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《互联网程序设计》课程：第1讲 JAVA图形窗口程序设计 （完整代码实现）

第1讲 Java图形窗口程序设计

教学与实践目的：回顾、熟悉和掌握Java图形界面的设计及标准输入输出方法，为后续编程任务奠定基础。

说明：在Java体系中，最常用的图形界面设计库主要是Swing和JavaFX，本课程使用JavaFX，采用手写代码方式创建窗体界面，建议的jdk版本为jdk8（因为jdk8已经内置javaFX库，后续版本被剥离，需要额外下载jar包），oc.our-web.org教学资源站点可下载JDK8。

本课程编程使用的IDE建议为Intellij Idea Community（免费版本）。

简单的图形界面程序

图形界面如图1.1所示。

知识点：JavaFX布局，TextFiled、TextArea、Button、Label等各控件用法，事件驱动，字符串读写技术，字符流IO

图1.1 用户界面

该应用程序使用“发送”按钮将信息输入区的内容显示在信息显示区中；“保存”按钮将显示的内容保存到文本文件；“加载”将文本文件内容显示。

1. 窗体界面创建

（1）启动Intellij Idea (以后简称
idea），新建项目之前，首先设置默认的编码为utf-8，如图1.2所示。

图1.2 设置

（2）新建一个项目，如图1.3所示，左方选择“Java”，右方不要勾选任何Additional
Libraries and
Frameworks，按提示一路next，选择一个合适的项目名完成新建过程，例如NetworkApp，在机房上机时，建议在D盘新建一个自己学号的文件夹，然后把项目建立在该文件夹中，方便管理。下课时将自己的项目文件夹打包带走，然后清理掉文件夹。所有的代码也使用package来管理，例如本章可以在src下新建一个包chapter01，这一讲内容的代码就在这个包下来创建。

图1.3 新建项目

（3）
新建javaFX源程序，命名为SimpleFX：鼠标右键点击对应的包chapter01，在弹出菜单中New
-> JavaFXApplication，如图1.4所示，然后命名即可。

图1.4 新建JavaFX源程序

2. 窗体界面相关核心代码

public class SimpleFX extends Application {  
private Button btnExit = new Button("退出");  
private Button btnSend = new Button("发送");  
private Button btnOpen = new Button("加载");  
private Button btnSave = new Button("保存");  
*//待发送信息的文本框*  
private TextField tfSend = new TextField();  
*//显示信息的文本区域*  
private TextArea taDisplay = new TextArea();  public void start(Stage primaryStage) {  
BorderPane mainPane = new BorderPane();  
*//内容显示区域*  
VBox vBox = new VBox();  
vBox.setSpacing(10);*//各控件之间的间隔*  
*//VBox面板中的内容距离四周的留空区域*  
vBox.setPadding(new Insets(10,20,10,20));  
vBox.getChildren().addAll(new Label("信息显示区："),  
taDisplay,new Label("信息输入区："), tfSend);  
*//设置显示信息区的文本区域可以纵向自动扩充范围*  
VBox.*setVgrow*(taDisplay, Priority.*ALWAYS*);  
mainPane.setCenter(vBox);  
*//底部按钮区域*  
HBox hBox = new HBox();  
hBox.setSpacing(10);  
hBox.setPadding(new Insets(10,20,10,20));  
hBox.setAlignment(Pos.*CENTER_RIGHT*);  
hBox.getChildren().addAll(btnSend,btnSave,btnOpen,btnExit);  
mainPane.setBottom(hBox);  
Scene scene = new Scene(mainPane,700,400);  
primaryStage.setScene(scene);  
primaryStage.show();……*//--------事件驱动响应代码部分--------*……  
}

对于文本区域taDisplay控件，自行查找方案，将其设置为只读和自动换行。

该程序中，需要对四个按钮的点击操作进行响应，可使用动作事件，即调用按钮的setOnActon方法，如果事件响应的代码量不大，可以直接在方法的参数中写匿名内部类或lambda表达式，否则就单独写一个内部类，其实例作为方法的参数。

