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Inhaltsverzeichnis
Vorwort
1 Java ist auch eine Sprache
2 Sprachbeschreibung
3 Klassen und Objekte
4 Der Umgang mit Zeichenketten
5 Mathematisches
6 Eigene Klassen schreiben
7 Angewandte Objektorientierung
8 Exceptions
9 Die Funktionsbibliothek
10 Threads und nebenläufige Programmierung
11 Raum und Zeit
12 Datenstrukturen und Algorithmen
13 Dateien und Datenströme
14 Die eXtensible Markup Language (XML)
15 Grafische Oberflächen mit Swing
16 Grafikprogrammierung
17 Netzwerkprogrammierung
18 Verteilte Programmierung mit RMI und Web-Services
19 JavaServer Pages und Servlets
20 Applets
21 Midlets und die Java ME
22 Datenbankmanagement mit JDBC
23 Reflection und Annotationen
24 Logging und Monitoring
25 Sicherheitskonzepte
26 Java Native Interface (JNI)
27 Dienstprogramme für die Java-Umgebung
A Die Begleit-DVD
Stichwort
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Java ist auch eine Insel von Christian Ullenboom Programmieren mit der Java Standard Edition Version 6
Java ist auch eine Insel 7., aktualisierte Auflage geb., mit DVD (November 2007) 1.492 S., 49,90 Euro Galileo Computing ISBN 978-3-8362-1146-8 |
| 15 Grafische Oberflächen mit Swing
|  | 15.1 Das Abstract Window Toolkit und Swing
|  |  | 15.1.1 Abstract Window Toolkit (AWT)
|  |  | 15.1.2 Java Foundation Classes
|  |  | 15.1.3 Was Swing von AWT unterscheidet
|  |  | 15.1.4 Die Klasse Toolkit
|  | 15.2 Fenster unter grafischen Oberflächen
|  |  | 15.2.1 Swing-Fenster darstellen
|  |  | 15.2.2 AWT-Fenster darstellen
|  |  | 15.2.3 Sichtbarkeit des Fensters
|  |  | 15.2.4 Größe und Position des Fensters verändern
|  |  | 15.2.5 Unterklassen der Fenster-Klassen bilden
|  |  | 15.2.6 Fenster- und Dialog-Dekoration
|  |  | 15.2.7 Dynamisches Layout während einer Größenänderung
|  | 15.3 Beschriftungen (JLabel)
|  |  | 15.3.1 Mehrzeiliger Text, HTML in der Darstellung
|  | 15.4 Icon und ImageIcon für Bilder auf Swing-Komponenten
|  |  | 15.4.1 Die Schnittstelle Icon
|  | 15.5 Es tut sich was – Ereignisse beim AWT
|  |  | 15.5.1 Die Klasse AWTEvent
|  |  | 15.5.2 Events auf verschiedenen Ebenen
|  |  | 15.5.3 Swings Ereignisquellen und Horcher (Listener)
|  |  | 15.5.4 Listener implementieren
|  |  | 15.5.5 Listener bei dem Ereignisauslöser anmelden/abmelden
|  |  | 15.5.6 Aufrufen der Listener im AWT-Event-Thread
|  |  | 15.5.7 Adapterklassen nutzen
|  |  | 15.5.8 Innere Mitgliedsklassen und innere anonyme Klassen
|  | 15.6 Schaltflächen
|  |  | 15.6.1 Normale Schaltflächen (JButton)
|  |  | 15.6.2 Der aufmerksame ActionListener
|  |  | 15.6.3 Basisklasse AbstractButton
|  |  | 15.6.4 Wechselknopf (JToggleButton)
|  | 15.7 Swing Action
|  |  | 15.7.1 javax.swing.Action
|  |  | 15.7.2 Eigenschaften der Action-Objekte
|  | 15.8 JComponent und Component als Basis aller Komponenten
|  |  | 15.8.1 Tooltips
|  |  | 15.8.2 Rahmen (Border)
|  |  | 15.8.3 Fokus und Navigation
