JWindow, JFrame, JDialog
Окна являются основой пользовательского интерфейса любой операционной системы. Они визуально разделяют выполняемые в среде приложения. Окна, используемые в библиотеке Swing, мало чем отличаются от окон библиотеки AWT, которые представляют собой окна операционной системы.
Все окна библиотеки Swing — а к ним относятся окно без рамки JWindow, окно с рамкой JFrame и диалоговое окно JDialog — являются исключением из правила, согласно которому все компоненты Swing представляют собой легковесные компоненты и унаследованы от базового класса JComponent. Окна Swing являются тяжеловесными контейнерами для размещения в них легковесных компонентов, которые операционная система не видит.
Наиболее полезные JFrame методы
| Методы | Описание |
|---|---|
| setLocation() | Эта группа методов позволяет задать позицию и размеры окна на экране. setLocation() задает позицию окна, setSize() позволяет указать его размеры, а с помощью setBounds() можно сразу задать прямоугольник, который займет ваше окно на экране |
| setSize() | |
| setBounds() | |
| раск() | Позволяет «упаковать» имеющиеся в окне компоненты, так чтобы они занимали столько места, сколько им необходимо. Компоненты при вызове этого метода переходят в «видимое» состояние, хотя и не появляются на экране до вызова одного из следующих методов |
| show() | Отображение окна на экране. После вызова этих методов компоненты переходят в «видимое» состояние и начинают обслуживаться очередью событий. Метод show() к тому же проводит валидацию содержащихся в окне компонентов |
| setVisible() | |
| dispose() | Убирает окно с экрана (если оно в момент вызова метода видимо) и освобождает все принадлежащие ему ресурсы. |
Окно JWindow
«Родителем» всех окон Swing является окно без рамки и без элементов управления JWindow.
Класс JWindow представляет собой окно без рамки и без элементов управления, предназначенных, к примеру, для его закрытия или перемещения. Данный тип окна дает минимальные возможности по своей настройке, в отличие от чаще всего используемого окна JFrame. Окно без рамки не часто требуется в программах. Однако в отдельных случаях оно может быть полезно, особенно в тех случаях, когда необходимо ненадолго вывести на экран какую-либо информацию типа заставки программы или подсказку для пользователя, и управлять окном с этой информацией не нужно.
Окна JWindow используются всплывающими меню JPopupMenu в тех ситуациях, когда в окне приложения не хватает места для размещения легковесного компонента в слое POPUP_LAYER многослойной панели, где всплывающие меню располагаются по умолчанию. В такой ситуации вместо легковесного компонента создается небольшое окно без рамки JWindow, которое можно разместить в любом месте экрана, потому что оно принадлежит операционной системе. В этом окне и размещается всплывающее меню.
Рассмотрим пример JWindowTest. Основная идея использования окна без рамки JWindow заключается в копировании части «изображения рабочего стола» в окно приложения. Благодаря появившемуся в пакете JDK 1.3 классу Robot можно «снимать» экранную копию рабочего стола.
Пример JWindow
Вырезаем часть изображения «рабочего стола» методом createScreenCapture() в стороне он местоположения нашего окна. Затем в панель содержимого окна добавляется компонент ImageDraw, который и отображает вырезанное изображения рабочего стола. После вывода окна на экран программа засыпает на 10 секунд, а потом заканчивает свою работу.
Скриншот рабочего стола с интерфейсом окна примера JWindow представлен на следующем рисунке.
Прежде чем производить настройку окна, в примере JWindowTest вызывается конструктор базового класса ключевым словом super() без параметров. На самом деле окна без рамки JWindow обязательно требуют при создании указывать своего «родителя» — окно с рамкой JFrame,что не всегда может быть неудобно. Специально для таких случаев в класс JWindow был добавлен конструктор без параметров, который создает вспомогательное невидимое окно JFrame и использует его как «родителя». После этого все окна без рамки, созданные таким образом, задействуют только это окно и экономят ресурсы.
Следует также отметить, что с помощью конструктора без параметров создается окно JWindow, неспособное получать фокус ввода. Чаще всего именно такое поведение необходимо (ведь панелям инструментов, всплывающим заставкам и меню фокус ввода не нужен). При необходимости получения фокуса ввода, используйте метод setFocusableWindowState(true).
