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ソフトウエア基礎演習

GUIアプリケーション (AWT)

Javaでは、ウィンドウやボタン、スクロールバーなどのGUI(Graphical User Interface)を作成することは可能である。そのために、AWT(Abstract Window Toolkit)というパッケージを利用してプログラミングする。このAWTを利用して記述したプログラムは、どのコンピュータ上で実行しても同じように動作する。 AWTではフレームというウィンドウがベースとなって、そのフレームにさまざまなウィンドウやボタンなどの部品を配置する。

パッケージ

Java2には、たくさんのクラスがあり、それぞれの機能ごとにグループに分けて提供されている。ある機能を実現するためにグループ化されたクラスの集まりをパッケージという。

イベントドリブン（イベント駆動）

一般に、ウィンドウをもったアプリケーションを作る場合には、イベントドリブン（イベント駆動）という考え方を理解する必要がある。ウィンドウシステムでは、ユーザはマウスをクリックしたり、ドラッグしたりする。また、他のアプリケーションが起動されて、ウィンドウが重なったりする。このような「何事かが起きる」こと、あるいはその「何事か」をイベントとよぶ。

イベントドリブン（イベント駆動）型アプリケーション

ユーザがマウスをクリックした場合、それはイベントとなる。イベントドリブン型アプリケーションでは、そのイベントに対して、自分のアプリケーションがどう対応・処理するのかを記述する。ボタンやメニューなどのあるアプリケーションをＧＵＩアプリケーションと呼ぶが、イベントドリブン型でもある。

イベント処理の仕組み

Javaでは、イベントの発生源をイベントソースと呼ぶ。ボタンやラベルなどほとんどのコンポーネントがイベントソースとなる。一方，イベントを受け取る側をイベントリスナと呼ぶ。イベントリスナは、イベントソースからイベントを受け取り、イベントに対する処理をおこなう。Javaでは、イベントソースでイベントが発生すると、自分自身に登録されているイベントリスナにそのことを知らせ、予め定義されている処理を実行する。登録するイベントリスナは、イベントソースと、そこで発生するイベントにより異なるので、それぞれの状況に応じたイベントリスナを登録する必要がある。

AWTによるGUIアプリケーション作成の流れは以下のようになる。

1. java.awtとjava.awt.eventパッケージのimport
2. フレームクラスのインスタンスの作成
3. レイアウト方式の指定
4. GUI部品（コンポーネント）のインスタンス（オブジェクト）の生成
5. 生成されたGUI部品（コンポーネント）オブジェクトの配置
6. 表示

AWTによるGUIアプリケーション作成では、フレームというウィンドウがベースとなり、そのウィンドウの上にウィンドウやボタンなどのGUI部品を配置する。 特に、このGUI部品をコンポーネントと呼び、AWTプログラムはこのコンポーネントを組み合わせて1つのウィンドウを構成していく。 複数のコンポーネントをまとめたものをコンテナと呼び、新たなコンポーネントとしてみなしたり、コンテナの中にコンテナを包含できる。フレームは汎用的なコンテナであり、Frameクラスを使って作成できる。 コンポーネントをどのようにフレームに配置するかを指示するためには、レイアウトマネージャにレイアウト方式を指定する必要がある。実際には、AWTではレイアウトマネージャがコンポーネントのレイアウトを自動的に実行する。

Frameクラスを使ってGUIアプリケーションを作成する

1. ウインドウを表示する最も簡単なプログラム

次のプログラム MyWinApp.java はフレームというウィンドウをベースとした普通のウィンドウを表示するプログラムである。 このプログラムを実行することで表示されるウィンドウは、見た目は普通のウィンドウであるので、その右上の終了ボタンで終了できそうだが、実際には終了することはできない。これを終了するためには、Ctrl+Cなどで強制終了させる必要がある。

import java.awt.*;

public class MyWinApp {
    public static void main(String[] args) {
       Frame f = new Frame();
       f.setSize(300, 200);
       f.setVisible(true);
    }
}

% java MyWinApp
...
....
ウィンドウシステムを強制終了させる場合には、コマンドプロンプトウィンドウ上でCtrl+Cを入力する。

プログラム前半の

Frame f = new Frame();

f.setSize(300, 200);

f.setVisible(true);

