Ziel dieses Kapitels: Einführung in die Grundzüge der Programmierung graphischer Benutzeroberflächen (engl.: "graphical user interface", GUI) in Java

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1 GUI-Programmierung in Java GUI-Programmierung in Java 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 1 AWT und Swing Ziel dieses Kapitels: Einführung in die Grundzüge der Programmierung graphischer Benutzeroberflächen (engl.: "graphical user interface", GUI) in Java Java bietet für die GUI-Programmierung mehrere sehr umfangreiche und leistungsfähige Klassenbibliotheken. Die beiden wichtigsten sind: java.awt javax.swing (awt: "abstract window toolkit") AWT: ältere (JDK 1.0), sehr schnell zusammengestellte Sammlung von - Graphikklassen (abhängig vom jeweiligen Betriebssystem, daher schwerfällig und oft beschränkt, aber nach wie vor Grundlage der Java-GUIs) Swing: neuere (JDK 1.2) und leistungsfähigere Erweiterung von AWT, nicht mehr betriebssystemabhängig, sondern javaspezifisches Aussehen) 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 2

2 Selbststudium Dieses Vorlesungskapitel stellt wirklich nicht mehr als einen "Appetizer" für das Thema GUI-Programmierung dar. Jede halbwegs systematische Einführung in dieses Thema würde einen erheblichen Anteil des Semesters erfordern und ist nicht zu leisten. Konsequenz: Selbststudium im erheblichen Umfang und vor allem viel eigenes Üben sind erforderlich, um "seriöse" Kenntnisse und Erfahrungen im GUI- Programmieren zu sammeln. Die Programmierübungen werden hierzu auch einige Anregungen liefern. Informationsquellen über AWT und Swing (u.a.): Do it - now! Kapitel 21 im empfohlenen Java-Buch von Goll et.al. das offizielle Java-Tutorium von SUN die Java 2 TDK-Dokumentation auf der Javalab-CD /docs/guide/awt und /docs/guide/swing 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 3 AWT-Klassenhierarchie Die wichtigsten der über 100 Klassen der AWT-Bibliothek: 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 4

3 Komponenten und Container GUIs in Java sind stets aus Containern und Komponenten aufgebaut: A component is an object having a graphical representation that can be displayed on the screen and that can interact with the user. A container object is a component that can contain other components. ("Originalton" Javadokumentation) 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 5 Container-Objekt mit Komponenten Frame Button Text Area Button Choice Box Scrollbar 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 6

4 Frame-Objekt Titelzeile Buttons zum Minimieren Maximieren Schliessen "content pane" (Inhaltsfläche) 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 7 Frame-Objekt (2) f zugehöriger Java-Code: import javax.swing.*; class TestFrame { public static void main(string[ ] args) { JFrame f = new JFrame ("This is a test") ; f.getcontentpane( ).setbackground(color.white); f. setsize(400,150) ; f.show( ) ; } } 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 8

5 Frame-Objekt (3) Gesamte Swing-Bibliothek wird importiert. import javax.swing.*; neues Objekt vom Typ JFrame class TestFrame { public static void main(string[ ] args) { JFrame f = new JFrame("This is a test") ; f.getcontentpane( ).setbackground(color.white); f.setsize(400,150) ; f.show( ) ; } } Methode zum Bestimmen der Größe des Frames (in Pixeln) Methode zum Sichtbarmachen des Objekts Konstruktor der Swing-Klasse JFrame (einziger Parameter: Titeltext) 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 9 Frame mit zugefügten Komponenten Start eines vordefinierten Layout-Managers Hinzufügen der Komponenten zur Inhaltsfläche public class FrameWithButtons { public static void main(string[] args) { Container content = f.getcontentpane( ); content.setbackground(color.white); content.setlayout(new FlowLayout( )); content.add(new JButton("Button 1")); content.add(new JButton("Button 2")); content.add(new JButton("Button 3")); 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 10

6 Frame mit Komponente f l import javax.swing.*; public class HelloWorldSwing { public static void main(string[ ] args) { JFrame f = new JFrame("HelloWorldSwing"); JLabel l = new JLabel("Hello World"); f.getcontentpane( ).add(l); } } f.pack( ) ; f.show( ) ; 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 11 Frame mit Komponente (2) Erzeugt das Label-Objekt (mit Text). JLabel l = new JLabel("Hello World"); f.getcontentpane( ).add(l); f.pack( ) ; Arrangiert automatisch beide Teilobjekte mit minimalem Platzbedarf auf dem Bildschirm. Fügt das Label-Objekt dem ContentPane-Unterobjekt des Frames hinzu Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 12

7 Frame mit mehreren Komponenten einfache Erweiterung des bisherigen Beispiels: Frame mit Button, der mit der Mouse geklickt werden kann Label, das aktuelle Anzahl an erfolgten Buttonclicks anzeigen soll zunächst: genauere Diskussion der Erzeugung dieses Objekts, bei dem mehrere Komponenten in einem Fenster arrangiert werden 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 13 Frame mit mehreren Komponenten (2) JFrame import java.awt.*; import javax.swing.*; Code zum Erzeugen der drei Komponenten public class SwingApplication { public static void main(string[ ] args) { JFrame f = new JFrame("SwingApplication"); JButton b = new JButton("I'm a Swing button!"); private static String labelprefix = "Number of button clicks: "; private int numclicks = 0; final JLabel l = new JLabel(labelPrefix + "0 "); Initialwert 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 14

