【Java発展学習17日目】SwingによるウィンドウUI制御

GUIの種類

GUI(Graphical User Interface)の実現方法は、以下の2通り。

GUI	用途	デザイン設計
WebUI	Webアプリケーション	HTML
ウィンドウUI	OSアプリケーション	プログラム

Swing APIにおける3つのウィンドウ

参考: Swing
Swing APIが扱うウィンドウは、以下の3種類に分類される。

ウィンドウ	内容	API
アプレット	ブラウザへの埋め込みウィンドウ	JApplet
フレーム	アプリケーション用ウィンドウ	JFrame
ダイアログ	対話入力用ウィンドウ	JDialog

また、これらのウィンドウはメインスレッドとは独立した、描画処理を行うUIスレッドによって実行される。
UIスレッドは複数のスレッドの総称であり、中でもイベントハンドラが動作するスレッドを
イベントディスパッチスレッド(EDT; event dispatch thread)と呼ぶ。

ただし、イベントハンドラによる処理負荷が大きい場合は、イベントディスパッチスレッドとは異なるスレッドで
負荷の大きい処理を行うSwingUtilities.invokeLater()メソッドを先に呼び出し、処理を進めておく手法を用いる。

SwingUtilities.invokeLater()

invokeLater()メソッド

void SwingUtilities.invokeLater(Runnable doRun)
// パラメータ
// doRun: 処理(タスク)を定義する、「Runnableインタフェースの実装クラスオブジェクト」または「関数オブジェクト」

Swing APIにおける7つのレイアウトマネージャ

参考・出典: A Visual Guide to Layout Managers
画面サイズやウィジェットに応じて自動レイアウトを行うレイアウトマネージャは、以下の7つ。

JFrame#setLayout()メソッドで利用するレイアウトマネージャを指定することができ、
デフォルトレイアウトとしてBorderLayoutが設定されている。

レイアウトマネージャ	配置	イメージ図
BorderLayout	上下左右・中央の5箇所
BoxLayout	縦または横一列
CardLayout	ウィジェットに応じた動的レイアウト
FlowLayout	折り返し可能な横一列
GridBagLayout	自由サイズのセル分割
GridLayout	固定サイズのセル分割
GroupLayout	縦横のグループ配置
SpringLayout	比率分割

---

フレームの生成

フレームは、JFrameクラスで定義される。
また、JPanelクラスで定義されるパネルを用いて、フレーム内にレイアウトをネストすることができる。

サンプルコード

SwingFrame.java

import java.awt.*;
import javax.swing.*;

public class SwingFrame {
    public static void main(String[] args) {
        // フレームタイトルを指定したフレームの生成
        JFrame frame = new JFrame("Swing");

        // 「×ボタン」によるアプリケーションの終了
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

        // レイアウトマネージャの指定
        frame.setLayout(new BorderLayout());

        // フレームサイズの指定
        // -> setBounds()メソッドで表示位置とまとめて指定可能
        frame.setSize(400, 200);

        // 表示位置の指定
        // -> setBounds()メソッドでフレームサイズとまとめて指定可能
        frame.setLocation(100, 100);

        // モニターサイズに合わせた表示位置の指定
        frame.setLocationRelativeTo(null);

        // フレームの表示
        frame.setVisible(true);
    }
}

実行結果

---

イベントハンドリング

イベント検知時にリスナによって呼び出されるイベントハンドラは、関数インタフェースであるActionListenerインタフェースの
actionPerformed()メソッドをオーバーライドして記述する。

ここで、イベントを検知する主なウィジェットは、以下の通り。

ウィジェット	クラス	検知イベント
ボタン	JButton	ボタンのクリック
チェックボックス	JCheckBox	チェックボックスのクリック
ラジオボタン	JRadioButton	ラジオボタンのクリック
テキストフィールド	JTextField	テキストフィールドでのEnterの入力
パスワードフィールド	JPasswordField	パスワードフィールドでのEnterの入力

また、イベントの検知を待機する主なリスナインタフェースは、以下の通り。

ただし、複数のコールバックメソッドをもつリスナインタフェースの実装クラスではコールバックメソッドを全てオーバーライドする必要があるため、
MouseListener・KeyListener・WindowListenerは、特定のイベントのみを処理するイベントアダプタ(*Adapter)クラスが利用される。

インタフェース	検知イベント	コールバックメソッド
ActionListener	クリック・決定・実行	actionPerformed()
ChangeListener	状態の変化	stateChanged()
MouseListener	マウス操作	クリック: mouseClicked() カーソルイン: mouseEntered() カーソルアウト: mouseExited() ボタンのプレス: mousePressed() ボタンのリリース: mouseReleased()
KeyListener	キー操作	キーのプレス: keyPressed() キーのリリース: keyReleased() キーのタイプ: keyTyped()
WindowListener	ウィンドウ操作	アクティブ時: windowActivated() 非アクティブ時: windowDeactivated() クローズ前: windowClosing() クローズ後: windowClosed() 最初の可視化時: windowOpened() 通常 → 最小化時: windowIconified() 最小化 → 通常時: windowDeiconified()

サンプルコード

SwingEvent.java

import java.awt.event.*;
import java.awt.*;
import javax.swing.*;

public class SwingEvent {
    public static void main(String[] args) {
        JFrame frame = new JFrame("Event Handler");

        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        frame.setLayout(new BorderLayout());
        frame.setSize(400, 400);

        // ラベルの生成・ContentPaneへの追加
        JLabel label = new JLabel("Click following buttons.");
        frame.add(label, BorderLayout.NORTH);

        // ボタンの生成・イベントリスナ定義・ContentPaneへの追加
        // -> ActionListenerインタフェースの実装クラスを利用する場合
        JButton button1 = new JButton("button 1");
        button1.addActionListener(new bActionListener());
        frame.add(button1, BorderLayout.WEST);

        // ボタンの生成・イベントリスナ定義・ContentPaneへの追加
        // -> ActionListenerインタフェースを利用する場合
        JButton button2 = new JButton("button 2");
        button2.addActionListener(new ActionListener() {
            // イベントハンドラ
            @Override
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                System.out.println("Button 2 is clicked.");

            }
        });
        frame.add(button2, BorderLayout.CENTER);

        // ボタンの生成・イベントリスナ定義・ContentPaneへの追加
        // -> ラムダ式で記述する場合
        JButton button3 = new JButton("button 3");
        button3.addActionListener((ActionEvent e) -> {
            System.out.println("Button 3 is clicked.");
        });
        frame.add(button3, BorderLayout.EAST);

        frame.setVisible(true);
    }
}

// リスナクラス(ActionListenerインタフェースの実装クラス)
class bActionListener implements ActionListener {
    // イベントハンドラ
    @Override
    public void actionPerformed(ActionEvent e) {
        System.out.println("Button 1 is clicked.");
    }
}

実行結果

---

用語集

用語	内容
キャンバス(canvas)	ウィンドウ全体を1つのグラフィック領域と捉える画面設計手法
ウィジェット(widget)	ウィンドウを画面部品の集まりと捉える画面設計手法
ペイン(pane)	フレームによって管理される、ウィジェットを保持する1つの枠組み
イベントドリブンモデル(event driven model)	イベントハンドラを定義するプログラミングモデル