Окно JFrame
Окно JFrame наследует свойства класса JWindow и представляет собой наиболее часто используемое в приложениях окно «общего назначения». Основные отличия окна JFrame от JWindow :
Для размещения компонентов пользовательского интерфейса в подавляющем большинстве приложений применяется класс JFrame. Разработчики Swing определили специальный метод закрытия окна setDefaultCloseOperation, существенно упрощающий эту операцию. Рассмотрим простой JFrame пример (JFrameWindowListener) с обработкой события закрытия окна.
JFrame пример
В примере создается окно JFrame с определением заголовка в конструкторе базового класса. Для определения титульной строки окна можно также использовать метод setTitle() класса JFrame.
Прежде чем задать размеры окна и отобразить его на экране, вызывается метод setDefaultCloseOperation(). Данный метод позволяет указать, какое действие будет произведено при предварительной обработке события processWindowEvent() перед закрытием окна. По умолчанию используется константа HIDE_ON_CLOSE, убирающая окно с экрана при его закрытии. Можно использовать значение EXIT_ON_CLOSE, которое указывает, что при закрытии окна необходимо закончить работу приложения.
Скриншот рабочего стола с интерфейсом окна нашей программы представлен на следующем рисунке.
Для определения иконки окна необходимо использовать метод setIconImage(). Иконка располагается на кнопке свернутого окна или в заголовке окна в нормальном состоянии.
Из дополнительных возможностей окна с рамкой JFrame следует упомянуть о его способности «прятать» свои «украшения»: рамку и элементы управления окном. Делает это метод JWindow.
События окон, WindowListener, WindowFocusListener
Окна Swing (JWindow, JFrame, JDialog) поддерживают два типа событий :
Полный список методов данных слушателей можно найти в интерактивной документации Java.
В интерфейсе слушателя WindowListener чаще остальных применяют метод windowClosing, вызываемый системой событий при закрытии окна. Рассмотренный выше пример наглядно демонстрирует это.
К фрейму JFrame можно подключить слушателя окна, созданного на основе WindowAdapter (чтобы не реализовывать все определенные в интерфейсе WindowListener методы) и переопределить метод windowClosing, как это представлено в следующих строках кода :
При выходе из программы открывается диалоговое окно в панели JOptionPane и у пользователя спрашивается подтверждение, действительно ли он желает закончить работу с приложением. Если ответ положительный, то программа завершает работу.
Диалоговое окно JDialog
Диалоговые окна чаще всего используются в приложениях для получения дополнительной информации с целью установки параметров приложения, вывода важной вспомогательной/отладочной информации. Диалоговые окна, как правило, создаются модальными (modal), блокирующими доступ к остальным окнам приложения, пока пользователь не закончит работу с модальным диалоговым окном. Модальные диалоговые окна располагаются поверх основного окна приложения. Внешний вид диалоговых окон мало отличается от окон с рамкой JFrame, но обычно у них меньше элементов управления окна (чаще всего, имеется только кнопка закрытия окна) и отсутствует системное меню.
В Swing диалоговые окна реализуются классом JDialog, унаследованном от базового класса окон JWindow и позволяющим создавать как обычные, так и модальные диалоговые окна. JDialog поддерживает как и JFrame закрытие окна, а в остальном сходен с другими окнами Swing.
При создании диалоговых окон Swing необходимо указать «родительское окно», которым может быть окно с рамкой JFrame или другое диалоговое окно JDialog. Имеется также конструктор, не требующий «родительского» окна, но использующий вспомогательное прозрачное окно, о котором было сказано на странице «Окно без рамки JWindow».
JDialog пример создания диалоговых окон
В примере создаем окно с рамкой JFrame, в панели содержимого которого размещается две кнопки JButton. По нажатию на кнопки создаются диалоговые окна в отдельном методе createDialog(). Диалоговое окно с заданным заголовком JDialog может быть модальным и немодальным. Программа позволяет создать несколько немодальных окон одновременно, но только одно модальное. Немодальные окна не блокируют работу с основным окном приложения. При закрытии диалогового окна используется константа DISPOSE_ON_CLOSE, удаляющую окно после закрытия.
Интерфейс работы примера JDialog представлен на следующем скриншоте.
