Java 图形绘制实战：Swing窗口与2D图形绘制全解析

Java 图形绘制实战：Swing窗口与2D图形绘制全解析

一、原题完整代码呈现

以下是计算机二级Java考试中关于Swing窗口、面板组件及2D图形绘制的典型题型，主要考察包导入、窗口显示、类定义、容器获取、组件添加及面板继承，包含6处需要填写的空白（标记为//*********Found**********）：

import java.awt.*;
import java.awt.geom.*;
//*********Found**********
import javax._______________.*;

public class Java_2
{
   public static void main(String[] args)
   {
      DrawFrame frame = new DrawFrame();
      frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
//*********Found**********
      frame._______________(true);
   }
}

//*********Found**********
class ___________________ extends JFrame
{
   public DrawFrame()
   {
      setTitle("千里共婵娟");
      setSize(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT);
      DrawPanel panel = new DrawPanel();
//*********Found**********
      Container contentPane = ___________________();
//*********Found**********
      contentPane.______________(panel);
   }
   public static final int DEFAULT_WIDTH = 400;
   public static final int DEFAULT_HEIGHT = 240;
}

//*********Found**********
class DrawPanel ________________________
{
   public void paintComponent(Graphics g)
   {
      super.paintComponent(g);
      Graphics2D g2 = (Graphics2D)g;
      double l = 0;
      double r = 0;
      double w = 400;
      double h = 400;
      Rectangle2D re = new Rectangle2D.Double(l,r,w,h);
      g2.setPaint(Color.BLUE);
      g2.fill(re);
      double leftX = 50;
      double topY = 50;
      double width = 50;
      double height = 50;
      Rectangle2D rect = new Rectangle2D.Double(leftX, topY, width, height);
      Ellipse2D ellipse = new Ellipse2D.Double();
      ellipse.setFrame(rect);
      g2.setPaint(Color.YELLOW);
      g2.fill(ellipse);
   }
}

二、空白处逐一解析与解答

1. 第一处空白：Swing组件所在的包

答案：swing

//*********Found**********
import javax.swing.*;

解析：
程序中使用了JFrame（窗口）、JPanel（面板）等Swing组件，这些类均位于javax.swing包下。导入该包才能正确识别这些组件，因此填写swing。

2. 第二处空白：窗口显示的方法

答案：setVisible

//*********Found**********
      frame.setVisible(true);

解析：
JFrame创建后默认不可见，需调用setVisible(true)方法使其显示在屏幕上。该方法是控制窗口可见性的核心方法，因此填写setVisible。

3. 第三处空白：继承JFrame的类名

答案：DrawFrame

//*********Found**********
class DrawFrame extends JFrame

解析：
类的构造方法为public DrawFrame()，根据Java类定义规则，类名必须与构造方法名一致。且该类继承JFrame以实现窗口功能，因此填写DrawFrame。

4. 第四处空白：获取窗口内容面板的方法

答案：getContentPane

//*********Found**********
      Container contentPane = getContentPane();

解析：
JFrame的组件需添加到内容面板（ContentPane）中，getContentPane()是JFrame的方法，用于获取该容器（返回Container类型）。因此填写getContentPane。

5. 第五处空白：向容器添加组件的方法

答案：add

//*********Found**********
      contentPane.add(panel);

解析：
Container接口的add(Component comp)方法用于将组件（如DrawPanel实例panel）添加到容器中，使其在窗口中显示。因此填写add。

6. 第六处空白：DrawPanel继承的父类

答案：extends JPanel

//*********Found**********
class DrawPanel extends JPanel

解析：
DrawPanel用于绘图，需继承JPanel（Swing的面板组件），并通过重写paintComponent(Graphics g)方法实现自定义绘图。JPanel提供了绘图所需的基础功能，因此填写extends JPanel。

三、完整正确代码

四、程序功能与运行说明

程序功能

该程序通过Swing创建图形界面，在窗口中绘制蓝色背景和黄色圆形，核心功能包括：

1. 创建名为“千里共婵娟”的窗口（宽400，高240）
2. 窗口中添加自定义面板DrawPanel，作为绘图区域

3. 在面板上绘制：

   • 蓝色矩形（覆盖整个面板，作为背景）
   • 黄色圆形（位于坐标(50,50)，宽高50，模拟“月亮”）

运行说明

1. 程序启动流程：

   • main方法创建DrawFrame窗口实例
   • 设置窗口关闭时退出程序（JFrame.EXIT_ON_CLOSE）
   • 调用setVisible(true)显示窗口

