Пишут ли гуи на java. GUI в Java c помощью JFace: Создание окна приложения. Добавление функциональности к кнопке "Clear"

В этой короткой статье хочу описать процесс создания небольшой программы, поддерживающей GUI на языке Java . Предполагается, что читатель знаком с основами языка Java .

И так, какие инструменты нам необходимы:

• Java Virtual Machine (OpenJDK или Oracle JDK)
• Intellij IDEA (или другое IDE для Java)

После установки необходимого софта, открываем Intellij IDEA и создаем новый проект: File -> New Project…

Я назвал проект guiBase . Как видно на скрине, папка src не содержит ничего, поэтому создаем в ней наш главный класс, содержащий функцию main .

Public class Main { public static void main(String args) { System.out.println("Hello, Govzalla!"); } }

Содеражние главного класса видите выше. Мы уже сейчас можем создать проект (Build project ) и запустить его (Run ). Внизу в терминале вашего IDE вы увидите сообщение “Hello, Govzalla!“ . Но как вы сами поняли — GUI он не поддерживает.

На данном этапе у нас уже есть работающая программа, но без поддержки GUI. А сейчас в той же папке src создадим GUI Form : New -> GUI Form

Открываем созданную GUI форму, нажимаем на JPanel и задаем его идентификатор в поле field name , я задал panel .

После чего перетаскиваем на форму с правой стороны JTextField , JPasswordField и JButton :

Осталось добавить код и связать нашу форму с ним. Когда мы добавляли форму MainWindow , автоматически создался и класс MainWindow , этот класс является классом созданной формы, т.е. именно этот класс будет обслуживать все события данной формы.

Хотя класс нашего окна содержит необходимые элементы, но даже сейчас он не имеет ничего общего с GUI, поэтому расширим его с помощью JFrame и унаследуем всю основную и необходимую функциональность GUI.

В данный момент мы имеем форму MainWindow и класс MainWindow расширенный с помощью JFrame . Сейчас нам необходимо определить все добавленные GUI элементы как содержание класса MainWindow
this.getContentPane().add(panel);
После чего содержание файла MainWindow.java будет изменено следующим образом:

Import javax.swing.*; public class MainWindow extends JFrame { private JTextField textField1; private JPasswordField passwordField1; private JButton button1; private JPanel panel; public MainWindow() { this.getContentPane().add(panel); } }

Если попробуете запустить код, вы снова увидите то же самое сообщение “Hello, Govzalla!“. Дело в том, что мы создали класс и форму к нему, но не создали инстанцию этого класса.

Пришло время изменить файл Main.java и добавить туда код создания нашего GUI:

Import java.awt.*; public class Main { public static void main(String args) { // Создаем инстанцию класса MainWindow MainWindow mainWindow = new MainWindow(); // Упаковываем все элементы с нашей формы mainWindow.pack(); // Изменяем размеры окна mainWindow.setSize(new Dimension(200, 200)); // Отображаем созданное окно mainWindow.setVisible(true); } }

Запускаем код

Нажав на кнопку Button вы заметите, что программа никак не реагирует. Дело в том, что мы еще не добавили слушатель (Listener ) для событий (Events ) кнопки Button.

Слушатель событий (Event listener ) JButton должен быть имплентацией адаптера ActionListener , поэтому добавим следующий код в тело класса MainWindow :

Private class MyButtonListener implements ActionListener { @Override public void actionPerformed(ActionEvent actionEvent) { } }

Метод actionPerformed () будет обрабатывать все события кнопки button1, но для начала еще необходимо указать кнопке button1 какой класс будет обрабатывать, поэтому добавим следующий код в конструктор класса MainWIndow:
this.button1.addActionListener(new MyButtonListener());
Чтобы наш обработчик не был бессмысленным добавим следующий код в метод actionPerformed ():

@Override public void actionPerformed(ActionEvent actionEvent) { if (textField1.getText().equals(passwordField1.getText())) { JOptionPane.showMessageDialog(null, "Success"); } else { JOptionPane.showMessageDialog(null, "Failure"); } }

Сейчас уже программа будет правильно реагировать на события, не на все события, конечно. Например, если попытаться отключить программу нажав на крестик, окно исчезнет, но программа все еще будет работать, т.к. не добавлен обработчик событий главного окна.

Так исторически сложилось, что с UI мне приходилось работать очень мало. Видимо, поэтому мне так интересные всякие там Qt и wxWidgets — все кажется новым, интересным, необычным. Впрочем, коль скоро я взялся за изучение Java , речь сегодня пойдет не о Qt и не о wxWidgets, а о Swing. Сегодня совместными усилиями мы напишем простенькое GUI-приложение на Java, с кнопочками, списками и даже умеющее менять шкурки!

Ситуация с GUI фреймворками в мире Java несколько запутанная. Насколько я смог разобраться, дела обстоят следующим образом.

• AWT (Abstract Window Toolkit) был первым GUI фреймворком. Идея была правильная — AWT использует нативные контролы, то есть, они выглядят и физически являются родными, независимо от того, где вы запускаете свое приложение. К сожалению, оказалось, что (1) общих для различных окружений контролов мало и (2) писать кроссплатформенные нативные интерфейсы так, чтобы ничего не поползло и не разъехалось, очень сложно;
• Поэтому на смену AWT пришел Swing . Swing использует формочки, создаваемые AWT, на которых он своими силами рисует контролы. Работает это хозяйство, понятно дело, медленнее, но зато UI становится намного более портабельным. Swing предлагает на выбор программисту множество Look&Feel, благодаря которым можно сделать либо так, чтобы приложение выглядело и вело себя одинаково как под Windows, так и под Linux, либо чтобы приложение было очень похоже на нативное независимо от того, где его запускают. В первом случае приложение проще отлаживать, во втором — становятся счастливее пользователи. Кстати, изначально Swing был сделан парнями из Netscape;
• SWT (Standard Widget Toolkit) — фреймворк, написанный в IBM и используемый в Eclipse. Как и в AWT, используются нативные контролы. SWT не входит в JDK и использует JNI, поэтому не очень соответствует идеологии Java «написано однажды, работает везде». Вроде как при очень сильном желании можно запаковать в пакет реализацию SWT для всех-всех-всех платформ, и тогда приложение вроде как даже станет портабельным, но только до тех пор, пока не появится какая-нибудь новая операционная система или архитектура процессора;
• JavaFX активно пилится в Oracle и позиционируется, как скорая замена Swing. Идеологически JavaFX похож на Swing, то есть, контролы не нативные. Среди интересных особенностей JavaFX следует отметить хардверное ускорение, создание GUI при помощи CSS и XML (FXML), возможность использовать контролы JavaFX’а в Swing’е, а также кучу новых красивых контролов, в том числе для рисования диаграмм и 3D. Видео с более детальным обзором JavaFX можно . Начиная с Java 7, JavaFX является частью JRE/JDK ;
• NetBeans Platform (не путать с NetBeans IDE!) — это такая штука, которая, как я понял, работает поверх Swing и JavaFX, предоставляет как бы более удобный интерфейс для работы с ними, а также всякие дополнительные контролы. В одном приложении, использующем NetBeans Platform, я видел возможность перетаскивать вкладки drug&drop’ом, располагая панели в окне подобно тому, как это делают тайловые оконные менеджеры . По всей видимости, сам Swing так не умеет. Почитать про NetBeans Platform поподробнее ;

Не исключено, что есть и другие фреймворки. Наиболее каноничным на сегодняшний день является Swing, поэтому им и займемся.