Библиотека Swing предоставляет набор стандартных диалоговых окон JDialog для получения и вывода несложной информации. Прежде чем создавать собственное диалоговое окно, следует рассмотреть возможность использования стандартного.
Оформление окон
Начиная с JDK 1.4 появилась возможность настраивать так называемое визуальное «оформление» окон: рамка, элементы управления окном (кнопки закрытия или свертывания), системное меню. Необходимость этого ощущалась с самых первых выпусков Swing.
Сейчас создание различных интерфейсов окон возможна благодаря усовершенствованиям в UI-представителе корневой панели JRootPane. UI-представитель позволяет создавать специальные рамки, заголовок, системное меню и кнопки управления окном, и размещать их в корневой панели нужным образом, используя специализированный менеджер расположения. Менеджер расположения контролирует пространство корневой панели. Кроме этого, при новом оформлении окон отключаются системные элементы окна.
В классах JFrame и JDialog имеется статический метод setDefaultLookAndFeelDecorated(), обеспечивающий возможность оформления всех создаваемых окон.
Пример оформления окон : JDialog decoration
В примере создается простое окно с рамкой и диалоговое окно. Перед создания окон вызывается метод setDefaultLookAndFeelDecorated(), означающий, что для создаваемых окон JFrame и JDialog потребуется специальное оформление. Далее определяются размеры окон и они выводятся на экран.
Следует обратить внимание на метод корневой панели setWindowDecorationStyle(), позволяющий настроить оформление окна. Если окно с рамкой имеет только один тип оформления, то диалоговые окна в зависимости от их цели (представление информации, сообщение об ошибке и т.д.) могут выглядеть по-разному. В примере было определено, что создаваемое диалоговое окно требуется для вывода информации и должно выглядеть соответствующим образом.
Интерфейс примера окон, оформленных с внешним видом Metal, представлен на следующем скриншоте.
Специальное оформление окон может быть полезно как средство, позволяющее полностью, вплоть до окон, управлять внешним видом вашего приложения. Создав собственного UI-представителя корневой панели, можно придать своему приложению уникальный вид, легко узнаваемый пользователями.
Скачать примеры
Исходные коды примеров, рассмотренных в тексте страницы, можно скачать здесь (3.54 Кб).
Библиотека Swing
Графический интерфейс в Java прошел весьма тернистый путь развития и становления. Долгое время его обвиняли в медленной работе, жадности к ресурсам системы и ограниченной функциональности.
Java AWT
Первой попыткой Sun создать графический интерфейс для Java была библиотека AWT (Abstract Window Toolkit) — инструментарий для работы с различными оконными средами. Sun сделал прослойку на Java, которая вызывает методы из библиотек, написанных на С. Библиотечные методы AWT создают и используют графические компоненты операционной среды. С одной стороны, это хорошо, так как программа на Java похожа на остальные программы в рамках одной ОС. Но при запуске ее на другой платформе могут возникнуть различия в размерах компонентов и шрифтов, которые будут портить внешний вид программы.
Чтобы обеспечить мультиплатформенность AWT интерфейсы вызовов компонентов были унифицированы, вследствии чего их функциональность получилась немного урезанной. Да и набор компонентов получился довольно небольшой. Так например, в AWT нет таблиц, а в кнопках не поддерживается отображение иконок. Тем не менее пакет java.awt входит в Java с самого первого выпуска и его можно использовать для создания графических интерфейсов.
Таким образом, компоненты AWT не выполняют никакой «работы». Это просто «Java-оболочка» для элементов управления той операционной системы, на которой они работают. Все запросы к этим компонентам перенаправляются к операционной системе, которая и выполняет всю работу.
Использованные ресурсы AWT старается освобождать автоматически. Это немного усложняет архитектуру и влияет на производительность. Написать что-то серьезное с использованием AWT будет несколько затруднительно. Сейчас ее используют разве что для апплетов.
Основные концепции SWING
Вслед за AWT Sun разработала графическую библиотеку компонентов Swing, полностью написанную на Java. Для отрисовки используется 2D, что принесло с собой сразу несколько преимуществ. Набор стандартных компонентов значительно превосходит AWT по разнообразию и функциональности. Swing позволяет легко создавать новые компоненты, наследуясь от существующих, и поддерживает различные стили и скины.
