小小画图板开发——JAVA课程设计报告

移动互联开发课程设计报告题目：小小画图板开发班 级：姓 名：学 号： 组 员：目录一：程序设计的目的和意义二：程序设计： （一）：程序基本组成框架和结构 （二）：画图板相关操作三：系统功能设计分析四：程序结构说明五：程序绘图效果示意图六：程序源代码及其分析说明七：总结小小画图板开发一 ：程序设计的目的和意义用过微软Windows操作系统的人一定都对Windows自带的画图板非常的熟悉。同图像处理软件界的“大哥大”Photoshop比起来，它虽然不及Photoshop的功能强大、内容丰富，但是作为Windows一直以来都内带的附件程序，它具有小巧玲珑、简单实用等其它绘图软件所不具备的优点。同时它的风格也被许多其它绘图软件所效仿。通过本绘图程序的编写，我们可以看到如何运用自己已经掌握的知识，自己动手来完成一个Java绘图程序，通过整个流程的熟悉以及对程序组织结构和框架的理解，也可以极大的促进我们对Java程序和面向对象程序设计的认识和掌握。通过本次课程的学习，我们可以更加系统地学习和了解如何从整体上设计和实现一个程序，这对我们今后学习、开发和设计更大更复杂的程序有着很大的帮助。二 ：程序设计本程序完成的是一个类似于Windows画图板的绘图程序。由于不是开发和设计专业的绘图和图像制作软件，所以，完成的程序的简单功能包括以下几项：1. 新建一个空白图形文件：用于绘制新的图形。2. 打开或保存一个图形文件，便于对图形文件的管理。3. 绘制一些基本的画图组件：直线、矩形、实心矩形、椭圆、实心椭圆、圆、实心圆、圆角矩形、实心圆角矩形等。4. 可以用鼠标在绘图面板上单击拖动进行随笔画。5. 橡皮擦：可以将已绘制好的图形擦掉。6. 添加文字：可以在绘图区域内添加文字。7. 选择文字的字体：通过一个下拉式的选择条，可以选中所需要的字体。本程序中包括：宋体、隶书、华文彩云、仿宋_GB2312、华文行楷、方正舒体、Times New Roman、Serif、Monospaced、SonsSerif、Garamond。当然，在下面的的程序分析中可以看到，由于我们灵活设置了字体数组，是的可以随意添加系统支持的任何字体。大大方便和简化了程序设计。8. 选择文字的字体风格：通过两个复选框按钮，可以选择需要的字体风格，包括：粗体、斜体，使用者有三种选择方式，包括：同时选中两者、只选择其中一种、两者都不选中。9. 设置画笔的颜色：可以选择当前绘制图形的画笔颜色，让图形更加丰富多彩、生动活泼。10. 设置画笔的粗细：该选项在作用于基本图形组件和文字时，它的效果是不一样的。当作用于绘制图形组件时，它的作用是改变画笔绘制线条的粗细；当作用于文字时，它的作用是改变文字的大小。由此可以看到，虽然我们的画图板程序不及那些专业的绘图程序，但是，“麻雀虽小，五脏俱全”，它已经具备了一个绘图软件所应该有的基本功能和操作。通过对本程序的分析，我们可以更加系统地学习和了解如何从整体上设计和实现一个程序。（一）：程序基本组成框架和结构1. 一组基本图形按钮，包括：Pencil（随笔画）、Line（直线）、Rect（矩形）、FRect（实心矩形）、Oval（椭圆）、FOval（实心椭圆）、Circle（圆）、FCircle（实心圆）、RoundRect（圆角矩形）、FrRect（实心圆角矩形）、Rubber（橡皮擦）、Word（文字）。这些基本图形都继承于同一个父类：drawings。drawings 具有变量（属性）：int x1,x2,y1,y2; /用来存放相应图形元素的坐标int R,G,B; /用来存放图形色彩颜色信息float stroke; /用来存放画笔粗细int type; /用来保存图形类型String s1; /用来保存输入文字字符串String s2; /用来保存字体类型字符串同时，drawing还具有方法：void draw ( Graphics2D g2d ) ;draw()方法中用到了Java绘图里面的Graphics2D类，所有继承drawings类的图形子类都重写了此方法。这就是Java程序中类的继承的概念。它对于程序代码的重用是很重要的，将极大的方便和简略程序代码。2. 此外，程序中还包括一下三个基本操作按钮： 新建（New）：新建一个图形文件。 打开（Open）：打开一个图形文件。 保存（Save）：保存当前图形文件。3. 选择颜色和设置当前画笔粗细的按钮分别为：颜色（Color）、线条粗细（Stroke）。4. 选择当前字体风格的选择框为：粗体（BOLD）、斜体（ITALIC），用以设置当前字体的风格。5. 选择当前字体的下拉式复选框为：Styles。6. 菜单条及其组成： 文件（File）菜单项，包括：New（新建一个图形文件）、Load（打开一个图形文件）、Save（保存当前图形文件）、Exit（退出程序）。 颜色（Color）菜单项：用来设置当前颜色。 线条粗细（Stroke）菜单项：用来设置当前画笔粗细。 帮助（Help）菜单项：有关的程序帮助提示。完成的程序界面效果如下图：（二）：画图板相关操作1. 新建一个图形文件单击工具栏上的图标，或选择FileNew菜单，则清除当前所绘制的图像，回到初始画面。2. 