2. 窗口初始化（DrawFrame构造方法）：

   • 设置窗口标题为“千里共婵娟”，大小为400×240
   • 创建DrawPanel实例panel（绘图面板）
   • 获取内容面板，将panel添加到内容面板中

3. 绘图逻辑（DrawPanel的paintComponent方法）：

   • 调用super.paintComponent(g)确保面板正确刷新
   • 将Graphics对象转换为Graphics2D（支持2D图形绘制）
   • 绘制蓝色背景：创建Rectangle2D（坐标(0,0)，宽400，高400），设置颜色为蓝色并填充
   • 绘制黄色圆形：创建矩形框架（坐标(50,50)，宽50，高50），通过Ellipse2D基于该矩形绘制圆形，设置颜色为黄色并填充

4. 运行效果：

   • 窗口标题为“千里共婵娟”
   • 窗口背景为蓝色，左上角有一个黄色圆形（模拟月亮）

五、核心知识点总结

1. Swing组件与包导入

   • 核心包：javax.swing包含所有Swing组件（JFrame、JPanel等），需通过import javax.swing.*导入
   • 优势：Swing是Java的轻量级GUI工具包，组件跨平台一致性好，支持自定义绘图

2. 窗口（JFrame）基本操作

   • 实例化：new JFrame()创建窗口对象，通常通过继承JFrame扩展功能

   • 核心方法：

     • setTitle(String)：设置窗口标题
     • setSize(int width, int height)：设置窗口大小
     • setDefaultCloseOperation(int)：设置关闭行为（JFrame.EXIT_ON_CLOSE表示关闭时退出程序）
     • setVisible(boolean)：控制窗口可见性（true为显示）

3. 容器与组件管理

   • 内容面板：JFrame的组件必须添加到内容面板（通过getContentPane()获取），而非直接添加到窗口
   • 组件添加：Container.add(Component)方法将组件（如JPanel）添加到容器，使组件在窗口中显示
   • 面板作用：JPanel作为中间容器，用于组织其他组件或作为绘图区域

4. 2D图形绘制基础

   • 绘图方法：自定义绘图需继承JPanel并重写paintComponent(Graphics g)方法
   • Graphics2D：2D绘图的核心类，通过(Graphics2D)g转换获得，支持复杂图形绘制

   • 图形对象：

     • Rectangle2D.Double：创建矩形（参数：x坐标、y坐标、宽、高）
     • Ellipse2D.Double：创建椭圆/圆形（通过setFrame(Rectangle2D)基于矩形创建，矩形为正方形时即为圆形）
   • 绘制步骤：创建图形对象 → 设置颜色（setPaint(Color)） → 填充图形（fill(Shape)）

六、常见错误与应试技巧

1. 常见错误分析

   • 第一处空白包名错误：写成swingx（非标准包）或java.swing（正确包前缀为javax）
   • 第二处空白窗口显示错误：遗漏此代码（窗口创建后不显示）或写成setVisible(1)（参数应为布尔值，非整数）
   • 第三处空白类名错误：类名与构造方法名不一致（如写成DrawFrame1），导致编译报错
   • 第四处空白内容面板错误：写成getContainer()（无此方法）或直接使用this（窗口本身不能直接添加组件）
   • 第五处空白添加方法错误：写成adds（方法名错误）或参数错误（如添加字符串而非组件）
   • 第六处空白面板继承错误：写成extends JFrame（DrawPanel是面板，不应继承窗口）或未继承JPanel（无法重写paintComponent）

2. 应试技巧

   • 包导入：“Swing组件在javax.swing，import语句要写全，星号代表所有类，组件使用不麻烦”
   • 窗口显示：“窗口创建后要显示，setVisible(true)来调用，参数true是显示，false隐藏要记牢”
   • 类与构造方法：“类名构造要同名，继承JFrame做窗口，标题大小设置好，组件添加到面板”
   • 绘图面板：“绘图用JPanel，继承它来重写方法，paintComponent传Graphics，转换2D绘图形”
   • 图形绘制：“矩形椭圆先创建，setPaint设颜色，fill方法来填充，坐标大小要精准”

通过本题，我们掌握了Swing窗口的创建与显示、容器与组件的管理、自定义面板的绘图方法，以及2D图形（矩形、圆形）的绘制逻辑。这类题型是“GUI框架+图形绘制”的典型体现，对理解Java图形界面开发与可视化呈现具有重要意义。