2. 普通に終了できる機能をもつウィンドウを表示するプログラムの説明

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;

class MyFrame extends Frame {
    public MyFrame() {
       setSize(300, 200);
       addWindowListener(new MyWindowAdapter());
    }
}


class MyWindowAdapter extends WindowAdapter {
    public void windowClosing(WindowEvent e) {
       System.exit(0);
    }
}

public class MyWinApp1 {
    public static void main(String[] args) {
       MyFrame f = new MyFrame();
       f.setVisible(true);
    }
}

% java MyWinApp1
...
....

class MyFrame extends Frame

addWindowListner(new MyWindowAdapter());

class MyWindowAdapter extends WindowAdapter

public void windowClosing(WindowEvent e){
       System.exit(0);} 

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;

class MyFrame extends Frame {
    public MyFrame() {
	setSize(300,200);
	addWindowListener(new MyWindowListener());
    }
}

class MyWindowListener implements WindowListener {
    public void windowClosing(WindowEvent e) {
	System.exit(0);
    }
    public void windowOpened(WindowEvent e) {}
    public void windowClosed(WindowEvent e) {}
    public void windowIconified(WindowEvent e) {}
    public void windowDeiconified(WindowEvent e) {}
    public void windowActivated(WindowEvent e) {}
    public void windowDeactivated(WindowEvent e) {}
}

public class MyWinApp2 {
    public static void main(String[] args) {
        MyFrame f = new MyFrame();

	f.setVisible(true);
    }
}

3. タイトルをもつウィンドウを表示するプログラムの説明

次のプログラム MyWinApp1n.java は、上記のMyWinApp1n.javaに対してさらに、タイトルを表示できるようにしたプログラムである。

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;

class MyFrame extends Frame {
    public MyFrame() {
       setTitle("My Window Application");
       setSize(300, 200);
       addWindowListener(new MyWindowAdapter());
    }
}

class MyWindowAdapter extends WindowAdapter {
    public void windowClosing(WindowEvent e) {
       System.exit(0);
    }
}

public class MyWinApp1n {
    public static void main(String[] args) {
       MyFrame f = new MyFrame();
       f.setVisible(true);
    }
}

実行例は、たとえば次のようである。

% java MyWinApp1n

プログラムの説明

プログラム前半の

setTitle("My Window Application");

4. 1つのボタンが配置されたウィンドウを表示するプログラムの説明

次のプログラム MyButtonTest.java は、GUIでよく使われるコンポーネントであるボタンが配置されたウィンドウを表示できるようにしたプログラムである。

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;

class MyFrame extends Frame {
    Button b1;
    public MyFrame() {
       setTitle("My Button Application");
       setSize(300, 200);
       setLayout(new FlowLayout());
       b1 = new Button("Button1");
       add(b1);
       addWindowListener(new MyWindowAdapter());
    }
}

class MyWindowAdapter extends WindowAdapter {
    public void windowClosing(WindowEvent e) {
       System.exit(0);
    }
}

public class MyButtonTest {
    public static void main(String[] args) {
       MyFrame f = new MyFrame();
//       f.show();
       f.setVisible(true);
    }
}

% java MyButtonTest

プログラムの説明

プログラム前半の

setLayout(new FlowLayout());

b1 = new Button("Button1");

add(b1);

5. 複数のボタンが配置されたウィンドウを表示するプログラムの説明

次のプログラム MyButtonTest1.java は、GUIでよく使われるコンポーネントであるボタンが配置されたウィンドウを表示できるようにしたプログラムである。

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;

class MyFrame extends Frame {
    Button b1, b2, b3;
    public MyFrame() {
       setTitle("My Button Application");
       setSize(300, 200);
       setLayout(new FlowLayout());
       b1 = new Button("Button1");
       add(b1);
       b2 = new Button("Button2");
       add(b2);
       b3 = new Button("Button3");
       add(b3);
       addWindowListener(new MyWindowAdapter());
    }
}

class MyWindowAdapter extends WindowAdapter {
    public void windowClosing(WindowEvent e) {
       System.exit(0);
    }
}

public class MyButtonTest1 {
    public static void main(String[] args) {
       MyFrame f = new MyFrame();
//       f.show();
       f.setVisible(true);
    }
}

% java MyButtonTest

プログラムの説明

プログラム前半の

setLayout(new FlowLayout());

b1 = new Button("Button1");
b2 = new Button("Button2");
b3 = new Button("Button3");

add(b1);
add(b2);
add(b3);