|  |  | 15.8.4 Ereignisse jeder Komponente
|  |  | 15.8.5 Die Größe und Position einer Komponente
|  |  | 15.8.6 Komponenten-Ereignisse
|  |  | 15.8.7 Hinzufügen von Komponenten
|  |  | 15.8.8 UI-Delegate – der wahre Zeichner
|  |  | 15.8.9 Undurchsichtige (opak) Komponente
|  |  | 15.8.10 Properties und Listener für Änderungen
|  |  | 15.8.11 Swing-Beschriftungen eine andere Sprache geben
|  | 15.9 Container
|  |  | 15.9.1 Standardcontainer (JPanel)
|  |  | 15.9.2 Bereich mit automatischen Rollbalken (JScrollPane)
|  |  | 15.9.3 Reiter (JTabbedPane)
|  |  | 15.9.4 Teilung-Komponente (JSplitPane)
|  | 15.10 Alles Auslegungssache: die Layoutmanager
|  |  | 15.10.1 Übersicht über Layoutmanager
|  |  | 15.10.2 Zuweisen eines Layoutmanagers
|  |  | 15.10.3 Im Fluss mit FlowLayout
|  |  | 15.10.4 Mit BorderLayout in allen Himmelsrichtungen
|  |  | 15.10.5 Rasteranordnung mit GridLayout
|  |  | 15.10.6 Der GridBagLayout-Manager
|  |  | 15.10.7 Null-Layout
|  |  | 15.10.8 BoxLayout
|  |  | 15.10.9 Weitere Layoutmanager
|  | 15.11 Rollbalken und Schieberegler
|  |  | 15.11.1 Schieberegler (JSlider)
|  |  | 15.11.2 Rollbalken (JScrollBar)
|  | 15.12 Kontrollfelder, Optionsfelder, Kontrollfeldgruppen
|  |  | 15.12.1 Kontrollfelder (JCheckBox)
|  |  | 15.12.2 ItemSelectable, ItemListener und das ItemEvent
|  |  | 15.12.3 Sich gegenseitig ausschließende Optionen (JRadioButton)
|  | 15.13 Fortschritte bei Operationen überwachen
|  |  | 15.13.1 Fortschrittsbalken (JProgressBar)
|  |  | 15.13.2 Dialog mit Fortschrittsanzeige (ProgressMonitor)
|  | 15.14 Menüs und Symbolleisten
|  |  | 15.14.1 Die Menüleisten und die Einträge
|  |  | 15.14.2 Menüeinträge definieren
|  |  | 15.14.3 Einträge durch Action-Objekte beschreiben
|  |  | 15.14.4 Mit der Tastatur: Mnemonics und Shortcut
|  |  | 15.14.5 Der Tastatur-Shortcut (Accelerator)
|  |  | 15.14.6 Tastenkürzel (Mnemonics)
|  |  | 15.14.7 Symbolleisten alias Toolbars
|  |  | 15.14.8 Popup-Menüs
|  |  | 15.14.9 System-Tray nutzen
|  | 15.15 Das Model-View-Controller-Konzept
|  | 15.16 Auswahlmenüs, Listen und Spinner
|  |  | 15.16.1 Auswahlmenü (JComboBox)
|  |  | 15.16.2 Zuordnung einer Taste mit einem Eintrag
|  |  | 15.16.3 Datumsauswahl
|  |  | 15.16.4 Listen (JList)
|  |  | 15.16.5 Drehfeld (JSpinner)
|  | 15.17 Texteingabefelder
|  |  | 15.17.1 Text in einer Eingabezeile
|  |  | 15.17.2 Die Oberklasse der Text-Komponenten (JTextComponent)
|  |  | 15.17.3 Geschützte Eingaben (JPasswordField)
|  |  | 15.17.4 Validierende Eingabefelder (JFormattedTextField)
|  |  | 15.17.5 Einfache mehrzeilige Textfelder (JTextArea)
|  |  | 15.17.6 Editor-Klasse (JEditorPane)
|  | 15.18 Tabellen (JTable)
|  |  | 15.18.1 Ein eigenes Tabellen-Model
|  |  | 15.18.2 Basisklasse für eigene Modelle (AbstractTableModel)
|  |  | 15.18.3 Vorgefertigtes Standard-Modell (DefaultTableModel)
|  |  | 15.18.4 Ein eigener Renderer für Tabellen
|  |  | 15.18.5 Zell-Editoren
|  |  | 15.18.6 Größe und Umrandung der Zellen