对于**“退出”按钮**，代码很简单，使用lambda表达式，其参考代码为：

btnExit.setOnAction(event -\> {System.exit(0);});

“发送”按钮参考代码：

btnSend.setOnAction(event -\> {  
String msg = tfSend.getText();  
taDisplay.appendText(msg + "\\n");tfSend.clear();  
});

请添加文本框tfSend的回车响应功能：文本框中输完内容，回车即可将信息添加到信息显示区；如果是Shift+回车，则在信息前加上
echo: 的信息头再发送。

信息的文件读写

信息的文件读写是指将信息显示区的信息保存到文本文件，或从文本文件中读取内容。

**设计思想：**新增一个文件操作类，完成文件在磁盘方面的读写功能，并对外提供功能接口。保存和读取的文本文件不应该写死在代码中，而是由用户来选择，可以使用文件对话框（JavaFX中的对话框用法，及文本文件的读写类的选择可参看本讲的附录部分）。

知识点： IO操作，文件选择框，异常处理，类之间的调用

1. 实现流程

（1）新增一个文件操作类TextFileIO，负责文件操作的相关功能，至少实现append方法和load方法用于保存和读取文件；

（2）在SimpleFX类中的合适位置将TextFileIO类实例化为textFileIO，在“保存”按钮的响应事件代码中添加相应功能，代码段如下：

btnSave.setOnAction(event -\> {  
*//添加当前时间信息进行保存*  
textFileIO.append(  
LocalDateTime.*now*().withNano(0) +" "+ taDisplay.getText());  
});

（3）在“加载”按钮的响应事件代码中添加相应功能，代码段如下：

btnOpen.setOnAction(event -\> {  
String msg = textFileIO.load();  
if(msg != null){  
taDisplay.clear();  
taDisplay.setText(msg);  
}  
});

2. TextFileIO类的核心代码

public class TextFileIO {  
private PrintWriter pw = null;  
private Scanner sc = null;  public TextFileIO() {  
}  public void append(String msg) {  
FileChooser fileChooser = new FileChooser();  
File file = fileChooser.showSaveDialog(null);  
if(file == null) *//用户放弃操作则返回*  
return;  
*//以追加模式utf-8的编码模式写到文件中*  
try {  
pw = new PrintWriter(  
new OutputStreamWriter(  
new FileOutputStream(file, true), "utf-8"));  
pw.println(msg);  
} catch (Exception e) {  
e.printStackTrace();  
} finally {  
pw.close();  
}  
}  public String load() {  
FileChooser fileChooser = new FileChooser();  
File file = fileChooser.showOpenDialog(null);  
if(file == null) *//用户放弃操作则返回*  
return null;  
StringBuilder sb = new StringBuilder();  
try {  
*//读和写的编码要注意保持一致*  
sc = new Scanner(file,"utf-8");  
while (sc.hasNext()) {  
sb.append(sc.nextLine() + "\\n"); *//补上行读取的行末尾回车*  
}  
} catch (Exception e) {  
e.printStackTrace();  
} finally {  
sc.close();  
}  
return sb.toString();  
}  
}

这个TextFileIO类的设计其实不太合适，这种封装基础操作的类，应该是可以适用于各种场合，而这个类的操作中使用了窗体的对话框方式，在一些无GUI的控制台环境就无法使用了。大家可以思考这个类如何优化，对应的窗体程序又该如何对应修改。

注意事项

我们会看到不少窗体程序例子，控件类型的变量，例如Button、TextFiled等类型变量，是直接定义在start方法中，就是成为局部变量，随用随定义。这种情况是因为所有访问该变量的代码都在这个方法中，例如事件响应代码等。

