Java AWT

java.awt.*
CRS4 - http://www.crs4.it

Abstract Window Toolkit

aprile 2005

Stefano Sanna - gerda@crs4.it

Agenda
Java e interfacce grafiche
●

Caratteristiche di AWT
●

Design e implementazione di interfacce
●

grafiche
Panoramica dei componenti disponibili
●

Primitive grafiche e modello ad eventi
●

Esempi di codice
●

Bibliografia
●

Conclusioni
●


Java


Due approcci per le UI in Java
Componenti heavyweight
●

Sono basati su componenti forniti dal sistema
–

operativo (scritti in C/C++): le prestazioni e
l'integrazione “estetica” con le altre
applicazioni è massima
L'applicazione perde portabilità ove non è
–
disponibile la libreria
Componenti lightweight
●

Sono basati sull'assegnazione di una area di
–
disegno sul desktop, dove la VM può tracciare i
componenti in piena libertà: le prestazioni non
sono eccezionali ma la portabilità è assicurata!

AWT e Swing
AWT: Abstract Window Toolkit
●

Nasce con le prime versioni di Java (1.0.2 e
–

1.1)
Definisce un insieme minimo di componenti
–
nativi comuni a tutte le UI (Win32, X-Window,
MacOS, SymbianOS…)

Swing (JFC, Java Foundation Classes)
●

Disponibili dalla versione 1.2
–

Definisce un set di componenti complessi e
–
personalizzabili indipendenti dalla piattaforma


Altre librerie: SWT e LWVCL
SWT: Standard Widget Toolkit
●

Utilizza componenti nativi come AWT, ma è
–

basata su un set molto ricco
E' utilizzata sull'IDE Eclipse
–

LWVCL: Lightweight Visual Comp Library
●

E' una soluzione full-Java (come Swing) per
–
sistemi mobili quali palmari e cellulari
Fornisce un set molto ricco di componenti e
–
garantisce ottime prestazioni in termini di
velocità di elaborazione


E’ un insieme di classi per la creazione di
●

interfacce grafiche elementari

Contiene una librerie di componenti heavy-
●

weighted: ogni componente ha il suo
corrispondente nel sistema operativo host,
a cui la VM delega la gestione del
componente vero e proprio
Permette di creare componenti
●

personalizzati attraverso il controllo diretto
delle funzioni di disegno e di gestione dei
dispositivi di input (mouse, tastiera…)

Coerentemente con la vocazione
●

multipiattaforma di Java, i componenti AWT

e le applicazioni sviluppate con questi
cambiano il loro aspetto a seconda del
sistema operativo in cui sono eseguite
Questa caratteristica da una parte limita le
●

GUI in Java 1.1 (sono disponibili solo i
componenti comuni a tutte le interfacce
grafiche), dall’altro permette un vero
sviluppo indipendente dalla piattaforma!


GUI in Java: il codice
L’interfaccia grafica è costruita all’interno
●

del codice sorgente: non esistono i

resource-file!
import java.awt.*;

public class HelloGUI extends Frame {
private Label helloLabel = new Label(quot;Hello!quot;);

public HelloGUI() {
this.setTitle(quot;Hello!quot;);
this.add(helloLabel);
this.pack();
}

public static void main(String[] args) {
HelloGUI myHello = new HelloGUI();
myHello.show();
}
}


Object Oriented
Le interfacce grafiche sono costituite da
●

“oggetti” e dunque la loro

implementazione in un linguaggio ad
oggetti è abbastanza naturale
Creare un nuovo oggetto grafico significa
●

creare una istanza della classe
corrispondente
Java è completamente ad oggetti e la
●

costruzione di interfacce grafiche si integra
perfettamente con la filosofia del
linguaggio

Creazione di interfacce grafiche
Creare interfacce grafiche significa
●

essenzialmente:

1.Istanziare e assemblare i componenti visuali
con cui interagisce l’utente
2.Associare i dati dell’applicazione ai componenti
visuali
3.Intercettare gli eventi dei componenti visuali e
compiere opportune azioni sui dati
dell’applicazione


1.Istanziare e assemblare i componenti
visuali con cui interagisce l’utente:

Stabilire quali sono i componenti necessari a
–
visualizzare i dati dell’applicazione (campi di
testo, valori booleani, liste…)
Organizzare i componenti in pannelli, finestre,
–
dialoghi
Verificare la usabilità dell’interfaccia
–


2.Associare i dati dell’applicazione ai
componenti visuali:

Fare in modo che ad una qualsiasi variazione
●

dei dati (modello) dell’applicazione corrisponda
un aggiornamento di quanto visualizzato
dall’interfaccia grafica
Prevedere opportuni raggruppamenti e/o
●

separazioni per utilizzare al meglio i (pochi)
componenti disponibili


3.Intercettare gli eventi dei componenti
visuali e compiere opportune azioni sui dati

dell’applicazione:
Registrare la propria applicazione in ascolto
●

degli eventi di interesse (pressione di un
pulsante, uso del mouse, chiusura di una
finestra…)
Modificare i dati secondo le azioni compiute
●

dall’utente sull’interfaccia grafica


Componenti elementari
Frame, Window, Dialog
●

Panel e Layout Manager
●

Menubar, Menu, MenuItem
●

Button e Label
●

TextField e TextArea
●

List e Choice (ComboBox)
●

CheckBox e CheckBoxMenuItem
●

Canvas
●


java.awt.Frame
E’ la classe che permette di creare finestre
●

con un bordo, una barra del titolo, una

barra di menù (opzionale), e un’area dove
assemblare i componenti dell’interfaccia
grafica
E’, nella maggior parte dei casi, la finestra
●

principale dell’applicazione da cui si creano
tutte le altre finestre
(vedi: Window e Dialog)


Window e Dialog
Le Window sono finestre senza bordo e
●

menù, utilizzate per splash screen e per

aree del quale il programmatore vuole
controllo completo
Le Dialog sono finestre (eventualmente
●

modali) con il quale l'applicazione richiede
l'interazione esplicita con l'utente: avvisi,
inserimento di dati, conferme...


java.awt.Panel
Le istanze di questa classe sono contenitori
●

per altri componenti

E’ possibile assegnare una logica di
●

organizzazione dei componenti all’interno
di un pannello a seconda delle esigenze di
visualizzazione
Le interfacce “non banali” sono costituite
●

da numerosi pannelli annidati, ciascuno
contenente un certo gruppo di componenti
elementari o complessi


Layout Manager
I LayoutManager sono degli oggetti
●

particolari che gestiscono il

posizionamento e dimensionamento dei
componenti all’interno dei contenitori
(Frame, Window, Dialog, Panel…).
Seguendo la filosofia di Java (indipendente
●

dalla piattaforma!), i LayoutManager
permettono di stabilire una posizione logica
(“di massima”, potremmo dire) dei
componenti, delegando poi alla specifica
piattaforma il reale tracciamento dei
componenti.

Layout Manager
FlowLayout
●

Dispone i componenti assegnando a ciascuno
–

le dimensioni preferenziali
BorderLayout
●

Divide il container in 5 regioni (vedi
–
screenshot)
CardLayout
●

Crea uno stack di componenti che vengono
–
visualizzati alternativamente


Layout Manager
GridLayout
●

Crea una griglia (n*m, con n e m assegnati) in
–

cui dispone i componenti assegnando a
ciascuno le dimensioni preferenziali
GridBagLayout
●

In assoluto il layout più potente e complesso;
–
offre una organizzazione a griglia come il
GridLayout, ma consente maggiore controllo
sulla posizione e dimensione dei componenti


java.awt.FlowLayout
È il layout di
●

impostato di default

Dispone i
●

componenti in
sequenza
assegnando a
ciascuno le
dimensioni
preferenziali


java.awt.BorderLayout
È uno dei layout più
●

utilizzati per

l’organizzazione di
componenti su
finestre di
dimensione
variabile.


java.awt.CardLayout
Mostra un
●

componente per

volta
Utile per creare
●

interfacce tipo
“pannello di
configurazione”

VISTA


Layout Manager
E’ comunque possibile fare a meno dei
●

Manager e specificare esattamente

posizione e dimensione di ciascun
componente. Tale scelta è consigliabile
solo con componenti custom (e dunque
non dipendenti dalla piattaforma)
L’uso dei manager di layout è comune ad
●

altri linguaggi e ambienti di sviluppo, così
pure la tecnica dei pannelli annidati
(VisualBasic, Delphi…)


Menubar, Menu, MenuItem
E’ un insieme di classi che permette di
●

creare menù per i Frame e popup-menù

per gli altri componenti di AWT.
Menubar: è il contenitore delle voci di menù
–
posto immediatamente sotto la barra del titolo
Menu: è la classe che individua le voci visibili
–
su una menubar
MenuItem: è la classe che
–
permette di creare voci di
menù selezionabili
dall’utente.