Выше что-то говорилось про какие-то там Look&Feel. Чтобы лучше понять, о чем идет речь, давайте напишем программу, которая выводит список этих самых Look&Feel и позволит переключаться между ними прямо в процессе работы программы.

Наше приложение будет выглядеть следующим образом под Ubuntu:

А так оно будет выглядеть при запуске под Windows:

Как видите, JRE под Windows и Linux включают в себя разный набор L&F. Кроме того, вы можете подключить сторонний Look&Feel или даже написать свой. По умолчанию используется L&F Metal, который во всех ОС и оконных менеджерах выглядит более-менее одинаково. Если вам больше нравятся круглые кнопочки, то вместо Metal можно использовать Look&Feel Nimbus. Если вам хочется, чтобы приложение было похоже на нативное, то под Linux следует выбрать L&F GTK+ (интересно, а если пользователь сидит под KDE?), а под Windows — L&F Windows. Неплохой идеей, видимо, будет предусмотреть в вашей программе возможность переключаться между различными L&F. С другой стороны, при этом придется тестировать работу приложения со всеми этими L&F.

Давайте посмотрим на исходный код приложения. Коллеги UI-щики заверили меня, что никаких WYSIWYG редакторов они не используют, а если используют, то разве что для быстрого прототипирования. Из неплохих WYSIWYG редакторов назывался JFormDesigner . Говорят, генерируемый им код даже похож на код, написанный человеком, а не адовую().последовательность().вызовов().методов(). В общем, весь код писался лапками в IntelliJ IDEA .

public static void main(String args) {

@Override
public void run() {
createGUI() ;
}
} ) ;
}

В Swing и AWT, если мы хотим что-то поменять в UI, мы должны делать это из event dispatching thread. Статический метод invokeLater принимает класс, реализующий интерфейс Runnable, и вызывает его метод run() внутри event dispatching thread. Если вам не знаком приведенный выше синтаксис, то это такой способ в Java объявить класс, не присваивая ему имени. Классы без имени называются анонимными. Часто анонимные классы в Java выполняют ту же роль, что играют лямда-фукнции в функциональных языках программирования. Помимо прочего, поддерживаются и замыкания. Интересно, что, в отличие от лямбд, анонимные классы в Java позволяют передать сразу пачку методов. Притом, при помощи наследования и абстрактных классов, для всех или части методов можно взять их реализацию по умолчанию.

Аннотация @Override проверяет, что метод run() действительно переопределит метод интерфейса Runnable. Без нее при переопределении метода мы можем случайно сделать опечатку и определить новый метод вместо того, чтобы переопределить существующий. Впрочем, в данном конкретном случае аннотация, видимо, не очень полезна, и, наверное, даже является лишней.

В итоге event dispatching thread вызовет метод createGUI(), полный код которого следующий:

private static void createGUI() {
JList< String> list = new JList<> () ;
list.setSelectionMode (ListSelectionModel .SINGLE_SELECTION ) ;

JScrollPane listScrollPane = new JScrollPane (list) ;

JPanel topPanel = new JPanel () ;
topPanel.setLayout (new BorderLayout () ) ;
topPanel.add (listScrollPane, BorderLayout .CENTER ) ;

ActionListener updateButtonListener = new UpdateListAction(list) ;
updateButtonListener.actionPerformed (
new ActionEvent (list, ActionEvent .ACTION_PERFORMED , null )
) ;

JButton updateListButton = new JButton ("Update list" ) ;
JButton updateLookAndFeelButton = new JButton ("Update Look&Feel" ) ;

JPanel btnPannel = new JPanel () ;
btnPannel.setLayout (new BoxLayout (btnPannel, BoxLayout .LINE_AXIS ) ) ;
btnPannel.add (updateListButton) ;
btnPannel.add (Box .createHorizontalStrut (5 ) ) ;
btnPannel.add (updateLookAndFeelButton) ;

JPanel bottomPanel = new JPanel () ;
bottomPanel.add (btnPannel) ;

JPanel panel = new JPanel () ;
panel.setBorder (BorderFactory .createEmptyBorder (5 ,5 ,5 ,5 ) ) ;
panel.setLayout (new BorderLayout () ) ;
panel.add (topPanel, BorderLayout .CENTER ) ;
panel.add (bottomPanel, BorderLayout .SOUTH ) ;

JFrame frame = new JFrame ("Look&Feel Switcher" ) ;
frame.setMinimumSize (new Dimension (300 , 200 ) ) ;
frame.setDefaultCloseOperation (WindowConstants .EXIT_ON_CLOSE ) ;
frame.add (panel) ;
frame.pack () ;
frame.setVisible (true ) ;

UpdateListButton.addActionListener (updateButtonListener) ;
updateLookAndFeelButton.addActionListener (
new UpdateLookAndFeelAction(frame, list)
) ;
}

Тут, в общем-то, нет ничего супер сложного. Создаются кнопки, список, список заворачивается в JScrollPane, чтобы у списка была прокрутка. Элементы управления располагаются во фрейме при помощи панелей. Панели могут иметь различные лайоуты, здесь мы использовали BorderLayout и BoxLayout . Принцип аналогичен тому, что используется в wxWidgets .

Для реакции на различные события, например, нажатия кнопок, используются классы, реализующие интерфейс ActionListener. В приведенном выше коде используется два таких класса — UpdateListAction и UpdateLookAndFeelAction. Как нетрудно догадаться по названию, первый класс отвечает за обработку нажатий на левую кнопку «Update list», второй — на правую кнопку «Update Look&Feel». ActionListener’ы привязываются к кнопкам при помощи метода addActionListener. Поскольку сразу после запуска приложения нам хочется увидеть список доступных Look&Feel, мы эмулируем нажатие на кнопку «Update list». Для этого мы создаем экземпляр класса ActionEvent и передаем его в качестве аргумента методу actionPerformed класса UpdateListAction.

Реализация класса UpdateListAction следующая:

static class UpdateListAction implements ActionListener {
private JList< String> list;

public UpdateListAction(JList< String> list) {
this .list = list;
}

@Override
public void actionPerformed(ActionEvent event) {
ArrayList< String> lookAndFeelList = new ArrayList<> () ;
UIManager.LookAndFeelInfo infoArray =

int lookAndFeelIndex = 0 ;
int currentLookAndFeelIndex = 0 ;
String currentLookAndFeelClassName =
UIManager .getLookAndFeel () .getClass () .getName () ;

for (UIManager.LookAndFeelInfo info : infoArray) {
if (info.getClassName () .equals (currentLookAndFeelClassName) ) {
currentLookAndFeelIndex = lookAndFeelIndex;
}
lookAndFeelList.add (info.getName () ) ;
lookAndFeelIndex++;
}

String listDataArray = new String [ lookAndFeelList.size () ] ;
final String newListData =
lookAndFeelList.toArray (listDataArray) ;
final int newSelectedIndex = currentLookAndFeelIndex;

SwingUtilities .invokeLater (new Runnable () {
@Override
public void run() {
list.setListData (newListData) ;
list.setSelectedIndex (newSelectedIndex) ;
}
} ) ;
}
}

В конструкторе передается указатель на список, в котором мы будет отображать доступные Look&Feel. На самом деле, поскольку UpdateListAction является вложенным классом нашего основного класса LookAndFeelSwitcher, у него есть возможность обращаться напрямую к полям создавшего его экземпляра LookAndFeelSwitcher. Но функциональщик внутри меня сопротивляется такому подходу, поэтому я решил передать ссылку на список явно через конструктор.

