实验基础课题6用java实现图形界面输入半径求圆面积
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上传日期：2011-12-21
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上 传 者：scp781031118
资源类型：代码类
标 签： 用java实现图形界面输入半径求圆
### 实验知识点解析
#### 一、实验概述与目标
本次实验主要围绕Java图形用户界面(GUI)编程展开，旨在帮助学生掌握使用Java Swing库构建基本的GUI应用的基础知识。通过本实验的学习，学生将能够：
- **理解并使用**框架（`JFrame`）、面板（`JPanel`）及简单的GUI组件（如`JLabel`、`JTextField`、`JButton`）来创建图形界面；
- **熟悉布局管理器**的作用及其在不同场景下的应用；
- **掌握Swing组件**的基本属性调整方法，例如改变框架大小、面板背景、标题等；
- **了解事件监听机制**，包括如何定义监听类、向源对象注册监听器对象以及编写事件处理代码；
- **学习多线程**的基本概念及其实现方式，包括通过继承`Thread`类和实现`Runnable`接口两种方法；
- **掌握异常处理**的基本技巧，包括如何处理用户输入错误等情况。
#### 二、图形界面程序设计
##### 1. 计算圆面积
**知识点：**
- **框架和面板**: 使用`JFrame`作为主窗口容器，`JPanel`作为内部布局的载体。
- **文本框和标签**: 使用`JTextField`输入半径，使用`JLabel`显示结果。
- **数据类型转换**: 使用`Double.parseDouble()`将文本框中的`String`类型转换为`double`类型。
- **事件驱动编程**: 通过为按钮注册监听器，实现点击事件的响应。
**实验步骤：**
1. 创建一个继承自`JFrame`的类`Circle`。
2. 在类中添加必要的GUI组件：`JTextField`用于输入半径，`JButton`用于触发计算，`JLabel`用于显示结果。
3. 设置布局管理器，如使用`FlowLayout`或自定义布局。
4. 编写事件监听器处理逻辑，当用户点击“计算”按钮时，获取半径值并计算面积，然后更新`JLabel`显示结果。
**示例代码框架：**
```java
import javax.swing.*;
public class Circle extends JFrame {
private JTextField radiusField;
private JButton calculateButton;
private JLabel resultLabel;
public Circle() {
initUI();
}
private void initUI() {
// 初始化GUI组件
radiusField = new JTextField(10);
calculateButton = new JButton("计算");
resultLabel = new JLabel("结果");
// 添加监听器
calculateButton.addActionListener(e -> {
String input = radiusField.getText();
try {
double radius = Double.parseDouble(input);
double area = Math.PI * radius * radius;
resultLabel.setText("面积: " + area);
} catch (NumberFormatException ex) {
JOptionPane.showMessageDialog(this, "请输入有效的半径值！", "错误", JOptionPane.ERROR_MESSAGE);
}
});
// 添加组件到面板
JPanel panel = new JPanel(new FlowLayout());
panel.add(radiusField);
panel.add(calculateButton);
panel.add(resultLabel);
// 添加面板到窗口
this.add(panel);
// 设置窗口属性
this.setTitle("圆面积计算器");
this.setSize(300, 200);
this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
this.setVisible(true);
}
public static void main(String[] args) {
new Circle();
}
}
```
##### 2. 图形界面组件交互
**知识点：**
- **Swing组件**: 包括`JPanel`、`JLabel`、`JTextField`和`JButton`等。
- **事件监听与处理**: 通过`ActionListener`监听按钮点击事件，并执行相应的操作。
- **组件属性设置**: 如改变窗口大小、标题，面板背景颜色等。
**实验步骤：**
1. 创建一个继承自`JFrame`的类`myGUI`。
2. 设计界面布局，包括面板、标签、文本框和按钮等组件。
3. 注册事件监听器，处理按钮点击事件。
4. 在事件处理方法中实现各种功能，如改变窗口大小、标题、面板背景颜色等。
**示例代码框架：**
```java
import javax.swing.*;
import java.awt.*;
public class myGUI extends JFrame {
private JButton changeButton;
private JLabel titleLabel;
private JTextField textField;
private JPanel panel;
public myGUI() {
initUI();
}
private void initUI() {
// 初始化组件
titleLabel = new JLabel("初始标题");
textField = new JTextField("初始文本", 10);
changeButton = new JButton("改变");
// 添加监听器
changeButton.addActionListener(e -> {
// 改变窗口大小
setSize(400, 300);
// 改变窗口标题
