滚雪球学Java(89)：Java GUI入门与进阶：AWT核心概念深度解析，有两下子！

2024-08-23 15:44
文章标签 java 进阶 入门 深度 概念 解析 核心 gui 89 awt 滚雪球 有两下子

本文主要是介绍滚雪球学Java(89)：Java GUI入门与进阶：AWT核心概念深度解析，有两下子！，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

  咦咦咦，各位小可爱，我是你们的好伙伴——bug菌，今天又来给大家普及Java SE啦，别躲起来啊，听我讲干货还不快点赞，赞多了我就有动力讲得更嗨啦！所以呀，养成先点赞后阅读的好习惯，别被干货淹没了哦~

🏆本文收录于「滚雪球学Java」专栏，专业攻坚指数级提升，助你一臂之力，带你早日登顶🚀，欢迎大家关注&&收藏！持续更新中，up！up！up！！

环境说明：Windows 10 + IntelliJ IDEA 2021.3.2 + Jdk 1.8

前言

  今天我们来玩个有意思的东西，如何通过Java语言来绘画界面？这个大家肯定都很好奇，不是前端干的活，怎么Java也是可以用于来实现界面化？是的，我的回答是肯定的。我们处于在Java的开发语言中，GUI（图形用户界面）编程它是一个重要的领域。Java提供了多种方式来创建GUI应用程序，其中AWT（Abstract Window Toolkit）是最早出现的工具包之一。AWT作为一个抽象的窗口工具集，为Java程序提供了丰富的窗口组件和绘图能力，它真的超级有趣，今天我就要带着大家好好玩一局。

摘要

  本文我将会带着大家深入探讨JavaSE中的AWT，包括其基本概念、组件、事件处理机制以及如何使用AWT创建GUI应用程序。通过案例代码、案例分享和实际测试用例，本文将帮助大家理解AWT的工作原理和应用场景，以至于大家都能掌握实现简单窗口的程序能力为止，如果你不会，你一定要提出来，因为我必须会把你教会。

正文

  如下我们便开启今日的正文内容了，大家做好准备了没？

概述

  首先，我们先来了解下AWT的概念，何为AWT？可能很多小伙伴都不清楚，不碍事，这里我会给大家讲解清楚。它可以说是Java最初的GUI工具包，它包含了一系列的类，用于创建和管理窗口、按钮、文本框等GUI组件。AWT是基于本地操作系统的GUI库实现的，这使得它能够提供与操作系统一致的界面元素。如果要我再具体点，请看如下：

  AWT，全称是Abstract Window Toolkit，是Java语言中用来创建图形用户界面（GUI）的一个工具包。它提供了一套丰富的组件和工具，让开发者能够构建出美观且功能强大的应用程序界面。

  你无妨想象一下，AWT就像是一个工具箱，里面装满了各种工具和材料，比如锤子、钉子、螺丝刀等。当你想建造一个房子时，你可以从这个工具箱中挑选你需要的工具。同样，当你想用Java语言开发一个应用程序的界面时，你可以从AWT这个工具箱中选择你需要的组件，比如按钮、文本框、菜单等。

特点

  AWT的特点可以用以下几个方面来概括：

  1. 抽象性：AWT提供了一个抽象层，使得开发者不需要关心底层操作系统的细节，就可以创建跨平台的GUI应用程序。

  2. 组件丰富：AWT包含了多种基本的GUI组件，如按钮(Button)、标签(Label)、文本框(TextField)等，这些组件可以满足大多数基本的界面设计需求。

  3. 事件驱动：AWT应用程序是基于事件驱动的，这意味着应用程序的执行流程是由用户的操作（如点击按钮、选择菜单项等）来驱动的。

  4. 绘图能力：AWT还提供了一套绘图API，允许开发者在组件上绘制图形和文本，实现更复杂的视觉效果。

  5. 线程安全：AWT的组件是线程安全的，这意味着它们可以在多线程环境中安全使用，而不会出现数据不一致的问题。

  6. 性能：虽然AWT是Java GUI开发的基石，但随着技术的发展，它的性能和外观可能不如一些更现代的替代品，如Swing。

  总的来说，AWT就像是Java GUI开发的一块基石，虽然它可能不是最闪亮或最现代的，但它为Java应用程序的界面开发提供了坚实的基础。随着技术的进步，许多新的工具和库（如Swing和JavaFX）已经出现，提供了更丰富的功能和更好的性能，但AWT依然是理解Java GUI开发的重要起点。

