Swing 的核心概念

在开始编码之前,理解几个核心概念至关重要：

1. 组件：GUI 的基本构建块，如按钮、标签、文本框、窗口等，所有 Swing 组件都位于 javax.swing 包中。

   • 顶层容器：可以独立存在的窗口，如 JFrame, JDialog, JApplet。
   • 轻量级组件：所有 Swing 组件（除了 JComponent 的直接子类），它们不直接调用操作系统，而是绘制在顶层容器上。
   • 重量级组件：主要是 AWT 组件，它们直接依赖本地操作系统来创建和绘制。

2. 容器：一种特殊的组件，可以用来“盛放”其他组件。JFrame 是一个顶层容器，JPanel 是一个通用容器。

   • JFrame：应用程序的主窗口。
   • JPanel：最常用的容器，通常用于对其他组件进行分组或布局。

3. 布局管理器：负责决定容器内组件的位置和大小，Swing 不允许你通过绝对坐标（x, y）来放置组件，而是使用布局管理器来实现跨平台的界面一致性。

   • FlowLayout：流式布局，组件从左到右、从上到下排列。
   • BorderLayout：边界布局，将容器分为东、南、西、北、中五个区域。
   • GridLayout：网格布局，将容器划分为一个等大小的网格。
   • GridBagLayout：最强大也最复杂的网格布局，允许组件跨行跨列。
   • BoxLayout：盒式布局，允许组件垂直或水平排列。
   • GroupLayout：（通常在 NetBeans GUI 设计器中使用）通过逻辑组来排列组件。

4. 事件处理：Swing 使用事件监听器模型来响应用户的操作（如点击按钮、输入文本）。

   
   （图片来源网络，侵删）
   • 事件源：触发事件的组件（如 JButton）。
   • 事件：描述发生了什么事情的对象（如 ActionEvent）。
   • 监听器：一个实现了特定监听器接口（如 ActionListener）的对象，它知道如何处理事件。
   • 注册：将监听器与事件源关联起来，当事件发生时，事件源会通知监听器。

第一个 Swing 程序：Hello World

这是一个最简单的 Swing 应用，创建一个窗口并在其中显示一个标签。

import javax.swing.*; // 导入所有 Swing 组件
public class HelloWorldSwing {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 在事件分发线程中创建和显示 GUI
        // 这是 Swing 编程的最佳实践，可以避免线程安全问题
        SwingUtilities.invokeLater(new Runnable() {
            public void run() {
                createAndShowGUI();
            }
        });
    }
    private static void createAndShowGUI() {
        // 2. 创建顶层容器（窗口）
        JFrame frame = new JFrame("HelloWorldSwing");
        // 3. 设置窗口关闭时的操作：退出应用程序
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        // 4. 创建一个标签组件
        JLabel label = new JLabel("Hello, World!");
        // 5. 将标签添加到窗口的内容面板中
        // 注意：不能直接将组件添加到 JFrame，必须添加到其 contentPane
        frame.getContentPane().add(label);
        // 6. 自动调整窗口大小以适应其内容
        frame.pack();
        // 7. 将窗口设置为可见
        frame.setVisible(true);
    }
}

代码解析：

• SwingUtilities.invokeLater(...)：确保所有 GUI 相关的代码都在事件分发线程上执行，这是 Swing 程序的黄金法则。
• JFrame：应用程序的主窗口。
• setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE)：当用户点击窗口的关闭按钮时，程序会退出。
• JLabel：用于显示文本或图像的不可编辑组件。
• frame.getContentPane().add(label)：每个 JFrame 都有一个“内容面板”，你所有的组件都应该添加到这个面板上。
• frame.pack()：根据添加到其中的组件大小，自动调整窗口的尺寸。
• frame.setVisible(true)：让窗口显示出来。

常用 Swing 组件

下面是一些最常用的 Swing 组件及其简单示例。

布局管理器示例

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
public class LayoutExample {
    public static void main(String[] args) {
        SwingUtilities.invokeLater(() -> {
            JFrame frame = new JFrame("布局管理器示例");
            frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
            frame.setSize(400, 300);
            // 使用BorderLayout
            frame.setLayout(new BorderLayout(5, 5)); // 5是水平和垂直间距
            frame.add(new JButton("北 (North)"), BorderLayout.NORTH);
            frame.add(new JButton("南 (South)"), BorderLayout.SOUTH);
            frame.add(new JButton("东 (East)"), BorderLayout.EAST);
            frame.add(new JButton("西 (West)"), BorderLayout.WEST);
            // 中间区域放一个面板，里面用FlowLayout
            JPanel centerPanel = new JPanel();
            centerPanel.setLayout(new FlowLayout());
            centerPanel.add(new JTextField("中间文本框", 15));
            centerPanel.add(new JButton("中间按钮"));
            frame.add(centerPanel, BorderLayout.CENTER);
            frame.setVisible(true);
        });
    }
}

事件处理示例

import javax.swing.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
public class EventExample {
    public static void main(String[] args) {
        SwingUtilities.invokeLater(() -> {
            JFrame frame = new JFrame("事件处理示例");
            frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
            frame.setLayout(new FlowLayout());
            JButton clickButton = new JButton("点击我");
            JLabel statusLabel = new JLabel("等待点击...");
            // 1. 创建监听器（匿名内部类方式）
            ActionListener listener = new ActionListener() {
                @Override
                public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                    statusLabel.setText("按钮被点击了！");
                    System.out.println("按钮在控制台被触发！");
                }
            };
            // 2. 将监听器注册到按钮
            clickButton.addActionListener(listener);
            frame.add(clickButton);
            frame.add(statusLabel);
            frame.pack();
            frame.setVisible(true);
        });
    }
}