8 Frame mit mehreren Komponenten (3) JFrame "unsichtbarer" innerer Container zum Anordnen der beiden Komponenten JPanel p = new JPanel(); p.setlayout(new GridLayout(2, 1)); p.add(b); p.add(l); sorgt für Anordnung in einer Spalte durch LayoutManager 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 15 Frame mit mehreren Komponenten (4) JFrame JPanel Container c = f.getcontentpane( ); f.getcontentpane( ).add(p, BorderLayout.CENTER); f.pack( ) ; f.show( ) ; Panel mit seinen Komponenten werden in der Mitte des Frames arrangiert 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 16

9 Layout-Manager Die Anordnung von Komponenten in Containern kann leicht mithilfe vordefinierter Layout-Manager vorgenommen und beeinflusst werden. wichtigste Layout-Formen: FlowLayout: Anordnung zeilenweise von links nach rechts (rechts- oder linksbündig oder zentriert) z.b. LEFT BorderLayout: Anordnung "in den vier Himmelsrichtungen" oder zentriert z.b. NORTH und WEST GridLayout: Anordnung in Matrixform in Zeilen und Spalten z.b. (2, 2) 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 17 Interaktion durch Ereignisse In der bisher programmierten Form ist das Graphikobjekt inaktiv; das Anclicken des Buttons löst keinerlei Reaktion aus, solange eine solche Interaktion nicht entsprechend programmiert wird. Interaktion mit GUI-Objekten erfolgt über das Auslösen von Ereignissen, die mit Mouse oder Keyboard an der jeweils aktuellen Cursorposition ausgelöst werden. Je nach Klasse des Objektes, innerhalb dessen sich der Cursor gerade befindet (Bezeichnung: "das den Fokus hat"), werden verschiedene Arten von Ereignissen vom Fenstermanager des Rechners erkannt und an den Java-Interpretierer signalisiert, z.b.: Drücken einer Taste ("key") auf der Tastatur: KeyEvent Bewegen der Mouse in ein Fenster hinein: FocusEvent Clicken eines Buttons: ActionEvent Schliessen eines Fensters: WindowEvent 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 18

10 Ereignisobjekte und -klassen Ereignisse werden in Java selbst durch Ereignisobjekte dargestellt, deren Objektvariablen Informationen über Art und Parameter des jeweiligen Ereignisses enthalten (z.b. Position auf dem Bildschirm) Ereignisse gehören zu vordefinierten Ereignisklassen (zu finden im Paket java.awt.event der AWT-Bibliothek): EventObject AWTEvent ActionEvent ComponentEvent InputEvent MouseEvent KeyEvent 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 19 Ereignisbehandlung durch Delegation Das Objekt, "in" dem ein Ereignis auftritt, heisst Ereignisquelle. (engl.: "event source") Reaktionen auf Ereignisse können auch von Objekten ausgelöst werden, die nicht selbst Quellen der Ereignisse sind. Dazu müssen diese Objekte Methoden zur Behandlung der entsprechenden Ereignisart besitzen sich als "Interessenten" für Ereignisse des betreffenden Typs bei der Ereignisquelle registriert haben. Solche Reaktionen auslösenden Objekte heissen Ereignisbeobachter. (engl.: "event listener") Tritt ein Ereignis auf, so signalisiert die Ereignisquelle deren auftreten an alle registrierten Beobachter für Ereignisse dieses Typs und delegiert die Reaktion an diese (anderen) Objekte Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 20

11 Ereignisbehandlung durch Delegation (2) event listener event objects event source reagieren auf signalisiert an Graphikereignis delegiert an 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 21 Listener-Schnittstellen Die Anforderungen an Objekte, die auf bestimmte Ereignisse reagieren, werden in sogenannten Beobachter-Schnittstellen ("listener interfaces") festgelegt, die den einzelnen Ereignisklassen zugeordnet sind, z.b.: ActionEvent ActionListener Will eine Klasse ein bestimmtes Listener Interface implementieren, dann muss sie Code für alle Methoden dieser Schnittstelle bereitstellen, z.b. ActionListener actionperformed Auch für das Registrieren als Beobachter bei einer Ereignisquelle gibt es vordefinierte Methoden, z.b. ActionListener addactionlistener 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 22

12 Ereignisauslösung und Reaktion als nächster Schritt: "Animation" der Beispielgraphik durch Reaktion auf Clickereignisse (der Klasse ActionEvent) Ereignisbeobachter Reaktion: Labelanpassung (Inkrementieren) Ereignisquelle Ereignis: Buttonclick 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 23 Ereignisauslösung und Reaktion (2) Interaktion mit Hilfe des Beispielobjekts wird ermöglicht durch: Registrieren des Frames f als ActionListener für ActionEvents, die an dem Button b registriert werden. Klasse realisiert die Methode der Schnittstelle public class SwingApplication implements ActionListener b.addactionlistener(f) ; public void actionperformed(actionevent e) { numclicks++; l.settext(labelprefix + numclicks); } ; Implementieren einer Reaktion auf ActionEvents durch Überschreiben der Methode actionperformed 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 24

13 JFC Neben den zahlreichen Klassen der Bibliotheken AWT und Swing bieten neuere Javainstallationen noch diverse andere Klassenbibliotheken für Multimedia-Anwendungen Java Foundation Classes (JFC) "Erforschen" Sie selbst die immensen Möglichkeiten von JFC, indem Sie die mit dem JDK 2 mitgelieferten Demos ausprobieren und dann selbst ans Werk gehen! Happy hacking! 2002 Prof. Dr. Rainer Manthey Informatik II 25

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