6. イベントに対応したボタンを伴うウィンドウを表示するプログラムの説明

AWTを使ったGUIアプリケーションの作成では、イベントに対する処理を、プログラム内で以下のような手順でおこなう必要がある。

1. イベントリスナーであるコンポーネントは、イベントを受け取る準備としてそのためのインタフェイスを実装する
2. さらに、イベントリスナーは、ある特定のイベントを受け取った時の処理といして、そのイベントを識別し、それに対応する処理をそのインタフェースの実装の中で記述しておく
3. イベントソースであるコンポーネントは、自身で発生させたイベントに対するイベントオブジェクトを渡すべきイベントリスナーを登録しておく

次のプログラム MyButtonTest2n.java は、ボタンが押されたことに対してイベント処理を施したプログラムである。

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;

class ButtonTestFrame extends Frame implements ActionListener {
    Button b1, b2, b3;

    public ButtonTestFrame() {
        setTitle("My Button Application");
        setSize(300, 200);
        addWindowListener(new MyWindowAdapter());
        setLayout(new FlowLayout());

        b1 = new Button("Button1");
        b2 = new Button("Button2");
        b3 = new Button("Button3");

        b1.addActionListener(this);
        b2.addActionListener(this);
        b3.addActionListener(this);

        add(b1);
        add(b2);
        add(b3);

    }

    public void actionPerformed(ActionEvent ae) {
       if (ae.getSource() == b1) 
          System.out.println("Button1がクリックされました");
       else if (ae.getSource() == b2)
          System.out.println("Button2がクリックされました");
       else if (ae.getSource() == b3)
          System.out.println("Button3がクリックされました");
    }

}


class MyWindowAdapter extends WindowAdapter {
    public void windowClosing(WindowEvent e) {
       System.exit(0);
    }
}


public class MyButtonTest2n {
    public static void main(String[] args) {
       ButtonTestFrame f = new ButtonTestFrame();
//       f.show();
       f.setVisible(true);
    }
}

% java MyButtonTest2n

プログラムの説明

このプログラムのイベント処理では、イベントソースであるButtonクラスから発生したイベント を、イベントリスナであるButtonTestFrameクラスとMyWindowAdapterクラスに伝達することで 処理がおこなわれる。

 class ButtonTestFrame extends Frame implements ActionListner 

public void actionPerformed(ActionEvt ae){ 
       if (ae.getSource() == b1) 
          System.out.println("Button1がクリックされました");
       else if (ae.getSource() == b2)
          System.out.println("Button2がクリックされました");
       else if (ae.getSource() == b3)
          System.out.println("Button3がクリックされました");
    }

       b1.addActionListener(this);
       b2.addActionListener(this);
       b3.addActionListener(this);

 class MyWindowAdapter extends WindowAdapter {
    public void windowClosing(WindowEvent e) {
       System.exit(0);
    }
}

その他のコンポーネントの例

テキストフィールド

テキストフィールドは1行のテキストが入力できる画面上の領域である。 テキストフィールドの内容はキーボードを使って編集できる。

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;

class MyFrame extends Frame implements ActionListener {
    Button b1;
    TextField t;
    public MyFrame() {
	setSize(300,200);
        addWindowListener(new MyWindowAdapter());
	setLayout(new FlowLayout());
	t = new TextField("Initial Value");
	add(t);
	b1 = new Button("Push");
	add(b1);
	b1.addActionListener(this);
    }
    public void actionPerformed(ActionEvent ae) {
	// TextFieldの現在の値を標準出力に表示する
	System.out.println(t.getText());
    }
}

class MyWindowAdapter extends WindowAdapter {
    public void windowClosing(WindowEvent e){
       System.exit(0);
    }
}

public class MyTextFieldTest {
    public static void main(String[] args) {
	MyFrame f = new MyFrame();
	f.setVisible(true);
    }
}