Метод actionPerformed будет вызываться при нажатии на кнопку. Код этого метода довольно тривиален — мы просто используем статические методы класса UIManager для получения списка доступных Look&Feel, а также определения текущего Look&Feel. Затем обновляется содержимое списка и выбранный в нем элемент. Тут нужно обратить внимание на два момента. Во-первых, каждый Look&Feel имеет имя и имя класса , это разные вещи. Пользователю мы должны показывать имена, а при переключении Look&Feel использовать имя класса. Во-вторых, обратите внимание на то, как создаются final переменные newListData и newSelectedIndex, которые затем используются в анонимном классе. Это и есть тот самый аналог замыканий, речь о котором шла ранее. Очевидно, использование не final переменных в замыканиях привело бы к печальным последствиям.

Наконец, рассмотрим класс UpdateLookAndFeelAction:

static class UpdateLookAndFeelAction implements ActionListener {
private JList< String> list;
private JFrame rootFrame;

public UpdateLookAndFeelAction(JFrame frame, JList< String> list) {
this .rootFrame = frame;
this .list = list;
}

@Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
String lookAndFeelName = list.getSelectedValue () ;
UIManager.LookAndFeelInfo infoArray =
UIManager .getInstalledLookAndFeels () ;

for (UIManager.LookAndFeelInfo info : infoArray) {
if (info.getName () .equals (lookAndFeelName) ) {
String message = "Look&feel was changed to " + lookAndFeelName;
try {
UIManager .setLookAndFeel (info.getClassName () ) ;
SwingUtilities .updateComponentTreeUI (rootFrame) ;
} catch (ClassNotFoundException e1) {
message = "Error: " + info.getClassName () + " not found" ;
} catch (InstantiationException e1) {
message = "Error: instantiation exception" ;
} catch (IllegalAccessException e1) {
message = "Error: illegal access" ;
} catch (UnsupportedLookAndFeelException e1) {
message = "Error: unsupported look and feel" ;
}
JOptionPane .showMessageDialog (null , message) ;
break ;
}
}
}
}

Здесь мы просто (1) находим L&F с именем, равным имени, выбранному в списке, (2) меняем L&F при помощи static метода setLookAndFeel класса UIManager и (3) перерисовываем главный фрейм нашего UI, а также, рекурсивно, расположенные на нем элементы, при помощи static метода updateComponentTreeUI класса SwingUtilities. Наконец, мы уведомляем пользователя при помощи сообщения, все ли прошло успешно.

Также хотелось бы сказать пару слов об отладке GUI-приложений на Java, и не только GUI. Во-первых, в Swing есть такое волшебное сочетание клавиш Ctr + Shift + F1, которое выводит в stdout информацию о том, как расположены контролы. Очень полезно, если хочется слизать UI у конкурентов. Во-вторых, есть такой интересный хоткей Ctr + \. Если нажать его в консоли работающего приложения на Java, будут выведены все нитки и их стектрейсы. Удобно, если вы словили дэдлок. Наконец, в-третьих, во время разработки GUI бывает полезно разукрасить панели в разные цвета. Сделать это можно так:

buttonsPanel.setBackground (Color .BLUE ) ;

Скажу сразу - при работе с графикой, скорее всего, со временем Вам придется воспользоваться всеми предоставленными инструментами без исключения для достижения наилучшего визуального эффекта. Подробное описание о том «что и как» можно найти - это официальный туториал по Graphics2D. Его должно быть более чем достаточно, чтобы ввести Вас в курс дела.

Я уже привел небольшой пример написания своего UI, но есть и другие варианты кастомизации интерфейса. Каждый отдельный J-компонент производит свою Lightweight-отрисовку при помощи метода paint(), который можно легко переопределить и изменить. Напрямую (не всегда, но чаще всего) его лучше не использовать (не буду вдаваться в подробности, так как это целая тема для отдельного топика). Для следующего примера используем метод paintComponent(). Рассмотрим как его можно применить поближе…

Начну с примера - текстовое поле с визуальным фидбэком при отсутствии содержимого:

JTextField field = new JTextField()
{
private boolean lostFocusOnce = false ;
private boolean incorrect = false ;

{
// Слушатели для обновления состояния проверки
addFocusListener (new FocusAdapter()
{
public void focusLost (FocusEvent e)
{
lostFocusOnce = true ;

repaint ();
}
});
addCaretListener (new CaretListener()
{
public void caretUpdate (CaretEvent e)
{
if (lostFocusOnce)
{
incorrect = getText ().trim ().equals ("" );
}
}
});
}

protected void paintComponent (Graphics g)
{
super.paintComponent (g);

// Расширенная отрисовка при некорректности данных
if (incorrect)
{
Graphics2D g2d = (Graphics2D) g;

// Включаем антиалиасинг для гладкой отрисовки
g2d.setRenderingHint (RenderingHints.KEY_ANTIALIASING,
RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);

// Получаем отступы внутри поля
Insets insets;
if (getBorder () == null )
{
insets = new Insets (2, 2, 2, 2);
}
else
{
insets = getBorder ().getBorderInsets (this );
}

// Создаем фигуру в виде подчеркивания текста
GeneralPath gp = new GeneralPath (GeneralPath.WIND_EVEN_ODD);
gp.moveTo (insets.left, getHeight () - insets.bottom);
for (int i = 0; i < getWidth () - insets.right - insets.left; i += 3)
{
gp.lineTo (insets.left + i,
getHeight () - insets.bottom - ((i / 3) % 2 == 1 ? 2: 0));
}

// Отрисовываем её красным цветом
g2d.setPaint (Color.RED);
g2d.draw (gp);
}
}
};

Таким образом можно расширить любой доступный компонент быстро переопределив и дополнив метод отрисовки, не прибегая к написанию отдельных громоздких UI или полноценных компонентов. Плюс данный пример можно достаточно легко вынести в отдельный класс и использовать как готовый элемент для своего интерфейса.
Еще одним плюсом данного способа является то, что Вы получаете независимый от текущего установленного приложению/компоненту LaF/UI - он будет работать всегда. Естественно, для некоторых специфичных UI может понадобиться немного иная отрисовка - поддерживать её или нет - Вам решать.

Хотя зачастую и хочется сделать интерфейс ярче и привлекательней, не всегда требуется для этого изобретать новые компоненты - можно воспользоваться стандартными средствами. Приведу пример кастомизации простейшего чекбокса анимированной сменой состояний и фона. В этот раз я опять (да, можете бить меня палками) воспользуюсь заготовленными изображениями из умелых рук дизайнера.