打开已有的文件单击工具栏上的图标，或选择FileLoad菜单，则清除当前所绘制的图像，并弹出打开文件对话框要求选择要打开的文件。如下图：3. 保存单击工具栏上的图标，或选择FileSave菜单，则弹出要求保存文件对话框。如下图：4. 绘制基本图形基本图形包括以下几种：Pencil：随笔画，图标为：。Line：直线，图标为：。Rect：矩形，图标为：。FRect：实心矩形，图标为：。Oval：椭圆，图标为：。FOval：实心椭圆，图标为：。Circle：圆，图标为：。FCircle：实心圆，图标为：。RoundRect：圆角矩形，图标为：。FrRect：实心圆角矩形，图标为：。Rubber：橡皮擦，图标为：。绘图时，单击工具栏上相应图形的图标，然后用鼠标拖动，在绘图区域内进行绘图即可。5. 设置画笔大小单击工具栏上的图标，或单击StrokeSet Stroke菜单，则弹出相应的设置当前画笔粗细对话框。如下图：6. 选择颜色单击工具栏区域，或单击ColorChoose Color菜单，则弹出相应的选择当前画图颜色对话框。如下图：7. 选择字体风格在工具栏区域 ，可以选择相应的字体风格，有粗体、斜体和粗斜体三种可供选择。8. 选择字体在工具栏区域，可以选择字体，本程序中有如下几种字体可供选择：宋体、隶书、华文彩云、仿宋_GB2312、华文行楷、方正舒体、Time New Roman、Serif、Monospaced、SonsSerif、Garamond。三 ：系统功能设计分析画板主要由以下几个部分组成：1. 主窗体的设计。主类（QingDrawPad）用来生成主界面，完成画图板的主要框架。主类由JFrame派生出来。主界面由菜单栏、工具栏和画图区域三部分组成，布局格式采用BorderLayout布局形式。2. 菜单栏和工具栏的设计。菜单栏包括文件菜单栏、颜色菜单栏、线条粗细菜单栏和提示菜单栏。其中文件菜单栏包括文件的新建、打开、保存等选项；颜色菜单栏可以进行颜色选择；线条粗细菜单栏设置线条的粗细；提示菜单栏给出提示信息。工具栏由新建、打开和保存文件按钮、基本图形的按钮、选择字体风格复选框和字体下拉列表框组成。在主类中添加并对菜单栏和工具栏添加事件监听。3. 事件响应的处理。对菜单栏、工具栏和用鼠标画图的事件响应进行处理。 菜单栏中文件的新建、打开和保存菜单事件的处理：Java把每个文件都视作顺序字节流。如果要在Java中进行文件处理，则必须用到Java.io包。这个包定义了一些流类，选用FileInputStream（从文件中读入数据）和FIleOutputStream（向文件输出数据），通过建立这些文件的对象便可以打开文件。这些流相应地从InputStream和OutputStream派生，这些文件均使用文件流，所以必须将文件结构化以适应程序的要求。我们需要对保存的对象序列化，然后以输出流的方式保存。在程序中用newFile（）、loadFile（）和saveFile（）三个函数分别实现文件的新建、打开和保存。 工具栏事件的处理：主要有一些Button组成。我们用ButtonHandler内部类处理基本单元事件，ButtonHandler1内部类处理新建、打开和保存文件按钮，在画图类DrawPanel中定义CreateNewItem（）函数处理工具栏中的画图事件。 鼠标画图：由于画图板主要是用来画图，所以需要在程序中添加对鼠标按下、拖动、进入、退出、移动和单机事件进行监听并进行处理。内部类mouseA定义了完成鼠标按下、松开、进入、退出事件响应。内部类mouseB完成鼠标拖动和移动事件响应。4. 画图的基本功能。在程序设计中用到了动态绑定，我们可以提取他们的公共属性，先建立一个父类，然后建立各个子类，继承父类中的方法并将父类中的draw函数重写。一些关于图形形状的类，最主要是用于画图、字体和橡皮擦等基本类型。如Circle、Triangle、Rectangle，它们都是有超类（Object类）派生的。在面向对象编程中，每个类都有画出自己的能力，每个类都有自己的draw函数，但每种形状的draw函数都不一样，但在绘制任何形状时，只需简单调用父类drawing的draw方法，然后让程序动态地根据对象的类型决定使用哪个子类的draw方法。为了使画出的图形更加美观，我们在draw函数中使用了Graphics2D的对象的引用。这样可以在不改变原程序的情况下，添加扩展的图形，是程序变得更加强大。同时，为了文件的保存，父类实现Serialize接口，将对象线性化。四 ：程序结构说明本程序主体为一个文件：QingDrawPad.java。其中包括的程序段有： QingDrawPad（）：构造函数，用以初始化。 chooseColor（）：选择当前绘图颜色程序段。 setStroke（）：设置当前画笔粗细程序段。 loadFile（）：调用图形文件程序段。 newFile（）：新建一个图形文件程序段。 saveFile（）：保存当前所绘制图形程序段。 creatNewItem（）：新建一个基本图形单元程序段。相应的内部类有： ButtonHandler：用来处理基本图形单元的按钮事件。 ButtonHandler1：用来处理New、Open、Save三个操作按钮的按钮事件。 DrawPanel：用来创建绘图区域的子类。 