Создатели новой библиотеки пользовательского интерфейса Swing не стали «изобретать велосипед» и в качестве основы для своей библиотеки выбрали AWT. Конечно, речь не шла об использовании конкретных тяжеловесных компонентов AWT (представленных классами Button, Label и им подобными). Нужную степень гибкости и управляемости обеспечивали только легковесные компоненты. На диаграмме наследования представлена связь между AWT и Swing.
Важнейшим отличием Swing от AWT является то, что компоненты Swing вообще не связаны с операционной системой и поэтому гораздо более стабильны и быстры. Такие компоненты в Java называются легковесными (lightweight), и понимание основных принципов их работы во многом объяснит работу Swing.
Swing контейнеры высшего уровня
Для создания графического интерфейса приложения необходимо использовать специальные компоненты библиотеки Swing, называемые контейнерами высшего уровня (top level containers). Они представляют собой окна операционной системы, в которых размещаются компоненты пользовательского интерфейса. К контейнерам высшего уровня относятся окна JFrame и JWindow, диалоговое окно JDialog, а также апплет JApplet (который не является окном, но тоже предназначен для вывода интерфейса в браузере, запускающем этот апплет). Контейнеры высшего уровня Swing представляют собой тяжеловесные компоненты и являются исключением из общего правила. Все остальные компоненты Swing являются легковесными.
Простой Swing пример создания оконного интерфейса JFrame.
Конструктор JFrame() без параметров создает пустое окно. Конструктор JFrame(String title) создает пустое окно с заголовком title. Чтобы создать простейшую программу с пустым окном необходимо использовать следующие методы :
Если не определить размеры окна, то оно будет иметь нулевую высоту независимо от того, что в нем находится. Размеры окна включают не только «рабочую» область, но и границы и строку заголовка.
Метод setDefaultCloseOperation определяет действие, которое необходимо выполнить при «выходе из программы». Для этого следует в качестве параметра operation передать константу EXIT_ON_CLOSE, описанную в классе JFrame.
По умолчанию окно создается невидимым. Чтобы отобразить окно на экране вызывается метод setVisible с параметром true. Если вызвать его с параметром false, окно станет невидимым.
Графический интерфейс java swing примера создания окна JFrame представлен на следующем рисунке.
Для подключения библиотеки Swing в приложении необходимо импортировать библиотеку javax.swing.
Корневая панель JRootPane
Каждый раз, как только создается контейнер высшего уровня, будь то обычное окно, диалоговое окно или апплет, в конструкторе этого контейнера создается корневая панель JRootPane. Контейнеры высшего уровня Swing следят за тем, чтобы другие компоненты не смогли «пробраться» за пределы JRootPane.
Корневая палель JRootPane добавляет в контейнеры свойство «глубины», обеспечивая возможность не только размещать компоненты один над другим, но и при необходимости менять их местами, увеличивать или уменьшать глубину расположения компонентов. Такая возможность необходима при создании многодокументного приложения Swing, у которого окна представляют легковесные компоненты, располагающиеся друг над другом, а также выпадающими (контекстными) меню и всплывающими подсказками.
На следующем рисунке наглядно представлена структура корневой панели JRootPane.
Корневая панель JRootPane представляет собой контейнер, унаследованный от базового класса Swing JComponent. В этом контейнере за расположение компонентов отвечает специальный менеджер расположения, реализованный во внутреннем классе RootPaneLayout. Этот менеджер расположения отвечает за то, чтобы все составные части корневой панели размещались так, как им следует: многослойная панель занимает все пространство окна; в ее слое FRAME_CONTENT_LAYER располагаются строка меню и панель содержимого, а над всем этим располагется прозрачная панель.
Все составляющие корневой панели JRootPane можно получить или изменить. Для этого у нее есть набор методов get/set. Программным способом JRootPane можно получить с использованием метода getRootPane().
Кроме контейнеров высшего уровня корневая панель применяется во внутренних окнах JInternalFrame, создаваемых в многодокументных приложениях и располагающихся на «рабочем столе» JDesktopPane. Это позволяет забыть про то, что данные окна представляют собой обычные легковесные компоненты, и работать с ними как с настоящими контейнерами высшего уровня.
