Java组件基础与窗口操作详解

# Java组件基础与窗口操作详解 ## 1. 窗口中的面板结构 在Java的`JFrame`窗口中，标题栏下方的区域对应着一个`JRootPane`对象。这个`JRootPane`包含另一个面板，即`JLayeredPane`类型的`layeredPane`对象。`layeredPane`对应窗口中`JRootPane`对象所占据的整个区域，如果窗口有菜单栏，它会管理菜单栏。菜单栏下方的`layeredPane`区域对应`contentPane`对象，通常在这里添加GUI组件，也可以在这个区域显示文本或进行绘图。 `layeredPane`对象具有特殊属性，适用于高级应用程序，允许将组件组在面板内的不同层中进行管理，这些层相互重叠。通过这种方式，可以控制组件之间的显示顺序，因为层是按照从后到前的特定顺序显示的，前面层中的组件会显示在后面层中的组件前面。 还有一个未在图中显示的额外面板，即`glassPane`对象，它也对应整个`JRootPane`区域。`glassPane`对象的内容显示在所有其他面板之上，因此可用于显示始终要显示在窗口中其他内容之上的组件，如下拉菜单。还可以使用`glassPane`对象显示需要相对频繁更新的图形，如创建动画时。当部分显示内容需要动画效果时，可以通过`contentPane`独立显示静态背景，这样在重绘动画对象时，无需每次都重新处理静态背景，从而提高效率。 `JFrame`类定义了一些方法，用于获取各个面板的引用，具体如下表所示： | 方法 | 描述 | | --- | --- | | `getRootPane()` | 返回`JRootPane`类型的根面板 | | `getLayeredPane()` | 返回`JLayeredPane`类型的分层面板 | | `getContentPane()` | 返回`Container`类型的内容面板，这是最常用的方法，因为通常会将组件添加到内容面板中 | | `getGlassPane()` | 返回`Component`类型的玻璃面板 | 所有表示面板的类本身都是Swing组件，定义在`javax.swing`包中。`JApplet`对象的面板布局与`JFrame`对象相同，因此向小程序添加组件或在其上绘图的方式完全相同。定义为`JApplet`对象的小程序也可以像应用程序窗口一样拥有菜单栏。 ## 2. 组件基础概念 在正确应用组件之前，需要理解一些所有组件共有的基本概念，这些概念在许多不同的上下文中都有应用。为了理解Swing组件的基本操作，需要探索Swing组件从`Component`和`Container`类继承的功能。 当一个组件包含在另一个组件中时，外部对象称为父对象。可以通过调用组件的`getParent()`方法获取其父对象的引用，该方法继承自`Component`类，返回的父对象类型为`Container`，因为只有`Container`的子类才能容纳其他组件。如果没有父对象，如`JFrame`组件，该方法返回`null`。 ### 2.1 组件属性 `Component`类定义了一些属性，用于记录对象的以下信息： - 位置：以(x, y)坐标的形式存储，确定对象相对于其容器在容器对象坐标系中的位置。 - 组件名称：以`String`对象的形式存储。 - 大小：记录为对象的宽度和高度值。 - 前景色和背景色：在显示对象时使用。 - 字体：对象显示文本时使用的字体。 - 光标：定义光标在对象上方时的外观。 - 是否启用：当组件启用时，其启用状态为`true`，外观正常；禁用时，组件会变灰。需要注意的是，禁用的组件仍然可以触发事件。 - 是否可见：如果对象未标记为可见，则不会在屏幕上绘制。 - 是否有效：如果对象无效，则组成该对象的实体布局尚未确定，在对象可见之前就是这种情况。可以通过更改`Container`对象的内容使其无效，然后在正确显示之前需要进行验证。 只能通过调用组件对象的方法或间接影响它来修改其特征，因为存储其特征的所有数据成员都是私有的。例如，可以使用以下语句更改`Component`对象`myWindow`的名称： ```java myWindow.setName("The Name"); ``` 要检索组件的名称，可以使用`getName()`方法，该方法返回`String`对象形式的名称，示例如下： ```java String theName = myWindow.getName(); ``` `isVisible()`、`isEnabled()`和`isValid()`方法分别在组件可见、启用和有效时返回`true`。调用组件的`validate()`方法可以使其有效。可以分别通过将`true`值传递给`setVisible()`和`setEnabled()`方法来设置组件的可见性和启用状态。 一个常见的误解是，调用`setEnabled(false)`会抑制组件的鼠标点击等事件，实际上并非如此，它只是将组件的内部启用状态设置为`false`，导致组件变灰。为了防止禁用组件的事件产生影响，必须在事件处理代码中调用组件的`isEnabled()`方法，以确定组件是否启用，然后在`isEnabled()`方法返回`false`时选择不执行任何操作。 ### 2.2 组件的大小和位置 组件的位置可以由`int`类型的x和y坐标定义，也可以由`java.awt.Point`类型的对象定义。`Point`对象有两个公共数据成员`x`和`y`，对应x和y坐标值。组件的大小可以由`int`类型的宽度和高度值定义，也可以由`java.awt.Dimension`类型的对象定义。`Dimension`类有两个`int`类型的公共成员，即宽度和高度。组件的大小和位置通常由`java.awt.Rectangle`类型的对象一起指定，`Rectangle`对象有公共数据成员`x`和`y`，定义矩形的左上角，宽度和高度成员定义其大小，所有这些都是`int`类型。 组件有一个由`java.awt.Dimension`对象封装的“首选”大小，该大小根据具体对象而异。