课程设计 JAVA 画板 模拟画图工具

1、目 录1 课题介绍11.1 课程设计目的11.2 课程设计要求11.3 课程设计主要知识点12 总体设计22.1 画板界面设计图22.2 模块概述22.2.1 文件操作22.2.2 图形绘制23 详细设计与实现43.1 框架类DrawGraphic43.1.1菜单43.1.2工具栏63.1.3画图区域73.2 基本图形类103.2.1 父类Drawings103.2.2 子类（只列出部分）104 设计中的难点124.1多态与动态绑定124.2重绘的理解124.3文件的新建、打开和保存125 运行测试136 总结15参考文献16模拟画图161 课题介绍1.1 课程设计目的课程设计题目：模拟画图要

2、求设计一个程序，模拟Windows中的画图程序，实现图形图像的编辑，修改，保存等功能。1.2 课程设计要求（1）程序中必须包括“新建”、“打开”、“保存”，用户可以选择，实现对文件的操作；（2） 画图板的绘图按钮用来画出不同的图形，包括实心图形和空心的图形；（3）可以对线条的颜色和粗细进行设置，也可以对填充图形的颜色进行设置和更改。1.3 课程设计主要知识点（1） 框架类DrawGraphic继承了Swing类库中JFrame，并且用到JButton，JLabel，JPanel，等Swing类库中的组件进行窗体设计；（2）选择一个文件，用到组件JFileChooser；（3）选择颜色，用到组件

3、JColorChooser；（4）弹出标准对话框，用到组件JOptionPane；（5）在单击绘图按钮时，所触发的动作通过方法addActionListener和ActionListener接口的actionPerformed方法共同实现；（6）MouseAdapter和MouseMotionAdapter用来完成鼠标各种事件的相应操作，包括单击、移动、拖拽等；（7）在界面设计的时候结合BorderLayout和GridLayout两种布局格式；（8）在添加监听器的时候有用到内部匿名类和内部类，所以要熟悉它们的构造方法和使用方法，从中体会持有对方引用的这一设计思想。（9）在图形绘制的时候，用到

4、Graphics类，其揭示了所有图形系统几乎都采用的一种机制，就是如何在窗口上画出一些图形来，当窗口构造出来的时候里面有一支画笔，即Graphics的一个对象，当窗口调用paint方法的时候，系统会把画笔自动传递给它，拿到画笔，重写paint方法就实现了在窗口上绘制基本图形。2 总体设计2.1 画板界面设计图定义框架类DrawGraphic，然后在框架上直接添加菜单栏，整个框架采用 BorderLayout的布局格式。工具栏、显示鼠标位置的标签、主要的画图区域分别在框架的west，south，center三块区域。而浮动式工具栏采用的是GridLayout布局格式，其初始方向设定为VERTIC

5、AL，如下图所示：2.2 模块概述2.2.1 文件操作文件的新建，打开，保存可以添加内部匿名类的方式实现，new一个事件监听器ActionListener，里面调用actionPerformed的方法，被监听的按钮一旦被触发就调用函数执行相应的操作。2.2.2 图形绘制在工具栏里面实现了基本图形的绘制，图形属性的设置，如画笔粗细和画笔颜色的设置，以及橡皮擦，文字输入等功能，而这些功能的实现都是通过添加内部事件监听器类来实现的。一个类用来监听绘制基本图形以及橡皮擦按钮；另一个类用来监听的是选择颜色按钮、选择画笔粗细按钮、和输入文字按钮，里面都用if语句和e.getSource来判断事件源，从而在

6、触发时，调用不同的函数，当事件源为输入文字时，用JOptionPane.showMessageDialog来弹出一个提示操作的对话框。画图区域的功能主要是通过添加鼠标监听器来实现的:一个鼠标监听器监听的是：单击鼠标，释放鼠标，鼠标进入绘图区域，鼠标离开绘图区域这四个鼠标的动作事件；另一个监听的是：鼠标拖拽和鼠标移动。而且，两个监听器之间是存在着密不可分的关系的，它们同时监听画图区域。铅笔作画和橡皮擦的使用是画图板设计的核心也是难点，而且两者的实现原理是一样的，我们通常画图的时候，一定是先单击鼠标然后拖拽鼠标最后释放鼠标的，所以，在画图的过程中，只要鼠标单击一下就获得（x1，y1），紧接着用if

