Swing用户界面设计
作者：许斌文章来源：清华大学计算机系&清华同方股份有限公司点击数：74176 更新时间：2004-10-2
原文地址：https://www.doczj.com/doc/d52876514.html,/Article/kfyy/java/jc/200410/84.html
7．1 Swing简介
7.1.1 简介
第五讲中我们学习了AWT，AWT是Swing的基础。Swing的产生主要原因就是AWT不能满足图形化用户界面发展的需要。
AWT设计的初衷是支持开发小应用程序的简单用户界面。例如AWT缺少剪贴板、打印支持、键盘导航等特性，而且原来的AWT甚至不包括弹出式菜单或滚动窗格等基本元素。
此外AWT还存在着严重的缺陷，人们使AWT适应基于继承的、具有很大伸缩性的事件模型，基于同位体的体系结构也成为其致命的弱点。
随着发展的需要，Swing出现了，Swing组件几乎都是轻量组件，与重量组件相比，没有本地的对等组件，不像重量组件要在它们自己的本地不透明窗体中绘制，轻量组件在它们的重量组件的窗口中绘制。
这一讲我们讲一下基本的Swing组件使用方法和使用Swing组件创建用户界面的初步方法。
Swing是由100%纯Java实现的，Swing组件是用Java实现的轻量级（light-weight）组件，没有本地代码，不依赖操作系统的支持，这是它与AWT组件的最大区别。由于AWT组件通过与具体平台相关的对等类（Peer）实现，因此Swing比AWT组件具有更强的实用性。Swing在不同的平台上表现一致，并且有能力提供本地窗口系统不支持的其它特性。
Swing采用了一种MVC的设计范式，即"模型-视图-控制"（Model-View-Controller），其中模型用来保存内容，视图用来显示内容，控制器用来控制用户输入。
Swing外观感觉采用可插入的外观感觉（Pluggable Look and Feel，PL&F）
在AWT组件中，由于控制组件外观的对等类与具体平台相关，使得AWT组件总是只有与本机相关的外观。S wing使得程序在一个平台上运行时能够有不同的外观。用户可以选择自己习惯的外观。以下三幅图是在同一个操作系统下得到不同的外观。
Motif风格
Windows风格
7.1.2 Swing的类层次结构
在javax.swing包中，定义了两种类型的组件：顶层容器（JFrame，JApplet，JDialog和JWindow）和轻量级组件。Swing组件都是AWT的Container类的直接子类和间接子类。
https://www.doczj.com/doc/d52876514.html,ponent
-java.awt.Container
-java.awt.Window
-java.awt.Frame-javax.swing.JFrame
-javax.Dialog-javax.swing.JDialog
-javax.swing.JWindow
-java.awt.Applet-javax.swing.JApplet
-javax.swing.Box
-javax.swing.Jcomponet
Swing包是JFC（Java Foundation Classes）的一部分，由许多包组成，如下表：
(在jdk1.3中，第一、第二和pending包没有了，增加了plaf.multi包，主要功能：给缺省的L&F加上附加的L &F，例如一个MultiButtonUI实例可以同时处理MotifButtonUI和AudioButtonUI.)