MouseA：继承了MouseAdapter，用来完成鼠标相应事件的操作，如单击、松开、进入和离开等。 MouseB：继承了MouseMotionAdapter，用来完成鼠标拖动和鼠标移动的相应事件操作。此外，还继承了父类drawings的基本图形子类，如前所述，这里不再重复。五 ：程序绘图效果示意图我们可以看到，整个程序界面很简洁，而且界面操作、提示内容全部是中文，一目了然。在左上方的菜单栏里有文件、颜色、线条粗细、帮助4个下拉式菜单，可以对绘图文件进行相应的操作。下面一排是工具栏的工具按钮，从左到右依次为：新建文件、打开文件、保存文件、随笔画、直线、空心矩形、实心矩形、空心椭圆、空心圆、实心圆、空心圆角矩形、实心圆角矩形、橡皮擦、颜色选择按钮、线条粗细设置按钮、文字添加按钮、粗体字体选择框、斜体字体选择框、字体选择下拉式选择框。整个工具栏是可以拖动的，可以将它拖动到程序窗口的任意位置。工具栏下面的整个白色区域就是绘图区域，即绘图面板，它的大小可以随着窗口的大小自动调整。在窗口的最底部是程序设计作者标注，以及鼠标状态提示条，可以显示当前的鼠标状态，包括进出窗口、移动、单击、松开等。具体效果如下列图所示： 六 ：程序源代码及其分析说明package WuDrawPad;import java.awt.*;import java.awt.geom.*;import java.awt.event.*;import javax.swing.*;import java.io.*;import java.util.*;public class QingDrawPad extends JFrame /主类，扩展了JFrame类，用来生成主界面 private ObjectInputStream input; private ObjectOutputStream output; /定义输入输出流，用来调用和保存图像文件 private JButton choices; /按钮数组，存放以下名称的功能按钮 private String names = New, Open, Save, /这三个是基本操作按钮，包括新建、打开、保存 /*下面是我们的画图板上面有的基本的几个绘图单元按钮*/ Pencil, Line, Rect, FRect, Oval, FOval, Circle, FCircle, RoundRect, FrRect, Rubber, Color, Stroke, Word ; private String styleNames= 宋体 , 隶书 , 华文彩云 , 仿宋_GB2312 , 华文行楷 , 方正舒体 , Times New Roman , Serif , Monospaced , SonsSerif , Garamond ; private Icon items; private String tipText= /这里是鼠标移动到相应按钮上面上停留时给出的提示说明条 新建一个文件, 打开一个文件, 保存当前文件, 绘制线条, 绘制直线, 绘制空心矩形, 绘制实心矩形, 绘制空心椭圆, 绘制实心椭圆, 绘制空心圆形, 绘制实心圆形, 绘制空心圆角矩形, 绘制实心圆角矩形, 橡皮擦, 选择颜色, 设置线条粗细, 输入文字 ; JToolBar buttonPanel ; /定义按钮面板 private JLabel statusBar; /显示鼠标状态的提示条 private DrawPanel drawingArea; /画图区域 private int width=850,height=550; drawings itemList=new drawings5000; /用来存放基本图形的数组 private int currentChoice=3; /设置默认画图状态为随笔画 int index=0; /当前已经绘制的图形数目 private Color color=Color.black; /当前画笔颜色 int R,G,B; /用来存放当前色彩值 int f1,f2; /用来存放当前字体风格 String style1; /用来存放当前字体 private float stroke=1.0f; /设置画笔粗细，默认值为1.0f JCheckBox bold,italic; /bold为粗体，italic为斜体，二者可以同时使用 JComboBox styles; public QingDrawPad() super(卿乐绘图画板(中国风); JMenuBar bar=new JMenuBar();/定义菜单条 JMenu fileMenu=new JMenu(文件); /fileMenu.setMnemonic(F);/新建文件菜单条 JMenuItem newItem=new JMenuItem(新建); newItem.addActionListener( new ActionListener() public void actionPerformed(ActionEvent e) newFile();/如果被触发，则调用新建文件函数段 ); fileMenu.add(newItem);/保存文件菜单项 JMenuItem saveItem=new