7、语句判断画的基本图形是哪一个，如果是铅笔或者橡皮擦，则获得（x2，y2），说明在铅笔或橡皮擦的时候，鼠标单击一下，就获得一个点，x1=x2，y1=y2，且这个点的坐标就是鼠标单击的位置，而且这个点是算作第一个基本图形的，此时index=1；拖拽的过程中动态获得鼠标所在位置的横纵坐标且始终x1=x2，y1=y2，并且等于第一个基本图形也就是index=1的那个点的x2，y2，即，在铅笔作画的过程中，在鼠标不断拖拽的过程中，index=1时的那个点在以点的点的长度不断增加，这就是铅笔作画过程的实现；鼠标释放的时候，在铅笔或橡皮的状态下，也是得到一个点。所以，可以总结，铅笔和橡皮都是通过设置画直线方

8、法中的点的坐标相等来实现的。其它图形的绘制，可以直接调用Graphics2D中的方法实现，相对比较简单。3 详细设计与实现3.1 框架类DrawGraphic3.1.1菜单菜单栏有两个按钮“画图板”、“帮助”，通过添加内部匿名类来实现，一旦下拉菜单中的“新建”、“打开”、“保存”、“退出”四个键被触发，就调用相关的函数，具体代码如下：（1）“新建”执行时，调用的函数代码如下：public void newFile()index = 0;currentChoice = 3;color = Color.BLUE;stroke = 1.0f;createNewItem();repaint();（2）

9、“打开”执行时，调用的函数代码如下：public void openFile()JFileChooser fileChooser = new JFileChooser();/为用户选择文件提供了一种简单的机制fileChooser.setFileSelectionMode(JFileChooser.FILES_ONLY);int result = fileChooser.showOpenDialog(this);/弹出一个 "Open File" 文件选择器对话框,父组件if(result = JFileChooser.CANCEL_OPTION) return;File

10、fileName = fileChooser.getSelectedFile();fileName.canRead();/测试应用程序是否可以读取此抽象路径名表示的文件if(fileName = null|fileName.getName().equals("")JOptionPane.showMessageDialog(fileChooser, "这个名字不可以用的"," ",JOptionPane.ERROR_MESSAGE);elsetryFileInputStream fis = new FileInputStream(fil

11、eName);input = new ObjectInputStream(fis);int countNumber=0;countNumber = input.readInt();for(index=0;index<countNumber;index+)Drawings inputRecord = (Drawings)input.readObject();itemListindex = inputRecord;createNewItem();input.close();repaint();catch(EOFException endofFileException)/当输入过程中意外到达文

12、件或流的末尾时，抛出此异常JOptionPane.showMessageDialog(this, "no more record in file","end of file",JOptionPane.ERROR_MESSAGE);catch(ClassNotFoundException classNotFoundException)JOptionPane.showMessageDialog(this, "unable to create object","class not found",JOptionPane.E

13、RROR_MESSAGE);catch(IOException ioException)JOptionPane.showMessageDialog(this, "error during read from file","read error",JOptionPane.ERROR_MESSAGE);（3）“保存”执行时，调用的代码如下：public void saveFile()JFileChooser fileChooser = new JFileChooser();fileChooser.setFileSelectionMode(JFileChoos

14、er.FILES_ONLY);/允许用户只选择文件int result = fileChooser.showSaveDialog(this);/弹出一个 "Save File" 文件选择器对话框if(result = JFileChooser.CANCEL_OPTION) return;File fileName = fileChooser.getSelectedFile();fileName.canWrite();if(fileName = null|fileName.getName().equals("")JOptionPane.showMessag

15、eDialog(fileChooser, "这个名字不可以用的"," ",JOptionPane.ERROR_MESSAGE);elsetryfileName.delete();FileOutputStream fos = new FileOutputStream(fileName);output = new ObjectOutputStream(fos);output.writeInt(index);/写入一个32位的int值for(int i= 0;i<index;i+)Drawings outputRecord = itemListi;out

16、put.writeObject(outputRecord);/将指定的对象写入 ObjectOutputStreamoutput.flush();/此操作将写入所有已缓冲的输出字节，并将它们刷新到底层流中output.close();fos.close();catch(IOException ioe)ioe.printStackTrace();3.1.2工具栏工具栏按钮功能的实现，是通过添加两个内部事件监听类ButtonHandler1、ButtonHandler2来达到目的的。（1）ButtonHandler1监听绘制基本图形的按钮，if语句判断事件源，具体代码如下：public class

17、 ButtonHandler1 implements ActionListenerpublic void actionPerformed(ActionEvent e)for(int j=3;j<choices.length-3;j+)if(e.getSource()=choicesj)currentChoice = j;createNewItem();repaint();（2）ButtonHandler2监听颜色选色器、画笔粗细、添加文字按钮，if语句判断事件源，相应的按钮被触发，就执行相应的函数，具体代码如下：public class ButtonHandler2 implements

