我发现界面设计是创造游戏最困难的阶段之一。如今市面上充斥着各种不同的屏幕，而在这些较小的屏幕空间里，设计师更是需要谨慎思考每个屏幕的像素问题。
前言
随着 Internet 的飞速发展，Java 技术也得到了越来越广泛的应用。而无论我们是采用
J2SE、J2EE 还是 J2ME，GUI 都是不能回避的问题。现在的应用软件越来越要求界面友好、功能强大而又使用简单。而众所周知，在
Java 中进行 GUI 设计相对于其跨平台、多线程等特性的实现要复杂和麻烦许多。这也是很多 Java
程序员抱怨的事情。但 GUI 已经成为程序发展的方向，所以我们也必须了解 Java 的 GUI 设计方法和特点。其实，采用
Java 提供的布局管理器接口和相应的布局管理类，我们也可以做出相当漂亮的界面来，当然实现起来肯定要比
VB 麻烦许多。本文试图通过自己的开发经历介绍一些具体的应用实例，希望能给那些曾经象我一样苦闷的 Java
痴迷者一些帮助。
Java 中的布局管理器
2.1 为什么要使用布局
在实际编程中，我们每设计一个窗体，都要往其中添加若干组件。为了管理好这些组件的布局，我们就需要使用布局管理器。比如说，设计一个简单的计算器，或一个文本编辑器等等。这些组件是让
JVM 自己任意安排呢？还是按照一定的位置关系进行规范的安排呢？当然应该选择后者。将加入到容器的组件按照一定的顺序和规则放置，使之看起来更美观，这就是布局。在
Java 中，布局由布局管理器 (LayoutManager) 来管理。那么，我们在什么时候应该使用布局管理器？应选择哪种布局管理器？又该怎样使用布局管理器呢？
如果你写的是 GUI 程序，在使用 AWT/Swing 组件时就不应硬性设置组件的大小和位置，而应该使用
Java 的布局管理器（LayoutManager）来设置和管理可视组件的大小和位置，否则就有可能造成布局混乱。不信，你可以新建一个
Frame（或 JFrame），通过 setBounds() 方法往其中添加几个 Button（或 JButton），一旦你将窗体拉大或缩小时，你会发现组件的排列完全不是按你所预想的那样。为了解决这个问题，即当窗体（或容器）缩放时，组件位置也随之合理调整，我们就需要使用布局管理器。
为此，我们首先要知道 Java 的布局方式，Java 提供的 API 中有些什么布局管理器，它们的布局特点是什么。
2.2 Java 的布局方式
我们都知道，Java 的 GUI 界面定义是由 AWT 类包和 Swing
类包来完成的。它在布局管理上采用了容器和布局管理分离的方案。也就是说，容器只管将其他组件放入其中，而不管这些组件是如何放置的。对于布局的管理交给专门的布局管理器类（LayoutManager）来完成。
现在我们来看 Java 中布局管理器的具体实现。我们前面说过，Java
中的容器类（Container），它们只管加入组件（Component），也就是说，它只使用自己的 add()
方法向自己内部加入组件。同时他记录这些加入其内部的组件的个数，可以通过 container.getComponentCount()
方法类获得组件的数目，通过 container.getComponent(i) 来获得相应组件的句柄。然后
LayoutManager 类就可以通过这些信息来实际布局其中的组件了。
Java 已经为我们提供了几个常用的布局管理器类，例如： FlowLayout、BorderLayout、GridLayout、GridBagLayout
等。下面列表说明它们的布局特点：
包 |
类 |
特点 |
| java.awt |
CardLayout |
将组件象卡片一样放置在容器中，在某一时刻只有一个组件可见 |
| java.awt |
FlowLayout |
将组件按从左到右而后从上到下的顺序依次排列，一行不能放完则折到下一行继续放置 |
| java.awt |
GridLayout |
形似一个无框线的表格，每个单元格中放一个组件 |
| java.awt |
BorderLayout |
将组件按东、南、西、北、中五个区域放置，每个方向最多只能放置一个组件 |
| java.awt |
GridBagLayout |
非常灵活，可指定组件放置的具体位置及占用单元格数目 |
| Javax.swing |
BoxLayout |
就像整齐放置的一行或者一列盒子，每个盒子中一个组件 |
| Javax.swing |
SpringLayout |
根据一组约束条件放置子组件 |
| Javax.swing |
ScrollPaneLayout |
专用于 JScrollPane，含一个 Viewport，一个行头、一个列头、两个滚动条和四个角组件 |
| Javax.swing |
OverlayLayout |
以彼此覆盖的形式叠置组件 |
| Javax.swing |
ViewportLayout |
JViewport 的默认布局管理器 |
事实上，在大多数情况下，综合运用好这些布局管理器已可以满足需要。当然对于特殊的具体应用，我们可以通过实现
LayoutManager 或 LayoutManager2 接口来定义自己的布局管理器。下面我们通过几个实例来了解几个常用的布局管理器的使用方法。
GUI 设计应用实例
3.1 FlowLayout/GridLayout/BorderLayout
的应用实例
3.1.1 应用背景