JMenuItem(保存); saveItem.addActionListener( new ActionListener() public void actionPerformed(ActionEvent e) saveFile();/如果被触发，则调用保存文件函数段 ); fileMenu.add(saveItem);/打开文件菜单项 JMenuItem loadItem=new JMenuItem(打开); loadItem.addActionListener( new ActionListener() public void actionPerformed(ActionEvent e) loadFile();/如果被触发，则调用打开文件函数段 ); fileMenu.add(loadItem); fileMenu.addSeparator();/退出菜单项 JMenuItem exitItem=new JMenuItem(退出); exitItem.addActionListener( new ActionListener() public void actionPerformed(ActionEvent e) System.exit(0);/如果被触发，则退出画图板程序 ); fileMenu.add(exitItem); bar.add(fileMenu);/设置颜色菜单条 JMenu colorMenu=new JMenu(颜色);/选择颜色菜单项 JMenuItem colorItem=new JMenuItem(选择颜色); colorItem.addActionListener( new ActionListener() public void actionPerformed(ActionEvent e) chooseColor();/如果被触发，则调用选择颜色函数段 ); colorMenu.add(colorItem); bar.add(colorMenu);/设置线条粗细菜单条 JMenu strokeMenu=new JMenu(线条粗细);/设置线条粗细菜单项 JMenuItem strokeItem=new JMenuItem(设置线条粗细); strokeItem.addActionListener( new ActionListener() public void actionPerformed(ActionEvent e) setStroke(); ); strokeMenu.add(strokeItem); bar.add(strokeMenu);/设置提示菜单条 JMenu helpMenu=new JMenu(帮助);/设置提示菜单项 JMenuItem aboutItem=new JMenuItem(关于画板); aboutItem.addActionListener( new ActionListener() public void actionPerformed(ActionEvent e) JOptionPane.showMessageDialog(null, 卿乐画板n作者：吴斌伟n指导教师：郭成n于2011年1月11日，厦门理工学院 数理系 实验楼4#416 , 画图板说明 , JOptionPane.INFORMATION_MESSAGE ); ); helpMenu.add(aboutItem); bar.add(helpMenu); items=new ImageIconnames.length;/创建各种基本图形的按钮 drawingArea=new DrawPanel(); choices=new JButtonnames.length; buttonPanel = new JToolBar( JToolBar.VERTICAL ) ; buttonPanel = new JToolBar( JToolBar.HORIZONTAL) ; ButtonHandler handler=new ButtonHandler(); ButtonHandler1 handler1=new ButtonHandler1();/导入我们需要的图形图标，这些图标都存放在与源文件相同的目录下面 for(int i=0;ichoices.length;i+) itemsi=new ImageIcon(namesi + .gif); choicesi=new JButton(,itemsi); choicesi.setToolTipText(tipTexti); buttonPanel.add(choicesi); /将动作侦听器加入按钮里面 for(int i=3;ichoices.length-3;i+) choicesi.addActionListener(handler); choices0.addActionListener( new ActionListener() public void actionPerformed(ActionEvent e) newFile(); ); choices1.addActionListener( new ActionListener() public void actionPerformed(ActionEvent