Java程序设计——GUI设计

一、目的

通过用户图形界面设计，掌握JavaSwing开发的基本方法。

二、实验内容与设计思想

实验内容：

课本验证实验：

Example10_6

图 1

Example10_7

图 2

图 3

Example10_15

图 4

设计思想：

①学生信息管理系统：

※结果截图：

图 5 窗口效果图

图 6 写入学生信息

图 7 写入学生信息成功

图 8 输入查询学生的ID

图 9 查询成功

图 10 存储学生信息的文件

图 11 加载学生信息成功

图 12 输入查询加载后学生的ID

图 13  查询成功

图 14 输入不存在的学生ID(异常处理)

※设计思路：

1、该应用程序通过一个图形用户界面(GUI)允许用户输入和查看学生信息。

2、用户可以通过"Save"按钮保存输入的学生信息，"Load"按钮加载已保存的学生信息，"Query"按钮3、查询特定学生信息。

4、学生信息包括ID，姓名，年龄，专业，以及性别。

5、为了实现对学生信息的存储和查询，程序使用了Java中的HashMap数据结构。

※主要代码结构：

1、在StudentInfoGUI构造函数中，初始化组件并添加事件监听器。

2、定义三个按钮：“Save”，“Load”和“Query”，并为每个按钮添加一个动作监听器。

3、定义一个JPanel并添加组件以显示学生信息。

4、定义三个私有方法：saveStudentInfo(), loadStudentInfo() 和 queryStudentInfo()。这些方法处理按钮的点击事件。

5、在主窗口中显示所有组件。

※主要代码段的文字分析：

1、JTextField idField, nameField, ageField, majorField;：这些是用于输入学生信息的文本框。

2、JCheckBox maleCheckBox, femaleCheckBox;：这些是用于选择学生性别的复选框。

3、JTextArea outputArea;：这是一个文本区域，用于显示输出信息。

4、Map<String, Student> students;：这是一个HashMap，用于存储学生信息。键是一个字符串（学生的ID），值是一个Student对象。

5、saveButton.addActionListener(new ActionListener() {...});：为"Save"按钮添加一个动作监听器，当点击该按钮时，调用saveStudentInfo()方法。

6、loadButton.addActionListener(new ActionListener() {...});：为"Load"按钮添加一个动作监听器，当点击该按钮时，调用loadStudentInfo()方法。

7、queryButton.addActionListener(new ActionListener() {...});：为"Query"按钮添加一个动作监听器，当点击该按钮时，调用queryStudentInfo()方法。

8、JPanel panel = new JPanel(new GridLayout(7, 2));：创建一个新的JPanel并设置其布局为7行2列的网格布局。

9、panel.add(new JLabel("ID:")); panel.add(idField);：向面板添加标签和文本框以输入学生ID。

10、panel.add(new JLabel("Name:")); panel.add(nameField);：向面板添加标签和文本框以输入学生姓名。

11、panel.add(new JLabel("Age:")); panel.add(ageField);：向面板添加标签和文本框以输入学生年龄。

12、panel.add(new JLabel("Major:")); panel.add(majorField);：向面板添加标签和文本框以输入学生专业。

三、实验使用环境

Eclipse集成开发环境

四、实验小结

一、实验中遇到的问题及解决过程

在本次实验中，我遇到了以下几个问题：

1. 对题目理解不准确：在实验初期，由于没有仔细审题，导致我对实验任务的要求理解不准确。后来通过与同学和老师交流，我逐渐明确了实验任务的目标和要求。

2.代码逻辑错误：在编写代码的过程中，我发现自己的代码逻辑有错误，导致程序无法正常运行。经过仔细排查和调试，最终找到了问题所在并进行了修复。

3.技术难点：在实验过程中，我遇到了一些技术难点，比如如何使用Java中的多线程等。通过查阅相关资料和请教同学，我逐渐掌握了这些技术难点。

二、实验中产生的错误及原因分析

在实验中，我主要出现了以下几个错误：

1.语法错误：在编写代码的过程中，由于疏忽大意，导致出现了语法错误。这些错误在编译阶段就被发现并及时修复。

2.逻辑错误：由于代码逻辑复杂，我在编写代码的过程中出现了逻辑错误。这些错误在测试阶段被发现，并通过调试进行了修复。

3.运行错误：由于环境配置问题或者代码本身的问题，导致程序在运行时出现了错误。这些错误通过仔细排查和调试得到了解决。

三、实验体会和收获

通过本次实验，我获得了以下体会和收获：

1.仔细审题：在实验开始前，一定要仔细审题，明确实验任务的目标和要求。这样可以避免在实验过程中走弯路。

2.多交流：在实验过程中，要多与同学和老师交流，共同解决问题。这样可以拓宽自己的思路，学到更多的知识。

3.善于总结：在实验结束后，要善于总结自己的实验结果和经验教训。这样可以加深对知识的理解和记忆，为以后的实验打下良好的基础。

四、结论

通过本次Java程序设计实验，我深入了解了Java语言的基本特性和编程方法，掌握了多线程等复杂技术的使用方法。虽然在实验过程中遇到了一些问题和挫折，但通过不断地学习和探索，我最终成功地完成了实验任务。这次实验让我更加深刻地认识到编程的复杂性和挑战性，同时也让我更加坚定了自己学习编程的决心和信心。我相信在未来的学习和工作中，我会更加努力地学习和掌握更多的编程知识和技能。

五、参考文献

[1]耿祥义,张跃平，Java面向对象程序设计（第3版） ,清华大学出版社,2020

六、源代码附件

第一题：

package test;

import javax.swing.*;

import java.awt.*;

import java.awt.event.ActionEvent;

import java.awt.event.ActionListener;

import java.io.*;

import java.util.HashMap;

import java.util.Map;

public class StudentInfoGUI extends JFrame {

    private JTextField idField, nameField, ageField, majorField;

    private JCheckBox maleCheckBox, femaleCheckBox;

    private JTextArea outputArea;

    private Map<String, Student> students;

    public StudentInfoGUI() {

        students = new HashMap<>();

        idField = new JTextField(10);

        nameField = new JTextField(10);

        ageField = new JTextField(10);

        majorField = new JTextField(10);

        maleCheckBox = new JCheckBox("Male");

        femaleCheckBox = new JCheckBox("Female");

        outputArea = new JTextArea(10, 30);

        outputArea.setEditable(false);

        JButton saveButton = new JButton("Save");

        JButton loadButton = new JButton("Load");

        JButton queryButton = new JButton("Query");

        saveButton.addActionListener(new ActionListener() {

            @Override

            public void actionPerformed(ActionEvent e) {

                saveStudentInfo();

            }

        });

        loadButton.addActionListener(new ActionListener() {

            @Override

            public void actionPerformed(ActionEvent e) {

                loadStudentInfo();

            }

        });

        queryButton.addActionListener(new ActionListener() {

            @Override

            public void actionPerformed(ActionEvent e) {

                queryStudentInfo();

            }

        });

        JPanel panel = new JPanel(new GridLayout(7, 2));

        panel.add(new JLabel("ID:"));

        panel.add(idField);

        panel.add(new JLabel("Name:"));

        panel.add(nameField);

        panel.add(new JLabel("Age:"));

        panel.add(ageField);

        panel.add(new JLabel("Major:"));

        panel.add(majorField);

        panel.add(new JLabel("Gender:"));

        panel.add(maleCheckBox);

        panel.add(new JLabel(""));

        panel.add(femaleCheckBox);

        JPanel buttonPanel = new JPanel();

        buttonPanel.add(saveButton);

        buttonPanel.add(loadButton);

        buttonPanel.add(queryButton);

        Container container = getContentPane();

        container.setLayout(new BorderLayout());

        container.add(panel, BorderLayout.CENTER);

        container.add(buttonPanel, BorderLayout.SOUTH);

        container.add(new JScrollPane(outputArea), BorderLayout.EAST);

        setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

        setSize(500, 300);

        setVisible(true);

    }

    private void saveStudentInfo() {

        String id = idField.getText();

        String name = nameField.getText();

        int age = Integer.parseInt(ageField.getText());

        String major = majorField.getText();

        String gender = maleCheckBox.isSelected() ? "Male" : "Female";

        Student student = new Student(id, name, age, major, gender);

        students.put(id, student);

        try (ObjectOutputStream outputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("students.dat"))) {

            outputStream.writeObject(students);

            JOptionPane.showMessageDialog(this, "Student information saved successfully!");

        } catch (IOException ex) {

            JOptionPane.showMessageDialog(this, "Error saving student information: " + ex.getMessage(), "Error", JOptionPane.ERROR_MESSAGE);

        }

    }

   private void loadStudentInfo() {

        try (ObjectInputStream inputStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream("students.dat"))) {

            students = (Map<String, Student>) inputStream.readObject();

            JOptionPane.showMessageDialog(this, "Student information loaded successfully!");

        } catch (IOException | ClassNotFoundException ex) {

            JOptionPane.showMessageDialog(this, "Error loading student information: " + ex.getMessage(), "Error", JOptionPane.ERROR_MESSAGE);

        }

    }

    private void queryStudentInfo() {

        String id = JOptionPane.showInputDialog(this, "Enter student ID:");

        if (students.containsKey(id)) {

            Student student = students.get(id);

            outputArea.setText(student.toString());

        } else {

            outputArea.setText("Student not found.");

        }

    }

    public static void main(String[] args) {

        SwingUtilities.invokeLater(new Runnable() {

            @Override

            public void run() {

             StudentInfoGUI win = new StudentInfoGUI();

                win.setTitle("学生信息管理系统");

            }

        });

    }

}

class Student implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private String id;

    private String name;

    private int age;

    private String major;

    private String gender;

    public Student(String id, String name, int age, String major, String gender) {

        this.id = id;

        this.name = name;

        this.age = age;

        this.major = major;

        this.gender = gender;

    }

    @Override

    public String toString() {

        return "ID: " + id + "\nName: " + name + "\nAge: " + age + "\nMajor: " + major + "\nGender: " + gender;

    }

}