Tạo giao tiếp người dùng

Chương 5
Tạo giao tiếp người dùng
Graphic User Interface- GUI
Mục tiêu
Hiểu mục đích của gói AWT và cấu trúc của gói này.
Biết cách sử dụng các đối tượng của gói AWT.
Biết cách bố cục một GUI.
Biết cách thiết kế một GUI.

Nội dung
5.1- Ôn tập
5.2- GUI là gì?
5.3- Gói AWT của Java.
5.4- Đưa 1 component vào GUI.
5.5- Một chương trình tạo GUI
5.6- Sử dụng các đối tượng của AWT.
5.7- Bố trí các phần tử trên GUI.
5.8- Hướng dẫn tạo GUI cho 1 ứng dụng.
5.9- Tóm tắt
5.10- Bài tập

5.1- Ôn tập
2 loại lỗi của 1 chương trình: Compile-time error / Run-time error .
Exception = Run-time error
Có thể bẫy 1 exception bằng cấu trúc
try {…}
catch (ExceptionClass e) {…}
finally { … }
Lỗi được truyền từ method gây exception lên các method gọi nó.
Có thể tự định nghĩa 1 class Exception kế thừa từ các lớp Exception của Java.
5.2- GUI là gì?
GUI = Graphic User Interface – mô hình giao tiếp kiểu tương tác giữa ứng dụng và user dạng đồ họa.
Mỗi ngôn ngữ hỗ trợ cách tạo GUI khác nhau: VB, VC++ dùng dạng drag and drop, C++ đòi hỏi programmer viết toàn bộ code để tạo GUI, Java hỗ trợ sẵn các lớp tạo GUI cho Programmer sử dụng.
GUI là gì?...
GUI= Container + Components
5.3- Gói AWT của Java
AWT : abstract windowing toolkit - bộ công cụ chứa các lớp để tạo cửa sổ.
AWT là 1 phần của JFC- Java Foundation Classes.
Sử dụng: import java.awt.*;
Gồm nhiều phần tử (class) để tạo GUI.
Có các lớp quản lý việc bố trí các phần tử.
Có (event-oriented application) mô hình ứng dụng hướng sự kiện.
Có các công cụ xử lý đồ họa và hình ảnh.
Các lớp sử dụng các tác vụ với clipboard (vùng nhớ đệm) như cut, paste.
Cấu trúc gói AWT
Component
Button
Checkbox
Container
Choice
Canvas
TextComponent
Label
Panel
Window
Applet
Frame
Dialog
TextField
TextArea
Tham khảo gói java.awt
Tham khảo gói java.awt
Yêu cầu của GUI
Thân thiện với user.
Số phần tử (element, component) trên GUI thay đổi tùy thuộc vào ứng dụng.
Khi user tương tác với phần tử của GUI, ứng dụng phải có phản ứng.
Lập trình sự kiện sẽ bàn đến trong chương sau.

5.4- Đưa 1 component vào GUI
Các bước để đưa 1 component vào GUI
( viết code )
Tạo 1 đối tượng component phù hợp.
Xác định hình thức bên ngoài lúc đầu của component.
Định vị component này trên GUI.
Thêm component này vào GUI.

5.5- Một thí dụ
Container
Components
3 label,
3 text-field
1 checkboxgroup chứa 2 check-box
4 button
5.6- Sử dụng các lớp của awt
5.6.1- Container
Phân cấp thừa kế
Panel là 1 vùng chữ nhật, không có đường viền
Panel là 1 khung chữ nhật, có đường viền, có các nut1 điều khiển cửa sổ
Container...
Container: Đối tượng chứa các element, cho phép vẽ, tô màu lên container.
Frame và Panel là các class thường dùng.
Panel thường dùng để chứa các element trong 1 GUI phức tạp, 1 Frame có thể chứa nhiều Panel.
Panel, Applet thường dùng để tạo 1 ứng dụng nhúng vào Browser.
5.6.2- Frame
Constructors:
Frame()  Make invisible frame
Frame(String)  Make a visible frame with title
Frame...
Common methods
void SetSize( int width, int Height)
public String getTitle();
public void setTitle(String title);
public void setResizable(boolean resizable)
public boolean isResizable()
public void setVisible(boolean)
public boolean isShowing()
void show(boolean)
void add (...) // add component
...
Click for Demo
5.6.3- Panel
Constructors
Panel(): tạo 1 panel với bố cục mặc định.
Panel(LayoutManager layout): tạo 1 panel với bố cục đã biết.
Methods:
add (component) // thêm 1 component vào panel
setLayout(LayoutManager layout) //chọn kiểu bố trí components
Panel phải được đưa vào Frame khi viết application vì Frame mới có border
Click for Demo
5.6.4- Label
Nhãn nhằm giải thích, chứa dữ liệu chỉ xuất.
Constructor:
Label() : tạo label trống
Label(String) : tạo label có chuỗi
Label (String, int Align) Tạo label có gióng hàng: Align=LEFT,RIGHT,CENTER
Common Methods:
void setFont (Font f)
void setText(String S)
String getText()