e) loadFile(); ); choices2.addActionListener( new ActionListener() public void actionPerformed(ActionEvent e) saveFile(); ); choiceschoices.length-3.addActionListener(handler1); choiceschoices.length-2.addActionListener(handler1); choiceschoices.length-1.addActionListener(handler1);/字体风格选择 styles=new JComboBox(styleNames); styles.setMaximumRowCount(8); styles.addItemListener( new ItemListener() public void itemStateChanged(ItemEvent e) style1=styleNamesstyles.getSelectedIndex(); );/字体选择 bold=new JCheckBox(粗体); italic=new JCheckBox(斜体); checkBoxHandler cHandler=new checkBoxHandler(); bold.addItemListener(cHandler); italic.addItemListener(cHandler); JPanel wordPanel=new JPanel(); buttonPanel.add(bold); buttonPanel.add(italic); buttonPanel.add(styles); styles.setMinimumSize( new Dimension ( 50, 20 ) ); styles.setMaximumSize(new Dimension ( 100, 20 ) ); Container c=getContentPane(); super.setJMenuBar( bar ); c.add(buttonPanel,BorderLayout.NORTH); c.add(drawingArea,BorderLayout.CENTER); statusBar=new JLabel(); c.add(statusBar,BorderLayout.SOUTH); statusBar.setText( 欢迎使用卿乐绘图画板O(_)O作者：吴斌伟指导教师：郭成); createNewItem(); setSize(width,height); show(); /按钮侦听器ButtonHanler类，内部类，用来侦听基本按钮的操作public class ButtonHandler implements ActionListener public void actionPerformed(ActionEvent e) for(int j=3;jchoices.length-3;j+) if(e.getSource()=choicesj) currentChoice=j; createNewItem(); repaint(); /按钮侦听器ButtonHanler1类，用来侦听颜色选择、画笔粗细设置、文字输入按钮的操作public class ButtonHandler1 implements ActionListener public void actionPerformed(ActionEvent e) if(e.getSource()=choiceschoices.length-3) chooseColor(); if(e.getSource()=choiceschoices.length-2) setStroke(); if(e.getSource()=choiceschoices.length-1) JOptionPane.showMessageDialog(null, 请点击绘图板选择输入文本的位置, 提示,JOptionPane.INFORMATION_MESSAGE ); currentChoice=14; createNewItem(); repaint(); /鼠标事件mouseA类，继承了MouseAdapter，用来完成鼠标相应事件操作 class mouseA extends MouseAdapter public void mousePressed(MouseEvent e) statusBar.setText( 作者：吴斌伟厦门理工学院数理系09级信计1班鼠标按下位置: + e.getX() + , + e.getY() + );/设置状态提示 itemListindex.x1=itemListindex.x2=e.getX(); itemListindex.y1=itemListindex.y2=e.getY(); /如果当前选择的图形是随笔画或者橡皮擦，则进行下面的操作 if(currentChoice=3|currentChoice=13) itemListindex.x1=itemListindex.x2=e.getX(); itemListindex.y1=itemListindex.y2=e.getY(); index+; createNewItem(); /如果当前选择的图形式文字输入，则进行下面操作 