swing包是Swing提供的最大包，它包含将近100个类和25个接口，几乎所有的Swing组件都在swing包中，只有JtableHeader和JtextComponent是例外，它们分别在swing.table和swing.text中。
swing.border包中定义了事件和事件监听器类，与AWT的event包类似。它们都包括事件类和监听器接口。
swing.pending包包含了没有完全实现的Swing组件。
swing.table包中主要包括了表格组建（JTable）的支持类。
swing.tree同样是JTree的支持类。
swing.text、swing.text.html、swing.text.html.parser和swing.text.rtf都是用于显示和编辑文档的包。
7.1.3 Swing组件的多样化
Swing是AWT的扩展，它提供了许多新的图形界面组件。Swing组件以"J"开头，除了有与AWT类似的按钮（JButton)、标签（JLabel)、复选框（JCheckBox)、菜单（JMenu）等基本组件外，还增加了一个丰富的高层组件集合，如表格（JTable）、树（JTree）。
7.1.4 MVC(Model-View-Control)体系结构
Swing胜过AWT的主要优势在于MVC体系结构的普遍使用。在一个MVC用户界面中，存三个通讯对象：模型、视图和控件。模型是指定的逻辑表示法，视图是模型的可视化表示法，而控件则指定了如何处理用户输入。当模型发生改变时，它会通知所有依赖它的视图，视图使用控件指定其相应机制。
为了简化组件的设计工作，在Swing组件中视图和控件两部分合为一体。每个组件有一个相关的分离模型和它使用的界面（包括视图和控件）。比如，按钮JButton有一个存储其状态的分离模型ButtonModel对象。组件的模型是自动设置的，例如一般都使用JButton 而不是使用ButtonModel 对象。另外，通过Model类的子类或通过实现适当的接口，可以为组件建立自己的模型。把数据模型与组件联系起来用setModel( )方法。
MVC是现有的编程语言中制作图形用户界面的一种通用的思想，其思路是把数据的内容本身和显示方式分离开，这样就使得数据的显示更加灵活多样。比如，某年级各个班级的学生人数是数据，则显示方式是多种多样的，可以采用柱状图显示，也可以采用饼图显示，也可以采用直接的数据输出。因此在设计的时候，就考虑把数据和显示方式分开，对于实现多种多样的显示是非常有帮助的。
7.1.5 可存取性支持
所有Swing组件都实现了Accessible接口，提供对可存取性的支持，使得辅助功能如屏幕阅读器能够十分方便的从Swing组件中得到信息。
7.1.6 支持键盘操作
在Swing组件中，使用JComponent类的registerKeyboardAction（）方法，能使用户通过键盘操作来替代鼠标驱动GUI上Swing组件的相应动作。有些类还为键盘操作提供了更便利的方法。
其实这就相当于热键，使得用户可以只用键盘进行操作。
7.1.7 设置边框
对Swing组件可以设置一个和多个边框。Swing中提供了各式各样的边框供用户选用，也能建立组合边框或自己设计边框。一种空白边框可以增大组件，协助布局管理器对容器中的组件进行合理的布局。
7.1.8 使用图标（Icon）
与AWT的部件不同，许多Swing组件如按钮、标签，除了使用文字外，还可以使用图标修饰自己。
例7．1：
import javax.swing.*; //引入Swing包名
//import com.sun.java.swing.*;
//使用JDK 1.2 Beta 4版和所有Swing 1.1 Beta 3
//之前的版本,引入Swing包名用此方法。
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
public class SwingApplication {
private static String labelPrefix = "Number of button clicks: ";
private int numClicks = 0; //计数器，计算点击次数
public Component createComponents() {
final JLabel label = new JLabel(labelPrefix + "0 ");
JButton button = new JButton("I'm a Swing button!");
button.setMnemonic(KeyEvent.VK_I); //设置按钮的热键为'I'
button.addActionListener(new ActionListener() {
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
numClicks++;
label.setText(labelPrefix + numClicks);
//显示按钮被点击的次数
}
});
label.setLabelFor(button);
/* 在顶层容器及其内容之间放置空间的常用办法是把内容添加到Jpanel上，而Jpanel本身没有边框的。* /
JPanel pane = new JPanel();
pane.setBorder(BorderFactory.createEmptyBorder(
30, //top
30, //left
10, //bottom
30) //right
);
pane.setLayout(new GridLayout(0, 1)); //单列多行
pane.add(button);
pane.add(label);
return pane;
}
public static void main(String[] args) {
try {
UIManager.setLookAndFeel(
UIManager.getCrossPlatformLookAndFeelClassName());
//设置窗口风格
} catch (Exception e) { }
//创建顶层容器并添加内容.