|  |  | 15.18.7 Spalteninformationen
|  |  | 15.18.8 Tabellenkopf von Swing-Tabellen
|  |  | 15.18.9 Selektionen einer Tabelle
|  |  | 15.18.10 Automatisches Sortieren und Filtern mit RowSorter
|  |  | 15.18.11 Ein professionelles Tabellenlayout mit JGrid
|  | 15.19 Bäume (JTree)
|  |  | 15.19.1 JTree und sein TreeModel und TreeNode
|  |  | 15.19.2 Selektionen bemerken
|  |  | 15.19.3 Das TreeModel von JTree
|  | 15.20 JRootPane, JLayeredPane und JDesktopPane
|  |  | 15.20.1 Wurzelkomponente der Top-Level-Komponenten (JRootPane)
|  |  | 15.20.2 JLayeredPane
|  |  | 15.20.3 JDesktopPane und die Kinder JInternalFrame
|  | 15.21 Dialoge und Window-Objekte
|  |  | 15.21.1 JWindow und JDialog
|  |  | 15.21.2 Modal oder nicht-modal
|  |  | 15.21.3 Standarddialoge mit JOptionPane
|  |  | 15.21.4 Der Farbauswahldialog JColorChooser
|  |  | 15.21.5 Der Dateiauswahldialog
|  | 15.22 Flexibles Java-Look
|  |  | 15.22.1 L & F global setzen
|  |  | 15.22.2 UIManager
|  |  | 15.22.3 Verbessern des Aussehens unter Windows mit JGoodies Looks
|  | 15.23 Die Zwischenablage (Clipboard)
|  |  | 15.23.1 Clipboard-Objekte
|  |  | 15.23.2 Auf den Inhalt zugreifen mit Transferable
|  |  | 15.23.3 DataFlavor ist das Format der Daten in der Zwischenablage
|  |  | 15.23.4 Einfügungen in der Zwischenablage erkennen
|  |  | 15.23.5 Drag
|  | 15.24 Undo durchführen
|  | 15.25 AWT, Swing und die Threads
|  |  | 15.25.1 Ereignisschlange (EventQueue) und AWT-Event-Thread
|  |  | 15.25.2 Swing ist nicht Thread-sicher
|  |  | 15.25.3 Swing-Elemente mit invokeLater() und invokeAndWait() bedienen
|  |  | 15.25.4 SwingWorker
|  |  | 15.25.5 Eigene Ereignisse in die Queue setzen
|  |  | 15.25.6 Auf alle Ereignisse hören
|  | 15.26 Barrierefreiheit mit der Java Accessibility API
|  | 15.27 Benutzerinteraktionen automatisieren
|  |  | 15.27.1 Automatisch in die Tasten hauen
|  |  | 15.27.2 Mausoperationen
|  |  | 15.27.3 Methoden zur Zeitsteuerung
|  |  | 15.27.4 Screenshots
|  |  | 15.27.5 MouseInfo und PointerInfo
|  | 15.28 Zeitliches Ausführen mit dem javax.swing.Timer
|  | 15.29 Alternativen zu AWT und Swing
|  |  | 15.29.1 XML-Beschreibungen der Oberfläche: Swixml, XUL/Luxor
|  |  | 15.29.2 SWT (Standard Widget Toolkit)
|  | 15.30 Zum Weiterlesen
Wenn die Reklame keinen Erfolg hat, muss man die Ware ändern. – Edgar Faure # 15 Grafische Oberflächen mit Swing ## 15.1 Das Abstract Window Toolkit und Swing Die Programmiersprache Java, die sich das Ziel gesetzt hat, plattformunabhängige Softwareentwicklung zu unterstützen, muss auch eine Bibliothek anbieten, um grafische Oberflächen zu gestalten. Eine Bibliothek sollte dabei im Wesentlichen die folgenden Bereiche abdecken: Sie beherrscht das Zeichnen grafischer Grundelemente wie Linien und Polygone und ermöglicht das Setzen von Farben und Auswahl von Zeichensätzen. Sie bietet grafische Komponenten (Gui-Komponenten), auch Steuerelemente oder Widgets genannt, wie zum