public void paint(Graphics g)
    {
        super.paint(g);
        g.setFont(new Font("SansSerif",Font.BOLD,12));
        g.setColor(Color.blue);
        g.drawString("字體ScanSerif,粗體，14號，紅色",250,50);    
    }
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        GraphicsTester g = new GraphicsTester();
        g.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); 
    }
}

上面的程序需要註意三處代碼

public class GraphicsTester extends JFrame

我們需要繼承一個主窗口，才能實現swing編程

public void paint(Graphics g)

這裡的Graphics g不用我們自己定義，是由Java自動生成的

g.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE)

設置關閉窗口的默認操作

註意： paint方法會被自動調用

其他的畫圖函數看API文檔就可以瞭

前面我們使用的是Graphics來繪圖，其實我們可以用更強大的Graphics2D來繪圖，當然，我們需要將傳遞進來的g向上轉型為Graphics2D,因為傳遞過來的g就是Graphics2D的一個子類

Graphics2D g2d = (Graphics2D)g;

Swing 基礎

swing：一個預定好各種組件的包，JFrame就是swing裡面的一個組件

JFC與Swing

JFC(Java Foundation Classes)

是關於GUI組件和服務的完整集合
作為JAVA SE的一個有機部分，主要包含5個部分

AWT

Java2D

Accessibility

Drag & Drop

Swing

Swing
JFC的一部分
提供按鈕、窗口、表格等所有的組件
純Java組件(完全用Java寫的組件)

AWT組件

在Java.awt包裡，包括Button、Checkbox、Scrollbar等，都是Component類的子類
大部分含有native code，所以隨操作系統平臺的不同會顯示出不同的樣子，而不能進行更改，是重量級的組件

Swing組件

其名稱都是在原來的AWT組件名稱前加上J,例如JButton、JCheckBox、JScrollbar等，都是JComponent類的子類
架構在AWT上，是AWT的擴展而不是取代
完全由Java語言編寫，其外觀和功能不依賴於任何由宿主平臺的窗口系統所提供的代碼，是輕量級組件
可提供更豐富的視覺感受

在Applet和Application中應用Swing

在Applet中應用Swing，就要將Swing組件加載到Applet容器上(通常是JApplet)，這通常在init方法中完成
在Application（本地應用程序，也就是主函數中）中應用Swing，也是要將Swing組件加載到這個Application的頂層容器（通常是JFrame）中。

也就是說，如果要使用Swing組件，就要加到容器上

容器是從哪裡來的？容器又是什麼？

Swing層次

在這裡插入圖片描述

組件的繼承層次如上，大多數Swing組件都繼承於JComponent

Component類

包含paint、repaint方法，可以在屏幕上繪制組件

大多數GUI組件直接或間接的擴展Component

Container類

容納相關組件

包括add方法，用來添加組件

包括setLayout方法，用來設置佈局，幫助Container對象對其中的組件進行定位和設置組件大小

JComponent類–多數Swing組件的超類

可定制的觀感、即可根據需求定制組件

快捷鍵（通過鍵盤直接訪問GUI組件）

一般的事件處理功能

Swing的組件和容器層次

頂層容器

必須跟操作系統打交道，所以都是重量級組件、

每個使用Swing組件的Java程序都必須至少由一個頂層容器，別的組件都必須放在這個頂層容器上才能顯示出來）

JFrame實現單個主窗口

JDialog 實現一個二級窗口

JApplet在瀏覽器窗口實現一個applet顯示區域

中間層容器

容納其他組件的

原子組件

直接與用戶交互的組件

例：三層容器結構

package swing;
import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import javax.swing.JFrame;
public class ComponentTester {
    @SuppressWarnings("deprecation")
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        JFrame.setDefaultLookAndFeelDecorated(true);
        JFrame frame = new JFrame("Swing Frame");
        Container contentPane=frame.getContentPane();
        JPanel panel = new JPanel();
        panel.setBorder(BorderFactory.createLineBorder(Color.black, 5));
        panel.setLayout(new GridLayout(2,1));
        JLabel label = new JLabel("Label",SwingConstants.CENTER);
        JButton button = new JButton("Button");
        panel.add(label);
        panel.add(button);
        contentPane.add(panel);
        frame.pack();
        frame.show();
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);    
    }
}

分析一下關鍵部分的代碼

首先，需要一個頂層容器，然後從容器得到一個內容面板Container

JFrame.setDefaultLookAndFeelDecorated(true);
JFrame frame = new JFrame("Swing Frame");
Container contentPane=frame.getContentPane();

接下來，定義一個中間容器並完成一些初始化操作

JPanel panel = new JPanel();
panel.setBorder(BorderFactory.createLineBorder(Color.black, 5));
panel.setLayout(new GridLayout(2,1));

定義一些原子組件

JLabel label = new JLabel("Label",SwingConstants.CENTER);
JButton button = new JButton("Button");

最後一步，將原子組件加在中間層容器，然後將中間層容器加到頂層容器上

panel.add(label);
panel.add(button);
contentPane.add(panel);

以上就是Swing組件的基本層次結構瞭

佈局管理

使用方法：調用容器的setLayout方法就可以瞭

例如：

Container contentPane = frame.getContentPane();
ContentPane.setLayout(new FlowLayout());

其中的FlowLayout是佈局管理器對象

有許多常用的佈局管理器類，直接查找API文檔就可以瞭

以上為個人經驗，希望能給大傢一個參考，也希望大傢多多支持WalkonNet。

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