setTitle("新标题");
// 改变面板背景色
panel.setBackground(Color.RED);
// 改变文本框背景色
textField.setBackground(Color.YELLOW);
// 更新标签内容
titleLabel.setText("新标题");
});
// 添加组件到面板
panel = new JPanel(new GridLayout(2, 1));
panel.add(titleLabel);
panel.add(textField);
panel.add(changeButton);
// 添加面板到窗口
this.add(panel);
// 设置窗口属性
this.setTitle("初始标题");
this.setSize(300, 200);
this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
this.setVisible(true);
}
public static void main(String[] args) {
new myGUI();
}
}
```
#### 三、多线程实现
**知识点：**
- **多线程基础**: 包括继承`Thread`类和实现`Runnable`接口两种方式。
- **线程调度与同步**: 使用`Thread.sleep()`方法控制线程的执行节奏。
- **异常处理**: 处理可能出现的`InterruptedException`。
**实验步骤：**
1. 定义一个`TicketSeller`类，实现`Runnable`接口。
2. 在`run`方法中实现售票逻辑。
3. 创建多个线程实例，模拟不同的售票窗口。
**示例代码框架：**
```java
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class TicketSeller implements Runnable {
private int tickets = 500;
@Override
public void run() {
while (tickets > 0) {
System.out.println("现在出售的是第" + tickets + "张火车票");
tickets--;
try {
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(300); // 模拟延迟
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
System.out.println("线程中断！");
}
}
}
public static void main(String[] args) {
Thread[] sellers = new Thread[4];
for (int i = 0; i < sellers.length; i++) {
sellers[i] = new Thread(new TicketSeller());
sellers[i].start();
}
}
}
```
#### 四、用户输入合法性验证
**知识点：**
- **字符串处理**: 使用`String`类的方法检查输入的有效性。
- **异常处理**: 使用`try-catch`块捕获并处理可能发生的异常。
**实验步骤：**
1. 修改之前的计算圆面积程序。
2. 在事件处理方法中增加输入验证逻辑。
3. 如果输入无效，则提示用户重新输入。
**示例代码框架：**
```java
import javax.swing.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
public class CircleWithValidation extends JFrame {
private JTextField radiusField;
private JButton calculateButton;
private JLabel resultLabel;
public CircleWithValidation() {
initUI();
}
private void initUI() {
// 初始化GUI组件
radiusField = new JTextField(10);
calculateButton = new JButton("计算");
resultLabel = new JLabel("结果");
// 添加监听器
calculateButton.addActionListener(e -> {
String input = radiusField.getText();
if (input.isEmpty()) {
JOptionPane.showMessageDialog(this, "请输入半径值！", "错误", JOptionPane.ERROR_MESSAGE);
} else {
try {
double radius = Double.parseDouble(input);
double area = Math.PI * radius * radius;
resultLabel.setText("面积: " + area);
} catch (NumberFormatException ex) {
JOptionPane.showMessageDialog(this, "请输入有效的半径值！", "错误", JOptionPane.ERROR_MESSAGE);
}
}
});
// 添加组件到面板
JPanel panel = new JPanel(new FlowLayout());
panel.add(radiusField);
panel.add(calculateButton);
panel.add(resultLabel);
// 添加面板到窗口
this.add(panel);
// 设置窗口属性
this.setTitle("圆面积计算器");
this.setSize(300, 200);
this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
this.setVisible(true);
}
public static void main(String[] args) {
new CircleWithValidation();
}
}
```
通过以上实验，学生将能够深入理解Java Swing图形界面编程的核心概念和技术细节，并能够实际操作这些技术，从而提升解决实际问题的能力。