Beispiel Fenster, Schaltflächen, Textfelder und Menüs. Sie definiert ein Model zur Behandlung von Ereignissen wie Mausbewegungen. ### 15.1.1 Abstract Window Toolkit (AWT) Die erste API von Sun zum Aufbau grafischer Oberflächen war das Abstract Window Toolkit (AWT). Sie bietet Funktionen für die Primitivoperationen zum Zeichnen, Ereignisbehandlung und einen Satz von Gui-Komponenten. Da das AWT jedoch sehr einfach gehalten ist und professionelle Oberflächen nur mit Mühe erstellbar sind, sind für die Abkürzung »AWT« noch einige hämische Deutungen im Umlauf: »Awful Window Toolkit«, »Awkward Window Toolkit« oder »Annoying Window Toolkit«. #### Peer-Klassen Eine Besonderheit vom AWT ist, dass sie jede grafische Komponente in Java auf eine Komponente der darunter liegenden Plattform abbildet. Dazu bedient sich das AWT so genannter Peer-Klassen, also Partner auf der Seite der speziellen Benutzeroberfläche. Eine Schaltfläche unter AWT leitet somit die Visualisierung und Interaktion an eine Peer-Klasse auf der Betriebssystemseite weiter. Damit sehen AWT-Anwendungen unter Windows so aus wie jede andere Windows-Anwendung, und für Anwendungen unter Mac OS oder X11 gilt das Gleiche. Die Partner haben Vor- und Nachteile: Durch die nativen Peer-Klassen verhält sich die Oberfläche exakt so, wie erwartet, und ist optisch nicht von anderen nativen Programmen zu unterscheiden. Leider zeigen die Programme unter den verschiedenen Betriebssystemen bisweilen merkwürdige Seiteneffekte. So kann ein Textfeld unter Windows weniger als 64 K Zeichen aufnehmen, bei anderen Oberflächen ist dies egal. Da das AWT auch nur Komponenten anbietet, die auf jeder Plattform verfügbar sind, ist das Angebot an Widgets sehr beschränkt. Moderne grafische Elemente, sei es auch nur ein Icon auf einer Schaltfläche, bietet das AWT nicht an. Da jede AWT-Komponente Ressourcen von der nativen Plattform bezieht und diese außerhalb der Speicherverwaltung von Java liegen, nennen sich diese Komponenten schwergewichtige Komponenten (engl. heavyweight components). ### 15.1.2 Java Foundation Classes Obwohl das Abstract Window Toolkit das Problem einer einheitlichen Benutzeroberfläche lösen sollte, ist dies Sun nicht ganz gelungen. Das AWT war von Anfang an zusammengepfuscht. So meint auch James Gosling: »The AWT was something we put together in six weeks to run on as many platforms as we could, and its goal was really just to work. So we came out with this very simple, lowest-common-denominator thing that actually worked quite well. But we knew at the time we were doing it that it was really limited. After that was out, we started doing the Swing thing, and that involved working with Netscape and IBM and folks from all over the place.