18、 ActionListenerpublic void actionPerformed(ActionEvent e)if(e.getSource()=choiceschoices.length-3)chooseColor();if(e.getSource()=choiceschoices.length-2)setStroke();icon = new ImageIcon(getClass().getResource("/images/smile.png");if(e.getSource()=choiceschoices.length-1)JOptionPane.showMes

19、sageDialog(null, "想在哪里添加文字呢？鼠标先点一下那里吧！"," ",JOptionPane.INFORMATION_MESSAGE,icon);currentChoice = 14;createNewItem();repaint();3.1.3画图区域（1）createNewItem()用来new各种基本图形，在函数的一开始，我设置了一下光标的样子，然后用switch函数接收currentChoice来判断用户要new的是哪一个基本图形，关键代码如下：void createNewItem()if(currentChoice = 14)

20、drawingArea.setCursor(Cursor.getPredefinedCursor(Cursor.TEXT_CURSOR);elsedrawingArea.setCursor(Cursor.getPredefinedCursor(Cursor.CROSSHAIR_CURSOR);switch(currentChoice)case 3:itemListindex = new Pencil();break;case 4:itemListindex = new Line();break;case 5:itemListindex = new Rect();break;case 6:ite

21、mListindex = new fillRect();break;case 7:itemListindex = new Oval();break;case 8:itemListindex = new fillOval();break;case 9:itemListindex = new Circle();break;case 10:itemListindex = new fillCircle();break;case 11:itemListindex = new RoundRect();break;case 12:itemListindex = new fillRoundRect();bre

22、ak;case 13:itemListindex = new Rubber();break;case 14:itemListindex = new Word();break;itemListindex.type = currentChoice;itemListindex.R = R;itemListindex.G = G;itemListindex.B = B;itemListindex.stroke = stroke;（2）chooseColor()用来选择各种颜色，具体代码如下：public void chooseColor()color = JColorChooser.showDialo

23、g(null, "在这里选择自己喜欢的颜色", color);R = color.getRed();G = color.getGreen();B = color.getBlue();（3）setStroke()用来设置画笔粗细，具体代码如下：public void setStroke()String input;input = JOptionPane.showInputDialog(null,"在这里重新输入画笔的粗细值（一个0的实数）","1.0");stroke = Float.parseFloat(input); /将字符串参数

24、转换为一个 float 值itemListindex.stroke = stroke;（4）mouseA监听鼠标单击、释放、进入、离开四个事件，当鼠标单击的时候，用e.getSource()先得到一个点的坐标初始化（x1，y1），再判断单击的是哪一个按钮，如果是绘制其它图形的按钮，那就光得到一个点（x1，y1）；如果是铅笔或者橡皮擦，则继续初始化第二个点的坐标（x2，y2），此时x1=x2，y1=y2，即鼠标单击绘出一个点，而这个点是用绘直线方式画出的，表示已绘制的图形个数的index+；如果是添加文字按钮，则弹出一个可以输入文字的对话框。当鼠标释放的时候，如果是铅笔或橡皮，同样得到一个点，如

25、果是绘制其它图形的基本按钮，那就光得到（x2，y2），关键代码如下：class mouseA extends MouseAdapterpublic void mousePressed(MouseEvent e)statusBar.setText("Mouse Pressed:"+e.getX()+","+e.getY()+"");itemListindex.x1 =e.getX();itemListindex.y1 =e.getY();if(currentChoice = 3|currentChoice = 13)itemListin

26、dex.x2= e.getX();itemListindex.y2= e.getY();index+;createNewItem();repaint();if(currentChoice = 14)itemListindex.x1 = e.getX();itemListindex.y1 = e.getY();String input;input = JOptionPane.showInputDialog("可以添加你想写的文字咯！");/可以输入内容的对话框itemListindex.s1 = input;itemListindex.x2 = f1;itemListinde

27、x.y2 = f2;/f1，f2用来存放当前字体风格itemListindex.s2 = stylel;index+;currentChoice = 14;createNewItem();drawingArea.repaint();public void mouseReleased(MouseEvent e)statusBar.setText("Mouse Released:"+e.getX()+","+e.getY()+"");if(currentChoice = 3|currentChoice = 13)itemListindex

