Java GUI可视化实例分析

引言

Java作为一种广泛使用的编程语言，其图形用户界面（GUI）开发能力一直是其重要特性之一。Java提供了多种GUI开发工具包，如AWT、Swing和JavaFX，这些工具包使得开发者能够创建丰富的桌面应用程序。本文将通过一个简单的实例，分析如何使用Java Swing进行GUI开发，并探讨其可视化效果。

实例概述

我们将创建一个简单的计算器应用程序，该应用程序具有基本的加减乘除功能。用户可以通过点击按钮输入数字和操作符，并在文本框中显示结果。这个实例将展示如何使用Swing组件构建用户界面，并处理用户交互。

开发环境

• JDK版本: Java 8或更高版本
• IDE: IntelliJ IDEA或Eclipse
• GUI工具包: Swing

实现步骤

1. 创建主窗口

首先，我们需要创建一个主窗口（JFrame），并设置其大小和关闭操作。

import javax.swing.*;

public class Calculator {
    public static void main(String[] args) {
        JFrame frame = new JFrame("Calculator");
        frame.setSize(300, 400);
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        frame.setVisible(true);
    }
}

2. 添加组件

接下来，我们将在主窗口中添加文本框（JTextField）用于显示输入和结果，以及按钮（JButton）用于输入数字和操作符。

import javax.swing.*;
import java.awt.*;

public class Calculator {
    public static void main(String[] args) {
        JFrame frame = new JFrame("Calculator");
        frame.setSize(300, 400);
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

        JTextField textField = new JTextField();
        textField.setPreferredSize(new Dimension(280, 40));
        frame.add(textField, BorderLayout.NORTH);

        JPanel buttonPanel = new JPanel();
        buttonPanel.setLayout(new GridLayout(4, 4, 10, 10));

        String[] buttons = {
            "7", "8", "9", "/",
            "4", "5", "6", "*",
            "1", "2", "3", "-",
            "0", ".", "=", "+"
        };

        for (String button : buttons) {
            JButton btn = new JButton(button);
            buttonPanel.add(btn);
        }

        frame.add(buttonPanel, BorderLayout.CENTER);
        frame.setVisible(true);
    }
}

3. 处理按钮点击事件

为了处理按钮点击事件，我们需要为每个按钮添加ActionListener。当按钮被点击时，相应的数字或操作符将被添加到文本框中。

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

public class Calculator {
    public static void main(String[] args) {
        JFrame frame = new JFrame("Calculator");
        frame.setSize(300, 400);
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

        JTextField textField = new JTextField();
        textField.setPreferredSize(new Dimension(280, 40));
        frame.add(textField, BorderLayout.NORTH);

        JPanel buttonPanel = new JPanel();
        buttonPanel.setLayout(new GridLayout(4, 4, 10, 10));

        String[] buttons = {
            "7", "8", "9", "/",
            "4", "5", "6", "*",
            "1", "2", "3", "-",
            "0", ".", "=", "+"
        };

        for (String button : buttons) {
            JButton btn = new JButton(button);
            btn.addActionListener(new ActionListener() {
                @Override
                public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                    String command = e.getActionCommand();
                    textField.setText(textField.getText() + command);
                }
            });
            buttonPanel.add(btn);
        }

        frame.add(buttonPanel, BorderLayout.CENTER);
        frame.setVisible(true);
    }
}

4. 实现计算逻辑

最后，我们需要实现计算逻辑。当用户点击“=”按钮时，程序将解析文本框中的表达式并计算结果。

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

public class Calculator {
    public static void main(String[] args) {
        JFrame frame = new JFrame("Calculator");
        frame.setSize(300, 400);
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

        JTextField textField = new JTextField();
        textField.setPreferredSize(new Dimension(280, 40));
        frame.add(textField, BorderLayout.NORTH);

        JPanel buttonPanel = new JPanel();
        buttonPanel.setLayout(new GridLayout(4, 4, 10, 10));

        String[] buttons = {
            "7", "8", "9", "/",
            "4", "5", "6", "*",
            "1", "2", "3", "-",
            "0", ".", "=", "+"
        };

        for (String button : buttons) {
            JButton btn = new JButton(button);
            btn.addActionListener(new ActionListener() {
                @Override
                public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                    String command = e.getActionCommand();
                    if (command.equals("=")) {
                        String expression = textField.getText();
                        try {
                            double result = evaluateExpression(expression);
                            textField.setText(String.valueOf(result));
                        } catch (Exception ex) {
                            textField.setText("Error");
                        }
                    } else {
                        textField.setText(textField.getText() + command);
                    }
                }
            });
            buttonPanel.add(btn);
        }

        frame.add(buttonPanel, BorderLayout.CENTER);
        frame.setVisible(true);
    }

    private static double evaluateExpression(String expression) {
        return new Object() {
            int pos = -1, ch;

            void nextChar() {
                ch = (++pos < expression.length()) ? expression.charAt(pos) : -1;
            }

            boolean eat(int charToEat) {
                while (ch == ' ') nextChar();
                if (ch == charToEat) {
                    nextChar();
                    return true;
                }
                return false;
            }

            double parse() {
                nextChar();
                double x = parseExpression();
                if (pos < expression.length()) throw new RuntimeException("Unexpected: " + (char)ch);
                return x;
            }

            double parseExpression() {
                double x = parseTerm();
                for (;;) {
                    if      (eat('+')) x += parseTerm(); // addition
                    else if (eat('-')) x -= parseTerm(); // subtraction
                    else return x;
                }
            }

            double parseTerm() {
                double x = parseFactor();
                for (;;) {
                    if      (eat('*')) x *= parseFactor(); // multiplication
                    else if (eat('/')) x /= parseFactor(); // division
                    else return x;
                }
            }

            double parseFactor() {
                if (eat('+')) return parseFactor(); // unary plus
                if (eat('-')) return -parseFactor(); // unary minus

                double x;
                int startPos = this.pos;
                if (eat('(')) { // parentheses
                    x = parseExpression();
                    eat(')');
                } else if ((ch >= '0' && ch <= '9') || ch == '.') { // numbers
                    while ((ch >= '0' && ch <= '9') || ch == '.') nextChar();
                    x = Double.parseDouble(expression.substring(startPos, this.pos));
                } else {
                    throw new RuntimeException("Unexpected: " + (char)ch);
                }

                return x;
            }
        }.parse();
    }
}

结论

通过这个简单的计算器实例，我们展示了如何使用Java Swing进行GUI开发。从创建主窗口到添加组件，再到处理用户交互和实现计算逻辑，每一步都展示了Java GUI开发的强大功能和灵活性。希望这个实例能够帮助读者更好地理解Java GUI开发的基本概念和技术。