Button e Label
La classe Button permette di creare
●

pulsanti da azionare con il mouse o con la

tastiera
Le istanze di Label sono oggetti per la
●

visualizzazione di testo non editabile
dall’utente. Possono essere utilizzati per
finestre informative o indicazioni di
supporto agli altri componenti (ad esempio,
per descrivere il contenuto di una certa
lista di elementi)


TextField e TextArea
E’ la classe che permette di creare oggetti
●

attraverso i quali l’utente può digitare

stringhe di testo
Permette di gestire eventi di provenienti
●

dalla tastiera (ad esempio, per offrire
suggerimenti all’utente durante la
digitazione)
Per l’inserimento di testo su più linee è
●

disponibile il componente TextArea, che
permette di gestire anche le barre di
scorrimento

List e ComboBox
Permette di mostrare una lista di elementi
●

di testo

Offre la possibilità di aggiungere barre di
●

scorrimento, di selezionare gli elementi
singolarmente o a gruppi
La versione Swing (JList) permette di
●

visualizzare una lista di componenti grafici
arbitrari (contenenti testo e immagini)
La classe Chioce (ComboBox) permette la
●

creazione di menù a tendina


CheckBox e CheckBoxMenuItem
La classe CheckBox permette di
●

rappresentare valori booleani true/false

attraverso check box (selettori a scelta
multipla) o radio button (selettori a scelta
mutuamente esclusiva)
I CheckBoxMenuItem permettono di gestire
●

valori booleani attraverso menù dei Frame.


java.awt.Canvas
E’ il componente con cui è possibile
●

disegnare in una regione dello schermo

attraverso primitive grafiche quali punti,
linee, poligoni, testo, immagini…
Attraverso la riscrittura di un metodo
●

(paint) e le funzionalità della classe
Graphics ottenuta dal framework è
possibile creare effetti grafici personalizzati
Numerose librerie permettono di gestire i
●

più diffusi formati grafici per la
visualizzazione di immagini

Primitive grafiche
Ogni volta che il sistema grafico deve
●

ridisegnare l’area del componente viene

invocato il metodo paint(). Attraverso
questo metodo il sistema fornisce una
istanza di Graphics su cui eseguire le
operazioni di disegno.
Il Canvas, oltre ad un’area di disegno,
●

mette a disposizione tutta l’infrastruttura
per la gestione degli eventi associati al
componente: mouse, tastiera, interazione
con gli altri componenti. Questo permette
di realizzare componenti personalizzati.

Primitive grafiche
import java.awt.*;
An instance of Graphics
public class MyComponent extends Canvas {

public void paint(Graphics g) {
g.drawLine(……………..)
}
}

L’utente sposta la finestra…


Event Driven
Nello sviluppo di applicazioni con
●

interfaccia utente a linea di comando vi era

un unico flusso all’interno del programma
(ricordate scanf o readln?)
Le interfacce grafiche permettono
●

all’utente di selezionare diversi dispositivi
di input indipendenti (tastiera, mouse…)
che agiscono su numerosi componenti
dell’interfaccia stessa: non esiste più un
unico flusso all’interno del programma, non
si può rimanere in attesa di uno specifico
segnale…

Event Driven
Le nuove interfacce grafiche hanno portato
●

alla definizione di un nuovo modello di

interazione con l’utente: gli eventi
Non vi sono routine bloccanti che
●

controllano i dispositivi di input (come
scanf in C…): il sistema operativo nasconde
tutta la gestione dei dispositivi di input
L’applicazione definisce una interfaccia con
●

cui il sistema operativo comunica in modo
asincrono i comandi (pulsante premuto,
testo digitato, finestra ridimensionata…)

Event Sequence Diagram


Event Driven
import java.awt.*;

public class HelloGUI extends Frame {
private Label helloLabel = new Label(quot;Hello!quot;);

public HelloGUI() {
this.setTitle(quot;Hello!quot;);
this.add(helloLabel);
this.pack();
}

public void actionPerformed(ActionEvent ae) {
************
**********
}
}

Gli eventi passano da un livello all’altro in maniera
•
trasparente per l’utente:
• Window Message in Win32
• Native method nella JVM
• Pure Java dal pulsante in poi
Sistema operativo


Event Driven
connect()

showWindow()
Listener 1

startTime()

Listener 2

Event Source

Listener n-1

Listener n


MouseMotionListener WindowListener

Frame
Virtual Machine

MouseListener
ActionListener

interface class


Listener
ActionListener
●

intercetta eventi di azioni (pulsanti, menù,
–

pressione del tasto INVIO su un TextField)
WindowListener
●

intercetta gli eventi legati alla gestione di
–
Frame, Window e Dialog (visualizza/nascondi)
MouseListener
●

intercetta gli eventi del mouse (entrata/uscita
–
in una certa zona, pressione dei tasti…)
MouseMotionListener:
●

intercetta il movimento (semplice o drag)
–

Listener
Vi sono altri tipi di listener per gestire gli
●

eventi della tastiera, di digitazione testo,

del ciclo di vita dei componenti, del focus
tra i componenti…

Ciascun tipo di listener è specializzato per
●

un ben determinato tipo di eventi. Questi, a
loro volta, sono destinati a notificare solo
un ben determinato tipo di azione fatta
sull’interfaccia grafica


Domande?