案例演示

  这里，我们通过上述所讲，通过一个案例，来跟大家简单实现一下。对于AWT，它的核心类是java.awt.Component，它是所有AWT组件的基类。以下是创建一个简单AWT窗口的示例代码：

import java.awt.*;
import javax.swing.*;public class AwtWindowExample {public static void main(String[] args) {Frame frame = new Frame("AWT Window Example");frame.setSize(300, 200);frame.setLayout(new FlowLayout());Button button = new Button("Click Me!");frame.add(button);frame.setVisible(true);}
}

代码解析：

  接着我将对上述代码进行详细的一个逐句解读，希望能够帮助到同学们，能以更快的速度对其知识点掌握学习，这也是我写此文的初衷，授人以鱼不如授人以渔，只有将其原理摸透，日后应对场景使用，才能得心应手，所以如果有基础的同学，可以略过如下代码分析步骤，然而没基础的同学，还是需要加强对代码的理解，方便你深入理解并掌握其常规使用。

  这段Java代码演示了如何使用AWT库创建一个简单的窗口应用程序。下面是代码的逐行解析：

  1. import java.awt.*;：导入AWT库中的所有类。这使得我们可以使用AWT提供的各种组件和方法。

  2. import javax.swing.*;：导入Swing库中的所有类。Swing是AWT的扩展，提供了更多的组件和功能。

  3. public class AwtWindowExample {：定义了一个名为AwtWindowExample的公共类。

  4. public static void main(String[] args) {：定义了程序的入口点，即main方法。这个方法是程序执行的起点。

  5. Frame frame = new Frame("AWT Window Example");：创建了一个Frame对象，这是AWT中用于表示窗口的组件。我们给这个窗口设置了一个标题"AWT Window Example"。

  6. frame.setSize(300, 200);：设置窗口的大小为宽300像素，高200像素。

  7. frame.setLayout(new FlowLayout());：为窗口设置布局管理器。这里使用的是FlowLayout，它是一种简单的布局管理器，按照组件添加的顺序从左到右、从上到下排列组件。

  8. Button button = new Button("Click Me!");：创建了一个Button对象，并设置按钮上显示的文本为"Click Me!"。

  9. frame.add(button);：将创建的按钮添加到窗口中。由于使用了FlowLayout，按钮会被添加到窗口的下一个可用位置。

  10. frame.setVisible(true);：设置窗口为可见状态。这会触发窗口的显示，用户可以在屏幕上看到这个窗口。

  需要注意的是，这段代码中虽然导入了Swing库，但实际上并没有使用到Swing的任何组件或功能。此外，代码中使用的Frame类在Swing中已经被JFrame类所取代，因为JFrame提供了更多的功能和更好的事件处理能力。但是，为了演示AWT的基本用法，这里使用了Frame类。

  最后，这段代码没有包含事件监听器的设置，所以按钮点击不会有任何反应。在实际的应用开发中，通常会为按钮添加一个事件监听器来处理用户的点击事件。

使用案例

  考虑一个简单的计算器程序，使用AWT组件实现。该程序包含文本框、按钮和标签，用户可以通过点击按钮执行加法或减法运算。再者，也可以用它来制作写小游戏，像我之前就用它实现了一个改良版的贪吃蛇，还是非常有意思的。这个我后续再逐步与大家说。

应用场景案例列举

  1. 桌面应用程序：需要与操作系统紧密集成的桌面应用程序。
  2. 快速原型开发：需要快速展示GUI原型时，可以使用AWT。
  3. 教学和学习：由于AWT的简单性，它常被用于教学和学习Java GUI编程。

优缺点分析

  接着，对于连接池，我也是需要跟大家兜个底，所有被开发创造出来的事物，都有其好的一面跟不好的一面，需要辩证对待，比如说：

优点

  • 与操作系统集成：AWT组件与本地操作系统的GUI控件一致。
  • 简单易用：AWT提供了简单的API来创建GUI组件。

缺点

  • 性能问题：由于AWT组件是重量级的，它们可能不如Swing组件高效。
  • 跨平台外观：AWT组件的外观和感觉受限于本地操作系统，可能不会在所有平台上提供一致的体验。