JFrame frame = new JFrame("SwingApplication");
SwingApplication app = new SwingApplication();
Component contents = app.createComponents();
frame.getContentPane().add(contents, BorderLayout.CENTER);
//窗口设置结束，开始显示
frame.addWindowListener(new WindowAdapter() {
//匿名类用于注册监听器
public void windowClosing(WindowEvent e) {
System.exit(0);
}
});
frame.pack();
frame.setVisible(true);
}
}
运行结果：
7.1.9 Swing程序结构简介
Swing的程序设计一般可按照下列流程进行：
1．引入Swing包
2．选择"外观和感觉"
3．设置顶层容器
4．设置按钮和标签
5．向容器中添加组件
6．在组件周围添加边界
7．进行事件处理
例子7.1说明了Swing中程序设计的结构以及最基本的组件Button和Label的用法。在程序中，我们建立一个Swing风格的窗口，并在其中添加一个按钮，程序中保存一个计数器以计算按钮被点击的次数，并在每一次点击之后用一个Label显示。在这个程序中我们可以看到Swing组件的使用与AWT组件的使用基本方法一致，使用的事件处理机制也完全相同。这些在前面的AWT中已经讲过，不再赘述。
7．2 Swing组件和容器
在Swing中不但用轻量级的组件替代了AWT中的重量级的组件，而且Swing的替代组件中都包含有一些其他的特性。例如，Swing的按钮和标签可显示图标和文本，而AWT的按钮和标签只能显示文本。Swing中的大多数组件都是AWT组件名前面加了一个"J"。
7.2.1 组件的分类
Jcomponent是一个抽象类，用于定义所有子类组件的一般方法，其类层次结构如下所示：
https://www.doczj.com/doc/d52876514.html,ng.Object
|
+https://www.doczj.com/doc/d52876514.html,ponent
|
+--java.awt.Container
|
+--javax.swing.JComponent
并不是所有的Swing组件都继承于JComponent类，JComponent类继承于Container类，所以凡是此类的组件都可作为容器使用。
组件从功能上分可分为：
1) 顶层容器：JFrame,JApplet,JDialog,JWindow共4个
2) 中间容器：JPanel,JScrollPane,JSplitPane,JToolBar
3) 特殊容器：在GUI上起特殊作用的中间层，如JInternalFrame,JLayeredPane,JRootPane.
4) 基本控件：实现人际交互的组件，如Jbutton, JComboBox, JList, JMenu, JSlider, JtextField。
5) 不可编辑信息的显示：向用户显示不可编辑信息的组件，例如JLabel, JProgressBar, ToolTip。
6) 可编辑信息的显示：向用户显示能被编辑的格式化信息的组件，如JColorChooser, JFileChoose, JFileChoos er, Jtable, JtextArea。
JComponent类的特殊功能又分为：
1) 边框设置：使用setBorder()方法可以设置组件外围的边框，使用一个EmptyBorder对象能在组件周围留出空白。
2) 双缓冲区：使用双缓冲技术能改进频繁变化的组件的显示效果。与AWT组件不同，JComponent组件默认双缓冲区，不必自己重写代码。如果想关闭双缓冲区，可以在组件上施加setDoubleBuffered(false)方法。
3) 提示信息：使用setTooltipText()方法，为组件设置对用户有帮助的提示信息。
4) 键盘导航：使用registerKeyboardAction( ) 方法，能使用户用键盘代替鼠标来驱动组件。JComponent类的子类AbstractButton还提供了便利的方法－－用setMnemonic( )方法指明一个字符，通过这个字符和一个当前L&F 的特殊修饰共同激活按钮动作。
5) 可插入L&F：每个Jcomponent对象有一个相应的ComponentUI对象，为它完成所有的绘画、事件处理、决定尺寸大小等工作。ComponentUI对象依赖当前使用的L&F,用UIManager.setLookAndFeel( )方法可以设置需要的L&F.