За основу берутся 8 изображений 16х16 - 4 состояния фона чекбокса и 4 состояния галки (5 на самом деле, но 5ое мы добавим програмно):

У стандартного чекбокса, конечно, нету возможности задать спрайты для анимации состояний, к тому же нам нужно наложить изображения галки на фоновые в разных вариациях. Для этого допишем отдельный метод:

public static List BG_STATES = new ArrayList ();
public static List CHECK_STATES = new ArrayList ();

static
{
// Иконки состояния фона
for (int i = 1; i <= 4; i++)
{
BG_STATES.add (new ImageIcon (
MyCheckBox.class .getResource ("icons/states/" + i + ".png" )));
}

// Дополнительное "пустое" состояние выделения

new BufferedImage (16, 16, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB)));

// Состояния выделения
for (int i = 1; i <= 4; i++)
{
CHECK_STATES.add (new ImageIcon (
MyCheckBox.class .getResource ("icons/states/c" + i + ".png" )));
}
}

private Map iconsCache = new HashMap ();

private synchronized void updateIcon ()
{
// Обновляем иконку чекбокса
final String key = bgIcon + "," + checkIcon;
if (iconsCache.containsKey (key))
{
// Необходимая иконка уже была ранее использована
setIcon (iconsCache.get (key));
}
else
{
// Создаем новую иконку совмещающую в себе фон и состояние поверх
BufferedImage b = new BufferedImage (BG_STATES.get (0).getIconWidth (),
BG_STATES.get (0).getIconHeight (), BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
Graphics2D g2d = b.createGraphics ();
g2d.drawImage (BG_STATES.get (bgIcon).getImage (), 0, 0,
BG_STATES.get (bgIcon).getImageObserver ());
g2d.drawImage (CHECK_STATES.get (checkIcon).getImage (), 0, 0,
CHECK_STATES.get (checkIcon).getImageObserver ());
g2d.dispose ();

ImageIcon icon = new ImageIcon (b);
iconsCache.put (key, icon);
setIcon (icon);
}
}

Таким образом путей кастомизации элементов есть достаточно много (даже я, наверно, не знаю/не догадываюсь о некоторых из них). Какой способ выбирать - зависит от ситуации - что необходимо получить, какие изменения возможно сделать в существующем компоненте и т.д.

В завершение данной главы, приведу еще один пример полностью видоизмененного UI кнопки с анимацией, возможностью загругления отдельных углов, возможностью настройки стиля и некоторыми другими улучшениями. Вот несколько скринов с итоговым внешним видом (конечно, анимация тут не видна):


Не буду врать, на данный UI кнопки ушло достаточно много времени, но он создавался без помощи и подсказок дизайнера чистыми средствами Graphics2D и Swing. можно скачать и изучить полный сурс и демо данного UI, если Вам стало интересно. В нем использован достаточно большой спектр возможностей Graphics2D и применены некоторые хитрости, которые могут зачастую оказаться полезными.

Итак, думаю достаточно разговоров о графике - о ней более подробно я расскажу в будущих топиках, а сейчас приведу немного интересного материала, который я наработал за достаточно долгое время «общения» со Swing и Graphics2D.

DnD и GlassPane

Чтож, начнем по порядку - что мы знаем о DnD?
У некоторых Swing-компонентов есть готовые реализации для драга (JTree и JList к примеру) - для других можно достаточно легко дописать свою. Чтобы не бросаться словами на ветер - приведу небольшой пример DnD стринга из лэйбла:

JLabel label = new JLabel ("Небольшой текст для DnD" );
label.setTransferHandler (new TransferHandler()
{
public int getSourceActions (JComponent c)
{
return TransferHandler.COPY;
}

public boolean canImport (TransferSupport support)
{
return false ;
}

protected Transferable createTransferable (JComponent c)
{
return new StringSelection (((JLabel) c).getText ());
}
});
label.addMouseListener (new MouseAdapter()
{
public void mousePressed (MouseEvent e)
{
if (SwingUtilities.isLeftMouseButton (e))
{
JComponent c = (JComponent) e.getSource ();
TransferHandler handler = c.getTransferHandler ();
handler.exportAsDrag (c, e, TransferHandler.COPY);
}
}
});

Но что делать, если необходимо отследить последовательность действий пользователя при самом перетаскивании?
Для этого есть отдельная возможность повесить слушатель:

DragSourceAdapter dsa = new DragSourceAdapter()
{
public void dragEnter (DragSourceDragEvent dsde)
{
// При входе драга в область какого-либо компонента
}

public void dragExit (DragSourceEvent dse)
{
// При выходе драга в область какого-либо компонента
}

public void dropActionChanged (DragSourceDragEvent dsde)
{
// При смене действия драга
}

public void dragOver (DragSourceDragEvent dsde)
{
// При возможности корректного завершения драга
}

public void dragMouseMoved (DragSourceDragEvent dsde)
{
// При передвижении драга
}

public void dragDropEnd (DragSourceDropEvent dsde)
{
// При завершении или отмене драга
}
};
DragSource.getDefaultDragSource ().addDragSourceListener (dsa);
DragSource.getDefaultDragSource ().addDragSourceMotionListener (dsa);

Приведу для большего понимания небольшой пример подобного «эффекта» - фрейм с несколькими Swing-компонентами на нем. При клике в любой части окна будет появляться эффект «распозающегося» круга, который виден поверх всех элементов. Что самое интересное - подобный эффект не съедает ресурсов и не требует большой груды кода. Не верите? - посмотрите демо и загляните в исходник, вложенный в jar.

Кстати говоря, есть достаточно интересная библиотека на эту тему, заодно предоставляющая дополнительный скролл-функционал и несколько других вкусностей - JXLayer (офф сайт) (описание #1 описание #2 описание #3). К сожалению проекты хостящиеся на сайте java сейчас находтся не в лучшем состоянии, поэтому приходится ссылаться на отдельные ресурсы.

Итак теперь объединим всё что я уже описал в данной главе и сделаем, наконец, что-то полноценное. К примеру - отображение драга панели с компонентами внутри окна:

При драге панели за лэйбл появляется полупрозрачная копия панели показывающая где именно будет размещена панель при завершении драга. Также клавишей ESC можно отменить перемещение.
Рабочий пример и исходный код можно взять .

Конечно, для реализации именно данной функциональности не стоило бы прибегать к использованию DnD - есть более короткие пути. Впрочем, всё зависит от ситуации. Данный вариант позволяет отрисовывать перетаскивание независимо от других компонентов в окне. Также можно на основе него, к примеру, реализовать драг панели между окнами приложения.

AWTUtilities

1. AWTUtilities.setWindowShape(Window, Shape) - позволяет установить любому окну определенную форму (будь то круг или хитрый полигон). Для корректной установки формы окно не должно быть декорировано нативным стилем (setUndecorated(true)).
2. AWTUtilities.setWindowOpacity (Window, float) – позволяет задать прозрачность окна от 0 (полностью прозрачно) до 1 (непрозрачно). Окно при этом может быть декорировано нативным стилем.
3. AWTUtilities.setWindowOpaque (Window, boolean) – позволяет полностью спрятать отображение фона и оформления окна, но при этом любой размещенный на нем компонент будет виден. Для корректной установки данного параметра окно также как и в п.1 не должно быть декорировано нативным стилем.

Что же нам это дает? На самом деле - достаточно широкий спектр возможностей. Окнам своего приложения можно задавать любые хитрые формы какие Вам только потребуются, делать «дырки» посреди приложения, создавать кастомные тени под окно, делать приятные на вид попапы и пр. и пр.

Если переходить к конкретике - setWindowShape на деле я никогда не использую, так как задаваемая окну форма строго обрезается по краю и не очень приятно выглядит. На помощь приходит setWindowOpaque - спрятав оформление и фон окна можно с помощью контейнера с кастомным отрисованным фоном создавать абсолютно любые окна. Приведу небольшой пример использования (в нем также есть также использованы некоторые приемы из предыдущих глав поста):

можно взять работающий jar с исходным кодом. Честно скажу, что потратил на данный пример не более десяти минут (из них - минут пять прикидывал как расположить элементы внутри диалога:). Естественно это лишь один из вариантов примемения этих новых возможностей - на самом деле их куда больше.