例如，定义按钮的`JButton`对象的首选大小是能够容纳按钮标签的大小。需要注意的是，当组件有父组件时，其大小会自动管理。组件还有最小大小和最大大小，组件的大小位于最小到最大的范围内，如果可用空间小于最小大小，则组件不会显示。可以设置组件的首选大小以及最小和最大大小，从而影响组件显示时的大小。 `Component`类中定义的用于检索大小和位置的方法如下： - `Rectangle getBounds()`：以`Rectangle`对象的形式返回对象的位置和大小。 - `Rectangle getBounds(Rectangle rect)`：将位置和大小存储在作为参数传递的`Rectangle`对象中，并返回对`rect`的引用。如果`rect`为`null`，则该方法会创建一个新的`Rectangle`对象。 - `Dimension getSize()`：以`Dimension`对象的形式返回`Component`对象的当前大小。 - `Dimension getSize(Dimension dim)`：将当前大小存储在`dim`中，并返回对`dim`的引用。 - `Point getLocation()`：以`Point`对象的形式返回`Component`对象的位置。 - `Point getLocation(Point p)`：将组件当前位置的坐标存储在参数`p`中，并返回对`p`的引用。 可以使用以下方法更改组件的大小和/或位置： - `void setBounds(int x, int y, int width, int height)`：将`Component`对象的位置设置为坐标(x, y)，并将对象的宽度和高度设置为第三和第四个参数定义的值。 - `void setBounds(Rectangle rect)`：将`Component`对象的位置和大小设置为`Rectangle`参数`rect`的值。 - `void setSize(Dimension d)`：将`Component`对象的宽度和高度设置为对象`d`成员中存储的值。 - `setLocation(int x, int y)`：将组件的位置设置为(x, y)定义的点。 - `setLocation(Point p)`：将组件的位置设置为点`p`。 还可以使用以下方法设置确定组件大小变化范围的参数： - `void setMinimumSize(Dimension d)`：将`Component`对象的最小大小设置为参数`d`指定的尺寸，`null`参数将恢复组件的默认最小大小。 - `void setMaximumSize(Dimension d)`：将`Component`对象的最大大小设置为参数`d`指定的尺寸，`null`参数将恢复组件的默认最大大小。 - `void setPreferredSize(Dimension d)`：将`Component`对象的首选大小设置为参数`d`指定的尺寸，`null`参数将恢复组件的默认首选大小。 `Component`类中定义的另一个重要方法是`getToolkit()`，它返回一个`Toolkit`类型的对象，该对象包含应用程序运行环境的信息，包括屏幕的像素大小。可以使用`getToolkit()`方法帮助设置窗口在屏幕上的大小和位置。 ### 2.3 使用`Toolkit`调整窗口大小 以下是一个使用`Toolkit`对象将窗口显示在屏幕中心，并将宽度和高度设置为屏幕宽度和高度一半的示例代码： ```java import javax.swing.JFrame; import javax.swing.SwingUtilities; import java.awt.Toolkit; import java.awt.Dimension; public class TryWindow2 { public static void createWindow() { JFrame aWindow = new JFrame("This is the Window Title"); Toolkit theKit = aWindow.getToolkit(); // 获取窗口工具包 Dimension wndSize = theKit.getScreenSize(); // 获取屏幕大小 // 设置窗口位置为屏幕中心，大小为屏幕大小的一半 aWindow.setBounds(wndSize.width / 4, wndSize.height / 4, // 位置 wndSize.width / 2, wndSize.height / 2); // 大小 aWindow.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); aWindow.setVisible(true); // 显示窗口 } public static void main(String[] args) { SwingUtilities.invokeLater(new Runnable() { public void run() { createWindow(); } }); } } ``` 运行这个示例，应用程序窗口将在主显示器上居中显示，宽度和高度为屏幕的一半。当然，也可以将窗口设置为任意位置和尺寸。 其工作原理如下：通过调用`JFrame`对象`aWindow`的`getToolkit()`方法获取`Toolkit`对象`theKit`，该对象代表计算机的环境，封装了Java所涉及的该环境的所有属性和功能，包括屏幕分辨率和大小。需要注意的是，不能直接创建`Toolkit`对象，因为`Toolkit`是一个抽象类，一个应用程序中只有一个`Toolkit`对象，即调用组件的`getToolkit()`方法时获得引用的那个对象。`Toolkit`对象的`getScreenSize()`方法返回一个`Dimension`对象，包含屏幕的宽度和高度像素值，通过`setBounds()`方法使用这些值设置窗口的位