但从设计考虑，可能被多个方法访问的变量，还是类似本讲的方式，定义为成员变量更方便；对于那些不需要再访问的类型，例如Label，就选择定义为局部变量。

掌握好本讲的窗体布局、事件响应等知识，后续章节的窗体都是本讲类似界面，只要稍作修改即可。

附录

JavaFX中的对话框

在窗体编程中，对话框使用频率很高，Java 8u40
之后JavaFX才内置有对话框功能，参见JavaFX中对话框.pptx，详细用法可参考慕课网中对应内容的视频：第十四讲
JavaFx中其它的知识点 -> 14.1
JavaFX中的对话框（该课程的加入密码为javagdufs）
。

字节流和字符(文本)流

**字节流：**是8比特一个单元,如键盘输入流、文件输入流、网络输入流，文件输出流、网络输出流等。

支持字节流操作的类有：

OutputStream, FileOutputStream, DataOutputStream 等是字节输出流;

InputStream, FileInputStream, DataInputStream等是字节输入流;

字符流：8/16/32比特一个单元，其长度取决采用何种编码算法，如ISO为32位，GB2312/GBK，utf-8等为16位，ASCII为8位。

支持字符和字符串操作的类有：

InputStreamReader，BufferedReader、Scanner可读字符类,

OutputStreamWriter，PrintWriter可写字符类,

写文本文件最常用的类是PrintWriter，PrintWriter类中有一个常用的println(msg)方法，向输出流中输出一行字符，并自动添加一个行结束符:\n。注意，在使用PrintWriter类时，其虽然可以将文件名作为参数来写文件，但这种用法不能提供追加模式的，所以一般是和FileOutputStream联合使用，例如：

new PrintWriter(new FileOutputStream("temp.txt", true));

如果还需要指定文本的编码，并且是追加模式，可以这样联合使用：

new PrintWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("temp.txt",true), "UTF-8"));

读文件常用的是Scanner和BufferedReader类。Scanner提供了大量对应PrintWriter的写操作的相反的读操作，最常用的是nextLine()方法；而BufferedReader类中有一个常用的readLine()方法，从输入流中读一行字符。

在本地文本文件读写中，常用的字符流组合是PrintWriter和Scanner。在网络信息传输中，常用的字符流组合是PrintWriter和BufferedReader，BufferedReader相对Scanner虽然功能少些，但其效率更高，尤其是在网络传输中。

3. 控制台乱码问题

Windows操作系统中，cmd控制台默认的编码为gbk，一些使用utf-8编码的中文内容在控制台显示就可能出现编码不一致造成的乱码，这种情况下，可以临时将控制台编码修改为utf-8：

（1）运行CMD

（2）在命令行中输入 chcp 65001 回车,
控制台会切换到新的代码页（65001表示utf-8，默认为936）

（3）在标题栏点击右键, 打开属性面板,
会看到“选项”标签页下方显示“当前代码页”的编码. 然后选择“字体”标签页,
把字体设置为Lucia Console, 然后确定关闭.