类代码方法介绍

这里，我主要是给大家普及一下，AWT中一些重要的类和它们的用途包括：

  • Frame：用于创建窗口。
  • Panel：用于组织和布局其他组件。
  • Button：用于创建按钮。
  • Label：用于显示文本或图像。
  • TextField：用于输入文本。

测试用例

  这里，我主打一个理论实践相结合的教学模式，当然， 我也是为了给大家演示一下，如何通过AWT组件实现一个简单的窗口程序。诺，大家请看，以下是一个使用AWT组件的简单测试用例，演示了如何创建窗口和按钮，仅供参考：

测试代码

  具体完整的测试代码请参考如下：

import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;/*** @Author bug菌* @Source 公众号：猿圈奇妙屋* @Date 2024年7月9日15:01:32*/
public class AwtTest {public static void main(String[] args) {Frame f = new Frame("AWT Test");f.setSize(400, 400);f.setLayout(new BorderLayout());Button b = new Button("Test Button");Label messageLabel = new Label("这里是默认消息", Label.CENTER);// 使用默认的对话框字体，这通常支持中文字符messageLabel.setFont(new Font("Dialog", Font.PLAIN, 12));b.setFont(new Font("Dialog", Font.PLAIN, 12));// 添加事件监听器b.addActionListener(new ActionListener() {@Overridepublic void actionPerformed(ActionEvent e) {messageLabel.setText("bug菌在线测试！更多请关注公众号【猿圈奇妙屋】");}});f.add(b, BorderLayout.NORTH);f.add(messageLabel, BorderLayout.SOUTH);f.setVisible(true);}
}

  注意，在使用IDEA窗体添加button按钮，label标签时，可能会遇到显示的中文变成方框这一问题，若你运行之后也是如下乱码界面，如下:那么你往后看，我会一步一步教你把中文展示正常。

解决中文展示为框框问题教学

  在 Java AWT 程序中，如果中文显示出现乱码，这通常是因为默认的字符编码不是 UTF-8 或者没有正确设置字符编码。以下是解决乱码问题最直接最有效的方法，请参考：

1、第一，你编辑器如果用的是idea，那你直接右上角打开【Edit Configurations…】选项。演示如下：

2、打开之后，找到如下界面中的【Modify options】蓝色按钮，演示如下：

3、我们在其弹框中，把【Add VM options】勾选上。

4、然后选完后，关闭，会看到多出来一行，这一行，我们直接指定编码即可。演示如下：

5、然后输入如下这行设置编码即可。

-Dfile.encoding=GBK

6、设置完后，我们重新启动main函数，我们就可以看到，其中文可以正常展示啦。

7、我们继续来测试我们上述的案例，我们通过鼠标来点击【Test Button】按钮试试。


8、我们所设置的按钮触发事件成功把展示内容替换成功了，成功展示了我们所想要显示的内容了。截图如下：

  看到如上界面，大功告成，虽然界面有点丑，但我主要是为了演示为主，具体美化，这个大家可以琢磨一下。

测试代码运行结果

  根据如上的测试用例，作者在本地进行测试结果如下，仅供参考，你们也可以自行修改测试用例或者添加其他的测试数据或测试方法，以便于进行熟练学习以此加深知识点的理解。

  最终的操作界面如下：

测试代码解析

  接着我将对上述代码进行详细的一个逐句解读，希望能够帮助到同学们，能以更快的速度对其知识点掌握学习，这也是我写此文的初衷，授人以鱼不如授人以渔，只有将其原理摸透，日后应对场景使用，才能得心应手，所以如果有基础的同学，可以略过如下代码分析步骤，然而没基础的同学，还是需要加强对代码的理解，方便你深入理解并掌握其常规使用。

  如上测试代码是一个简单的AWT（Abstract Window Toolkit）应用程序，用于创建一个带有按钮和标签的窗口。下面是我对代码的逐行解析：

1-2. 导入了java.awt包中的组件和事件处理类，这是创建图形用户界面（GUI）所必需的。

import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;