Единственная неприятная мелочь в использовании AWTUtilities – нестабильная работа на Linux-системах. Т.е. Не везде и не всегда корректно отрабатывает прозрачность окон. Не уверен, проблемы ли это текущей JDK или же ОС.

Создание своих интерактивных компонентов

Итак, за основу лучше лучше всего взять JComponent и используя paint-методы отрисовать его содержимое. Фактически JСomponent сам по себе - чистый холст с некоторыми зашитыми улучшениями для отрисовками и готовыми стандартными методами setEnabled/setFont/setForeground/setBackground и т.п. Как использовать (и использовать ли их) решать Вам. Все, что Вы будете добавлять в методы отрисовки станет частью компонента и будет отображаться при добавлении его в какой-либо контейнер.

Кстати, небольшое отступление, раз уж зашла речь о контейнерах, - любой наследник и сам JComponent являются контейнерами, т.е. могут содержать в себе другие компоненты, которые будет расположены в зависимости от установленного компоненту лэйаута. Что же творится с отрисовкой чайлд-компонентов, лежащих в данном и как она связана с отрисовкой данного компонента? Ранее я не вдавался подробно в то, как устроены и связаны paint-методы Jcomponent"а, теперь же подробно опишу это…

Фактически, paint() метод содержит в себе вызовы 3ех отдельных методов - paintComponent, paintBorder и paintChildren. Конечно же дополнительно он обрабатывает некоторые «особенные» случаи отрисовки как, например печать или перерисовку отдельной области. Эти три метода всегда вызываются в показанной на изображении выше последовательности. Таким образом сперва идет отрисовка самого компонента, затем поверх рисуется бордер и далее вызывается отрисовка чайлд-компонентов, которые в свою очередь также вызывают свой paint() метод и т.д. Естественно есть еще и различные оптимизации, предотвращающие лишние отрисовки, но об этом подробнее я напишу потом.

Компонент отрисован, но статичен и представляет собой лишь изображение. Нам необходимо обработать возможность управления им мышью и различными хоткеями.
Для этого, во-первых, необходимо добавить соответствующие слушатели (MouseListener/MouseMotionListener/KeyListener) к самому компоненту и обрабатывать отдельные действия.

Чтобы не объяснять все на пальцах, приведу пример компонента, позволяющего визуально ресайзить переданный ему ImageIcon:

можно взять рабочий пример с исходным кодом внутри.

При создании данного компонента я бы выделил несколько важных моментов:

1. Определяемся с функционалом и внешним видом компонента - в данном случае это область с размещенным на ней изображением, бордером вокруг изображения и 4мя ресайзерами по углам. Каждый из ресайзеров позволяет менять размер изображения. Также есть возможность передвигать изображение по области, «схватив» его за центр.
2. Определяем все необходимые для работы компонента параметры - в данном случае это само изображение и его «опорные» точки (верхний левый и правый нижний углы). Также есть ряд переменных, которые понадобятся при реализации ресайза и драга изображения.
3. Накидываем заготовку для компонента (желательно отдельный класс, если Вы собираетесь его использовать более раза) - в данном случае создаем класс ImageResizeComponent, определяем все необходимые для отрисовки параметры, переопределяем метод paintComponent() и отрисовываем содержимое. Также переопределяем метод getPreferredSize(), чтобы компонент сам мог определить свой «желаемый» размер.
4. Реализовываем функциональную часть компонента - в данном случае нам будет достаточно своего MouseAdapter"а для реализации ресайза и передвижения. При нажатии мыши в области проверяем координаты и сверяем имх с координатами углов и самого изображения - если нажатие произошло в районе некого угла - запоминаем его и при драге изменяем его координату, ежели нажатие пришлось на изображение - запоминаем начальные его координаты и при перетаскивании меняем их. И наконец, последний штрих - в mouseMoved() меняем курсор в зависимости от контрола под мышью.

Конечно, я просто описал свои шаги при создании компонентов - они не являются чем-то обязательным и могут быть легко расширены и дополнены.

Важно помнить

1. Любые операции вызова перерисовки/обновления компонентов должны производится внутри Event Dispatch потока для избежания визуальных «подвисаний» интерфейса Вашего приложения. Выполнить любой код в Event Dispatch потоке достаточно легко:
   

   SwingUtilities.invokeLater (new Runnable()
   {
   public void run ()
   {
   // Здесь располагаете исполняемый код
   }
   });

   Важно также помнить, что события, вызываемые из различных listener"ов стандартных компонентов (ActionListener/MouseListener и пр.) исходно вызываются из этого потока и не требуют дополнительной обработки.
2. Из любых paint-методов ни в коем случае нельзя влиять на интерфейс, так как это может привести к зацикливаниям или дедлокам в приложении.
3. Представьте ситуацию - из метода paint Вы изменяете состояние кнопки, скажем, через setEnabled(enabled). Вызов этого метода заставляет компонент перерисоваться и заново вызвать метод paint и мы опять попадаем на этот злополучный метод. Отрисовка кнопки зациклиться и интерфейс приложения будет попросту висеть в ожидании завершения отрисовки (или как минимум съест добрую часть процессора). Это самый простой вариант подобной ошибки.
4. Не стоит производить тяжёлые вычисления внутри Event Dispatch потока. Вы можете произвести эти вычисления в отдельном обычном потоке и затем только вызвать обновление через SwingUtilities.invokeLater().
5. Не стоит, также, производить тяжёлые вычисления внутри методов отрисовки. По возможности стоит выносить их отдельно и кэшировать/запоминать. Это позволит ускорить отрисовку компонентов, улучшить общую отзывчиввость приложения и снизить нагрузку на Event Dispatch поток.
6. Для обвноления внешнего вида компонентов используйте метод repaint() (или же repaint(Rectangle) – если Вам известна точная область для обновления), сам метод repaint необходимо исполнять в Event Dispatch потоке. Для обновления же расположения элементов в лэйауте используйте метод revalidate() (его нет необходимости исполнять в Event Dispatch потоке). Метод updateUI() может помочь в некоторых случаях для полного обновления элемента (например смене данных таблицы), но его нужно использовать аккуратно, так как он также отменит установленный Вами UI и возьмет UI предоставляемый текущим LaF"ом.
7. Полная установка LaF всему приложению отменит любые ваши вручную заданные в ходе работы UI компонентов и установит поверх них те UI, которые предлагает устанавливаемый LaF. Поэтому лучше производить установку LaF при загрузке приложения до открытия каких-либо окон и показа визуальных элементов.

Итоги

Еще хотелось бы добавить, что возможно, название статьи может показаться Вам слишком громким и не полностью раскрытым - действительно, я все же не дизайнер и не юзабилити-специалист. Я лишь предлагаю Вам инструменты/способы, которые позволят расширить и улучшить интерфейс приложения. Непосредственно бОльшая (не обязательно вся) часть работы по созданию графики для слайдера/кнопки или определению общего стиля компонентов и самого приложения всегда остается за дизайнером - от этого никуда не уйти.

Все примеры статьи в едином «флаконе». Из начального окна можно выбрать желаемый пример:

Предоставлено Салимом Гулом (Saleem Gul) и Томасом Павеком (Tomas Pavek)

В данном учебном курсе рассматривается создание простого графического интерфейса пользователя и добавление к нему несложной серверной функциональности. В частности, будет рассмотрен код, определяющий поведение кнопок и полей в форме Swing.