5.6.5- TextField
Chứa dữ liệu nhập 1 chuỗi ký tự.
User chỉ được nhập 1 dòng.

Constructors
TextField() : tạo text field trống
TextField(int cols) : tạo text field trống có n cột chữ
TextField(String S) : tạo text field có chuỗi S
TextField (String S, int cols) : text có chuỗi S, n cột

Common Methods:
void setEchoChar (char c) - ấn định ký tự thể hiện (password)
void setText(String S)
String getText()
void setEditable(boolean b)
boolean isEditable()

5.6.6- TextArea
Chứa dữ liệu nhập 1 chuỗi ký tự.
User chỉ được nhập nhiều dòng.
Constructors
TextArea()
TextArea(int cols, int rows)
TextArea(String S)
TextArea(String S, int rows, int cols)
TextArea(String,int cols, int rows, int Scrollbars)
Common methods
void setText(String)
String getText()
void setEditable(boolean)
boolean isEditable()
vois insert(String S, int Index)
void replaceRange(String S, int begin, int end)
5.6.7- Button
Công cụ để user chọn 1 tác vụ.
Constructors
Button() - tạo nút không có nhãn
Button(String S) - tạo nút có nhãn
Common Methods
void setLabel(String) - đổi nhãn
String getLabel() - lấy nội dung nhãn

5.6.8- Checkbox/CheckboxGroup
Công cụ nhập yes/no
Checkbox: multi-option (cho phép chọn nhiều) thể hiện dạng hộp vuông.
CheckboxGroup chứa nhiều checkbox nhưng chỉ cho phép chọn 1/n. Phần tử trong CheckboxGroup là đối tượng thuộc lớp Checkbox nhưng lại thể hiện dạng nút tròn (radio button)
Checkbox/CheckboxGroup...
Checkbox constructors
Checkbox() Tạo checkbox không nhãn
Checkbox(String) Tạo text box có nhãn

Tạo 1 checkbox có nhãn, có ấn định trị chọn lựa đưa vào 1 nhóm trong 1 nhóm
Checkbox(String label , boolean state, CheckboxGroup group)
Checkbox(String label, CheckboxGroup group, boolean state)

Common methods
void setLabel(String); String getLabel();
void setState(boolean); boolean getState();

5.6.9- List
Công cụ nhập bằng cách chọn trong 1 danh sách chuỗi ký tự.
Có thể chọn 1 hoặc nhiều.
Constructor
Choice() – tạo 1 danh sách trống
Common methods
void add(String) ; void addItem(String);
void insert(String item, int index)
int CountItems(); int getItemCount(); - lấy sốphần tử
String getItem(int Index);
int getSelectedInddex();
String getSelectedItem();
void remove(int position)
void removeAll()
void select(int pos) – áp đặt 1 mục chọn theo vị trí
void select(String str) – áp đặt chọn 1 mục chọn theo nội dung

5.6.10- Scrollbar- Thanh cuộn
Công cụ nhập 1 trị trong 1 khoảng số ( biểu diễn bằng Maximum, Minimum) bằng cách kéo con trượt.
Tại 1 thời điểm, con trượt ở tại vi trí mô tả cho trị hiện hành (Value)
Có thể có hướng ngang hoặc dọc (Orientation)
Scrollbar...
Constructors
Scrollbar() - tạo thanh cuộn dọc
Scrollbar(int orientation) // VERTICAL|HORIZONTAL
Scrollbar(int orientation, int value, int visible, int minimum, int maximum)