6) 支持布局：通过设置组件最大、最小、推荐尺寸的方法和设置X、Y对齐参数值的方法能指定布局管理器的约束条件，为布局提供支持。
7.2.2 使用Swing的基本规则
与AWT组件不同，Swing组件不能直接添加到顶层容器中，它必须添加到一个与Swing顶层容器相关联的内容面板（content pane）上。内容面板是顶层容器包含的一个普通容器，它是一个轻量级组件。基本规则如下：（1）把Swing组件放入一个顶层Swing容器的内容面板上
（2）避免使用非Swing的重量级组件。
对JFrame添加组件有两种方式：
1) 用getContentPane( )方法获得JFrame的内容面板，再对其加入组件：frame.getContentPane().add(childComp onent)
2) 建立一个Jpanel或JDesktopPane之类的中间容器，把组件添加到容器中，用setContentPane()方法把该容器置为JFrame的内容面板：
Jpanel contentPane=new Jpanel( );
……//把其它组件添加到Jpanel中;
frame.setContentPane(contentPane);
//把contentPane对象设置成为frame的内容面板
7.2.3 各种容器面板和组件
根面板由一个玻璃面板（glassPane)、一个内容面板（contentPane)和一个可选择的菜单条（JMenuBar)组成，而内容面板和可选择的菜单条放在同一分层。玻璃面板是完全透明的，缺省值为不可见，为接收鼠标事件和在所有组件上绘图提供方便。
根面板提供的方法：
Container getContentPane(); //获得内容面板
setContentPane(Container); //设置内容面
JMenuBar getMenuBar( ); //活动菜单条
setMenuBar(JMenuBar); //设置菜单条
JLayeredPane getLayeredPane(); //获得分层面板
setLayeredPane(JLayeredPane); //设置分层面板
Component getGlassPane(); //获得玻璃面板
setGlassPane(Component); //设置玻璃面板
7.2.3.2 分层面板（JLayeredPane）
Swing提供两种分层面板：JlayeredPane和JDesktopPane。JDesktopPane是JLayeredPane的子类，专门为容纳内部框架（JInternalFrame）而设置。
向一个分层面板种添加组件，需要说明将其加入哪一层，指明组件在该层中的位置：add(Component c, Intege r Layer, int position)。
7.2.3.3 面板（JPanel）
面板（JPanel）是一个轻量容器组件，用法与Panel相同，用于容纳界面元素，以便在布局管理器的设置下可容纳更多的组件，实现容器的嵌套。Jpanel, JscrollPane, JsplitPane, JinteralFrame都属于常用的中间容器，是轻量组件。Jpanel的缺省布局管理器是FlowLayout。
https://www.doczj.com/doc/d52876514.html,ng.Object
|
+https://www.doczj.com/doc/d52876514.html,ponent
|
+--java.awt.Container
|
+--javax.swing.JComponent
|
+--javax.swing.JPanel
7.2.3.4 滚动窗口（JScrollPane）
JscrollPane是带滚动条的面板，主要是通过移动JViewport(视口)来实现的。JViewport是一种特殊的对象，用于查看基层组件，滚动条实际就是沿着组件移动视口，同时描绘出它在下面"看到"的内容。
7.2.3.5 分隔板（JSplitPane）
https://www.doczj.com/doc/d52876514.html,ng.Object
|
+https://www.doczj.com/doc/d52876514.html,ponent
|
+--java.awt.Container
|
+--javax.swing.JComponent
|
+--javax.swing.JSplitPane
JSplitPane提供可拆分窗口，支持水平拆分和垂直拆分并带有滑动条。常用方法有:
addImpl(Component comp,Object constraints,int index)//增加指定的组件
setTopComponent(Component comp) //设置顶部的组件
setDividerSize(int newSize) //设置拆分的大小
setUI(SplitPaneUI ui) //设置外观和感觉
7.2.3.6 选项板（JTabbedPane）]
JTabbedPane提供一组可供用户选择的带有标签或图标的开关键。常用方法: add(String title,Component component) //增加一个带特定标签的组件
addChangeListener(ChangeListener l) //选项板注册一个变化监听器
7.2.3.7 工具栏（JToolBar）
工具栏在左上角
工具栏在右侧
JtoolBar是用于显示常用工具控件的容器。用户可以拖拽出一个独立的可显示工具控件的窗口。
常用方法有：
JToolBar(String name) //构造方法
getComponentIndex(Component c)//返回一个组件的序号
getComponentAtIndex(int i) //得到一个指定序号的组件
7.2.3.8 内部框架（JInternalFrame）
内部框架JInternalFrame就如同一个窗口在另一个窗口内部，其特点如下：
1) 必须把内部框架添加到一个容器中（通常为JDesktopPane),否则不显示；
2) 不必调用show()或setVisible()方法，内部框架随所在的容器一起显示；
3) 必须用setSize()或pack()或setBounds方法设置框架尺寸，否则尺寸为零，框架不能显示；
4) 可以用setLocation()或setBounds( ) 方法设置内部框架在容器中的位置，缺省值为0，0，即容器的左上角；
5) 象顶层JFrame一样，对内部框架添加组件也要加在它的内容面板上；
6) 在内部框架中建立对话框，不能使用JDialog作为顶层窗口，必须用JOptionPane或JInternalFrame;