« [Das Interview vom 24. März 1998 lässt sich unter http://java.sun.com/javaone/javaone98/keynotes/gosling/transcript_gosling.html nachlesen. ] Von AWT 1.02 auf AWT 1.1 hat Sun ein anderes Ereignismodell eingeführt, das die Basis für Swing legte. [Unser Buch führt im (Applet-)Kapitel 20 ein Beispiel für das »alte« Modell an. Danach werden alle Ereignisse eines Fensters an einer Stelle gesammelt und ausgewertet. Das führte oft zu einer Riesenmethode, die die Typen der Ereignisse testete und dann weitervermittelte. ] Da Sun das AWT einfach hielt, Entwickler von Oberflächen jedoch einen unstillbaren Hunger nach Komponenten haben, konzipierte Netscape die Internet Foundation Classes (IFC), die das AWT in wesentlichen Punkten ergänzten. Im April des Jahres 1997 einigten sich Sun, Netscape und IBM auf eine GUI-Bibliothek, die auf Netscapes IFC aufbaut und das AWT in der Java-Version 1.2 erweitert. Der Name des Toolkits, mit dem wir heute noch arbeiten, ist JFC (Java Foundation Classes). #### Bestandteile der Java Foundation Classes Die Java Foundation Classes bestehen im Wesentlichen aus: »Swing«-GUI-Komponenten. Unter die Swing-Set-Komponenten fallen ganz neue grafische Elemente. Diese sind, anders als die plattformabhängigen Peer-Komponenten des herkömmlichen AWTs, fast vollständig in Java implementiert. Während viele Swing-Komponenten gar keine Beziehung zu AWT-Komponenten haben, gilt das nicht für alle. Ein javax.swing.JFrame basiert zum Beispiel auf der AWT-Komponente java.awt.Frame, denn JFrame ist eine Unterklasse von Frame. Pluggable Look & Feel. Dies gibt uns die Möglichkeit, das Aussehen der Komponenten zur Laufzeit zu ändern, ohne das Programm neu zu starten. Alle Komponenten des Swing-Sets haben diese Fähigkeit automatisch. Java 2D-API. Die 2D-Funktionsbibliothek ist eine neue Technik, die über eine Objektbeschreibung – ähnlich wie Postscript – Objekte bildet und diese auf dem Bildschirm darstellt. Zu den Fähigkeiten der Bibliothek gehört es, komplexe Objekte durch Pfade bilden zu können und darauf Bewegungs- und Verschiebeoperationen anzuwenden. Drag & Drop. Daten können mittels Drag & Drop leicht von einer Applikation zur anderen übertragen werden. Dabei profitieren Java-Programme auch davon, Daten zu nutzen, die nicht aus Java-Programmen stammen. Accessibility: Unterstützung für Menschen mit Behinderungen. Diese API erlaubt mit neuen Interaktionstechniken Zugriff auf die JFC- und AWT-Komponenten. Zu diesen Techniken zählen unter anderem Lesegeräte für Blinde, eine Lupe für den Bildschirm und auch Spracherkennung. Swing-Komponenten sind ein wesentlicher Bestandteil der JFC, und oft wird in der Öffentlichkeit »Swing« als Synonym zu JFC angesehen.
Als 1997 in San Francisco auf der JavaOne die neuen Komponenten vorgestellt wurden, entschied sich Georges Saab, ein Mitglied des JFC-Teams, für Musik parallel zur Präsentation, und zwar für Swing-Musik, weil der Entwickler glaubte, dass sie wieder in Mode käme. Dementsprechend wurden die neuen grafischen Elemente in einem Paket namens Swing abgelegt. Obwohl der Name offiziell dem Kürzel JFC weichen musste, war er doch so populär, dass er bestehen blieb.
