Erstellen von Java-GUIs mit Swing-Komponenten

In diesem Artikel geht es um das Swing-Toolkit von Java. Eine Bibliothek zum Erstellen grafischer Benutzeroberflächen (GUIs) mit Komponenten wie JFrame, JDialog und JApplet, die als wesentliche Container der obersten Ebene dienen. Außerdem wird gezeigt, wie man mithilfe von Swing-Komponenten ein einfaches Kontaktformular erstellt.

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Swing ist eine Java-Bibliothek, die zum Erstellen einfacher grafischer Benutzeroberflächen (GUIs) verwendet wird. Es handelt sich um ein GUI-Widget-Toolkit, das eine Sammlung von Komponenten zum Erstellen von GUIs bereitstellt. (Oracle Docs, n.d.a.). Swing-Komponenten sind vollständig in der Programmiersprache Java geschrieben. Es gibt drei allgemein nützliche Containerklassen der obersten Ebene: JFrame, JDialog und JApplet (Oracle Docs, ohne Datum b).

Container der obersten Ebene:

Ein JFrame ist ein Fenster der obersten Ebene mit einem Titel und einem Rahmen.

(Oracle Docs, n.d.b, So erstellen Sie Frames (Hauptfenster).

Ein JDialog-Fenster ist ein unabhängiges Unterfenster, das vorübergehend vom Hauptfenster der Swing-Anwendung wahrgenommen wird.

(Oracle Docs, n.d.b, So erstellen Sie Dialoge)

„JApplet, ein Java-Applet ist eine spezielle Art von Java-Programm, das ein mit Java-Technologie aktivierter Browser aus dem Internet herunterladen und ausführen kann. Ein Applet ist normalerweise in eine Webseite eingebettet und wird im Kontext eines Browsers ausgeführt. Ein Applet muss eine Unterklasse des Applets sein. Applet-Klasse. Die Applet-Klasse stellt die Standardschnittstelle zwischen dem Applet und der Browserumgebung bereit“ (Oracle Docs, n.d.c).
Jedes Programm, das Swing-Komponenten verwendet, enthält mindestens einen Container der obersten Ebene. Dieser Container der obersten Ebene dient als Wurzel einer Eindämmungshierarchie, die alle Swing-Komponenten innerhalb des Containers umfasst (Oracle Docs, n.d.b).

Typischerweise verfügt eine eigenständige Anwendung mit einer Swing-basierten GUI über mindestens eine Einschlusshierarchie mit einem JFrame als Stamm. Wenn eine Anwendung beispielsweise über ein Hauptfenster und zwei Dialoge verfügt, verfügt sie über drei Einschlusshierarchien mit jeweils einem eigenen Container auf der obersten Ebene. Das Hauptfenster hat einen JFrame als Wurzel, während jeder Dialog einen JDialog als Wurzel hat. Ein Swing-basiertes Applet hat auch mindestens eine Einschlusshierarchie, wobei eine davon durch ein JApplet-Objekt gewurzelt wird. Beispielsweise verfügt ein Applet, das einen Dialog anzeigt, über zwei Einschlusshierarchien. Die Komponenten im Browserfenster gehören zu einer Eindämmungshierarchie, deren Wurzel ein JApplet-Objekt ist, während der Dialog zu einer Eindämmungshierarchie gehört, deren Wurzel ein JDialog-Objekt ist.

JComponent-Klasse:

Mit Ausnahme von Containern der obersten Ebene werden alle Swing-Komponenten, die mit „J“ beginnen, von der JComponent-Klasse abgeleitet. Beispielsweise erben JPanel, JScrollPane, JButton und JTable alle von JComponent. Bei JFrame und JDialog ist dies jedoch nicht der Fall, da es sich um Container der obersten Ebene handelt (Oracle Docs, n.d.b, The JComponent Class)

Unterschiede zwischen Rahmen und Panel:

Rahmen:
Ein JFrame ist ein Container der obersten Ebene, der ein Fenster mit einem Titel, Rahmen und Schaltflächen darstellt.
Es wird normalerweise als Hauptfenster einer Anwendung verwendet.
Ein JFrame kann mehrere Komponenten enthalten, einschließlich JPanel, JScrollPane, JButton, JTable usw.