Mano al codice!!!
… e alla documentazione!!!
Le classi sono contenute all’interno dei
●

package java.awt, java.awt.event,
java.awt.image, java.awt.datatransfer,
java.applet.
Per scrivere delle buone interfacce grafiche
●

sarebbe opportuno avere una buona
conoscenza del linguaggio e della
programmazione ad oggetti (polimorfismo,
classi inner, interfacce, design pattern…).


Componenti disponibili
Button, Canvas, Checkbox,
●

CheckboxGroup, CheckboxMenuItem,

Choice, Dialog, FileDialog, Font, Frame,
Image, Label, List, Menu, MenuBar,
MenuItem, Panel, ScrollPane, TextArea,
TextField, Window…


Una semplice finestra
import java.awt.*;

public class SimpleFrame1 extends Frame {

private Label titleLabel = new Label(quot;Simple Framequot;);

public SimpleFrame1() {

this.setLayout(new FlowLayout());

this.setTitle(titleLabel.getText());

this.add(titleLabel);

this.pack();

this.show();

}

public static void main(String[] args) {

new SimpleFrame1();

}

}


Aggiungiamo un menù...
public class SimpleFrame2 extends Frame {

private Label titleLabel = new Label(quot;Simple Framequot;);

private MenuBar menuBar = new MenuBar();

private Menu fileMenu = new Menu(quot;Filequot;);

private MenuItem exitMenuItem = new MenuItem(quot;Exitquot;);

public SimpleFrame2() {

this.setMenuBar(menuBar);

menuBar.add(fileMenu);

fileMenu.add(exitMenuItem);

this.setLayout(new FlowLayout());

this.setTitle(titleLabel.getText());

this.add(titleLabel);

this.pack();

this.show();

}

Gestire gli eventi

PRODUCER CONSUMER
Registers itself as listener…

LISTENERS

Invokes listener’s methods
actionPerformed…


Gestire gli eventi
Ciascun producer dispone di una lista di
●

listener (ascoltatori) interessati a gestire gli

eventi prodotti dal producer stesso
Per poter ricevere notifica di nuovi eventi i
●

listener devono implementare l’interfaccia
relativa ad una specifica classe di eventi e
registrarsi presso il producer
Il producer, al manifestarsi di un evento,
●

invocherà i metodi dell’interfaccia dei
listener inviando come parametri degli
EventObject specifici per il tipo di evento

Gestire gli eventi
I passi nella realizzazione del modello ad
●

eventi:

Creazione di un listener per il tipo di evento di
–
interesse (ActionListener, MouseListener,
MouseMotionListener, TextListener,
ComponentListener…) attraverso
l’implementazione di una opportuna interfaccia
Registrazione del listener appena creato nella
–
lista ascoltatori del producer


Gestire gli eventi
... implements ActionListener ...

public void actionPerformed(ActionEvent ae) {

if (ae.getSource() == exitMenuItem) {
System.exit(0);
}
}

exitMenuItem.addActionListener(this);

La classe dichiara di voler (saper…) gestire
●

ActionEvent e implementa il metodo
actionPerformed
La classe registra se stessa quale
●

ascoltatore degli eventi del menù

Pannelli annidati

FlowLayout
BorderLayout


Componenti personalizzati
Grazie all’architettura object oriented è
●

semplice sviluppare componenti

personalizzati estendendo quelli esistenti o
creandone di completamente nuovi
Possiamo ereditare dalla classe Component
●

tutta la gestione del mouse, della tastiera e
degli altri eventi correlati senza la
necessità di scrivere codice nativo
Se scritti in modo sapiente (!) i nuovi
●

componenti si integreranno perfettamente
con l’infrastruttura AWT

Bibliografia
Java AWT Reference
●

John Zukowski

O'Reilly 1997

Il libro non è più in stampa, ma l'editore
mette a disposizione gratuitamente i file
PDF di tutti i capitoli:
http://www.oreilly.com/catalog/javawt/book/index.html


Conclusioni
Java AWT è uno strumento rapido e
●

multipiattaforma per la creazione di

interfacce semplici
Lo sviluppo di applicazioni complesse
●

richiede l'uso di librerie più complete (ad
esempio, Swing o LWVCL)
AWT è una buona palestra per imparare il
●

modello ad eventi!!!


Grazie... :-)

Copyright (c) 2004-2005 CRS4

Scritto da Stefano Sanna (gerda@crs4.it)

è garantito il permesso di copiare, distribuire e/o
modificare questo documento seguendo i termini
della Licenza per Documentazione Libera GNU,
Versione 1.1 o ogni versione successiva pubblicata
dalla Free Software Foundation. Una copia della
licenza in lingua italiana è disponibile presso:

http://www.softwarelibero.it/gnudoc/fdl.it.html


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