基于MVC模型的swing图形组件的设计

作者简介：郑三红(1971—) 男，湖南新田人，硕士研究生。研究方向为业务流程管理，设计模式，J2EE ， 基于MVC 模型的swing 图形组件的设计

郑三红, 李长云

(湖南大学软件学院 长沙410082)

摘要：介绍了java 基础类库 swing 包中图形组件的组成和设计的原则，从模型、视图、控制这三部分与树的对应部分来说明图形包的设计和实现，使swing 中对图这种数据结构也能可视化表示，对完善swing 的体系结构有着重要的意义。

关键词： java 图形 MVC 模型 设计模式

中图分类号:ＴP317.1

Design the JGraph Swing Component Base on MVC Pattern

ZHENG San-hong,LI Chang-yui

(Software School in Hunan University,Changsha 410082)

Abstract

This paper provides a description of the JGraph component and the design principle. From model 、view 、control we outlines the main differences and consequences on the API between JGraph and JTree ，that make the data structure of graph be visible, and have a meaningful for the integrity of the swing package

Key word Graph MVC JTree design-pattern

1. 引言

java swing 包中对集合、线性结构、树结构，表等数据结构都有相应的包如Collection 、JList 、JTree 、JLable 来表示，但遗憾的是对图或网这种数据结构（注这里的图指的是基于图论的概念，既任何有联系的对象的网络结构，而不是功能性画图）却没有一种包来体现。而图在现实生活中有着重要的应用。因此，开发一个个基于图论的java 图形包就显得十分必要。对于完善swing 包体系有着重要的意义。

2. MVC 模式介绍

面向对象软件最大的好处之一就是复用，不是解决任何问题都要从头做起。在众多的软件开发过程中，人们发现了许多问题都可以运用以前的设计方案解决现在的问题。设计模式也就应运而生，简单地说，设计模式是对反复出现的设计问题的重复解决方案。在众多的设计模式中，有一种模型-视图-控制模式，简称MVC 模式。这个模式是一种通用的框架，它由三部分组成，如图1所示：

图1 MVC 模型 图2 swing 模型-代理模式

模型Model 负责维护组件的状态，在视图View 中显示模型所代表的数据，控制器Controller 执行事件处理，改变和查看数据。采用MVC 模式好处是数据的表示、存储和控制分开，各个部分互相协作，共同完成一个任务

3. 基于MVC 的JAVA SWING 图形包设计

已有的swing 包的组件设计和实现中，完全采用了MVC 模型的一个延伸模式——模型-代理模型。如图2所示：

每个swing组件Component中含有一个模型Model，一个用户接口代理(UI-delegate)组成，其中代理类封装了视图和控制部分。

提供一个完全与Swing中的组件兼容的基于图的数学理论以及swing包中的用户接口库的组件，通过这两者的结合，能可视化的表示图这种数据结构。

Swing作为java的基础库,已经为众多程序员所熟悉。采取与swing的体系结构一致的架构，能达到减少学习成本，充分复用现有的代码，缩短开发时间降低成本的效果。

swing包中所有已实现的这些数据结构中，以树最为复杂，最接近图，而且树可看成是图的一种特例。我们可以仿照树的设计和实现来设计和实现图这种数据结构。

3.1总体框架

在swing包中，用JTree来代表对这种组件。同样，用JGraph来表示图这种组件。树的大体结构如图所示：

图3 JTree的总体框架图4 JGraph的总体框架

其中JTree是组件，TreeModel是模型Model,TreeUI是代理,封装了Control和View。与此类似，也可设计图一些类和结口如上图所示：其中JGraph是组件，GraphModel是模型,GraphUI是代理，封装了Control和View。

了解了图的功能需求后，下面，我将以模型、视图、控制这三部分与树的对应部分来说明图形包的组成和实现。

3.2模型类设计

模型部分主要提供图的数据，在JTree包

中用TreeModel接口类来表示树的模型。同样，

可定义图的模型接口类GraphModel。JTree的

元素为TreeNode,并有一个默认的实现类

DefaultMutableTreeNode,而图的元素包括三个

部分，因此它的元素设计如图5。

图5 图的元素层次关系

顶点、边、端口以及它们的连接信息组成了图的结构（graph structure）。除此之外，还有一种整体与部分结构，称为组结构。比如右图由顶点A、B、C和联接边1、2组成了图的结构，

但如果把AB看成一个组的话，则顶点A包

括顶点a,作为它的孩子，顶点B包括b0,b1

作为它的孩子。

为了表示图结构改变，用ConnectSet

类来表示，用ParentMap来表示父亲和孩子这种组结构。图6 图的组结构JTree中定义了树的选择模型接口TreeSelectionModel和它的默认实现类DefualTreeSelectionModel，同样，在图中定义GraphSelectionModel和它的默认实现类DefualGraphSelectionModel。在TreeModel类中定义了对树模型状态的提取操作和监听树模型事件的方法。由于图的复杂性，类GraphModel必须具备的操作有层次、图结构、组结构，改变模型（插入、删除、修改）以及监听两个事件。