Panel:
Ein JPanel ist ein generischer Container, der zum Gruppieren einer Reihe von Komponenten innerhalb eines Fensters verwendet wird.
Es gibt keine Fensterdekorationen wie eine Titelleiste oder eine Schaltfläche zum Schließen.
Ein JPanel wird häufig zum Organisieren und Verwalten des Layouts innerhalb eines JFrames verwendet.

Jedes Programm, das Swing-Komponenten verwendet, enthält mindestens einen Container der obersten Ebene. Dieser Container der obersten Ebene dient als Wurzel einer Eindämmungshierarchie, die alle Swing-Komponenten innerhalb des Containers umfasst (Oracle Docs, n.d.b).

Typischerweise verfügt eine eigenständige Anwendung mit einer Swing-basierten GUI über mindestens eine Einschlusshierarchie mit einem JFrame als Stamm. Wenn eine Anwendung beispielsweise über ein Hauptfenster und zwei Dialoge verfügt, verfügt sie über drei Einschlusshierarchien mit jeweils einem eigenen Container auf der obersten Ebene. Das Hauptfenster hat einen JFrame als Root, während jeder Dialog einen JDialog als Root hat.

Ein Swing-basiertes Applet verfügt außerdem über mindestens eine Einschlusshierarchie, wobei eine davon auf einem JApplet-Objekt basiert. Beispielsweise verfügt ein Applet, das einen Dialog anzeigt, über zwei Einschlusshierarchien. Die Komponenten im Browserfenster gehören zu einer Eindämmungshierarchie, deren Wurzel ein JApplet-Objekt ist, während der Dialog zu einer Eindämmungshierarchie gehört, deren Wurzel ein JDialog-Objekt ist.

Das folgende Beispiel enthält einen JFrame und ein JPanel sowie zusätzliche Komponenten wie Schaltflächen, Textfelder und Beschriftungen mithilfe eines GridBagLayout. Darüber hinaus zeigt es auch eine Nachricht mit JDialog, der JOptionPane-Komponente und einer Dialogfensterkomponente an. Es handelt sich um ein einfaches Kontaktformular mit grafischer Benutzeroberfläche (GUI), das Swing-Komponenten verwendet.

//--- Abstract Window Toolkit (AWT)

// Provides layout manager for arranging components in five regions: 
// north, south, east, west, and center.
import java.awt.BorderLayout;
// Grid layout - Specifies constraints for components that are laid out using the GridBagLayout.
import java.awt.GridBagConstraints;
// Grid - layout manager that aligns components vertically and horizontally, 
// without requiring the components to be of the same size.
import java.awt.GridBagLayout;
// Gird padding - Specifies the space (padding) between components and their borders.
import java.awt.Insets;
// Button - Provides the capability to handle action events like button clicks.
import java.awt.event.ActionEvent;
// Button event - Allows handling of action events, such as button clicks.
import java.awt.event.ActionListener;

//--- swing GUI

// Button - Provides a button component that can trigger actions when clicked.
import javax.swing.JButton;
// Frame - Provides a window with decorations 
// such as a title, border, and buttons for closing and minimizing.
import javax.swing.JFrame;
// Labels - Provides a display area for a short text string or an image, or both.
import javax.swing.JLabel;
// Submition Message - Provides standard dialog boxes such as message, input, and confirmation dialogs.
import javax.swing.JOptionPane;
// Panel - Provides a generic container for grouping components together.
import javax.swing.JPanel;
// Scroll user message - Provides to the a scrollable view of a lightweight component.
import javax.swing.JScrollPane;
// User message - Provides a multi-line area to display/edit plain text.
import javax.swing.JTextArea;
// Name & Email - Provides a single-line text field for user input.
import javax.swing.JTextField;

/**
 * This class generates a simple contact form. The form includes fields for the
 * user's name, email, and message, and a submit button to submit the form.
 * 
 * @author Alejandro Ricciardi
 * @version 1.0
 * @date 06/16/2024
 */
public class contactForm {
    /**
     * The main method to create and display the contact form.
     *
     * @param args Command line arguments
     */
    public static void main(String[] args) {

