Graficzne interfejsy użytkownika - AWT

AWT - Abstract Window Toolkit

Pierwsza biblioteka GUI w Javie (pakiet java.awt)
W dużym stopniu oparta o natywne kontrolki systemowe (heavy weight)
Wygląd i zachowanie komponentów zależy od systemu operacyjnego
Dziś częściej używa się Swing/JavaFX, ale AWT jest nadal fundamentem modelu zdarzeń i grafiki 2D
Dokumentacja: java.awt (Java SE 17)

Hierarchia klas AWT - najważniejsze elementy

Component - baza dla wizualnych elementów GUI
Container - komponent, który może przechowywać inne komponenty
Panel, Window, Frame, Dialog, ScrollPane - najczęściej używane kontenery
Większość aplikacji startuje od Frame + układ (LayoutManager)

Component i Container

Component:
- ma pozycję i rozmiar
- może odbierać zdarzenia (mysz, klawiatura)
- może być malowany przez paint(Graphics g)
Container:
- zarządza dziećmi przez add(…), remove(…)
- zawiera listę komponentów (i kontenerów)
- zwykle używa menedżera układu (layout)
- po zmianach w strukturze warto wywołać validate() i repaint()

Komponenty AWT - szybki przegląd

Button - przycisk
Label - etykieta tylko do odczytu
TextField - jednowierszowe pole tekstowe
TextArea - wielowierszowy obszar tekstu
Checkbox + CheckboxGroup - opcje pojedyncze / radio
Choice - lista rozwijana
List - lista elementów (single/multi selection)
Scrollbar - pasek przewijania (poziomy/pionowy)
Canvas - obszar do własnego rysowania

Kontenery AWT i okna

Panel - lekki kontener pomocniczy (domyślnie FlowLayout)
Frame - główne okno aplikacji (tytuł, ramka, przyciski systemowe, domyślny układ BorderLayout)
Dialog - okno pomocnicze (modalne lub niemodalne)
FileDialog - systemowy wybór pliku
ScrollPane - automatyczne przewijanie pojedynczego komponentu
Applet - okno osadzone w przeglądarce (nieużywane)

Praca z Frame - minimalny szkielet

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

public class MainWindow {
    public static void main(String[] args) {
        Frame frame = new Frame("AWT - Demo");
        frame.setSize(500, 300);
        frame.setLayout(new FlowLayout());
        frame.add(new Label("Witaj w AWT"));

        frame.addWindowListener(new WindowAdapter() {
            @Override
            public void windowClosing(WindowEvent e) {
                frame.dispose();
                System.exit(0);
            }
        });

        frame.setVisible(true);
    }
}

LayoutManager

Layout oblicza pozycje i rozmiary komponentów
Bez layoutu (setLayout(null)) pozycjonujesz ręcznie:
setBounds(x, y, width, height)
Ręczne pozycjonowanie jest kruche przy zmianie czcionki, DPI i rozmiaru okna
W praktyce: preferuj layouty i kompozycję wielu paneli (Panel)

Najczęstsze układy: FlowLayout, BorderLayout, GridLayout

FlowLayout:
- układa komponenty od lewej do prawej, zawija do nowej linii
BorderLayout:
- regiony: NORTH, SOUTH, EAST, WEST, CENTER
- domyślny układ dla Frame
GridLayout:
- regularna siatka R x C, wszystkie komórki mają ten sam rozmiar

Panel p = new Panel(new GridLayout(2, 2));
p.add(new Button("A"));
p.add(new Button("B"));
p.add(new Button("C"));
p.add(new Button("D"));

Model zdarzeń AWT

Źródło zdarzenia: komponent (np. Button)
Obiekt zdarzenia: ActionEvent (naciśnięcie przycisku), MouseEvent (ruch myszy, kliknięcie), KeyEvent (naciśnięcie klawisza), …
Słuchacz (listener): obiekt implementujący interfejs (np. ActionListener)
Rejestracja: component.addXxxListener(listener)

Przepływ:

użytkownik wykonuje akcję (np. kliknięcie przycisku),
AWT tworzy obiekt zdarzenia (np. ActionEvent),
zarejestrowany listener otrzymuje callback i wykonuje logikę.

Najważniejsze interfejsy listenerów

ActionListener - kliknięcia przycisków, Enter w TextField
ItemListener - zmiana stanu Checkbox/Choice
KeyListener - zdarzenia klawiatury
MouseListener / MouseMotionListener / MouseWheelListener
WindowListener - cykl życia okna (otwarcie, zamknięcie, aktywacja)
FocusListener, ComponentListener, ContainerListener, AdjustmentListener, TextListener

Klasy adapterów - mniej kodu boilerplate

Część listenerów ma wiele metod (np. WindowListener, MouseListener)
Zamiast implementować wszystkie metody interfejsu, można dziedziczyć po adapterze
Przykłady: WindowAdapter, MouseAdapter, KeyAdapter, FocusAdapter

frame.addWindowListener(new WindowAdapter() {
    @Override
    public void windowClosing(WindowEvent e) {
        System.exit(0);
    }
});