Мы разберем компоновку и структуру графического интерфейса, после чего добавим несколько кнопок и текстовых полей. Текстовые поля предназначены для получения вводимой пользователем информации и вывода результата работы программы. Кнопка будет инициировать работу функций, встроенных в клиентскую часть программы. Создаваемое приложение представляет собой простой, но полнофункциональный калькулятор.

Более детальное руководство по функциям разработки конструктора графического интерфейса пользователя, включая видеодемонстрации различных функций разработки см. в разделе .

Предполагаемая продолжительность: 20 минут

Упражнение 1: Создание проекта

Первым действием является создание проекта среды IDE для разрабатываемого приложения. Дадим проекту имя NumberAddition .

1. Выберите "Файл" > "Создать проект" . Также можно щелкнуть значок "New Project" на панели инструментов среды IDE.
2. В области "Categories" выберите узел "Java". В области "Projects" выберите "Java Application". Нажмите кнопку "Далее".
3. Введите NumberAddition в поле Project Name ("Имя проекта") и укажите путь, например, в вашем основном каталоге, как местоположение проекта.
4. Установите флажок "Использовать отдельную папку для хранения библиотек" и укажите местоположение папки библиотек (необязательно). Дополнительная информация приведена в статье Предоставление доступа к библиотеке другим пользователям в документе Разработка приложений с помощью NetBeans IDE .
5. Удалите флажок "Create Main Class", если он установлен.
6. Нажмите кнопку "Готово".

Упражнение 2: Создание внешнего интерфейса

Для продолжения процесса создания интерфейса необходимо создать контейнер Java, в который будут помещены другие требуемые элементы графического интерфейса. В этом действии контейнер будет создан с помощью элемента JFrame . Контейнер будет помещен в новый пакет, который будет отображаться в узле "Source Packages".

Создание контейнера JFrame

1. В окне "Проекты" щелкните правой кнопкой мыши узел NumberAddition и выберите Создать > Другие.
2. В диалоговом окне создания файла выберите категорию Swing GUI Forms и тип файла JFrame Form . Нажмите кнопку "Далее".
3. Введите NumberAdditionUI в качестве имени класса.
4. Выберите пакет my.numberaddition .
5. Нажмите кнопку "Готово".

Среда IDE создает форму NumberAdditionUI и класс NumberAdditionUI в приложении NumberAddition и открывает форму NumberAdditionUI в GUI Builder. Пакет my.NumberAddition заменяет собой пакет по умолчанию.

Добавление элементов: создание внешнего интерфейса

Далее с помощью окна "Palette" внешний интерфейс приложения заполняется панелью JPanel. После этого добавляются три элемента JLabel (текстовые подписи), три элемента JTextField (текстовые поля) и три элемента JButton (кнопки). Если до этого работа с конструктором графического интерфейса пользователя не выполнялась сведения о размещения компонентов см. в разделе Разработка графического пользовательского интерфейса Swing в IDE NetBeans .

После перетаскивания и размещения указанных выше элементов элемент JFrame должен выглядеть так, как показано на рисунке ниже.

Если в правом верхнем углу среды IDE отсутствует окно Palette ("Палитра"), выберите Window ("Окно") > Palette ("Палитра").

1. Для начала выберите панель из категории Swing Containers ("Контейнеры Swing") в палитре и перетащите ее на JFrame.
2. Панель JPanel будет выделена. Перейдите к окну "Properties" и нажмите кнопку с многоточием (...) рядом с полем "Border" для выбора стиля границы.
3. В диалоговом окне "Border" выберите "TitledBorder" из списка и введите Number Addition в поле "Title". Для сохранения изменений и закрытия диалогового окна нажмите кнопку "OK".
4. Теперь на экране должен отображаться пустой элемент "JFrame" с заголовком "Number Addition", как показано на рисунке. Согласно рисунку добавьте к нему три метки JLabel, три текстовых поля JTextField и три кнопки JButton.

Переименование элементов

На этом этапе будет выполнено переименование элементов, которые были добавлены к элементу JFrame.

1. Дважды щелкните jLabel1 и измените ntrcn (свойство "text") на First Number .
2. Дважды щелкните jLabel2 и измените текст на Second Number .
3. Дважды щелкните jLabel3 и измените текст на Result .
4. Удалите стандартный текст из jTextField1 . Отображаемый текст можно преобразовать в редактируемый. Для этого щелкните правой кнопкой мыши текстовое поле и выберите "Редактировать текст" во всплывающем меню. При этом может потребоваться восстановить первоначальный размер поля jTextField1 . Повторите это действие для полей jTextField2 и jTextField3 .
5. Измените отображаемый текст jButton1 на Clear . (Для изменения текста кнопки щелкните кнопку правой кнопкой мыши и выберите "Edit Text". В качестве альтернативы можно щелкнуть кнопку, выдержать паузу и щелкнуть еще раз.)
6. Измените отображаемый текст jButton2 на Add .
7. Измените отображаемый текст jButton3 на Exit .

Теперь готовый графический интерфейс должен выглядеть так, как показано на рисунке ниже:

Упражнение 3: Добавление функциональности

В этом упражнении будет добавлена необходимая функциональность к кнопкам "Add", "Clear" и "Exit". Поля jTextField1 и jTextField2 будут использоваться для ввода значений пользователем, а jTextField3 - для вывода результата работы программы. Создаваемая программа представляет собой простейший калькулятор. Итак, приступим!

Добавление функциональности к кнопке "Exit"

Для того чтобы кнопки стали функциональными, каждой из них необходимо присвоить обработчик событий, который будет отвечать за реагирование на события. В нашем случае требуется идентифицировать событие нажатия кнопки - путем щелчка мышью или с помощью клавиатуры. Поэтому будет использоваться интерфейс "ActionListener", предназначенный для обработки событий "ActionEvent".

1. Щелкните правой кнопкой мыши кнопку "Exit". Во всплывающем меню выберите Events ("События") > Action ("Действие") > actionPerformed. Учтите, что меню содержит множество других событий, на которые может реагировать программа! При выборе события actionPerformed среда IDE автоматически добавит прослушиватель ActionListener к кнопке Exit ("Выход") и создаст метод обработчика для обработки метода прослушивателя actionPerformed.
2. В среде IDE автоматически открывается окно "Source Code", где отображается место вставки действия, которое должно выполняться кнопкой при ее нажатии (с помощью мыши или клавиатуры). Окно "Source Code" должно содержать следующие строки: private void jButton3ActionPerformed(java.awt.event.ActionEvent evt) { //TODO add your handling code here: }
3. Теперь добавим код действия, которое должна выполнять кнопка "Exit". Замените строку TODO на System.exit(0); . Готовый код кнопки "Exit" должен выглядеть следующим образом: private void jButton3ActionPerformed(java.awt.event.ActionEvent evt) { System.exit(0); }

Добавление функциональности к кнопке "Clear"

1. Щелкните правой кнопкой мыши кнопку "Clear" (jButton1). В появившемся меню выберите "Events > Action > actionPerformed".
2. Нажатие кнопки "Clear" должно приводить к удалению всего текста из всех текстовых полей "jTextField". Для этого следует добавить код, аналогичный приведенному выше. Готовый исходный код должен выглядеть следующим образом: private void jButton1ActionPerformed(java.awt.event.ActionEvent evt){ jTextField1.setText(""); jTextField2.setText(""); jTextField3.setText(""); }

Этот код удаляет текст из всех трех полей JTextField, оставляя их пустыми.

Добавление функциональности к кнопке "Add"

Кнопка "Add" должна выполнять три действия.