更多常用组件

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
public class MoreComponents {
    public static void main(String[] args) {
        SwingUtilities.invokeLater(() -> {
            JFrame frame = new JFrame("更多组件示例");
            frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
            frame.setLayout(new GridLayout(4, 2, 5, 5)); // 4行2列的网格
            // 1. 文本输入
            JTextField textField = new JTextField("请输入单行文本");
            frame.add(new JLabel("文本框:"));
            frame.add(textField);
            // 2. 文本区域
            JTextArea textArea = new JTextArea("请输入多行文本\n第二行");
            frame.add(new JLabel("文本区域:"));
            frame.add(textArea);
            // 3. 复选框
            JCheckBox checkBox1 = new JCheckBox("选项 1");
            JCheckBox checkBox2 = new JCheckBox("选项 2");
            frame.add(new JLabel("复选框:"));
            JPanel checkBoxPanel = new JPanel(new FlowLayout());
            checkBoxPanel.add(checkBox1);
            checkBoxPanel.add(checkBox2);
            frame.add(checkBoxPanel);
            // 4. 单选按钮
            JRadioButton radio1 = new JRadioButton("选项 A");
            JRadioButton radio2 = new JRadioButton("选项 B");
            ButtonGroup radioGroup = new ButtonGroup(); // ButtonGroup确保只能选中一个
            radioGroup.add(radio1);
            radioGroup.add(radio2);
            radio1.setSelected(true); // 默认选中
            frame.add(new JLabel("单选按钮:"));
            JPanel radioPanel = new JPanel(new FlowLayout());
            radioPanel.add(radio1);
            radioPanel.add(radio2);
            frame.add(radioPanel);
            // 5. 下拉列表
            String[] items = {"苹果", "香蕉", "橙子", "葡萄"};
            JComboBox<String> comboBox = new JComboBox<>(items);
            frame.add(new JLabel("下拉列表:"));
            frame.add(comboBox);
            // 6. 滚动面板
            JScrollPane scrollPane = new JScrollPane(textArea); // 为文本区域添加滚动条
            frame.add(new JLabel("带滚动条的文本区域:"));
            frame.add(scrollPane);
            frame.pack();
            frame.setVisible(true);
        });
    }
}

开发工具与最佳实践

1. 手动编码 vs. GUI 设计器

   
   （图片来源网络，侵删）
   • 手动编码：优点是能让你深刻理解 Swing 的底层原理（布局、事件等），适合学习和构建复杂、动态的界面，缺点是代码量大，布局调整繁琐。
   • GUI 设计器：如 NetBeans 内置的设计器，或 IntelliJ IDEA 的 GUI Designer，优点是“拖拽式”开发，快速原型，所见即所得，缺点是生成的代码有时难以维护和理解，对于复杂逻辑的界面可能力不从心。

   建议：初学者先通过手动编码打好基础，熟悉后可以使用设计器来提高开发效率。

2. MVC 设计模式 在构建稍复杂的应用时，可以尝试使用 MVC（Model-View-Controller）模式的思想：

   • Model (模型)：负责数据和业务逻辑，与界面无关。
   • View (视图)：负责显示，即我们的 Swing 界面，它只展示模型的数据，不处理业务逻辑。
   • Controller (控制器)：负责接收用户输入（事件），并更新模型和视图。

   这样做可以极大地提高代码的可维护性和可测试性。

3. 使用 JPanel 进行分组 不要试图在一个巨大的 JFrame 中放置所有组件，将功能相关的组件放在一个 JPanel 中，并为这个 JPanel 设置合适的布局管理器，然后将这个 JPanel 作为整体添加到主窗口或另一个更大的面板中，这就像搭积木，能让你的界面结构更清晰。

4. 主题和外观 Swing 允许你改变应用程序的外观和感觉。

   // 设置为系统默认外观
   try {
       UIManager.setLookAndFeel(UIManager.getSystemLookAndFeelClassName());
   } catch (Exception e) {
       e.printStackTrace();
   }
   // 这段代码通常在创建任何 GUI 组件之前调用

   你还可以使用 javax.swing.plaf 包中的其他类来实现更自定义的外观，但这比较复杂。

总结与进阶

Swing 虽然历史悠久，但它非常稳定、成熟，并且拥有丰富的生态系统，对于桌面应用开发，尤其是企业级内部工具，Swing 依然是很多 Java 开发者的选择。

进阶学习方向：

• 自定义绘制：通过继承 JComponent 并重写 paintComponent(Graphics g) 方法，实现自定义的图形绘制，如画图软件、游戏等。
• 多线程与 Swing：深入了解 SwingWorker，它是在后台执行耗时任务（如网络请求、文件读写）并同时更新 GUI 的标准方式，可以避免界面卡顿。
• 使用第三方库：Swing 的原生组件风格比较传统，可以考虑使用基于 Swing 的第三方库来美化界面，如：
  • FlatLaf：一个现代、免费的 Java Swing Look and Feel 库，非常流行。
  • Substance：另一个功能强大的 Look and Feel 库。
  • JIDE Common Layer：提供大量高级组件。

希望这份指南能帮助你顺利入门 Java Swing 开发！祝你编码愉快！