假设我们要编写一个简单的计算器 JApplet，其基本界面如下：
3.1.2 解决方法
通过其界面要求可知，我们可以通过将"BackSpace"和"Clear"JButton
放置在一个 JPanel（1）中，采用 FlowLayout 布局；将显示结果的 JTextField
和该 JPanel 一起放置到另外一个 JPanel（2），采用 GridLayout 布局；而将其它的
JButton 则放置在另外一个 JPanel（3）中，采用 GridLayout 布局；再将 JPanel（2）和
JPanel（3）加入该 JApplet，即可实现界面需求。具体实现方法如下：
/** 以 FlowLayout 布局 JPanel（1）*/
JPanel p1 = new JPanel(new FlowLayout()); // 默认组件从居中开始
// 加入"BackSpace"和"Clear"JButton
p1.add(backButton);
p1.add(clearButton);
/** 以 GridLayout 布局 JPanel（2）*/
JPanel p2 = new JPanel(new GridLayout(2, 1)); // 放置 2 行，每行 1 个组件
// 加入显示结果的 JTextField 和 JPanel（1）
p2.add(displayField);
p2.add(p1);
/** 以 GridLayout 布局 JPanel（3）*/
JPanel p3 = new JPanel(new GridLayout(4, 5)); // 放置 4 行，每行 5 个组件
String buttonStr = "789/A456*B123-C0.D+=";
for (int i = 0; i < buttonStr.length(); i++)
this.addButton(p3, buttonStr.substring(i, i + 1));
//addButton 方法
private void addButton(Container c, String s)
{
JButton b = new JButton(s);
if (s.equals("A"))
b.setText("sqrt");
else if (s.equals("B"))
b.setText("1/x");
else if (s.equals("C"))
b.setText("%");
else if (s.equals("D"))
b.setText("+/-");
b.setForeground(Color.blue);
c.add(b);
b.addActionListener(this);
}
/** 以 BorderLayout 布局 JApplet*/
this.setLayout(new BorderLayout());
this.add(p2, "North");
this.add(p3, "Center"); |
这样，就一切 OK 啦。具体的实现代码可参见附件中的 CalculateApplet.java
文件。
3.2 带工具栏和状态栏的 GridLayout/BorderLayout
应用实例
3.2.1 实际问题
在很多情况下我们需要动态设置工具栏和状态栏，看下面的应用实例：
以上是在视图的工具栏和状态栏都被复选的时候，以下分别为某一个没选或都未选的情况。
3.2.2 解决方法
/** 工具栏 JToolBar 采用从左开始的 FlowLayout 布局 */
JToolBar toolBar = new JToolBar();
toolBar.setBorderPainted(false); // 不画边界
toolBar.setLayout(new FlowLayout(FlowLayout.LEFT));
/** 窗体采用动态的 BorderLayout 布局，通过获取工具栏或状态栏的复选标记进行界面的动态调整 */
JSplitPane splitPane = new JSplitPane();
splitPane.setOrientation(JSplitPane.VERTICAL_SPLIT); // 设置统计窗口分隔条的方向
splitPane.setDividerLocation(300); // 设置分隔条的位置
splitPane.setOneTouchExpandable(true);
JCheckBoxMenuItem toolBarItem = new JCheckBoxMenuItem("工具栏 (T)", true);
JLabel statusLabel = new JLabel("当前统计目标 :");
JCheckBoxMenuItem statusBarItem = new JCheckBoxMenuItem("状态栏 (S)", true);
/** 设置系统窗体布局并动态设置工具栏和状态栏 */
private void setLayout()
{
if (toolBarItem.getState() &&' statusBarItem.getState())
{
this.getContentPane().add(BorderLayout.NORTH, toolBar);
this.getContentPane().add(BorderLayout.CENTER, splitPane);