Многослойная панель JLayeredPane
В основании корневой панели (контейнера) лежит так называемая многослойная панель JLayeredPane, занимающая все доступное пространство контейнера. Именно в этой панели располагаются все остальные части корневой панели, в том числе и все компоненты пользовательского интерфейса.
JLayeredPane используется для добавления в контейнер свойства глубины (depth). To есть, многослойная панель позволяет организовать в контейнере третье измерение, вдоль которого располагаются слои (layers) компонента. В обычном контейнере расположение компонента определяется прямоугольником, который показывает, какую часть контейнера занимает компонент. При добавлении компонента в многослойную панель необходимо указать не только прямоугольник, занимаемый компонентом, но и слой, в котором он будет располагаться. Слой в многослойной панели определяется целым числом. Чем больше определяющее слой число, тем выше слой находится.
Первый добавленный в контейнер компонент оказывается выше компонентов, добавленных позже. Чаще всего разработчик не имеет дело с позициями компонентов. При добавлении компонентов их положение меняются автоматически. Тем не менее многослойная панель позволяет менять позиции компонентов динамически, уже после их добавления в контейнер.
Возможности многослойной панели широко используются некоторыми компонентами Swing. Особенно они важны для многодокументных приложений, всплывающих подсказок и меню. Многодокументные Swing приложения задействуют специальный контейнер JDesktopPane («рабочий стол»), унаследованный от JLayeredPane, в котором располагаются внутренние окна Swing. Самые важные функции многодокументного приложения — расположение «активного» окна над другими, сворачивание окон, их перетаскивание — обеспечиваются механизмами многослойной панели. Основное преимущество от использования многослойной панели для всплывающих подсказок и меню — это ускорение их работы. Вместо создания для каждой подсказки или меню нового тяжеловесного окна, располагающегося над компонентом, в котором возник запрос на вывод подсказки или меню, Swing создает быстрый легковесный компонент. Этот компонент размещается в достаточно высоком слое многослойной панели выше в стопке всех остальных компонентов и используется для вывода подсказки или меню.
Многослойная панель позволяет организовать неограниченное количество слоев. Структура JLayeredPane включает несколько стандартных слоев, которые и используются всеми компонентами Swing, что позволяет обеспечить правильную работу всех механизмов многослойной панели. Стандартные слои JLayeredPane представлены на следующем рисунке.
Слой Default используется для размещения всех обычных компонентов, которые добавляются в контейнер. В этом слое располагаются внутренние окна многодокументных приложений.
Слой Palette предназначен для размещения окон с набором инструментов, которые обычно перекрывают остальные элементы интерфейса. Создавать такие окна позволяет панель JDesktopPane, которая размещает их в этом слое.
Слой Modal планировался для размещения легковесных модальных диалоговых окон. Однако такие диалоговые окна пока не реализованы, так что этот слой в Swing в настоящее время не используется.
Наиболее часто используемый слой, служащий для размещения всплывающих меню и подсказок.
Самый верхний слой. Предназначен для операций перетаскивания (drag and drop), которые должны быть хорошо видны в интерфейсе программы.
Небольшой пример JLayeredPane с многослойной панелью показывает, как добавлять компоненты в различные слои и как слои располагаются друг над другом :
В примере создается небольшое окно JFrame и в многослойную панель добавляется несколько компонентов Figure. Чтобы получить многослойную панель в любом контейнере Swing высшего уровня, достаточно вызвать метод getLayeredPane().
Вспомогательный класс Figure наследует свойства базового класса JComponent и позволяет различными цветами рисовать фигуры двух типов (круги и прямоугольники). Параметры для прорисовки фигур задаются в конструкторе класса.
При определении интерфейса создаются три фигуры разного цвета (два круга и прямоугольник). Круг размещается в слое POPUP_LAYER, а прямоугольники — в слое PALETTE_LAYER. При размещении компонентов указываются их абсолютные экранные координаты, потому что в многослойной панели обычные менеджеры расположения не работают.
В завершении позиция одного из прямоугольников меняется так, чтобы он был первым в слое, хотя изначально добавлялся вторым. Запустив приложение, вы увидите, что многослойная панель работает и аккуратно располагает компоненты согласно их слоям и позициям.