Common methods
void setMaximum(int v) int getMaximum() ;
void setMinimum(int v) int getMinimum()
int getOrientation()
void setUnitIncrement(int v) int getUnitIncrement()
void setBlockIncrement(int v) int getBlockIncrement()
void setValue(int v) int getValue()
void setVisibleAmount(int newAmount)
int getVisibleAmount()

Click for Demonstration
Minh họa
5.7- Bố trí các components lên GUI
Layout : Cách bố trí các components lên container.
Không dễ dàng gì để tự quản lý vị trí của các components trên GUI.
LayoutManager là interface mô tả về các layout.
Trong gói AWT có hiện thức sẵn một số layout, các lớp layout này đều implement LayoutManager interface.
5.7.1-Layouts có sẵn trong AWT
java.awt.FlowLayout (bố trí dạng dòng chảy)
java.awt.BorderLayout (bố trí về biên khung)
java.awt.GridLayout (bố trí dạng lưới đều nhau)
java.awt.GridBagLayout (bố trí dạng lưới không đều)
java.awt.CardLayout (bố trí dạng lưng quân bài)
Tham khảo
docsapijavaawtpackage-tree.html
vớo docs là thư mục Documantation của Java 2

5.7.2- FlowLayout
Bố trí các component theo dạng chảy xuôi theo thứ tự mà phần tử này được add vào container.
Đây là layout mặc định của Panel.
Nếu có nhiều component trên container  Các component có thể được đặt trên nhiều dòng  Vấn đề gióng hàng (Align)
Giữa các component, chúng hở nhau theo chiều dọc (vgap) bao nhiêu, theo chiều ngang (hgap) bao nhiêu?
FlowLayout...
Constructors
FlowLayout()
Tạo FlowLayout mặc định: align= center, vgap=hgap=5 unit.
FlowLayout(int align)
Tạo FlowLayout với align đã biết, vgap=hgap=5 unit (default).
FlowLayout(int align, int hgap, int vgap)
Tạo FlowLayout với 3 tham số

Trị của align: các dữ liệu static của class FlowLayout
LEFT CENTER RIGHT
LEADING (phía đầu, tương tự LEFT)
TRAILING (phía đuôi, tương tự RIGHT)
Click for Demo
5.7.3- BorderLayout
Bố trí các component theo dạng ra biên của khung tạo ra 5 vị trí: EAST, WEST, SOUTH,NORTH, CENTER.
Đây là layout MẶC ĐỊNH của Frame.
Nếu container chỉ có 1 component và đặt nó ở vị trí CENTER thì component này phủ kín container.
Cú pháp thêm 1 component vào container tại 1 vị trí:
Container.add("East", componentName); // hoặc
Container.add(BorderLayout.EAST, componentName);
Tương tự cho “West”, “South”, “North”, “Center”
Click for Demo
5.7.4- GridLayout
Bố trí các component thành 1 lưới rows dòng, cols cột đều nhau.
Lưới 4x4
Lưới 3x2
Lưới 1x4
Lưới 1x4
GridLayout...
Constructor
GridLayout()  
Tạo grid layout mặc định 1x1
GridLayout(int rows, int cols)
    Tạo grid layout rows x cols
.GridLayout(int rows, int cols, int hgap, int vgap)
          
Click for Demo
5.7.5- GridBagLayout
Layout dạng lưới cho phép 1 component chiếm 1 số ô kề nhau theo cả 2 chiều.
Hình Empoyee Info sau là GridBagLayout 6x4, các label bên trái chiếm 1ô, các textbox chiếm 3 ô ngang. Dòng “Sex” chiếm 4 ô ngang, 2 checkbox chiếm 2 ô ngang.

Các thí dụ khác
Class java.awt.GridBagLayout
Constructors: GridBagLayout()
Áp đặt GridBagLayout cho 1 container:
GridBagLayout gb= new GridBagLayout();
FrameName.setLayout(gb);
PanelName.setLayout(gb);
Viết ngắn gọn:
FrameName.setLayout(new GridBagLayout());
PanelName.setLayout(new GridBagLayout());