TextFieldオブジェクトにはgetText()メソッドがあり、現在のテキストフィールド に入っている値を得ることができる。

チェックボックス

チェックボックスは"ON"と"OFF"の2つの状態を持つ一種のボタンである。

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;

class MyFrame extends Frame implements ActionListener {
    Button b1;
    Checkbox c1, c2, c3;
    public MyFrame() {
	setSize(300,200);
        addWindowListener(new MyWindowAdapter());
	setLayout(new FlowLayout());
	c1 = new Checkbox("1");
	add(c1);
	c2 = new Checkbox("2");
	add(c2);
	c3 = new Checkbox("3");
	add(c3);
	b1 = new Button("Push");
	add(b1);
	b1.addActionListener(this);
    }
    public void actionPerformed(ActionEvent ae) {
	// Checkboxの現在の値を標準出力に表示する
	System.out.println("checkbox1 is " + c1.getState());
	System.out.println("checkbox2 is " + c2.getState());
	System.out.println("checkbox3 is " + c3.getState());
    }
}

class MyWindowAdapter extends WindowAdapter {
    public void windowClosing(WindowEvent e){
       System.exit(0);
    }
}

public class MyCheckboxTest {
    public static void main(String[] args) {
	MyFrame f = new MyFrame();
	f.setVisible(true);
    }
}

CheckboxオブジェクトにはgetState()メソッドがあり、現在のチェックボックスの 状態(true=選択、false=未選択)を返す。

ラジオボタン

ラジオボタンはいくつかの選択肢の中から1つだけを選べるようなボタン の一種である。Javaでは CheckboxクラスとCheckboxGroupクラスを使ってラジオボタンを作る。

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;

class MyFrame extends Frame implements ActionListener {
    Button b1;
    CheckboxGroup g;
    Checkbox c1, c2, c3;
    public MyFrame() {
	setSize(300,200);
        addWindowListener(new MyWindowAdapter());
	setLayout(new FlowLayout());

	g = new CheckboxGroup();
	c1 = new Checkbox("1", false, g);
	add(c1);
	c2 = new Checkbox("2", false, g);
	add(c2);
	c3 = new Checkbox("3", false, g);
	add(c3);
	b1 = new Button("Push");
	add(b1);
	b1.addActionListener(this);
    }
    public void actionPerformed(ActionEvent ae) {
	// Checkboxの現在の値を標準出力に表示する
	System.out.println("checkbox1 is " + c1.getState());
	System.out.println("checkbox2 is " + c2.getState());
	System.out.println("checkbox3 is " + c3.getState());

	Checkbox c = g.getSelectedCheckbox();
	if (c != null) {
	    System.out.println(c.getLabel() + " is selected.");
	} else {
	    System.out.println("No one is selected.");
	}
    }
}

class MyWindowAdapter extends WindowAdapter {
    public void windowClosing(WindowEvent e) {
       System.exit(0);
    }
}

public class MyRadioButtonTest {
    public static void main(String[] args) {
	MyFrame f = new MyFrame();
	f.setVisible(true);
    }
}

先にCheckboxGroupのオブジェクトを作っておき、 c1 = new Checkbox("1", false, g)と いう風にCheckboxオブジェクトを生成する時に指定する。この例の "1"はラジオボタンの名前、falseは初期状態(未選択、trueなら選択)、 gがCheckboxGroupオブジェクトである。 現在選択されているラジオボタン(Checkboxオブジェクト)は CheckboxGroupオブジェクトのgetSelectedCheckbox()メソッドで得ることができる。 これで得たCheckboxオブジェクトの名前は getLabel()メソッドで得ることができる。

テキストエリア

テキストエリアは複数の行からなるテキスト領域である。

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;

class MyFrame extends Frame implements ActionListener {
    Button b1;
    TextArea t;
    public MyFrame() {
	setSize(200,200);
        addWindowListener(new MyWindowAdapter());
	setLayout(new FlowLayout());
	t = new TextArea("Initial Value", 6, 20);
	add(t);
	b1 = new Button("Push");
	add(b1);
	b1.addActionListener(this);
    }
    public void actionPerformed(ActionEvent ae) {
	// TextAreaの現在の値を標準出力に表示する
	System.out.println(t.getText());
    }
}

class MyWindowAdapter extends WindowAdapter {
    public void windowClosing(WindowEvent e) {
       System.exit(0);
    }
}

public class MyTextAreaTest {
    public static void main(String[] args) {
	MyFrame f = new MyFrame();
	f.setVisible(true);
    }
}

上記の例では、 t = new TextArea("Initial Value", 6, 20); として、6行,20列のテキストエリアを生成している。"Initial Value" は初期のテキストエリアの内容である。

課題 4-1

課題 4-2

課題 4-3

課題4-4

課題 4-5

課題 4-6

課題 4-7

課題 4-8

課題 4-9

課題 4-10

課題 4-11

課題 4-12

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