7) 内部框架不能监听窗口事件，可以通过监听与窗口事件类似的内部框架（JInternalFrameEvent）处理内部框架窗口的操作。
JFrame frame=new JFrame("InternalFrameDemo"); //实例化窗口
JDesktopPane desktop=new JDesktopPane(); //实例化容器JDesktopPane
MyInternalFrame myframe=new MyInternalFrame(); //实例化内部窗口
desktop.add(myframe); //把内部窗口添加到容器中
myframe.setSelected(true); //内部面板是可选择的
frame.setContentPane(desktop);//把desktop设为frame的内容面板
7.2.3.9 按钮（JButton）
按钮是一个常用组件，按钮可以带标签或图象。
https://www.doczj.com/doc/d52876514.html,ng.Object
|
+https://www.doczj.com/doc/d52876514.html,ponent
|
+--java.awt.Container
|
+--javax.swing.JComponent
|
+--javax.swing.AbstractButton
|
+--javax.swing.JButton
常用的构造方法有：
JButton(Icon icon) //按钮上显示图标
JButton(String text) //按钮上显示字符
JButton(String text, Icon icon) //按钮上既显示图标又显示字符
例7．2
public class ButtonDemo extends Jpanel implements ActionListener{
JButton b1,b2,b3;
public ButtonDemo() {
super();
ImageIcon leftButtonIcon=new ImageIcon("images/right.gif);
//显示在左按钮上的图标
ImageIcon middleButtonIcon=new ImageIcon("images/middle.gif);
//显示在中间按钮上的图标
ImageIcon middleButtonIcon=new ImageIcon("images/left.gif);
//显示在右按钮上的图标
b1=new JButton("Disable middle button",leftButtonIcon);
//按钮b1上同时显示文字和图标
b1.setVerticalTextPosition(AbstractButton.CENTER);
//按钮b1上的文字在垂直方向上是居中对齐
b1.setHorizontalTextPosition(AbstractButton.LEFT);
//按钮b1上的文字在水平居方向上是居左对齐
b1.setMnemonic('d');//设置按钮b1的替代的键盘按键是'd'
b1.setActionCommand("diaable");
……
}
}
7.2.3.10 复选框（JCheckBox）
复选框提供简单的"on/off"开关，旁边显示文本标签。
7.2.3.11 单选框（JRadioButton）
单选框JRadioButton与AWT中的复选框组功能类似。
7.2.3.12 选择框（JComboBox）
JComboBox每次只能选择其中的一项，但是可编辑每项的内容，而且每项的内容可以是任意类，而不再局限于Str ing。
7.2.3.13 文件选择器（JFileChooser）
JFileChooser内建有"打开"，"存储"两种对话框，还可以自己定义其他种类的对话框。
7.2.3.14 标签（JLabel）
提供可带图形的标签
7.2.3.15 列表（List）
适用于数量较多的选项以列表形式显示，里面的项目可以由任意类型对象构成。支持单选和多选。
7.2.3.16 菜单（JMenu）
JMenu与AWT的菜单Menu的不同之处是它可以通过setJMenuBar(menubar)将菜单放置到容器中的任意地方。
7.2.3.17 进程条（JProgressBar）
进程条是提供一个直观的图形化的进度描述，从"空"到"满"的过程。
7.2.3.18 滑动条（JSlider）
滑动条使得用户能够通过一个滑块的来回移动来输入数据。
7.2.3.19 表格（JTable）
表格是Swing新增加的组件，主要功能是把数据以二维表格的形式显示出来。使用表格，依据M-V-C的思想，最好先生成一个MyTableModel类型的对象来表示数据，这个类是从AbstractTableModel类中继承来的，其中有几个方法是一定要重写，例如getColumnCount，getRowCount，getColumnName，getValueAt。因为Jtable会从这个对象中自动获取表格显示所必需的数据，AbstractTableModel类的对象负责表格大小的确定（行、列）、内容的填写、赋值、表格单元更新的检测等等一切跟表格内容有关的属性及其操作。JTable类生成的对象以该TableModel为参数，并负责将TableModel对象中的数据以表格的形式显示出来。
JTable类常用的方法有：
getModel() //获得表格的数据来源对象
JTable(TableModel dm) //dm对象中包含了表格要显示的数据
//下列两个构造方法，第一个参数是数据，第二个参数是表格第一行中显示的内容
JTable(object[][]rowData,object[]columnNams);
JTable(Vector[][]rowData,Vector[]columnNams);
例7.3 RecorderOfWorkers
import javax.swing.JTable;
import javax.swing.table.AbstractTableModel;
import javax.swing.JScrollPane;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.SwingUtilities;
import javax.swing.JOptionPane;
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