28、.x1 = e.getX();itemListindex.y1 = e.getY();itemListindex.x2 = e.getX();itemListindex.y2 = e.getY();index+;createNewItem();repaint();（5）mouseB监听鼠标拖拽和移动，在鼠标拖拽的时候，由于鼠标的拖拽一定是在单击之后的，所以mouseA和mouseB的监听功能必须连在一起来分析，上面得知，如果事件源是铅笔或橡皮，鼠标单击就得到了第一个点，紧接着鼠标开始拖拽，拖拽的过程中，也一直在动态的得到点，只是第一个点的x2，y2一直在以点的长度动态增加，index+；如果事

29、件源是绘制其它图形的按钮，则鼠标在动态拖拽的过程中只需要，得到点（x2，y2）就好：class mouseB extends MouseMotionAdapterpublic void mouseDragged(MouseEvent e)statusBar.setText("Mouse Dragged:"+e.getX()+","+e.getY()+"");if(currentChoice = 3|currentChoice = 13)itemListindex-1.x2= itemListindex.x2= itemListinde

30、x.x1=e.getX();itemListindex-1.y2= itemListindex.y2= itemListindex.y1=e.getY();index+;createNewItem();elseitemListindex.x2 = e.getX();itemListindex.y2 = e.getY();repaint();public void mouseMoved(MouseEvent e)statusBar.setText("Mouse Moved:"+e.getX()+","+e.getY()+"");3.2

31、基本图形类3.2.1 父类Drawingsclass Drawings implements Serializableint x1,y1,x2,y2;int R,G,B;float stroke;int type;String s1,s2;void draw(Graphics2D g2d);3.2.2 子类（只列出部分）（1）铅笔：class Pencil extends Drawingsvoid draw(Graphics2D g2d)g2d.setPaint(new Color(R,G,B);g2d.setStroke(new BasicStroke(stroke);g2d.drawLin

32、e(x1, y1, x2, y2); （2）空心圆class Circle extends Drawingsvoid draw(Graphics2D g2d)g2d.setPaint(new Color(R,G,B);g2d.setStroke(new BasicStroke(stroke);g2d.drawOval(Math.min(x1, x2),Math.min(y1, y2),Math.max(Math.abs(x1-x2),Math.abs(y1-y2),Math.max(Math.abs(x1-x2),Math.abs(y1-y2);（3）实心圆class fillCircle e

33、xtends Drawingsvoid draw(Graphics2D g2d)g2d.setPaint(new Color(R,G,B);g2d.setStroke(new BasicStroke(stroke);g2d.fillOval(Math.min(x1, x2),Math.min(y1, y2),Math.max(Math.abs(x1-x2),Math.abs(y1-y2),Math.max(Math.abs(x1-x2),Math.abs(y1-y2);（4）橡皮擦：class Rubber extends Drawingsvoid draw(Graphics2D g2d)g2

34、d.setPaint(new Color(255,255,255);g2d.setStroke(new BasicStroke(stroke+7);g2d.drawLine(x1, y1, x2, y2);（5）文字class Word extends Drawingsvoid draw(Graphics2D g2d)g2d.setPaint(new Color(R,G,B);g2d.setFont(new Font(s2,x2+y2,(int)stroke)*30);if(s1!=null)g2d.drawString(s1, x1, y1);4 设计中的难点4.1多态与动态绑定绑定指的是一

35、个方法的调用与方法所在的类(方法主体)关联起来。对java来说，绑定分为静态绑定和动态绑定；或者叫做前期绑定和后期绑定。动态绑定：在运行时根据具体对象的类型进行绑定。若一种语言实现了后期绑定，同时必须提供一些机制，可在运行期间判断实际对象的类型，并分别调用相应的方法。JAVA中的多态就是借助动态绑定来实现的。先定义一个父类Drawings实现接口Serializable，里面定义一个draw()，然后所有的基本图形类都从父类继承，作为子类，它们都重写了父类的draw方法，但是每个draw()都不一样，在绘制任何形状的时候，只需要简单的调用父类的draw()即可，然后让程序动态的根据对象的类型，

36、决定使用哪个子类的draw方法，为了使画出的图形更加的美观，我在draw方法中使用了Graphics2D对象的引用。这样，有了多态的存在，就可以在不改变原程序的情况下，对其可以画出的图形进行扩展，丰富程序的功能。4.2重绘的理解当一个窗口被构造出来的时候，里面就有一支画笔，在这个窗口出现再次显示、或大小改变等情况的时候，窗口就需要被重画，只要窗口需要被重画，paint就会被自动调用。repaint的作用是让窗口进行强制重画，其内部调用了paint方法，所以整个窗口在调用repaint的时候，也会被重画。从而，我们可以理解图形系统共同采用的机制，它里面一定会有一个类似repaint()的方法，在窗口调用这个方法的时候，整个屏幕进行重画，而这个方法的调用