this.getContentPane().add(BorderLayout.SOUTH, statusLabel);
}
else if (toolBarItem.getState() && !statusBarItem.getState())
{
this.getContentPane().add(BorderLayout.NORTH, toolBar);
this.getContentPane().remove(statusLabel);
}
else if (statusBarItem.getState() && !toolBarItem.getState())
{
this.getContentPane().add(BorderLayout.SOUTH, statusLabel);
this.getContentPane().remove(toolBar);
}
else if (!toolBarItem.getState() && !statusBarItem.getState())
{
this.getContentPane().remove(toolBar);
this.getContentPane().remove(statusLabel);
}
this.show(); // 添加或移去组件后刷新界面
} |
通过该方法即可实现界面的动态刷新与调整。
3.3 GridBagLayout 应用实例
3.3.1 实际问题
GridBagLayout 是 Java API 提供的一个较复杂的布局管理器，利用好它可以解决许多实际编程中的令人烦恼的界面设计问题。看下面的界面应用实例：
3.3.2 解决方法
这个界面的设计比较复杂，涉及多个标签域（JLabel）、文本域（JTextField、JTextArea），且标签域的大小还不一样，如附件标签；并当窗体缩放时，标签域的大小应不改变，而文本域则必须自适应缩放。如何来实现呢？请看下面的代码：（工具栏的实现不再赘述）
/** 系统的界面布局实现 */
GridBagConstraints gridBag = new GridBagConstraints();
gridBag.fill = GridBagConstraints.HORIZONTAL; // 以水平填充方式布局
gridBag.weightx = 0; // 行长不变
gridBag.weighty = 0; // 列高不变
fromLabel.setForeground(Color.blue);
fromLabel.setFont(new Font("Alias", Font.BOLD, 16));
this.add(fromLabel, gridBag, 0, 1, 1, 1); // 指定发信人标签位置
receiveLabel.setForeground(Color.blue);
receiveLabel.setFont(new Font("Alias", Font.BOLD, 16));
this.add(receiveLabel, gridBag, 0, 2, 1, 1); // 指定收信人标签位置及大小
ccLabel.setForeground(Color.blue);
ccLabel.setFont(new Font("Alias", Font.BOLD, 16));
this.add(ccLabel, gridBag, 0, 3, 1, 1); // 指定抄送人标签位置及大小
subjectLabel.setForeground(Color.blue);
subjectLabel.setFont(new Font("Alias", Font.BOLD, 16));
his.add(subjectLabel, gridBag, 0, 4, 1, 1); // 指定主题标签位置及大小
accessoryLabel.setForeground(Color.blue);
accessoryLabel.setFont(new Font("Alias", Font.BOLD, 16));
this.add(accessoryLabel, gridBag, 0, 5, 1, 1); // 指定附件标签位置及大小
gridBag.weightx = 100; // 行自适应缩放
gridBag.weighty = 0;// 列高不变
fromField.setText("admin@watermelon.com");
this.add(fromField, gridBag, 1, 1, 2, 1); // 指定发信人文本域（JTextField）位置及大小
this.add(receiveField, gridBag, 1, 2, 2, 1); // 指定收信人文本域（JTextField）位置及大小
this.add(ccField, gridBag, 1, 3, 2, 1); // 指定抄送人文本域（JTextField）位置及大小
this.add(subjectField, gridBag, 1, 4, 2, 1); // 指定主题文本域（JTextField）位置及大小
accessoryArea.setEditable(false);
// 设置不显示水平滚动条（该 JTextArea 置于 JScrollPane 中）