3.3视图类设计

视图部分是数据的表示。在JTree中，

有一个类AbstractLayoutCache用来表示树

的视图，同样，我们用GraphLayoutCache

来代表图的视图。然而树的视图毕竟简单

得多，树的可见性只有展开和收缩两种状

态，并且各个结点的视图基本一致。而图

中元素很多，并且位置、大小由用户随意

调整。所以必须区别不同的元素，产生不

同的结点视图，再由这些单独的视图组成

图的整体视图。因此就有了图7所示的各

种视图类的层次关系。图7 图的视图类层次关系视图是模型的表示，因此必须有一个类来联接模型和视图，这个类我们定义为CellMapper。同时，图中每个类都处于一个上下文中，比如顶点A和B相连，现在通过鼠标移动B，虽然并没有选择它们的边，但显然，它们之间的连接边也必须移动，其中的属性必须要在一个类中得到体现，这个类取名为GraphContext类。并且用来产生临时视图（移动和拷贝时）。

3.4控制类设计

控制定义了用户的输入事件和选择模式在模型和视图之间的映射关系。在JTree包中，有一个TreeUI和它的继承类BasicTreeUI。仿照JTree的实现，这里也定义了一个GraphUI类和一个BasicGraphUI类。对树的编辑和渲染控制定义了两个接口类TreeCellEditor、TreeCellRenderer和它们的默认实现类DefaultTreeCellEditor，DefaultTreeCellRenderer。同样，图中也对应有两个接口类

GraphCellEditor和CellViewRenderer。

定义GraphCellEditor的默认实现类为

DefaultGraphCellEditor。由于有三种

CellView接口，所以对应有三种渲染器

PortRenderer、VertexRenderer和图8 图的渲染器类关系EdgeRenderer类。它们之间的关系如

图8所示。

元素处理器：是一个全新的概念。因为以往的swing对象只支持就地编辑，其位置和大小一旦定下来后就不能再改变。而在图中，元素的位置和大小经常改变，因此，必须有一个方法来实现这些功能。在图中定义了一个接口CellHandle和它的三个实现类SizeHandle、EdgeHandle和RootHandle。其中SizeHandle类用来改变元素的大小，EdegeHandle用来处理联接，RootHandle用来处理元素移动。

在JTree包中，事件有TreeModelEvent、TreeSelectEvent和它们的监听者接口TreeModelListener、TreeeSelectListener。同样，在图中我们也定义了GraphModelEvent、GraphSelectEvent和GraphModelListener、GraphSelectListener。

swing包中有UndoManager,为了使图形包也具有撤销和重做的历史记录功能这种功能，可以继承出一个GraphUndoManager类，覆盖父类的方法和扩充与图相应的方法。

3.5 可扩展点

总的来说，以上的设计由于首先定义好由于了图形包的接口类，规定了这些类的公共的方法，以及从这些接口继承面来的抽象类，定义一个公共的实现方法。最后定义一个默认的实现类。从应用的角度出发，如果默认的实现类可以满足要求，那么就可直接用这个类，否则，从默认的实现类中继承，重载不满足特殊要求的方法。这样，完全满足了可复用的图形包的设计要求。

4.小结和下一步的工作

根据swing中JTree包的设计和实现，基于MVC模式，找出树与图的相同点和区别，可方便地设计实现图这种数据结构。

下一步工作，是设计和实现一些类，用来把图转化成XML语言和SVG格式。方便不同图形工具之间的格式的交换与共享。

参考文献

[1] Gamma, Helm, Johnson, and Vlissides, Design Patterns, Addison-Wesley, 1995.

[2] JTree API Specification,

https://www.docsj.com/doc/d112569979.html,/j2se/1.4/docs/api/javax/swing/JTree.html, Sun Microsystems.

[3] https://www.docsj.com/doc/d112569979.html,

[4] The Swing Tutorial, https://www.docsj.com/doc/d112569979.html,/docs/books/tutorial/index.html, Sun Microsystems.

[5] Geary, Graphic Java 2, Volume III: Advanced Swing (3rd Edition), Sun Microsystems, 1999.

java图形界面之电子算盘

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import java、awt、Color; //导入 import java、awt、GridLayout; import java、awt、Container; import javax、swing、JLabel; import javax、swing、JButton; import javax、swing、ImageIcon; import javax、swing、JPanel; import javax、swing、JFrame; import javax、swing、JTextField; import java、awt、event、*; public class Calculator extends JFrame{ public int totalNumber; public int t = 0; public boolean[] isAddFive = new boolean[5]; public int number[] = new int[5]; public ImageIcon picture = new ImageIcon(System、getProperty("user、 dir") + "/算珠、jpg" ); //添加图片 public ImageIcon picture1= new ImageIcon(System、getProperty("user、 dir") + "/算珠1、jpg" ); Container con = getContentPane(); JPanel j1 = new JPanel(); JPanel j2 = new JPanel(); JPanel j3 = new JPanel(); JPanel time=new JPanel(); JLabel q = new JLabel(); JLabel nA = new JLabel(); JLabel Time=new JLabel(new ImageIcon("、/时钟、jpg")); //添加时钟标签的图片 JTextField a = new JTextField(); JButton Buttons_1[][] = new JButton[2][5]; JButton Buttons_2[][] = new JButton[5][5]; GridLayout gl_1 = new GridLayout(2,5); GridLayout gl_2 = new GridLayout(5,5); GridLayout gl_3 =new GridLayout(); public Calculator() { super("电子算盘"); setDefaultCloseOperation(JFrame、EXIT_ON_CLOSE); setBounds(100,100,600,400); setVisible(true); setLayout(null); AbacusPanel(); } public void AbacusPanel() // 算盘面板

java图形化界面练习及答案

作业标题：第四次练习题（总分：得分：分）一、单选题（共有题目15题,共计分） 1. 下列属于容器的组件有 A. JButton B. JPane C. Canvas D. JTextArea 学生的答案: B 标准答案: B 该题分数: 学生得分: 分 2. 下列方法中，不属于WindowListener接口的是A. windowOpened() B.

windowClosed() C. windowActivated() D. windowAdapter 学生的答案: D 标准答案: D 该题分数: 学生得分: 分 3. 下列不属于Swing中组件的是( )。 A. JPanel B. JTable C. Menu D. JFrame 学生的答案: C 标准答案: C 该题分数:

学生得分: 分 4. 以下Swing组件中哪一个不是顶层容器组件( )。 A. 框架 B. 对话框 C. 面板 D. 小程序 学生的答案: C 标准答案: A 该题分数: 学生得分: 0分 5. 对于Swing基本控件单选框，若要使两个单选框对象之间具有相互排斥的关系，需要( )。 A. 创建两个单选框对象时定义相同的对象名 B. 将两个单选框对象放在同一个面板上

定义一个ButtonGroup对象group，将两个单选框对象加到group中D. 让两个单选框排成一行或一列 学生的答案: C 标准答案: C 该题分数: 学生得分: 分 6. 容器被重新设置大小后，( )布局管理器的容器中的组件大小不随容器大小的变化而改变。 A. CardLayout B. FlowLayout C. BorderLayout D. GridLayout 学生的答案: B 标准答案: B 该题分数: 学生得分: 分

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加法: 主要代码: private void initComponents() { jButton1 = new javax、swing、JButton(); jButton2 = new javax、swing、JButton(); jButton3 = new javax、swing、JButton(); jButton4 = new javax、swing、JButton(); jButton5 = new javax、swing、JButton(); jButton6 = new javax、swing、JButton(); jButton7 = new javax、swing、JButton(); jButton8 = new javax、swing、JButton(); jButton9 = new javax、swing、JButton(); jButton10 = new javax、swing、JButton(); jButton11 = new javax、swing、JButton(); jButton12 = new javax、swing、JButton(); jButton13 = new javax、swing、JButton(); jButton14 = new javax、swing、JButton(); jButton15 = new javax、swing、JButton(); jTextField1 = new javax、swing、JTextField(); setStub(null); jButton1、setText("3"); jButton1、addActionListener(new java、awt、event、

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功能符的控制和数据的输入输出显示。利用Swing控件，数据的输入由0~9这10个按钮来表示，用“+”、“-”、“*”、“/”、“1/x”、“%”、“sqrt”这7个按钮来表示加、减、乘、除、求倒、取余、开方运算，用“.”和“±”这2个按钮来表示小数点和正负号，用“Back”、“CE”和“C”这3个按钮来表示退格、复位和清零的功能，数据的输入输出显示由文本字段来表示。将计算器的总体界面设计好后，再将代码分别写入不同的按钮的源程序中。 我要完成的一项改进，即添加一个拥有千位符分隔符功能的按钮，按下这个按钮能够在输入的一串数字中每三位加入一个逗号并且显示出来。我要在之前的界面设计的基础上多添加一个按钮“$”来表示千位符分隔符，并且将功能代码写入这个按钮的源程序中。 三、程序流程图，程序清单与调用关系 1. 程序流程图：

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因此，我设计了以下核心算法 public void actionPerformed(ActionEvent e) { if(e.getSource()==button_b) { double wage=Double.parseDouble((String)text_wage.getText()); double tax = 0; if(wage<=3500) tax=0; if(wage>3500&&wage<=5000) tax=(wage-3500)*0.03; if(wage>5000&&wage<=8000) tax=(wage-3500)*0.1-105; if(wage>8000&&wage<=12500) tax=(wage-3500)*0.2-555; if(wage>12500&&wage<=38500)

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对象 Font fnt = new Font("Serief",Font.ITALIC + Font.BOLD,28) ; lab.setFont(fnt) ; frame.add(lab) ; // 将组件件入到面板之中 Dimension dim = new Dimension() ; frame.setBackground(Color.WHITE) ;//设置窗体的背景颜色 dim.setSize(200,70) ; frame.setSize(dim) ; Point point = new Point(300,200) ; // 设置坐标 frame.setLocation(point) ; frame.setVisible(true) ; } }; 【实验结果】 【该程序关键技术说明】 JFrame作为基本容器用于创建窗口。 JLabel作为标签组件用于在窗口上的显示。

JAVA综合图形界面程序的设计说明

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