前言

到目前为止，我们编写的程序都是通过键盘接收输入，在控制台屏幕上显示结果。绝大多数用户并不喜欢这种交互方式。现代的程序早已不采用这种操作方法，网络程序更是如此。

从本章开始，我们将介绍如何编写使用图形用户界面（GUI）的Java程序。其中，主要讲述如何编写定义屏幕上的窗口大小和位置的程序；如何在窗口中采用多种字体显示文本；如何显示图像等等。这些都是需要掌握的编程技能，在后续章节中，将会使用这些技术编写一些很有趣味的程序。

Swing概述

在Java 1.0刚刚出现的时候，包含了一个用于基本GUI程序设计的类库，Sun将它称为抽象窗

口工具箱（Abstract Window Toolkit，AWT）。基本AWT库采用将处理用户界面元素的任务委派给每个目标平台（Windows、Solaris、Macintosh等等）的本地GUI工具箱的方式，由本地GUI工具箱负责用户界面元素的创建和动作。例如，如果使用最初的AWT在Java窗口中放置一个文本框，就会有一个低层的对等体文本框，用它来实际地处理文本输入。从理论上说，结果程序可以运行在任何平台上，但观感（look and feel）的效果却依赖于目标平台，因此，Sun公司的口号是一次编写，随处使用。

对于简单的应用程序来说，基于对等体方法的效果还是不错的，但是，要想编写依赖于本地用户界面元素的高质量、可移植的图形库就会显现出缺陷了。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，操作行为存在着一些微妙的差别。因此，要想给予用户一致的、可预见性的界面操作方式是相当困难的。而且，有些图形环境（如X11/Motif）并没有像Windows或Macintosh这样丰富的用户界面组件集合。这也就将基于对等体的可移植库限制在了最小公分母的范围内。其结果使AWT构建的GUI应用程序看起来没有Windows或Macintosh应用程序显示的那么漂亮，也没有提供那些平台用户所认知的功能。更加糟糕的是，在不同平台上的AWT用户界面库中存在着不同的bug。研发人员必须在每一个平台上测试他们的应用程序，因此人们嘲弄地将AWT称为一次编写，到处调试。

在1996年，Netscape创建了一种称为IFC（Internet Foundation Class）的GUI库，它采用了与AWT完全不同的工作方式。它将按钮、菜单这样的用户界面元素绘制在空白窗口上，而对等体只需要创建和绘制窗口。因此，Netscape的IFC部件在程序运行的所有平台上的外观和动作都一样。Sun与Netscape合作完善了这种方式，创建了一个名为Swing（有时称为Swing集）的用户界面库。Swing可作为Java 1.1的扩展部分使用，现已成为JDK 1.2标准库的一部分，

就像Duke Ellington所说的那样：如果没有Swing，Java图形界面就没有任何意义。现在，Swing是不对等基于GUI工具箱的正式名字。它已是Java基础类库（Java Foundation Class，JFC）的一部分。完整的JFC十分庞大，其中包含的内容远远大于Swing GUI工具箱。JFC特性不仅仅包含了Swing组件，而且还包含了一个可访问的API、一个2D API和一个可拖拽的API。

注意：Swing没有完全替代AWT，而是基于AWT架构之上。Swing仅仅提供了能力更加强大的用户界面组件。尤其在采用Swing编写的程序中，还需要使用基本的AWT处理事件。从现在开始，Swing是指被绘制的非对等体用户界面类；AWT是指像事件处理这样的窗口工具箱的低层机制。

当然，在用户屏幕上显示基于Swing用户界面的元素要比显示AWT的基于对等体组件的速度慢一些。鉴于以往的经验，对于任何一台现代的计算机来说，微小的速度差别无妨大碍。另外，由于下列几点无法抗拒的原因，驱使人们选择Swing：

• Swing拥有一个丰富、便捷的用户界面元素集合。

• Swing对低层平台依赖的很少，因此与平台相关的bug很少。

• Swing给予不同平台的用户一致的感观效果。

所有这些意味着Swing拥有履行Sun提出的一次编写，到处运行承诺的能力。

不过，上面第三点存在着一个潜在的问题：如果在所有平台上用户界面元素看起来都一样，那么，它们就有可能与本地控件不一样，而这些平台的用户对此可能并不熟悉。

Swing采用了一种很巧妙的方式来解决这个问题。在程序员编写Swing程序时，可以为程序指定专门的观感。

例如，图7-1和图7-2展示了同一个程序在Windows 和Motif平台下运行的观感。

注意：尽管本书并没有打算介绍有关设定观感的方式，但Java程序员可以对已存在的观感进行扩展，甚至还可以设计全新的观感。设计Swing组件的绘制方式是一个很繁琐的过程。有些程序员已经做过一些这样的工作，尤其是将Java移植到信息亭（kiosk）终端和手持设备这样的非传统平台上。请参阅 http://www.javooto.com，其中包含了一系列有趣的观感实现。

JDK 5.0引入了一种被称为Synth的新观感方式，使用它处理比较容易。在Synth中，可以通过指定图像文件和XML描述符定义一种新观感，而不需要编写任何代码。

此外，Sun开发了一种被称为Metal的独立于平台的观感。现在，市场上人们将它称为Java观感。不过，绝大多数程序员还继续沿用着Metal这个术语，在本书中也将这样称呼。