accessoryScroll.setHorizontalScrollBarPolicy(JScrollPane.HORIZONTAL_SCROLLBAR_NEVER);
this.add(accessoryScroll, gridBag, 1, 5, 2, 1); // 指定附件文本区（JTextArea）位置及大小
gridBag.fill = GridBagConstraints.BOTH;// 采用全填充方式布局
gridBag.weightx = 100;// 行自适应缩放
gridBag.weighty = 100;// 列自适应缩放
mailArea.setBackground(Color.blue);
mailArea.setForeground(Color.yellow);
mailArea.setTabSize(4);
// 指定信件主体区（JTextArea）的位置及大小。（该 JTextArea 也置于 JScrollPane 中）
this.add(scroll, gridBag, 0, 6, 3, 1);
在上面用到一个方法 add()，这个方法是自己定义的：
private void add(Component c, GridBagConstraints gbc, int x, int y, int w, int h)
{
gbc.gridx = x;
gbc.gridy = y;
gbc.gridheight = h;
gbc.gridwidth = w;
this.getContentPane().add(c, gbc);
} |
在用到 GridBagLayout 布局管理器的组件添加方法中，都可以重用它。事实上，你还可以在方法最前面加一个参数
Container cn，而将方法中的 this 相应的改为 cn，就可以通用于所有需要使用 GridBagLayout
进行布局管理的容器中。在下面的复杂例程中我们就会用到。
3.4 综合多个布局的复杂应用实例
3.4.1 实际问题
请看下面的实际应用界面要求：
（图 3.4-1）
（图 3.4-2）
（图 3.4-3）
在这个具体应用中，底部的 JButton 组是确定的，但 JTabbedPane
的每一个选项都不同，如何实现呢？
3.4.2 解决方案
首先我们可以采用 BorderLayout 确定主题对话框的布局方式，实现方法如下：
JTabbedPane dbTabPane = new JTabbedPane();
…… // 下面需要用到的 JButton 等组件变量定义（或声明）
private void initLayout()
{
initDBTabPane();// 初始化 JTabbedPane:DBTabPane 组件
this.getContentPane().add(BorderLayout.CENTER, dbTabPane);
// 将 JTabbedPane 组件：dbTabPane 布局于 JDialog 对话框的中间
initButtonPanel();// 初始化 JPanel:ButtonPanel 组件
this.getContentPane().add(BorderLayout.SOUTH, buttonPanel);
// 将 JPanel 组件：buttonPanel 布局于 JDialog 对话框的底部（南面）
}
private void initDBTabPane()
{
JPanel loginPanel = new JPanel(new GridLayout(10, 1));
// 为保证两个 JCheckBox 组件位于顶端，设置为共 10 行，每行一个组件的布局，但只
// 放置界面要求的两个组件，这样就保持了界面的美观，否则如定义为
//Gridlayout(2,1) 则会使两个组件居中，而且中间会隔开较长的距离。
pwdBox.setMnemonic('P');
loginPanel.add(pwdBox);
dspBox.setMnemonic('D');
loginPanel.add(dspBox);
dbTabPane.add("Login", loginPanel); // 设置"Login"JPanel（图 3.4-1）的布局
needRadio.setMnemonic('N');
allRadio.setMnemonic('A');
cacheRadio.setMnemonic('U');
radioPanel.setBorder(new TitledBorder("Load Option"));// 加上边界标题
radioPanel.add(needRadio);
radioPanel.add(allRadio);
radioPanel.add(cacheRadio);
// 以上为加入需要的 JRadioButton 组件到指定的 JPanel: radioPanel
queryPanel.add(radioPanel);// 加入含 JRadioButton 组的 JPanel 到 queryPanel
reqBox.setMnemonic('R');
boxPanel.add(reqBox);
saveBox.setMnemonic('S');
boxPanel.add(saveBox);
autoBox.setMnemonic('t');
boxPanel.add(autoBox);