        /*------------
         |   Frame   |
         ------------*/

        // ---- Initializes frame
        // Creates the main application frame
        JFrame frame = new JFrame("Contact Form");
        frame.setSize(400, 300); // Set the size of the frame
                // Close the application when the frame is closed
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); 
        frame.setLayout(new BorderLayout()); // Use BorderLayout for the frame

        /*------------
         |   Panel   |
         ------------*/

        // ---- Initializes panel
        // Create a panel with GridBagLayout
        JPanel panel = new JPanel(new GridBagLayout());
        GridBagConstraints gridForm = new GridBagConstraints();
        gridForm.insets = new Insets(5, 5, 5, 5); // Add padding around components

        // ---- Creates and adds grid components to the panel       // -- Name
        // Adds "Name" label
        JLabel nameLabel = new JLabel("Name:");
        gridForm.gridx = 0; // Position at column 0
        gridForm.gridy = 0; // Position at row 0
        panel.add(nameLabel, gridForm);
        // Add text field for name input
        JTextField nameField = new JTextField(20);
        gridForm.gridx = 1; // Position at column 1
        gridForm.gridy = 0; // Position at row 0
        panel.add(nameField, gridForm);

        // -- Email
        // Add "Email" label
        JLabel emailLabel = new JLabel("Email:");
        gridForm.gridx = 0; // Position at column 0
        gridForm.gridy = 1; // Position at row 1
        panel.add(emailLabel, gridForm);
        // Adds text field for email input
        JTextField emailField = new JTextField(20);
        gridForm.gridx = 1; // Position at column 1
        gridForm.gridy = 1; // Position at row 1
        panel.add(emailField, gridForm);

        // Adds "Message" label
        JLabel messageLabel = new JLabel("Message:");
        gridForm.gridx = 0; // Position at column 0
        gridForm.gridy = 2; // Position at row 2
        panel.add(messageLabel, gridForm);

        // -- Message
        // Adds text area for message input with a scroll pane
        JTextArea messageArea = new JTextArea(5, 20);
        JScrollPane scrollPane = new JScrollPane(messageArea);
        gridForm.gridx = 1; // Position at column 1
        gridForm.gridy = 2; // Position at row 2
        panel.add(scrollPane, gridForm);
        // Adds "Submit" button
        JButton submitButton = new JButton("Submit");
        gridForm.gridx = 1; // Position at column 1
        gridForm.gridy = 3; // Position at row 3
        panel.add(submitButton, gridForm);

        // Adds the panel to the frame's center
        frame.add(panel, BorderLayout.CENTER);

        // Make the frame visible
        frame.setVisible(true);

        /*------------
         |  JDialog  |
         ------------*/
        // Add action listener to the submit button
        ActionListener submitBtnClicked = new ActionListener() {
            @Override
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                // Display a message dialog when the submit button is clicked
                JOptionPane.showMessageDialog(frame, "Message was sent!");
            }
        };

        submitButton.addActionListener(submitBtnClicked);
    }
}

Wenn Sie mehr über Dialogfenster erfahren möchten, beschreibt das folgende Video, wie Sie eine JDialog JOptionPane-Nachricht implementieren.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Swing-Toolkit von Java eine Reihe von Komponenten bietet, die es Entwicklern ermöglichen, benutzerfreundliche, visuell strukturierte GUIs zu erstellen. Die Bibliothek verwendet Container der obersten Ebene wie JFrame, JDialog und JApplet sowie wesentliche Elemente wie JPanel und JOptionPane.

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Referenzen:

Oracle Docs. (n.d.a.). Schaukel. Orakel. https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/swing/

Oracle Docs. (ohne Datum). Verwendung von Containern der obersten Ebene. Die Java™-Tutorials. Orakel. https://docs.oracle.com/javase/tutorial/uiswing/components/toplevel.html

Oracle Docs. (n.d.c.). Java-Applets. Die Java™-Tutorials. Orakel. https://docs.oracle.com/javase/tutorial/deployment/applet/index.html

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Ursprünglich veröffentlicht von Alex.omegapy bei Medium am 3. November 2024.

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