完整代码实现

SimpleFX

package chapter01;import com.sun.xml.internal.ws.api.model.wsdl.WSDLOutput;
import javafx.application.Application;
import javafx.event.EventHandler;
import javafx.geometry.Insets;
import javafx.geometry.Pos;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.control.Button;
import javafx.scene.control.Label;
import javafx.scene.control.TextArea;
import javafx.scene.control.TextField;
import javafx.scene.input.KeyCode;
import javafx.scene.input.KeyEvent;
import javafx.scene.layout.BorderPane;
import javafx.scene.layout.HBox;
import javafx.scene.layout.Priority;
import javafx.scene.layout.VBox;
import javafx.stage.FileChooser;
import javafx.stage.Stage;import java.io.File;
import java.time.LocalDateTime;public class SimpleFX extends Application {private Button btnExit = new Button("退出");private Button btnSend = new Button("发送");private Button btnOpen = new Button("加载");private Button btnSave = new Button("保存");//待发送信息的文本框private TextField tfSend = new TextField();//显示信息的文本区域private TextArea taDisplay = new TextArea();private TextFileIO textFileIO = new TextFileIO();public void start(Stage primaryStage) {BorderPane mainPane = new BorderPane();//内容显示区域VBox vBox = new VBox();vBox.setSpacing(10);//各控件之间的间隔//VBox面板中的内容距离四周的留空区域vBox.setPadding(new Insets(10, 20, 10, 20));vBox.getChildren().addAll(new Label("信息显示区："),taDisplay, new Label("信息输入区："), tfSend);//设置显示信息区的文本区域可以纵向自动扩充范围VBox.setVgrow(taDisplay, Priority.ALWAYS);mainPane.setCenter(vBox);//底部按钮区域HBox hBox = new HBox();hBox.setSpacing(10);hBox.setPadding(new Insets(10, 20, 10, 20));hBox.setAlignment(Pos.CENTER_RIGHT);hBox.getChildren().addAll(btnSend, btnSave, btnOpen, btnExit);mainPane.setBottom(hBox);Scene scene = new Scene(mainPane, 500, 400);primaryStage.setScene(scene);primaryStage.show();//--------事件驱动响应代码部分--------taDisplay.setEditable(false);taDisplay.setWrapText(true);btnExit.setOnAction(event -> {System.exit(0);});btnSend.setOnAction(event -> {String msg = tfSend.getText();taDisplay.appendText(msg + "\n");tfSend.clear();});tfSend.setOnKeyPressed(new EventHandler<KeyEvent>() {@Overridepublic void handle(KeyEvent event) {if (event.isShiftDown() && event.getCode() == KeyCode.ENTER) {String msg = tfSend.getText();taDisplay.appendText("echo" + msg + "\n");tfSend.clear();} else if (event.getCode() == KeyCode.ENTER) {String msg = tfSend.getText();taDisplay.appendText(msg + "\n");tfSend.clear();}}});btnSave.setOnAction(event -> {FileChooser fileChooser = new FileChooser();File file = fileChooser.showSaveDialog(null);textFileIO.append(file,LocalDateTime.now().withNano(0) + " " + taDisplay.getText());});btnOpen.setOnAction(event -> {FileChooser fileChooser = new FileChooser();File file = fileChooser.showSaveDialog(null);String msg = textFileIO.load(file);if (msg != null) {taDisplay.clear();taDisplay.setText(msg);}});}}

TextFileIO

package chapter01;import javafx.stage.FileChooser;import java.io.*;
import java.util.Scanner;public class TextFileIO {private PrintWriter pw = null;private Scanner sc = null;public  TextFileIO(){}
//    public  void append(String msg) {
//        FileChooser fileChooser = new FileChooser();
//        File file = fileChooser.showSaveDialog(null);
//        if (file == null)
//            return;
//        try {
//            pw = new PrintWriter(
//                    new OutputStreamWriter(
//                            new FileOutputStream(file, true), "utf-8"));
//            pw.println(msg);
//        } catch (Exception e) {
//            e.printStackTrace();
//        } finally {
//            pw.close();
//        }
//    }//    public String load(){
//            FileChooser fileChooser = new FileChooser();
//            File file = fileChooser.showSaveDialog(null);
//            if(file == null)
//                return null;
//            StringBuilder sb = new StringBuilder();
//            try {
//                sc = new Scanner(file,"utf-8");
//                while(sc.hasNext()){
//                    sb.append(sc.nextLine()+"\n");
//
//                }
//            } catch (FileNotFoundException e) {
//                e.printStackTrace();
//            }finally {
//                sc.close();
//            }
//            return sb.toString();
//
//    }// 改写之后，不需要GUI界面的IOpublic  void append(File file,String msg) {if (file == null)return;try {pw = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(file, true), "utf-8"));pw.println(msg);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {pw.close();}}public String load(File file){if(file == null)return null;StringBuilder sb = new StringBuilder();try {sc = new Scanner(file,"utf-8");while(sc.hasNext()){sb.append(sc.nextLine()+"\n");}} catch (FileNotFoundException e) {e.printStackTrace();}finally {sc.close();}return sb.toString();}}