有些人批评Metal有点笨重，而在版本5.0中看起来却焕然一新（请看图7-3）。

现在，Metal外观支持多种主题，每一种主题的颜色和字体都有微小的变化。

默认的主题叫做Ocean。在本文中，所有的图形程序都将采用Swing的Metal观感和Ocean主题。

注意：绝大多数Java用户界面程序设计都采用Swing，但有一个特别的例外。Eclipse集成开发环境使用了一种与AWT类似，且被称为SWT的图形工具箱，它可以映射到不同平台的本地组件上。

有关SWT的描述可以在网站http://www.eclipse.org/ articles/找到。

最后，给大家一个忠告，如果使用过Visual Baisc或C 编写Microsoft Windows应用程序，就应该了解这些产品提供的图形布局工具和资源编辑器带来的便利。这些工具可以用来设计应用程序的外观，然后生成大部分（有时是全部）GUI代码。尽管也有一些Java程序设计的GUI构造器，但它们与相应的Windows工具相比较起来还很不成熟。不管怎样，要想完全地掌握图形用户界面程序（乃至有效地使用这些工具），就需要知道如何手工地创建用户界面。当然，通常需要编写大量的代码。

创建框架

在Java中，顶层窗口（就是没有包含在其他窗口中的窗口）被称为框架（frame）。在AWT库中有一个称为Frame的类，用于描述顶层窗口。这个类的Swing版本名为JFrame，它扩展于Frame类。JFrame是极少数几个不绘制在画布上的Swing组件之一。因此，它的修饰部件（按钮、标题栏、图标等）由用户的窗口系统绘制，而不是由Swing绘制。

警告：大多数的Swing组件类都以J开头，例如，JButton、JFrame等等。在Java中有Button和Frame这样的类，但它们属于AWT组件。如果偶然地忘记了书写J，程序仍然可以进行编译和运行，但是将Swing和AWT组件混合在一起使用将会导致视觉和行为的不一致。

在本节中，将介绍有关Swing的JFrame的常用方法。例7-1给出了一个在屏幕中显示一个空框架的简单程序。如图7-4所示。

例7-1 SimpleFrameTest.java

下面逐行地讨论一下这个程序。

Swing类位于javax.swing包中。包名javax表示这是一个Java扩展包，而不是核心包。Swing类实际上是对Java 1.1的扩展。由于Swing类不是核心层次的一部分，所以尽可能地将Swing类加载到Java 1.1兼容的浏览器中（浏览器的安全管理器不允许添加任何以java.开头的包）。在Java 2平台上，Swing包不再是扩展部分，而是核心层的一部分。任何与Java 2兼容的Java实现都必须提供Swing类。不过，为了与Java 1.1代码兼容，保留了javax名字。（实际上，Swing包最早是com.sun.java.swing，后来在Java 2的beta版本中简化为java.awt.swing，最后在Java 2后期的beta版本中又改回为com.java.swing，在Java程序员的抗议呼声下，最终改为javax.swing。）

在默认情况下，框架的大小为0×0像素，这种框架没有什么实际意义。我们定义了一个子类SimpleFrame，它的构造器将框架大小设置为300×200像素。在SimpleFrameTest类的main方法中，程序将由创建一个SmpleFrame对象开始运行。

接下来，我们定义了用户关闭这个框架时的响应动作。对于这个程序而言，我们只是让程序退出。选择这个响应动作的语句是：

frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

在包含多个框架的程序中，不能因为用户关闭了其中的一个框架就让程序退出。在默认情况下，用户关闭窗口时只是将框架隐藏了起来，而程序并没有终止。

简单地构造一个框架并不自动显示出来，框架起初是不可见的。这就给程序员了一个机会，可以在框架第一次显示之前往其中添加组件。为了显示框架，main方法需要调用框架的setVisible方法。

然后，main方法退出。需要注意，退出main并没有终止程序，终止的只是主线程。目前显示的框架激活了用户界面线程，以保持程序处于激活状态。

注意：在JDK 5.0以前的版本中，可以使用JFrame类从超类Window继承show方法。Window类的超类是Component，其中也有一个show方法。在JDK 1.2中不提倡使用Component.show。如果想要显示一个组件，建议调用setVisible(true)。然而，JDK 1.4以前的版本，并没有反对使用Window.show方法。事实上，这个方法很实用，它可以让窗口可见，且置于其他窗口的前面。遗憾的是，由于不提倡使用它，随之也失去了这一好处，JDK 5.0也不赞成使用show显示窗口。

图7-4中显示的是运行例7-1程序的结果，它只是一个很乏味的顶层窗口。在这个图中看到的标题栏和外框装饰（比如，重置窗口大小的拐角）都是由操作系统绘制的，而不是Swing库。如果在X Windows下运行同样的程序，对框架的装饰是不一样的。Swing库负责绘制框架内的所有内容。在这个程序中，只用默认的背景色填充了框架。

注意：在JDK 1.4中，可以调用frame.setUndecorated(true) 关闭所有框架装饰。

注意：在前面的例子中编写了两个类，一个用于定义框架类，另一个包含了创建和显示框架对象的main方法。在很多程序中，经常会发现main方法被包装成一个很简捷的类，如下所示：

从某种意义上说，调用框架类中的main方法的代码启动程序是比较简单的。这样不必引入其他的辅助类。然而，有相当多的程序员感觉这种程序风格有点混乱。

因此，更愿意将启动程序的类与定义用户界面的类分开。

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明天讲框架定位和在面板中显示信息~~