1. Сначала она принимает данные, введенные пользователем в полях jTextField1 и jTextField2 , и преобразовывает их из типа "String" в тип "Float".
2. Затем она выполнит сложение двух чисел.
3. И, наконец, она преобразует сумму в тип String и поместит ее в jTextField3 .

1. Щелкните вкладку "Design" в верхней части рабочей области для возврата к экрану "Form Design".
2. Щелкните правой кнопкой мыши кнопку "Add" (jButton2). Во всплывающем меню выберите Events ("События") > Action ("Действие") > actionPerformed.
3. Добавьте код действий, которые должна выполнять кнопка "Add". Готовый исходный код должен выглядеть следующим образом: private void jButton2ActionPerformed(java.awt.event.ActionEvent evt){ // First we define float variables. float num1, num2, result; // We have to parse the text to a type float. num1 = Float.parseFloat(jTextField1.getText()); num2 = Float.parseFloat(jTextField2.getText()); // Now we can perform the addition. result = num1+num2; // We will now pass the value of result to jTextField3. // At the same time, we are going to // change the value of result from a float to a string. jTextField3.setText(String.valueOf(result)); }

Теперь программа полностью готова, и можно приступить к ее сборке и выполнению.

Упражнение 4: Выполнение программы

Для выполнения программы в среде IDE выполните следующие действия:

1. Выберите Run ("Запуск") > Run Main Project ("Запуск главного проекта") (как вариант, нажмите F6).

   Примечание. При открытии окна с указанием того, что для Project NumberAddition не задан основной класс, следует выбрать my.NumberAddition.NumberAdditionUI в качестве основного класса в том же окне и нажать кнопку ОК.

Для запуска программы вне среды IDE выполните следующие действия:

Через несколько секунд приложение запустится.

Примечание. Если при двойном щелчке файла JAR не выполняется запуск приложения, дополнительные сведения о настройке связей файлов JAR в используемой операционной системе см .

Можно также запустить приложение из командной строки.

Для запуска приложения из командной строки выполните следующие действия:

1. Вызовите командную строку или окно терминала.
2. В командной строке измените текущий каталог на каталог NumberAddition/dist .
3. В командной строке введите следующий оператор: java -jar NumberAddition.jar

   Примечание. Убедитесь, что my.NumberAddition.NumberAdditionUI задан как основной класс до запуска приложения. Для провери этого, щелкните правой кнопкой узел мыши узел проекта NumberAddition на панели "Проекты", выберите "Свойства" во всплывающем меню и выберите категорию "Выполнить" в диалоговом окне "Свойства проекта". В поле "Основной класс" должно отображаться my.numberaddition.NumberAdditionUI .

Механизм обработки событий

В этом руководстве было рассмотрено реагирование на простое событие нажатия кнопки. Существует множество событий, на которые может реагировать приложение. Просмотреть в среде IDE список доступных событий, которые могут обрабатываться элементами графического интерфейса, можно следующим образом:

1. Вернитесь к файлу NumberAdditionUI.java в редакторе. Щелкните вкладку "Design" для просмотра структуры графического интерфейса в GUI Builder.
2. Щелкните правой кнопкой мыши любой элемент графического интерфейса и выберите "Events" в появившемся меню. Теперь можно просто изучить содержимое меню, не выбирая каких-либо пунктов.
3. В качестве альтернативы можно выбрать "Properties" в меню "Window". В окне "Properties" щелкните вкладку "Events". Вкладка "Events" позволяет просмотреть и изменить обработчики событий, связанные с текущим активным элементом графического интерфейса.
4. Приложение также может реагировать на нажатие клавиш, одинарный, двойной или тройной щелчок мышью, перемещение указателя мыши, изменение размера окна и перемещение фокуса ввода. Меню "Events" позволяет автоматически создать обработчики событий для всех этих событий. Наиболее распространенным из них является событие "Action". (Для получения дополнительных сведений см. практические рекомендации по обработке событий в руководстве Sun Java Events Tutorial .)

Как выполняется обработка событий? При каждом выборе события из меню событий среда IDE автоматически создает так называемый прослушиватель событий и связывает его с компонентом разработчика. Для более подробного ознакомления с процессом обработки событий выполните следующие действия.

1. Вернитесь к файлу NumberAdditionUI.java в редакторе. Щелкните вкладку "Source" для просмотра исходного кода графического интерфейса.
2. Выполните прокрутку вниз и просмотрите реализованные методы jButton1ActionPerformed() , jButton2ActionPerformed() и jButton3ActionPerformed() . Эти методы называются обработчиками событий.
3. Теперь перейдите к методу initComponents() . Если этот метод отсутствует, найдите строку Generated Code и щелкните знак + рядом с этой строкой для отображения скрытого метода initComponents() .
4. Обратите внимание на синий блок, окружающий метод initComponents() . Этот код был автоматически создан средой IDE и не может быть изменен пользователем.
5. Теперь посмотрите на сам метод initComponents() . Помимо прочего, он содержит код, инициализирующий элементы графического интерфейса и помещающий их в форму. Этот код создается и обновляется автоматически при размещении и изменении элементов в режиме проектирования.
6. В методе initComponents() найдите следующий фрагмент: jButton3.setText("Exit"); jButton3.addActionListener(new java.awt.event.ActionListener() { public void actionPerformed(java.awt.event.ActionEvent evt) { jButton3ActionPerformed(evt); } });

   В этом месте к элементу графического интерфейса, в данном случае к jButton3 , добавляется объект прослушивания событий "ActionListener". Интерфейс "ActionListener" имеет метод "actionPerformed" объекта "ActionEvent", который реализуется путем простого вызова обработчика событий jButton3ActionPerformed . Теперь эта кнопка реагирует на события действий. Каждый раз при нажатии кнопки создается событие "ActionEvent", которое передается в метод "actionPerformed" интерфейса прослушивания событий, исполняющий код, предусмотренный разработчиком для этого события в обработчике событий.

7. Учебная карта по приложениям с графическим интерфейсом Java

В некоторых ситуациях, в процессе разработки программного обеспечения, возникает необходимость, когда разным группам программистов надо «договориться» о том, как их программы будут взаимодействовать. Каждая группа должна иметь возможность писать свой код не зависимо от того, как пишет его другая группа. Интерфейсы и есть этот «договор». Мы уже пользовались интерфейсами в уроке .
В этом уроке мы изучим их подробнее: для чего они нужны, как их объявлять и т.д.

Представьте себе будущее, где автомобилями управляют компьютеры без участия человека. Производители автомобилей пишут программное обеспечение (на Java, конечно 🙂), которое управляет машиной — остановиться, поехать, повернуть и т.д. Другие разработчики делают системы, которые принимают данные GPS (Global Positioning System) и используют эти данные для управления автомобилем. Производители автомобилей публикуют интерфейс-стандарт, который описывает методы для управления машиной. Таким образом сторонние разработчики могут знать какие методы вызывать, чтобы заставить автомобиль двигаться, а производители автомобилей могут изменять внутреннюю реализацию своего продукта в любое время. Ни одна из групп разработчиков не знает как написаны их программы.