4-11. 定义了一个名为AwtTest的公共类，它包含了主方法main，这是Java程序的入口点。

public class AwtTest {public static void main(String[] args) {// ...}
}

13-14. 创建了一个Frame对象，这是AWT中最基本的窗口组件，用于显示应用程序的窗口。

Frame f = new Frame("AWT Test");

16-17. 设置窗口的大小为400x400像素，并设置布局管理器为BorderLayout，这是一种将窗口分为五个区域（北、南、东、西、中）的布局方式。

f.setSize(400, 400);
f.setLayout(new BorderLayout());

19-20. 创建了一个Button对象和一个Label对象，分别用于显示一个按钮和一个标签。

Button b = new Button("Test Button");
Label messageLabel = new Label("这里是默认消息", Label.CENTER);

22-25. 为标签和按钮设置了字体样式，这里使用的是默认的对话框字体，大小为12号字体。

messageLabel.setFont(new Font("Dialog", Font.PLAIN, 12));
b.setFont(new Font("Dialog", Font.PLAIN, 12));

27-35. 为按钮添加了一个事件监听器，当按钮被点击时，会触发actionPerformed方法，该方法会更新标签的文本。

b.addActionListener(new ActionListener() {@Overridepublic void actionPerformed(ActionEvent e) {messageLabel.setText("bug菌在线测试！更多请关注公众号【猿圈奇妙屋】");}
});

37-38. 将按钮添加到窗口的北部（BorderLayout.NORTH），将标签添加到窗口的南部（BorderLayout.SOUTH）。

f.add(b, BorderLayout.NORTH);
f.add(messageLabel, BorderLayout.SOUTH);
  1. 调用setVisible(true)方法使窗口可见。
f.setVisible(true);

  测试案例我主要是为了展示如何使用AWT创建一个简单的GUI应用程序。当用户点击按钮时，标签的文本会更新为指定的消息。可以看到界面会成功把自定义的内容给展示出来。

  但是有一点大家需要注意，AWT是Java较老的GUI工具包，现在已经被Swing所取代，Swing提供了更多的组件和更好的事件处理机制。但是，AWT仍然是Java GUI编程的基础，了解AWT有助于更好地理解Swing，晓得吧，所以说，我们必须一步一步来，旧的新的都要掌握，而不是只想着学习最新的技术，咱们一口吞不下个胖子。

总结

  本文我以一种轻松幽默的方式，向大家介绍了Java SE中的AWT（Abstract Window Toolkit）及其在GUI编程中的应用。AWT作为Java最初的GUI工具包，提供了丰富的组件和绘图能力，允许开发者创建与操作系统紧密集成的桌面应用程序。文章通过一个简单的AWT窗口示例，详细解释了如何使用AWT组件创建窗口、设置布局、添加按钮和标签，并处理用户交互。

核心要点

  • AWT基础：AWT是Java的原始GUI工具包，提供了窗口、按钮、文本框等多种组件。
  • 事件驱动：AWT程序的执行流程由用户操作（如点击按钮）驱动。
  • 绘图能力：AWT允许开发者在组件上绘制图形和文本。
  • 线程安全：AWT组件可以在多线程环境中安全使用。
  • 性能考量：相较于现代的Swing，AWT组件可能在性能上存在局限。

教学案例

  文章通过一个AWT窗口示例，展示了如何创建基本的GUI应用程序。示例中包括了创建窗口、设置窗口大小和布局、添加按钮和标签，并为按钮添加事件监听器以更新标签文本。

中文乱码问题

  文章还特别提到了在AWT程序中可能遇到的中文乱码问题，并提供了解决方案，即通过设置虚拟机选项来指定正确的字符编码（如GBK）。

小结

  AWT作为Java GUI开发的基石，虽然在现代开发中可能不是首选，但它的学习和理解对于掌握更高级的GUI工具包如Swing和JavaFX仍然非常重要。通过本文的学习和实践，读者可以对AWT有一个基本的了解，并能够创建简单的GUI应用程序。同时，作者提供的额外资源和建议，也为读者进一步深入学习Java提供了方向。

结语

  最后，这篇深入浅出的AWT教程，能够让大家对Java的GUI编程有初步的认识，也能激发了大家进一步探索和学习的兴趣。希望同学们能够通过本文的学习和实践，逐步提升自己的编程技能，最终能够在Java的世界里自由翱翔。

… …

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