// 以上为加入需要的 JCheckBox 组到指定的 JPanel：boxPanel
queryPanel.add(boxPanel); // 加入含 JCheckBox 组的 JPanel 到 queryPanel
dbTabPane.add("Query", queryPanel);// 设置"Query"JPanel（图 3.4-2）的布局
initDrvPanel();
}
/** 设置"Drivers"JPanel（图 3.4-3）的布局 */
private void initDrvPanel()
{
gridBag.fill = GridBagConstraints.HORIZONTAL;
gridBag.weightx = 100;
gridBag.weighty = 0;
tipLabel.setForeground(Color.black);
this.add(drvPanel, tipLabel, gridBag, 0, 0, 4, 1);
urlLabel.setForeground(Color.black);
this.add(drvPanel, urlLabel, gridBag, 0, 5, 4, 1);
urlField.setEditable(false);
this.add(drvPanel, urlField, gridBag, 0, 6, 4, 1);
gridBag.weightx = 0;
gridBag.weighty = 0;
addButton.setMnemonic('A');
this.add(drvPanel, addButton, gridBag, 3, 1, 1, 1);
editButton.setMnemonic('E');
this.add(drvPanel, editButton, gridBag, 3, 2, 1, 1);
removeButton.setMnemonic('R');
this.add(drvPanel, removeButton, gridBag, 3, 3, 1, 1);
gridBag.fill = GridBagConstraints.BOTH;
gridBag.weightx = 100;
gridBag.weighty = 100;
// 设置 JTable 组件：drvTable 的从 0 到 7 行第 0 列的值
for (int i = 0; i < 8; i++)
drvTable.setValueAt(drvStrs[i],i,0);
// 设置 JTable 的列头
drvTable.getColumn(drvTable.getColumnName(0)).setHeaderValue("All Drivers");
drvTable.setShowGrid(false);// 设置不显示网格线
this.add(drvPanel, drvScroll, gridBag, 0, 1, 3, 4);
dbTabPane.add("Drivers", drvPanel);
}
/** 初始化底部 JButton 组的布局 */
private void initButtonPanel()
{
JPanel buttonPanel = new JPanel(new FlowLayout(FlowLayout.RIGHT));
// 从右边开始进行 FlowLayout 布局
okButton.setMnemonic('O');
buttonPanel.add(okButton);
cancelButton.setMnemonic('C');
buttonPanel.add(cancelButton);
helpButton.setMnemonic('H');
buttonPanel.add(helpButton);
}
/** 给指定的容器 cn 在指定的（x,y）位置放置指定大小（宽度 =w, 高度 =h）的组件 c*/
private void add(Container cn, Component c, GridBagConstraints gbc, int x,
int y, int w, int h)
{
gbc.gridx = x;
gbc.gridy = y;
gbc.gridwidth = w;
gbc.gridheight = h;
cn.add(c, gbc);
} |
结束语
以上是本人在两年多 J2EE 应用开发中，总结的关于用 Java 进行
GUI 设计的一些经验，希望能给曾经象我一样迷惘，但依旧对 Java 一往情深，至今仍在摸索探求 Java
GUI 设计捷径的朋友一些启示。更希望借此机会抛砖引玉，与更多的朋友进行交流与探讨。其实，在 Java
中所有的布局管理器都要实现一个接口，即 LayoutManager Inerface 或者是它的一个子接口
LayoutManager2 Interface，后者用于更复杂的布局管理。如果在实际应用中，觉得 Java
API 提供的这些布局管理器仍不够用，你完全可以自己来实现其中某一个接口的方法，从而为你自己的具体 GUI
应用设计提供更好的布局管理。
参考资料
jdk1.4 API http://java.sun.com/j2se/1.4/docs/api/
《 Java2 图形设计 卷Ⅱ：SWING 》 机械工业出版社 |