В обычных приложениях многослойная панель редко используется напрямую, в них она выполняет свои функции незаметно. Тем не менее, иногда она помогает создать удивительные эффекты и необычные интерфейсы, позволяя, например, разместить поверх обычных компонентов анимацию или видео, не требуя для этого от разработчика нечеловеческих усилий и ухищрений.
Панель содержимого ContentPane
Обратиться к панели содержимого можно методом getContentPane() класса JFrame. С помощью метода add(Component component) можно добавить на нее любой элемент управления. Заменить ContentPane любой другой панелью типа JPanel можно методом setContentPane()
Пример добавления кнопки в панель содержимого :
В результате получим окно с кнопкой. Кнопка занимает всю доступную площадь окна. Такой эффект полезен не во всех программах, поэтому необходимо использовать различные способы расположения элементов на панели.
Панель содержимого можно полностью заменить. Рассмотрим следующий Swing пример использования панели содержимого ContentPane.
Панель содержимого ContentPane сама собой не представляет ничего особенного. Необходимо лишь помнить, что компоненты добавляются именно в нее.
Прозрачная панель JOptionPane
Прозрачная панель JOptionPane размещается корневой панелью выше всех элементов многослойной панели. За размещением JOptionPane следит корневая панель, которая размещает прозрачную панель выше многослойной панели, причем так, чтобы она полностью закрывала всю область окна, включая и область, занятую строкой меню.
JOptionPane используется в приложениях достаточно редко, поэтому по умолчанию корневая панель делает ее невидимой, что позволяет уменьшить нагрузку на систему рисования. Следует иметь в виду, что если вы делаете прозрачную панель видимой, нужно быть уверенным в том, что она прозрачна (ее свойство opaque равно false), поскольку в противном случае она закроет все остальные элементы корневой панели, и остальной интерфейс будет невидим.
В каких случаях можно использовать прозрачную панель JOptionPane? С ее помощью можно определять функции приложения, для реализации которых «с нуля» понадобились бы серьезные усилия. Прозрачную панель можно приспособить под автоматизированное тестирование пользовательского интерфейса. Синтезируемые в ней события позволяют отслеживать промежуточные отладочные результаты. Иногда такой подход гораздо эффективнее ручного тестирования.
Прозрачная панель JOptionPane может быть использована для эффектной анимации, «плавающей» поверх всех компонентов, включая строку меню, или для перехвата событий, если некоторые из них необходимо обрабатывать перед отправкой в основную часть пользовательского интерфейса.
Пример использования прозрачной панели Swing JOptionPane :
Если методу setDefaultCloseOperation передать константу JFrame.EXIT_ON_CLOSE, то при закрытии окна приложение будет прекращать работу. В примере этому методу передается константа JFrame.DO_NOTHING_ON_CLOSE, чтобы при закрытии окна ничего не происходило. Выход из приложения в примере осуществляется из JFrame слушателя WindowListener в методе windowClosing. При закрытии окна вызывается метод windowClosing с параметром WindowEvent event, который в прозрачной панели Swing JOptionPane открывает диалоговое окно подтверждения.
На следующем скриншоте представлены два окна приложения. Верхнее главное окно. При закрытии данного окна открывается нижнее диалоговое окно подтверждения намерения.
Строка меню JMenuBar
Одной из важных особенностей использования корневой панели JRootPane в Swing, является необходимость размещения в окне строки меню JMenuBar. Серьезное приложение нельзя построить без какого-либо меню для получения доступа к функциям программы. Библиотека Swing предоставляет прекрасные возможности для создания удобных меню JMenuBar, которые также являются легковесными компонентами.
Строка меню JMenuBar размещается в многослойной панели в специальном слое FRAME_CONTENT_LAYER и занимает небольшое пространство в верхней части окна. По размерам в длину строка меню равна размеру окна. Ширина строки меню зависит от содержащихся в ней компонентов.
Корневая панель следит, чтобы панель содержимого и строка меню JMenuBar не перекрывались. Если строка меню не требуется, то корневая панель использует все пространство для размещения панели содержимого.
Примеры Swing
Исходные коды примеров, рассмотренных в тексте страницы, можно скачать здесь.