if(currentChoice=14) itemListindex.x1=e.getX(); itemListindex.y1=e.getY(); String input; input=JOptionPane.showInputDialog( 请输入你想要输入的文本); itemListindex.s1=input; itemListindex.x2=f1; itemListindex.y2=f2; itemListindex.s2=style1; index+; currentChoice=14; createNewItem(); drawingArea.repaint(); public void mouseReleased(MouseEvent e) statusBar.setText( 作者：吴斌伟厦门理工学院数理系09级信计1班鼠标松开位置: + e.getX() + , + e.getY() + ); if(currentChoice=3|currentChoice=13) itemListindex.x1=e.getX(); itemListindex.y1=e.getY(); itemListindex.x2=e.getX(); itemListindex.y2=e.getY(); repaint(); index+; createNewItem(); public void mouseEntered(MouseEvent e) statusBar.setText( 作者：吴斌伟厦门理工学院数理系09级信计1班鼠标进入位置: + e.getX() + , + e.getY() + ); public void mouseExited(MouseEvent e) statusBar.setText( 作者：吴斌伟厦门理工学院数理系09级信计1班鼠标退出位置: + e.getX() + , + e.getY() + ); /鼠标事件mouseB类继承了MouseMotionAdapter，用来完成鼠标拖动和鼠标移动时的相应操作 class mouseB extends MouseMotionAdapter public void mouseDragged(MouseEvent e) statusBar.setText( 作者：吴斌伟厦门理工学院数理系09级信计1班鼠标拖动位置: + e.getX() + , + e.getY() + ); if(currentChoice=3|currentChoice=13) itemListindex-1.x1=itemListindex.x2=itemListindex.x1=e.getX(); itemListindex-1.y1=itemListindex.y2=itemListindex.y1=e.getY(); index+; createNewItem(); else itemListindex.x2=e.getX(); itemListindex.y2=e.getY(); repaint(); public void mouseMoved(MouseEvent e) statusBar.setText( 作者：吴斌伟厦门理工学院数理系09级信计1班鼠标移动位置: + e.getX() + , + e.getY() + ); /选择字体风格时候用到的事件侦听器类，加入到字体风格的选择框中private class checkBoxHandler implements ItemListener public void itemStateChanged(ItemEvent e) if(e.getSource()=bold) if(e.getStateChange()=ItemEvent.SELECTED) f1=Font.BOLD; else f1=Font.PLAIN; if(e.getSource()=italic) if(e.getStateChange()=ItemEvent.SELECTED) f2=Font.ITALIC; else f2=Font.PLAIN; /画图面板类，用来画图 class DrawPanel extends JPanel public DrawPanel() setCursor(Cursor.getPredefinedCursor(Cursor.CROSSHAIR_CURSOR); setBackground(Color.white); addMouseListener(new mouseA(); addMouseMotionListener(new mouseB(); public void paintComponent(Graphics g) super.paintComponent(g); Graphics2D g2d=(Graphics2D)g;/定义画笔 int j=0; while (j0 ); stroke=Float.parseFloat(input); itemListindex.stroke=stroke;