#### Übersicht über Swing-Komponenten
| JLabel
| JButton
| JCheckBox
| JRadioButton
| JTextField
| JPasswordField
| JComboBox
| JScrollBar
| JSlider
| JSpinner
| JProgressBar
| JList
| JTabbedPane
| JToolBar
| JMenu
| JScrollPane
| JTree
| JTable
| JEditorPane
#### Leichtgewichtige Swing Komponenten Eine Leichtgewicht-Komponente (engl. lightweight component) verfügt über keinen Peer, also über keine direkte Repräsentation im Fenstersystem. Somit gibt es keine speziellen Implementierungen des Systems beispielsweise auf Windows, Mac OS oder X11. Alle Komponenten werden mit primitiven Zeichenoperationen gemalt, so etwa eine Schaltfläche aus einem Rechteck mit Schatten und einem Text in der Mitte. Ein Vorteil: Eine Leichtgewicht-Komponente kann durchsichtig sein und muss nicht mehr in einen rechteckigen Bereich passen. Da alle Komponenten nun gemalt werden, lässt sich alles ohne Rücksicht auf das unterliegende grafische System zeichnen. Dieser Weg ist also plattformunabhängiger, aber nutzt nicht unbedingt alle optimale Möglichkeiten einer Plattformkomponente wie zum Beispiel beim komplexeren Dateiauswahldialog. ### 15.1.3 Was Swing von AWT unterscheidet Wir werden in diesem Buch nicht mit AWT-Komponenten arbeiten, aber dennoch wesentliche Unterschiede aufzählen: Swing bietet viel mehr Komponenten als AWT. Das AWT bietet zum Beispiel keine Tabellen oder Bäume. Schaltflächen und Labels nehmen Symbole auf, die sie beliebig um Text angeordnet darstellen. Swing-Komponenten können transparent und beliebig geformt sein; eine Schaltfläche kann wie unter Mac OS X abgerundet sein. Jede Swing-Komponente kann einen Rahmen bekommen. AWT-Komponenten arbeiten nicht nach dem Model/View-Prinzip, nach dem die Daten getrennt von den Komponenten gehalten werden. Die AWT-Methoden sind Thread-sicher, es können also mehrere Threads zur gleichen Zeit Methoden der AWT-Komponenten aufrufen. Die meisten Swing-Methoden sind nicht Thread-sicher, und Entwickler müssen darauf achten, dass Parallelität keine problematischen Zustände erzeugt.
Mit den JFC lassen sich attraktive, gut funktionierende grafische Oberflächen entwickeln. Eine Untersuchung der Evans Data Corporation aus dem Jahr 2005 fand heraus: 43 % der Java-Entwickler beschäftigen sich mit Desktop-Applikationen, 41 % mit Java EE-Technologien und 4 % mit Mobile Java. Die Untersuchung stellt klar, dass Java nicht ausschließlich im Bereich Middleware (Stichwort Java EE) zu finden ist, sondern eine ausgezeichnete Umgebung für GUI-Applikationen unter Windows, Linux, Mac OS X, ... bildet.
### 15.1.4 Die Klasse Toolkit Die abstrakte Klasse Toolkit abstrahiert von system- und bildschirmabhängigen Implementierungen. Es gibt für jede Plattform eine Implementierung der abstrakten Klasse, unter Windows zum Beispiel die interne Klasse WToolkit. Das konkrete Toolkit-Objekt liefert die Fabrikfunktion getDefaultToolkit(). Die implementierten Methoden liefern dem AWT zum Beispiel die Peer-Objekte, doch für uns Endanwender ist das kaum interessant.
Beispiel Gib die Ausmaße des Bildschirms aus:
    Dimension d = Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize();
    System.out.println( d );   // java.awt.Dimension[width=1024,height=768]
    abstract class java.awt.Toolkit
static Toolkit getDefaultToolkit() Liefert das aktuelle Toolkit zurück. abstract Dimension getScreenSize() Liefert ein Dimension-Objekt mit der Größe des Bildschirms. abstract void beep() Versucht, einen Beep auszugeben. Diese Lösung ist nicht in allen Fällen von Erfolg gekrönt. In einigen Fällen funktioniert stattdessen System.out.print('\007'); System.out. flush(); Eine ganz andere Möglichkeit ist es, Sounddateien abzuspielen. ### Ihr Kommentar Wie hat Ihnen das <openbook> gefallen? Wir freuen uns immer über Ihre freundlichen und kritischen Rückmeldungen.
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