public class TableDemo extends JFrame {
private boolean DEBUG = true;
public TableDemo() { //实现构造方法
super("RecorderOfWorkers"); //首先调用父类JFrame的构造方法生成一个窗口
MyTableModel myModel = new MyTableModel();//myModel存放表格的数据
JTable table = new JTable(myModel);//表格对象table的数据来源是myModel对象
table.setPreferredScrollableViewportSize(new Dimension(500, 70));//表格的显示尺寸
//产生一个带滚动条的面板
JScrollPane scrollPane = new JScrollPane(table);
//将带滚动条的面板添加入窗口中
getContentPane().add(scrollPane, BorderLayout.CENTER);
addWindowListener(new WindowAdapter() {//注册窗口监听器
public void windowClosing(WindowEvent e) {
System.exit(0);
}
});
}
//把要显示在表格中的数据存入字符串数组和Object数组中
class MyTableModel extends AbstractTableModel {
//表格中第一行所要显示的内容存放在字符串数组columnNames中
final String[] columnNames = {"First Name",
"Position",
"Telephone",
"MonthlyPay",
"Married"};
//表格中各行的内容保存在二维数组data中
final Object[][] data = {
{"Wangdong", "Executive",
"010********", new Integer(5000), new Boolean(false)},
{"LiHong", "Secretary",
"010********", new Integer(3500), new Boolean(true)},
{"LiRui", "Manager",
"010********", new Integer(4500), new Boolean(false)},
{"ZhaoXin", "Safeguard",
"010********", new Integer(2000), new Boolean(true)},
{"ChenLei", "Salesman",
"010********", new Integer(4000), new Boolean(false)}
};
//下述方法是重写AbstractTableModel中的方法，其主要用途是被JTable对象调用，以便在表格中正确的显示出来。程序员必须根据采用的数据类型加以恰当实现。
//获得列的数目
public int getColumnCount() {
return columnNames.length;
}
//获得行的数目
public int getRowCount() {
return data.length;
}
//获得某列的名字，而目前各列的名字保存在字符串数组columnNames中
public String getColumnName(int col) {
return columnNames[col];
}
//获得某行某列的数据，而数据保存在对象数组data中
public Object getValueAt(int row, int col) {
return data[row][col];
}
//判断每个单元格的类型
public Class getColumnClass(int c) {
return getValueAt(0, c).getClass();
}
//将表格声明为可编辑的
public boolean isCellEditable(int row, int col) {
if (col < 2) {
return false;
} else {
return true;
}
}
//改变某个数据的值
public void setValueAt(Object value, int row, int col) {
if (DEBUG) {
System.out.println("Setting value at " + row + ",
" + col
+ " to " + value
+ " (an instance of "
+ value.getClass() + ")");
}
if (data[0][col] instanceof Integer
&& !(value instanceof Integer)) {
try {
data[row][col] = new Integer(value.toString());
fireTableCellUpdated(row, col);
} catch (NumberFormatException e) {
JOptionPane.showMessageDialog(TableDemo.this,
"The \"" + getColumnName(col)
+ "\" column accepts only integer values.");
}
} else {
data[row][col] = value;
fireTableCellUpdated(row, col);
}
if (DEBUG) {
System.out.println("New value of data:");
printDebugData();
}
}
private void printDebugData() {
int numRows = getRowCount();
int numCols = getColumnCount();
for (int i=0; i < numRows; i++) {
System.out.print(" row " + i + ":");
for (int j=0; j < numCols; j++) {
System.out.print(" " + data[i][j]);
}
System.out.println();
}
System.out.println("--------------------------");