Интерфейсы Java

Интерфейсы в Java во многом напоминают классы, но могут содержать только константы, сигнатуры методов и . В интерфейсах нет описания методов. Нельзя создать объект типа интерфейса (но можно использовать в качестве типа — интерфейсные ссылки, об этом позже) — интерфейсы могут только реализовываться некоторым классом или наследоваться другим интерфейсом. Объявление интерфейса очень похоже на объявление класса:

Public interface OperateCar { // константы, если есть // enum перечисление направлений RIGHT, LEFT // сигнатуры методов int turn(Direction direction, double radius, double startSpeed, double endSpeed); int changeLanes(Direction direction, double startSpeed, double endSpeed); int signalTurn(Direction direction, boolean signalOn); int getRadarFront(double distanceToCar, double speedOfCar); int getRadarRear(double distanceToCar, double speedOfCar); }

Сигнатуры методов объявляются без скобок и заканчиваются точкой с запятой. Для использования интерфейса вы должны написать класс, который будет реализовывать ваш интерфейс. Класс который реализует интерфейс, должен описывать все методы, объявленные в интерфейсе. Например:

Public class OperateBMW760i implements OperateCar { // здесь методы интерфейса OperateCar с описанием // например: int signalTurn(Direction direction, boolean signalOn) { // поворот RIGHT или LEFT поворотник on или off } }

В примере выше — производители автомобилей пишут программное обеспечение каждый по-своему, но с одинаковым интерфейсом. Сторонние разработчики — клиенты интерфейса, могут писать собственно ПО с использованием методов, объявленных в интерфейсе.

Интерфейсы в качестве API

Пример с автомобилями показывает как интерфейсы могут использоваться в качестве API (Application Programming Interface ) или интерфейса программирования приложений. Использование API — обычная практика при разработке коммерческого ПО. Обычно компании-разработчики продают программное обеспечение, содержащее набор методов, которые другие компании хотят использовать в своих продуктах.

Интерфейсы и множественное наследование

Интерфейсы играют еще одну важную роль в языке программировния Java. Java не разрешает множественного наследования, но интерфейсы предоставляют альтернативу. В Java класс может наследовать только один класс, но может реализовывать много интерфейсов. Таким образом объекты могут иметь несколько типов: тип их собственного класса и типы всех реализуемых интерфейсов. При создании объектов класса в качестве типа может указываться имя реализованного в классе интерфейса. Другими словами, если класс реализует интерфейс, то на объект этого класса можно присвоить интерфейсной переменной — переменной, в качестве типа которой указано имя соответствующего интерфейса.

Объявление интерфейса

Объявление интерфейса содержит ключевое слово interface , имя интерфейса, список родительских интерфейсов через запятую (если есть) и тело интерфейса. Например:

Public interface GroupedInterface extends Interface1, Interface2, Interface3 { // число e double E = 2.718282; // сигнатуры методов void doSomething (int i, double x); int doSomethingElse(String s); }

Модификатор доступа public означает что интерфейс может быть использован любым классом в любом пакете. Если не определить интерфейс как публичный, он будет доступен только в рамках своего пакета. Интерфейс может наследовать другие интерфейсы, как классы могут наследовать другой класс. В отличие от классов, интерфейсы могут наследовать любое количество других интерфейсов.

Реализация интерфейса

Для объявления класса, реализующего интерфейс, вы должны использовать ключевое слово implements после которого перечисляются интерфейсы.
Класс может реализовывать много интерфейсов. Объявление реализуемых интерфейсов идет после объявления наследуемого (extends) класса (если есть).

Пример простого интерфейса

Рассмотрим интерфейс, который определяет метод для сравнения объектов.

Public interface Relatable { // this (объект, который вызывает isLargerThan) // объект-параметр должен быть того же класса // возвращет 1, 0, -1 // если объект больше, равен или // меньше чем other public int isLargerThan(Relatable other); }

Чтобы иметь возможность сравнивать объекты мы должны реализовать интерфейс Relatable . Любой класс может реализовать интерфейс Relatable , если есть способ сравнить объекты. Для строк сравнивать можно количество символов, для книг — количество страниц, для студентов — вес и т.д. Для плоских геометрических фигур отличной характеристикой будет площадь, для трехмерных — объем. Все эти классы могут реализовать метод isLargerThan() . Если вы знаете, что класс реализует интерфейс Relatable , то вы смело можете сравнивать объекты этого класса.

Реализация интерфейса Relatable

Напишем класс Rectangle , реализующий интерфейс Relatable .

Public class RectanglePlus implements Relatable { public int width = 0; public int height = 0; public Point origin; // четыре конструктора public RectanglePlus() { origin = new Point(0, 0); } public RectanglePlus(Point p) { origin = p; } public RectanglePlus(int w, int h) { origin = new Point(0, 0); width = w; height = h; } public RectanglePlus(Point p, int w, int h) { origin = p; width = w; height = h; } // метод для передвижения прямоугольника public void move(int x, int y) { origin.x = x; origin.y = y; } // вычисление площади public int getArea() { return width * height; } // метод для реализации интерфейса Relatable public int isLargerThan(Relatable other) { RectanglePlus otherRect = (RectanglePlus)other; if (this.getArea() < otherRect.getArea()) return -1; else if (this.getArea() > otherRect.getArea()) return 1; else return 0; } }

Так как класс RectanglePlus реализует Relatable , размеры любых двух объектов типа RectanglePlus можно сравнивать.

Метод isLargerThan в качестве аргумента принимает объекты типа Relatable . При реализации метода в примере выше мы используем приведение типов, потому что компилятор не поймет что, other — объект типа RectanglePlus и вызов метода other.getArea() без приведения типов приведет к ошибке.

Использование интерфейса в качестве типа

Когда вы объявляете интерфейс, вы объявляете новый ссылочный тип данных. Вы можете использовать название интерфейса в качестве типа данных так же как и любые другие типы. Если вы объявляете переменную типа интерфеса, то вы можете можете присвоить ей объект любого класса, который реализует этот интерфейс.

Рассмотрим пример — метод, который ищет больший объект из двух любых объектов, класс которых реализует интерфейс Relatable:

Public Object findLargest(Object object1, Object object2) { Relatable obj1 = (Relatable)object1; Relatable obj2 = (Relatable)object2; if ((obj1).isLargerThan(obj2) > 0) return object1; else return object2; }

Приведением object1 к типу Relatable , мы делаем возможным вызов метода isLargerThan .

Так же для любого класса, реализующего интерфес Relatable, можно реализвать методы:

Public Object findSmallest(Object object1, Object object2) { Relatable obj1 = (Relatable)object1; Relatable obj2 = (Relatable)object2; if ((obj1).isLargerThan(obj2) < 0) return object1; else return object2; } public boolean isEqual(Object object1, Object object2) { Relatable obj1 = (Relatable)object1; Relatable obj2 = (Relatable)object2; if ((obj1).isLargerThan(obj2) == 0) return true; else return false; }

Переопределение интерфейсов

Допустим, вы написали интерфейс DoIt:

Public interface DoIt { void doSomething(int i, double x); int doSomethingElse(String s); }

Предположим, позже, вы захотели добавить в него третий метод:

Public interface DoIt { void doSomething(int i, double x); int doSomethingElse(String s); boolean didItWork(int i, double x, String s); }

Если вы сделаете это изменение, то все классы, реализующие этот интерфейс сломаются, т.к. они перестанут его реализовывать.

Старайтесь избегать подобных изменений и продумывать интерфейс полностью изначально. Но часто на практике это невозможно и выходом из этой ситуации может быть определение нового интерфейса DoItPlus , который расширяет DoIt:

Public interface DoItPlus extends DoIt { boolean didItWork(int i, double x, String s); }

Теперь пользователи вашего интерфейса смогут перейти к использованию нового интерфейса или остаться со старым без боли.