Trzy style obsługi zdarzeń

Osobna klasa implementująca listener (najczytelniejsze przy większym kodzie)
Klasa wewnętrzna (łatwy dostęp do pól klasy zewnętrznej)
Klasa anonimowa / lambda (krótki kod, gdy logika jest mała)

Button b = new Button("Policz");
TextField tf = new TextField(10);

b.addActionListener(e -> {
    String text = tf.getText().trim();
    System.out.println("Dane: " + text);
});

Rysowanie w AWT: Graphics + Canvas

Do własnego rysowania użyj Canvas i przeciąż paint(Graphics g)
Graphics udostępnia m.in.:
- drawLine, drawRect, fillRect, drawOval, fillOval, drawString
- setColor(Color), setFont(Font)
Nie rysuj bezpośrednio „poza” paint (rysunek zniknie po odświeżeniu)

class DrawingCanvas extends Canvas {
    @Override
    public void paint(Graphics g) {
        g.setColor(Color.BLUE);
        g.drawString("AWT Canvas", 20, 30);
        g.setColor(Color.RED);
        g.fillOval(20, 50, 120, 80);
    }
}

paint() vs repaint()

paint(Graphics g) - metoda wywoływana przez system przy odrysowaniu
repaint() - zgłoszenie prośby o ponowne odmalowanie
Zdarzenia myszy/klawiatury zwykle aktualizują stan modelu i wywołują repaint()
Dobrą praktyką jest trzymanie danych rysunku w polach klasy, a nie w obiekcie Graphics

Dobre praktyki i typowe pułapki

Zamykanie okna: zawsze obsłuż windowClosing
Nie blokuj głównego wątku (obsługa zdarzeń) długimi pętlami - użyj wątku roboczego
Używaj layoutów zamiast stałych współrzędnych
Po zmianie stanu modelu GUI: repaint(); po przebudowie komponentów: validate()
AWT i Swing można mieszać ale ostrożnie - lepiej trzymać się jednego frameworka

Ćwiczenia praktyczne

„Witaj świecie” - proste okno z etykietą
- Utwórz okno Frame z tytułem „Witaj AWT” i dodaj do niego Label z tekstem „Witaj, świecie!”.
- Obsłuż zdarzenie zamknięcia przez implementację interfejsu WindowListener
Formularz z polami tekstowymi (TextField) pobierającymi dane (np. imie i nazwisko) i przyciskiem Button do wyświetlania powitania w Label.
- Klasa okna głównego dziedziczy po Frame
- Obsłuż zdarzenie kliknięcia przycisku (ActionListener) i wyświetl powitanie w Label (np. „Witaj, Jan Kowalski”)
- Obsłuż zdarzenie naciśnięcia klawisza Enter w polu tekstowym, aby również wyświetlić powitanie (poprzez wywołanie akcji przycisku)
- Użyj BorderLayout i Panel do rozmieszczenia komponentów
- Obsługa zamknięcia okna za pomocą WindowAdapter.
Rysowanie w oknie:
- Utwórz klasę dziedziczącą po Frame lub Canvas do rysowania
- Przeciąż metodę paint(Graphics g) i narysuj kilka kształtów (linie, prostokąty, elipsy).
- Dodaj obsługę zdarzeń myszy, aby rysować po Canvas wciśnięciu i przeciąganiu myszy (MouseMotionListener).
- Dodaj przycisk „Wyczyść”, który czyści rysunek
- Narysuj tekst na ekranie za pomocą drawString() zawierający aktualne współrzędne myszy. Dobierz font, wielkość i kolor tekstu.
- Dodaj podwójne buforowanie, aby uniknąć migotania podczas rysowania (createImage(), getGraphics()).
Przegląd kontrolek: zapoznaj się z kodem źródłowym i przetestuj działanie programu

Zadanie 6: Minutnik w AWT

Stwórz w bibliotece AWT prostą aplikację typu minutnik, która odlicza czas od wartości podanej przez użytkownika do 0.

Wymagania:

Użytkownik wprowadza wartość początkową czasu w sekundach w TextField. Domyślnie może być ustawiona na 60 sekund.
Aplikacja posiada przyciski:
- „Start” - rozpoczyna lub wznawia odliczanie,
- „Stop” - zatrzymuje odliczanie,
- „Reset” - przywraca licznik do wartości początkowej.
Po zakończeniu odliczania (osiągnięciu 0) aplikacja wyraźnie informuje użytkownika, np. zmianą koloru tła okna,

lub wyświetleniem komunikatu w oknie dialogowym.

Zaimplementuj odliczanie z użyciem wątku (tak, aby interfejs GUI nie zawieszał się podczas pracy minutnika).
Zapewnij poprawne zamykanie aplikacji (obsługa zdarzenia zamknięcia okna).
Przyciski powinny być aktywne/nieaktywne w zależności od stanu minutnika (np. „Start” nieaktywny podczas odliczania, „Stop” nieaktywny gdy minutnik jest zatrzymany).

Przykładowy wygląd aplikacji: