图形用户界面
第7章 图形用户界面
第7章图形用户界面第7章图形用户界面在前边介绍的应用程序中，都是采用字符方式的用户界面。
从本章开始，将进行图形用户界面的程序设计。
在应用系统中，程序操作界面（用户界面）是用户与计算机系统沟通的桥梁，因此，用户界面的优劣直接关系到的使用。
本章主要介绍Java中的图形用户界面的相关知识，其中包括：容器、组件、布局管理器等内容。
7.1 概述所谓图形用户界面（Graphics User Interface，简称GUI），是指使用图形的方式，以菜单、按钮、标识、图文框等标准界面元素组成的用户操作屏幕。
大家最常见、使用最多的是Windows系统下的用户操作界面。
在应用系统得开发中，根据需要可能要设计各种各样的用户界面。
因此，我们所关心的是开发环境提供了哪些用于构成用户界面的组件元素，这些组件元素的功能及作用是什么，组件元素之间有无关系，如何利用这些组件元素构建用户操作界面。
在Java中，将构成图形用户界面的各种组件元素大致可分为以下三类：容器、组件和用户自定义成分。
1．容器（Container）容器是用户屏幕上的一个特殊的窗口，它用来组织或摆放其它界面元素。
一个容器上可以摆放若干个界面元素，这些界面元素本身可能也是一个容器，这些容器上也可摆放其它的界面元素，依次类推就可构成一个复杂的图形界面系统。
例如，框架(Frame)容器是Java中的标准窗口，在它上边可以摆放窗格（Panel）容器和其他组件，在窗格容器上又可以摆放窗格容器和其他组件等等。
容器的引入有利于把复杂的图形用户界面分解为功能相对独立的子部分。
在设计用户界面时，如果使用的界面元素较多，就可以按操作需要分类，将它们分别放在不同的容器中，然后以某种规则（嵌套、行列、顺序等）摆放在用户屏幕上。
如上所述，容器是构建用户界面的关键组件，它的主要特点如下：1）容器是一个窗口（矩形区域），作为一个组件对象被摆放在屏幕上，有其位置和大小，在它上边摆放的元素也被限制在这个窗口之内。
GUI(用户图形界面)
03
减少了程序中的循环和延时操作，提高了 程序的执行效率。
04
方便实现复杂的交互逻辑和动态界面效果。
多任务和多线程
01
并行处理
02 支持多个任务同时运行和处理，提高了程序的并 发性能和响应速度。
03 可以将耗时的任务放在后台线程中执行，避免阻 塞主线程和影响用户体验。
多任务和多线程
• 提供了线程同步和互斥机制，避免多线程并发访问导致的 数据竞争和死锁问题。
重要性
GUI为用户提供了一种直观、易用的操作方式，使得计算机的使用变得更加便捷 和高效。GUI能够降低用户的学习成本，提高工作效率，并增强用户体验。
GUI的历史和发展
历史
GUI的概念起源于20世纪60年代，最早的图形用户界面是SGI公司为斯坦福大学开发的斯坦福大学图形界面 （Stanford Graphics Interface）。随着计算机技术的不断发展，GUI逐渐成为计算机操作系统和应用程序的标 准界面。
娱乐软件
娱乐软件是一类用于休闲和放松的软件，如 音乐播放器、视频播放器等。GUI在娱乐软 件中扮演着重要的角色，提供了简洁、易用 的界面，使用户能够轻松地享受娱乐内容。
嵌入式系统和专用设备
嵌入式系统
嵌入式系统是一类专用的计算机系统，通常 用于控制和管理特定的硬件设备。GUI在嵌 入式系统中起着重要的作用，提供了直观、 易用的界面，使用户能够方便地与设备进行 交互和控制。
错误处理与提示
GUI应具备完善的错误处 理机制和友好的提示信息， 帮助用户快速解决问题。
适应性与兼容性
GUI应具备良好的适应性 与兼容性，支持不同设备 和浏览器的使用，确保用 户体验的一致性。
美观性原则
视觉层次与布局
手机用图形用户界面
手机用图形用户界面在当今数字化的时代，手机已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
而手机的图形用户界面（GUI），则是我们与手机进行交互的重要桥梁。
它不仅影响着我们使用手机的体验，还在很大程度上决定了手机的易用性和功能性。
手机的图形用户界面可以说是一种视觉语言，它通过图标、色彩、布局等元素向我们传达信息，并引导我们进行操作。
一个好的图形用户界面应当具备简洁明了、直观易懂、美观舒适等特点。
简洁明了是图形用户界面设计的首要原则。
在手机屏幕有限的空间里，过多复杂的元素会让用户感到混乱和压抑。
例如，菜单选项不应过多过杂，图标设计应当简单易懂，避免过于抽象或模糊的图形。
当我们打开一个应用程序时，如果界面上布满了密密麻麻的文字和图标，很难迅速找到我们需要的功能，这无疑会增加操作的难度和时间成本。
直观易懂也是至关重要的。
用户在使用手机时，不希望花费过多的时间去学习和理解如何操作。
比如，常见的返回按钮应当放在容易触及和识别的位置，操作流程应当符合人们的常规思维逻辑。
如果一个应用的操作方式与大多数用户的习惯相悖，那么很可能会让用户感到不满甚至放弃使用。
美观舒适同样不可忽视。
一个具有吸引力的界面能够给用户带来愉悦的感受。
色彩的搭配要协调，字体的大小和风格要适宜，页面的布局要平衡。
现在很多手机系统都提供了夜间模式，这就是考虑到用户在不同环境下的视觉舒适度。
而且，随着高清屏幕的普及，图形的清晰度和细节表现也变得越来越重要。
不同的手机操作系统，其图形用户界面都有各自的特点。
比如苹果的 iOS 系统，以其简洁、流畅和一致性著称。
图标设计精美，界面切换效果自然，给用户带来了高品质的体验。
而安卓系统则具有高度的定制性，各个手机厂商可以根据自身的品牌风格和用户需求进行个性化的设计。
有的注重简洁实用，有的则强调华丽和丰富的功能。
在应用程序方面，图形用户界面的设计也各有千秋。
社交媒体应用通常会突出显示最新的动态和重要的通知，让用户能够快速获取关键信息。
图形用户界面
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事件适配器
用实现接口的方法，必须实现接口所定义 的所有方法，为简化编程，针对一些事件监 听器接口定义了相应的实现类——事件适配 器 事件适配器类中，实现了相应监听器接口 中所有的方法，但是是空实现 例题：TestWindowEvent.java
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匿名类在事件处理中的应用
FlowLayout BorderLayout CardLayout GridLayout GridBagLayout
setLayout(LayoutManager mgr)：用于设定 一个容器的布局管理器
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FlowLayout
Panel和Applet默认适用的布局管理器 布局策略：将组件按照加入的先后顺序从 左向右排列，一行排满转到下一行继续从左 向右排列，每一行中的组件都居中排列 例题：TestFlowLayout.java
例题:UseCheckbox.java
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单选钮：
创建：单选钮是一组Checkbox的集合，用CheckboxGroup类表示, 使用以下方法将复选框加入到单选钮组内： public Checkbox(String label, CheckboxGroup group, boolean state) 常用方法：
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事件处理模型——委托模型
事件监听器（Event Listener）：实现了监听器接口的类。 监听器接口：定义了处理事件的事件处理器方法的接口。 当Button有一个事件产生的时候，如果Button注册了事件监听器，事 件就会交给事件监听器所定义的事件处理器来进行处理。注册事件监听 器相当于一个委托。
产生事件:文本改变事件
Gui的原理
Gui的原理GUI的原理。
GUI，全称为图形用户界面（Graphical User Interface），是一种通过图形方式展示信息、接收用户输入的界面。
它是现代计算机系统中最常见的用户界面形式，几乎所有的操作系统和应用程序都采用了GUI。
GUI的设计和实现涉及到许多原理和技术，下面将就GUI的原理进行详细介绍。
首先，GUI的原理可以从两个方面来理解，一是用户界面的设计原理，二是用户界面的实现原理。
在用户界面的设计原理方面，GUI的设计需要考虑到用户的习惯和心理，要使界面布局合理，色彩搭配和谐，操作简单直观。
在用户界面的实现原理方面，GUI的实现需要通过图形库或者图形接口来实现，这些图形库或者图形接口提供了一系列的函数和方法来绘制图形界面，处理用户输入等操作。
其次，GUI的原理涉及到了许多基本概念和技术。
其中，最基本的概念就是窗口、控件和事件。
窗口是GUI程序的基本组成部分，可以包含其他控件，控件是窗口中的各种元素，如按钮、文本框、下拉框等，事件是用户的操作，如鼠标点击、键盘输入等。
GUI的原理还包括布局管理、图形绘制、事件处理等技术，布局管理用于控制控件的位置和大小，图形绘制用于绘制各种图形元素，事件处理用于响应用户的操作。
另外，GUI的原理也与计算机图形学和人机交互等领域有着密切的关系。
计算机图形学是研究如何利用计算机生成和处理图形图像的学科，它为GUI的实现提供了基础理论和技术支持。
人机交互是研究人与计算机之间的交互方式和技术的学科，它为GUI的设计提供了理论指导和实践经验。
最后，GUI的原理对于软件开发和用户体验有着重要的意义。
在软件开发中，GUI的设计和实现是至关重要的，它直接关系到软件的易用性和用户体验。
一个好的GUI可以提高用户的工作效率，增强用户的满意度，从而提升软件的市场竞争力。
因此，深入理解GUI的原理对于软件开发人员和用户界面设计师来说是非常重要的。
综上所述，GUI的原理涉及到用户界面的设计和实现两个方面，涉及到窗口、控件、事件等基本概念和技术，与计算机图形学和人机交互等领域有着密切的关系，对软件开发和用户体验有着重要的意义。
图形用户界面在日常生活中有什么实际应用？
随着科技的不断发展，图形用户界面已经成为日常生活中必不可少的一部分。
从手机、电脑、电视等电子设备到家居智能化系统，图形用户界面已经深入到我们的生活中，让我们的生活变得更加便捷、高效。
本文将从多个角度探讨图形用户界面在日常生活中的实际应用。
一、电子设备在电子设备中，图形用户界面的应用最为广泛。
例如，我们使用的手机、电脑、平板电脑等设备都采用了图形用户界面，让我们可以通过触摸屏幕或者鼠标等方式来进行操作。
这种方式不仅让我们的操作变得更加直观、便捷，还可以更好地满足我们的个性化需求。
例如，我们可以根据自己的喜好更改手机桌面的主题、更改电脑的壁纸等等。
图形用户界面还可以让我们更好地管理和整理我们的文件、图片和视频等信息，提高我们的工作效率。
二、家居智能化系统随着智能家居的不断普及，图形用户界面也开始进入到我们的家庭生活中。
例如，我们可以通过智能音箱来控制家庭中的灯光、空调、电视等设备，这些设备都采用了图形用户界面，让我们可以通过语音或者手机等方式来进行操作。
这种方式不仅让我们的生活变得更加便捷，还可以更好地满足我们的个性化需求。
例如，我们可以根据自己的喜好设置家庭的温度、光线等等。
三、医疗设备在医疗设备中，图形用户界面的应用也越来越广泛。
例如，我们可以通过手环、智能手表等设备来监测我们的健康状况，这些设备都采用了图形用户界面，让我们可以更加直观地了解我们的健康状况。
在医疗设备中，图形用户界面还可以让医生更加直观地了解患者的病情，提高医疗效率。
四、游戏设备在游戏设备中，图形用户界面的应用也是非常广泛的。
例如，我们可以通过游戏手柄、游戏手柄等设备来进行游戏操作，这些设备都采用了图形用户界面，让我们可以更加直观地了解游戏操作。
在游戏设备中，图形用户界面还可以让我们更好地管理和整理我们的游戏信息，提高我们的游戏体验。
图形用户界面在日常生活中的应用非常广泛，不仅让我们的生活变得更加便捷、高效，还可以更好地满足我们的个性化需求。
图形用户界面
Window Panel
ScrollPane
TextArea TextField
Dialog Frame
FileDialog
Component(组件)
Java的图形用户界面的最基本组成部分是组件 （Component），组件是一个可以以图形化的方式显 示在屏幕上并能与用户进行交互的对象，例如一个按 钮，一个文本框等。
10. f.add("East", new Button("East"));
11.
//第一个参数表示把按钮添加到容器的East区域
12. f.add("West", new Button("West"));
13.
//第一个参数表示把按钮添加到容器的West区域
14. f.add("Center", new Button("Center"));
LayoutManager （布局管理器）
为了使生成的图形用户界面具有良好的平台无关性， Java语言中，提供了布局管理器这个工具来管理组件 在容器中的布局，而不使用直接设置组件位置和大小 的方式。
每个容器都有一个布局管理器，当容器需要对某个组 件进行定位或判断其大小尺寸时，就会调用其对应的 布局管理器。
North区域缺少组件
West区域缺少组件
Center区域缺少组件
GridLayout
使容器中各个组件呈网格状布局
1. import java.awt.*;
2. public class ButtonGrid {
3. public static void main(String args[]) {
图形化用户界面1
简单GUI组件
• • 1．标签（JLabel） 2．按钮（JButton）
– 标签提供了一种在应用程序界面中显示不可修改文本的方法 – 按钮是用于触发特定动作的组件，用户可以根据需要创建纯文本的或带图标的 按钮
• 3.向窗口添加组过程 1.定义组件的对象 JLabel jl1; 2.在构造方法中实例化所有组件对象
设置点击关闭按钮时的默认操 作 设置窗口是否可见 设置窗口布局
第一个窗口程序
修改标题 是否可见 大小 是否可改变大小 位置
调用构造方法 调用初始化方法
关闭窗口时 是否退出程 序
点击关闭时的默认操作
• DO_NOTHING_ON_CLOSE（在 WindowConstants 中定 义）：不执行任何操作；要求程序在已注册的 WindowListener 对象的 windowClosing 方法中处理该操作。
3.设置窗口布局 this.setLayout(new FlowLayout());//流式布局 4.将所有组件按组件的显示顺序添加到窗口容器 Container contentPanel=this.getContentPane(); contentPanel.add(jl1); contentPanel.add(jl2);
操作系统的用户界面设计和交互方式
操作系统的用户界面设计和交互方式操作系统的用户界面设计和交互方式对于用户体验和效率至关重要。
一个好的用户界面设计可以使用户更轻松地操作系统，提高工作效率，并且减少用户的学习成本。
本文将讨论操作系统的用户界面设计以及不同的交互方式。
一、命令行界面命令行界面是最早期的操作系统用户界面，通过键入和输入特定的命令来完成各种操作。
这种界面对于一些专业用户来说仍然是一个非常重要的工具，因为它可以提供更多的功能和灵活性。
然而，对于普通用户来说，命令行界面存在一些缺点，比如需要记住复杂的命令和参数，并且操作过程相对复杂。
二、图形用户界面图形用户界面（GUI）是目前主流的用户界面设计方式，它通过图形化的方式展示操作系统的各种功能和操作。
GUI可以提供直观且易于理解的用户界面，用户可以通过图标、菜单和按钮等元素来完成操作。
GUI的主要特点包括直观性、可视化和易于学习。
用户不需要记住复杂的命令，只需通过鼠标点击或者键盘操作来完成任务。
GUI的缺点是在某些情况下，效率可能会低于命令行界面，因为通过图形化的方式完成任务可能需要更多的鼠标点击和操作。
三、触摸界面随着移动设备的普及，触摸界面也成为了操作系统的一个重要交互方式。
触摸界面通过用户触摸设备屏幕来实现操作，可以提供更直接的交互体验。
用户可以通过手指滑动、捏合等手势来操作应用程序和系统功能。
触摸界面的优点是直观、便携和易于学习，尤其适合移动设备。
然而，触摸界面也存在一些挑战，比如操作的准确性和输入效率的问题。
四、语音交互随着语音识别技术的进步，语音交互成为了一种新的操作方式。
用户可以通过语音来与操作系统进行交互和控制。
语音交互可以提供一种更自然、便捷的操作方式，尤其适合在驾驶、运动等情况下无法使用手进行操作的场景。
然而，语音交互仍然存在一些技术和语音识别准确性的问题，需要进一步的改进。
总结起来，操作系统的用户界面设计和交互方式对于用户体验和效率至关重要。
不同的界面设计和交互方式适用于不同的用户和场景。
图形用户界面
图形用户界面(gui)图形用户界面（GUI）9.1 Java图形用户界面概述顾名思义，图形用户界面（Graphics UserInterface，缩写GUI）是指以图形的显示方式与用户实现交互操作的应用程序界面。
Java提供了十分完善的图形用户界面功能，使得软件开发人员可以轻而易举地开发出功能强大、界面友善、安全可靠的应用软件。
在Java语言中，有两个包（java.awt和javax.swing）囊括了实现图形用户界面的所有基本元素，这些基本元素主要包括容器、组件、绘图工具和布局管理器等。
组件是与用户实现交互操作的部件，容器是包容组件的部件，布局管理器是管理组件在容器中布局的部件，绘图工具是绘制图形的部件。
这里的“awt”是抽象窗口工具包（Abstract Windowing Toolkit）的缩写，其中的组件常被称为AWT 组件。
其中的组件常被称为AWT 组件。
它主要改善了组件的显示外观，增强了组件的控制能力。
在Java中，设计用户界面需要经历4个基本步骤：（1）创建和设置组件（2）将组件加入到容器中（2）将组件加入到容器中（3）布局组件（4）处理由组件产生的事件9.2 用AWT创建图形用户界面AWT是抽象窗口工具包，其中涵盖了Java API为开发Java应用程序提供的创建图形用户界面的工具集，它包含了用户界面的各种组件、事件处理模型、图形界面的各种组件、事件处理模型、图形和图像处理工具、布局管理器、数据传输、剪切和粘贴操作等功能，使得在Java环境中可以比较轻松地设计出具有良好的用户交互界面的应用程序。
9.2.1 AWT概述AWT是Java基础类库JFC（Java FoundationClass）的一个重要组成部分，它位于java.awt包中，其中不仅包含了与显示界面有关的各种组件，还包含了一些子包，主要提供了色彩控制、数据传输、事件处理模型、拖放功能、字制、数据传输、事件处理模型、拖放功能、字体设置、打印管理、图像处理等技术支持。
图形用户界面
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BorderLayout
• 注意： – JFrame的内容窗格的默认布局管理器是 BorderLayout – 如果某个区域内没有添加组件，这个区域将 被邻近区域占用
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练习
• 编写一个程序，显示一个400×300像素的框架， 框架内容窗格的布局为BorderLayout布局， 并将两个按钮“Button1”和“Button2”添加 到东区和西区。
• 处理流程：
– 用户操作界面组件；鼠标点击等 – 该组件（事件源）产生某种信号（事件） – 事先注册给这个组件（事件源）的一个监听器会接收到这 个信号（事件），并进行处理
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需要弄清楚的问题
• 事件源与事件的关系
– 什么是事件？什么是事件源？ – 有哪些事件源？他们在什么情况下会产生什么样的事件？
4
• The java GUI is platformindependent, (how?)
– JVM maps the facilities provided by the AWT onto the facilities provided by the particular OS on which the program is running
– 为容器设置布局管理器的方法，其中LayoutManager是所 有布局管理器的父类
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构造图形界面的基本思路
• 先使用容器类构造一个合适的容器； • 使用容器的setLayout方法为容器设置一个合 适的布局管理器。 • 通过容器的add方法在容器中添加组件（控制 组件、其他容器组件）。
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练习
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FlowLayout
• FlowLayout是最简单的布局管理器。它按添 加组件的顺序由左到右将组件排列在容器中， 一行排满后再排新的一行。 • 示例：TestFlowLayout.java • 构造方法：
手机用图形用户界面
手机用图形用户界面在当今数字化的时代，手机已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
而手机的图形用户界面（GUI），则是我们与手机进行交互的重要桥梁。
它不仅影响着我们使用手机的体验，还在很大程度上决定了手机的功能和效率。
图形用户界面，简单来说，就是我们在手机屏幕上看到的各种图标、菜单、按钮和窗口等元素的组合。
这些元素通过直观的视觉方式呈现信息，让我们能够轻松理解和操作手机的各种功能。
一个优秀的手机图形用户界面首先要具备简洁清晰的布局。
当我们解锁手机屏幕，映入眼帘的应该是一目了然的界面，各个应用程序的图标排列有序，不会让人感到混乱和迷茫。
比如，常用的电话、短信、相机等应用应该放在显眼的位置，方便我们快速找到和使用。
同时，不同页面之间的切换应该流畅自然，不会出现卡顿或者延迟的情况。
色彩的运用在手机图形用户界面中也起着至关重要的作用。
恰当的色彩搭配能够吸引用户的注意力，同时传达出不同的情感和信息。
比如，明亮的色彩可以用来突出重要的元素，而柔和的色彩则可以营造出舒适和放松的氛围。
但要注意的是，色彩的选择不能过于刺眼或者过于花哨，否则会让用户感到视觉疲劳。
图标设计也是图形用户界面的重要组成部分。
好的图标应该具有高辨识度，能够让用户一眼就明白其代表的功能。
图标不仅要美观，还要符合人们的认知习惯。
例如，一个信封的图标通常代表着短信或邮件，一个相机的图标则代表着拍照功能。
此外，图标的大小和形状也需要经过精心设计，以适应不同尺寸的手机屏幕。
除了布局、色彩和图标，字体的选择和排版也会影响用户体验。
清晰易读的字体能够让用户更轻松地获取信息。
字体的大小和颜色应该根据不同的场景进行合理调整，比如标题可以使用较大较粗的字体，而正文则可以使用较小较细的字体。
同时，字体的间距和行距也需要适当，以保证页面的整洁和美观。
交互性是手机图形用户界面的核心之一。
用户在操作手机时，界面应该能够及时给予反馈，让用户知道自己的操作是否成功。
比如，当我们点击一个按钮时，按钮应该有相应的变化，如颜色的改变或者出现动画效果。
经典MATLAB图形用户界面设计
使用场景
按钮适用于需要用户进行选择或确认的操作， 例如开始、停止、重置等。
属性设置
可以设置按钮的文本、大小、位置、样式等 属性。
事件处理
当用户点击按钮时，会触发相应的事件，可 以通过编写回调函数来处理该事件文本信息。
属性设置
可以设置文本框的长度、宽度、字体、颜色等属性。
事件处理
当用户滑动滑块时，会触发相应的事件，可以通过编写回调函数来处理该事件。
下拉菜单
功能描述
下拉菜单用于显示多个选项供用户选择。
属性设置
可以设置下拉菜单的选项、默认选项 等属性。
使用场景
适用于需要提供多个选项供用户选择 的场景，如文件打开、保存等。
事件处理
当用户选择下拉菜单中的某个选项时， 会触发相应的事件，可以通过编写回 调函数来处理该事件。
添加事件处理函数
为每个按钮添加事件处 理函数，实现点击按钮 后执行相应的计算操作。
显示结果
在GUI界面上添加一个文 本框，用于显示计算结 果。
保存和运行
保存GUI文件，并运行程 序，测试计算器功能是 否正常。
设计一个数据可视化GUI
加载和预处理数据
使用Matlab的函数加载数据， 并进行必要的预处理。
表格
功能描述
表格用于显示和编辑二维数 据表格。
使用场景
适用于需要展示和编辑大量 数据的场景，如数据统计、 数据分析等。
属性设置
事件处理
可以设置表格的行数、列数、 单元格内容、样式等属性。
当用户编辑表格中的数据时， 会触发相应的事件，可以通 过编写回调函数来处理该事 件。
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高级GUI设计技巧
使用布局管理器
化的界面设计和代码生成功 能。
图形用户界面
（3）使用标签的步骤： 使用标签的步骤： 创建标签对象： 创建标签对象： OK”); 例：例：Label la = new Label( “OK ); OK 把标签对象添加到容器例如小应用程序的窗口中 例：add(la); （4）程序实例：实现功能：在一窗口上显示一标签： 程序实例：实现功能：在一窗口上显示一标签： label 执行：Label1.java, Label1.html文件观察输出效果 执行： Label1.html文件观单选按钮的步骤： 创建复选框组对象 例：CheckboxGroup cbg 创建单选按钮对象 例：Checkbox radio=new Checkbox( BeiJing ,cbg, Checkbox(“BeiJing BeiJing”,cbg, false); 把单选按钮对象加到容器中， 把单选按钮对象加到容器中， 例：add(radio); Checkbox类和CheckboxGroup类 类和CheckboxGroup （4） Checkbox类和CheckboxGroup类 ，在java.awt 包中定义 = new CheckboxGroup( );
TextArea（ TextArea（String text, int rows,int columns ） 功能：创建一个一个rows ,columns列且初始文本内 rows行 功能：创建一个一个rows行,columns列且初始文本内 text的文本区对象 容text的文本区对象 （2）成员方法 public void append(String str) 功能:在文本区尾部添加文本str 功能:在文本区尾部添加文本str public void setText(String str) 功能: 设定文本区的内容为str 功能: 设定文本区的内容为str
嵌入式开发中的图形用户界面设计
嵌入式开发中的图形用户界面设计一、概述在嵌入式开发领域，图形用户界面（Graphical User Interface，简称GUI）设计是用户与设备交互的重要环节。
良好的GUI设计能够提升用户体验，加强设备的易用性和功能性。
本文将介绍嵌入式开发中的图形用户界面设计的原理、方法和注意事项。
二、图形用户界面的基本原理1. 视觉设计原则图形用户界面的设计要考虑到用户的感知和视觉需求。
界面的颜色、图标、字体等元素需要与设备的功能相匹配，同时也要符合用户的审美和习惯。
清晰简洁的界面设计可以减少用户的学习成本和操作错误。
2. 用户交互原则用户界面的交互应该简单明了，易于理解和操作。
通过合理的交互设计，用户可以方便地输入、输出信息，完成各种功能操作。
界面元素的布局、按钮的设计和触摸反馈等都是需要考虑的重要因素。
3. 多平台兼容性原则在嵌入式开发中，同一个GUI可能需要在不同的平台上运行，比如小尺寸屏幕、大尺寸屏幕等。
因此，应该设计可伸缩和适用于不同分辨率的界面元素，以保持一致的用户体验和操作方式。
三、图形用户界面设计方法1. 了解用户需求在进行GUI设计之前，要充分了解目标用户的需求和使用场景。
通过调研、访谈等方法，获取用户的反馈和建议，确定设计的方向和重点。
2. 建立界面原型使用界面原型工具，可以快速搭建出GUI的草图，包括界面布局、元素样式等。
原型可以帮助开发团队和用户更好地理解设计思路，及时修改和优化。
3. 选择合适的设计工具根据项目需求和团队成员的熟悉程度，选择适合的设计工具。
常用的GUI设计工具有Adobe XD、Sketch、Axure RP等，它们提供了丰富的组件库和交互功能，支持导出设计图和界面规范。
4. 设计布局和元素根据用户需求和设备特点，合理设计界面的布局和元素的样式。
布局应该简洁明了，避免信息过载；元素的样式要统一，保持可读性和识别性。
5. 进行用户测试设计完成后，可以邀请一些目标用户参与测试，收集他们的反馈和建议。
一、图形用户界面概述
•
GUI是“图形用户界面”(graphics user interface)的英文缩写。Java的 AWT(包）类库的内容极其丰富，有60多 个类和接口，包括了创建图形用户界面 的所有工具。利用AWT类库，编程人员 可以在程序的显示区域创建按钮、文本 域以及其它用户界面元素，并对用户动 作进行响应。
一、用户图形界面
• 用户界面：是用户与计算机进行交互的渠道， 人与计算机通信通过用户界面完成，可协同完 成一定任务。 • 人的主体参与：接受信息、思考、决策、 发出命令---消息驱动。 • 计算机软硬件参与的工作：进一步明确所 要执行的命令，执行计பைடு நூலகம்，反馈信息。
1)命令行式全字符用户界面 2)图形用户界面：让计算机变得更加容易使用 面向对象的图形用户界面：基于“面向对象”的思 想互相交换信息，即尽可能在屏幕上用形象的图标 和窗口等来代表有用的资源和可启用的对象。 图形界面对象： 图标（Icon） 窗口（Window） 菜单（Menu）/菜单项（Menu Item） 按钮（Button）、文本框（Label）、列表框 （List）…
AWT类库是以“组件”（或“构件”） （Component)(swing包中为JComponent)和“容 器”(Container)(JContainer)来组织屏幕元素的。 其中构件指屏幕对象，如按钮和对话框等；容器则 指一种特殊类的构件，这种构件可容纳其它构件或 容器。事实上，已经介绍过一种AWT容器---Applet。Applet类是Component类的间接子类（它 是Panel类的子类，而Panel类又是Component类的 子类），这就是它可以包含组件的原因所在。Java 中构成图形用户界面的元素可粗略分为三类：容器、 组件和用户自定义成分（图画类）。
图形用户界面
图形用户界面
5．菜单界面的设计 在设计菜单界面时，一般遵循如下原则： （1）合理地组织菜单界面的结构与层次。 （2）按照系统的功能对菜单进行分组和排序，将同一类功能
的菜单选项放在同一组中，将常用的菜单选项放在比较靠 前的位置。 （3）菜单选项的标题力求简单、明确、以关键词开头。 （4）常用的菜单选项要设置快捷键，并有文字提示。 （5）充分利用菜单选项的使能与禁止、可见与隐藏的属性。 （6）合理地使用弹出式菜单。
暗淡的颜色。前景使用鲜艳的颜色，背静采用暗淡颜色。
（3）当需要区分不同对象时，首先按亮度大小，然后在按颜色不同来区分。 （4）各种颜色的意义应该符合人们的习惯并保持一致，例如，红色表示错误，
黄色表示警告。
（5）避免使用不兼容的颜色配伍，如蓝/黄、红/绿、红/蓝、绿/蓝，这些色彩对 比强烈的颜色组合，会在边界上产生颤抖或余像效应，影响观看。
图形用户界面
3.色彩的设计方式 • 在人机交互中色彩的使用主要遵循以下原则： （1）正确选择色彩基调 （2）文字色彩与画面色彩应协调、柔和 （3）尽量使用不易产生视觉疲劳的色彩 （4） 选择合适的颜色种数 （5）处理好对比与和谐的关系 （6）使用一致性的颜色显示 • 字体清晰度与背景色的匹配如下表所示 。
图形用户界面
1.1图形用户界面的特点 1. 桌面隐喻：是指用图例表示计算机可以进行的操作。 2. 所见即所得：界面中显示的格式即为最终输出的结果。 3. 直接操纵：直接操纵是指把操作的对象、属性和关系显式地表示出来，用指点
设备直接从屏幕上获取形象化命令与数据的过程。直接操纵具有以下特性： （1）用物理动作或图标代替了复杂的操作。 （2）用指点和选择操作代替键盘输入。 （3）操作结果立竿见影，交互性强。 （4）支持逆向操作。
Python 的图形界面 tkinter 简要参考文档
Python的图形界面tkinter 简要参考文档图形用户界面（Graphical User Interface，简称GUI，又称图形用户接口）是指采用图形方式显示的计算机操作用户界面。
Tkinter 是Python 的标准GUI 库，对于简单的图形界面Tkinter 还是能应付自如。
一.初识tkinter下面的代码是tkinter图形界面的生成窗体的基础代码，效果如图，一个没有组件的空窗体。
请你对照注释理解每句代码的作用。
import tkinter as tk #导入tkinter模块并重命名为tkwin = () #生成一个窗体，名字叫winwin.title("标题") #win窗体的标题win.geometry("300x200") #win窗体的大小，宽300高200，可根据具体需求修改win.mainloop() #进入消息循环，让窗体中添加的组件可以及时刷新二.增加常用窗口组件的方法：下面是几种常用组件的添加方法：1.提示标签：标签名字=bel(win,text= '标签的文本: ') #在窗体win添加一个标签2.输入框：输入框名字=tk.Entry(win) #在窗体win添加一个输入框3.按钮:按钮名字=tk.Button(win,text='按钮文本',command=按钮响应事件) #在窗体win添加一个按钮如：lab_title=bel(win,text='请输入需翻译的文本：') ，表示在窗体win添加名为lab_title组件，默认的显示文本是'请输入需翻译的文本：'，但是现在还没有显示在窗台上。
三.组件布局添加了组件，没有使用布局方法添加到窗体，组件是不会显示的。
tkinter提供了三种布局方法：pack()、grid()、place()，下面介绍一下比较容易理解的place()布局方式。
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1985年底微软推出Windows操作系统，后推出GUI编程接口， 支持用户自己开发基于GUI的应用系统，推动了GUI的普及
今天，绝大部分应用程序都采用GUI用户界面，所有重要操作系 统都采用GUI界面，并支持应用程序的GUI编程
实际上，GUI的基本概念和模式都是Alan Kay等人在PARC开发 Smalltalk系统时开发出来的，主要是：
把用户的各种GUI操作看作事件
为每种事件关联一种操作（可以动态地改变关联）
用户操作事件发生时，GUI基础系统就会调用其关联操作
用户操作GUI界面元素，就会生成一个事件消息
GUI基础系统通过一个消息循环，将消息传给处于活动状态的
对象。应接受该消息的对象截获自己的消息，执行相应动作
计算概论（Python程序设计）
Smalltalk 总结出今天面向对象语言的几乎所有基本概念，开发 出的图形用户界面的范式和技术，被所有后来的系统所继承
计算概论（Python程序设计）
裘宗燕，2015/6/8//-5-
图形用户界面的发展和广泛使用
Steve Jobs在PARC看到Smalltalk非常震惊，回去后组织开发 了苹果公司的Lisa计算机，以及后来第一种非常成功的基于GUI 系统的Macintosh计算机（1984），使GUI进入个人计算领域
22. 图形用户界面
人机界面的发展 图形用户界面的基本概念
结构，构造，相关问题 基于标准库包 tkinter 实现图形用户界面
一些相关概念和机制 对象和布局安排 GUI编程实例
计算概论（Python程序设计）
裘宗燕，2015/6/8//-1-
人机交互方式的演化
自从有了计算机，就出现了人如何与计算机交换信息的问题
施乐是静电复印技术的鼻祖，发明了许多与现代文件处理有关的 技术。设立Palo Alto研究中心是为了研究新型的文件处理技术。 该中心汇集了一批优秀研究人员，在计算机领域的重要研究成果 包括 Ethernet、新型个人计算机、图形用户界面 (Graphic User Interface，GUI) 和桌面交互模式/技术, 面向对象编程等
用一种指点设备（鼠标、手指等）加上键盘作为输入设备， 通过手眼配合的方式提供另一条输入通道
由Window(窗口)/Menu(菜单)/Icon(图标)/Button(按钮)/滚动 条等组成的一套GUI概念、形式和功能，及其实现技术
计算概论（Python程序设计）
裘宗燕，2015/6/8//-6-
数据传输的效率低而且成本很高
随着阴极射线管显示设备的发展，人机交互通道转移到显示屏， 只有需要保存和反复阅读的材料才打印到纸面（称为硬拷贝）
键盘输入立即复显在显示器屏幕，使人可以观察和更正
程序输出也显示在屏幕，降低了交互成本
早期计算机显示器是“基于字符的显示器”，屏幕划分为一组字 符行，每行划分为一系列字符位置，24*80 是一种常见配置
但是，怎样一套新概念能更好满足更广泛的计算机用户的需要
还要有一套实现技术，提供相对易用的编程接口，使开发者能 比较容易地为各种具体应用系统建立人机界面
计算概论（Python程序设计）
裘宗燕，2015/6/8//-4-
人机交互方式的演化
讨论现代人机接口技术，必须提到一个人/一个机构/一个语言
图形用户界面的编程方式
支持GUI编程的系统都以某种形式提供一套GUI功能和相应机制， 开发者编程时可以调用这些机制，以便
设定自己需要的GUI界面
把需要执行的操作关联于各种图形界面元素，当程序用户操 作GUI界面的各种元素时，就会导致这些操作的执行
GUI编程通常采用一种事件驱动的模式
这种显示器只能显示一个个标准大小的字符
受限的显示形式限制了计算机应用的发展。有些专用计算设 备配置昂贵的“图形显示器”，用于特殊需要(如工程设计)
计算概论（Python程序设计）
裘宗燕，2015/6/8//-3-
人机交互方式的演化
基于字符行的人机交互，只能供专业人员使用，也只有特殊的专/8//-7-
Python的tkinter
Python标准库包 tkinter 提供了一套跨平台的GUI 功能，可以在 任何支持Python官方实现的环境中使用（如Windows，Linux， IOS）。它基于著名的界面开发语言Tcl/Tk
下面介绍如何基于这个包做GUI编程
Alan Kay在学习期间就一直思考如何构造一种儿童也能使用的计 算机系统，1960年代末博士毕业后到斯坦福大学工作，后到施乐 公司（Xerox）的帕洛阿尔托研究中心（PARC），其最重要的 成果就是和其他人一起开发出Smalltalk语言和系统
Alan Kay因为这些工作获2003年图灵奖
用户需要根据计算中的情况发布指令，指挥下步的工作
这类需求逐步发展出“交互式”的计算方式
计算机在工作中不断输出一些信息或请求
用户通过交互式输入，提供数据或指令，指导计算进程
计算概论（Python程序设计）
裘宗燕，2015/6/8//-2-
人机交互方式的演化
早期与计算机交互的设备（通道）是类似打字机的输入设备和在 连续卷纸上打印输出的打印机设备（输出即是print）
早期需要与计算机交换信息时，人先准备好程序和数据，做成一 个作业提交计算机，而后等待计算的结果
人们把这种计算方式称为“批处理”
批处理是最基本的计算方式，现在仍然在不同的地方存在
随着计算机应用的发展，人们发现批处理方式经常不能满足需要
经常需要用户根据计算的进展情况提供计算所需的数据
人机交互方式的特征大大限制了计算机应用的发展
需要全新的思想和技术，满足社会发展的需要
1960年代末，Douglas C. Engelbart发明了鼠标器，提供了人机 交互的另一全新的输入通道（除键盘之外）
Engelbart因人机交互方面的工作获1997年图灵奖
另一方面，显示器硬件技术不断发展，成本降低，为全新的人机 交互方式的引入奠定了技术基础