class GridBagConstraints
Làm sao để có thể đưa 1 component vào 1 vị trí nhưng trải dài trên nhiều ô kề nhau?
1 component vào 1 vị trí nhưng trải dài trên nhiều ô kề nhau là 1 sự “ràng buộc” 1 component vào các ô này. Một đối tượng thuộc lớp GridBagConstraints sẽ đảm nhiệm việc này.
class GridBagConstraints...
Properties – Đa số là static data
int gridx, gridy : ô sẽ đặt component vào
int gridwidth, gridheight : số ô sẽ phủ theo 2 chiều khi thêm 1 component vào ô
double weightx, weighty : Khoảng hở của lưới, mặc định là 0.
int anchor : Vị trí đặt component, mặc đi6nh là CENTER, các static int được khai báo sẵn: GridBagConstraints.NORTH, EAST,WEST, SOUTH, NORTHEAST, SOUTHEAST, NORTHWEST, SOUTHWEST.
int fill: Xác định kiểu đặt khi component có kích thước lớn hơm ô sẽ được đặt vào. Các hằng được dùng: GridBagConstraints.NONE, HORIZONTAL, VERTICAL, BOTH.
Insets insets : Đặc tả khoảng hở giữa các phần tử được đưa vào, mặc định là 0.
int ipadx, ipady: Khoảng độn (số pixel trống) bên trong của phần tử theo 2 chiều. Mặc định là 0. Khi vẽ phần tử, sẽ thêm 2*ipadx và 2*ipady vào chiều rộng tối thiểu và chiều cao tối thiểu của phần tử.
class GridBagConstraints...
Constructor:
GridBagConstraint() // tạo object với các dữ liệu mặc định.
GridBagConstraints(int gridx, int gridy, int gridwidth, int gridheight, double weightx, double weighty, int anchor, int fill, Insets insets, int ipadx, int ipady)
Thao tác với GridBagConstraint object bằng static data
Làm sao kết hợp GridBagConstraints với GridBagLayout?
GridBagLayout gbLayout = new GridBagLayout();
GridBagConstraints gbc = new GridBagConstraints();
gbLayout.setConstraints(gbc);
class GridBagConstraints...
Method sau đây sẽ thêm component c vào vị trí ô (row,col) kéo tràn dọc nrow ô và tràn ngang ncol ô. Trong đó gbc là GridBagConstraints và gbc là GridBagLayout

void addComponent(Component c,int row, int col,
int nrow, int ncol)
{ gbc.gridx= col; gbc.gridy=row; // định vị ô sẽ thao tác
gbc.gridwidth=ncol; gbc.gridheight=nrow; // định vùng tràn
// ràng buộc c vào lưới thông qua gbc
gb.setConstraints(c,gbc);
add(c);

}
Click for Demo
5.7.6- CardLayout
Bố trí các component thành từng lớp như lưng các quân bài (card).
Thường dùng Panel để chứa các component.
Tại 1 thời điểm chỉ có 1 panel hiện hành (quân bài trên cùng).
Có thể chuyển qua lại giữa các Panel.

CardLayout...
Cách tạo GUI với card layout

Frame

Cơ chế điều khiển
Main panel
với CardLayout


panel 1
với Layout1
+ các components
panel2
với Layout2
+ các
components
CardLayout...
CardLayout Constructors:
CardLayout()
CardLayout(int hgap, int vgap)
Đưa 1 panel con vào panel cha
FatherPanel.add (sonPanel);
FatherPanel.add (“Alias”,sonPanel);
Chọn 1 panel sẽ hiển thị
Card.first(FatherPanel);
Card.last(FatherPanel);
Card.next(FatherPanel);
Card.previous(FatherPanel);
Card.show( FatherPanel, “Alias_of_sonPanel”);
Click for Demo
5.7.7- Layout phức tạp
Có thể phải kết hợp nhiều Layout trên 1 GUI.
Chia GUI thành nhiều Panel, mỗi panel 1 Layout riêng.
Panel p1, lưới 3x2
Panel p2, lưới 1x4
Panel p3, lưới 1x4
Panel p4
Click for Demo
5.8- Hướng dẫn tạo GUI cho ứng dụng
GUI là khuynh hướng của các ứng dụng hiện nay. Nhờ GUI, giao diện với người sử dụng đẹp hơn và có được cơ hội kiểm tra dữ liệu nhập trước khi chuyển giao vào biến. Ta nói rằng “tách biệt cơ chế điều khiển của chương trình và dữ liệu).
User  GUI  Biến
Hướng dẫn tạo GUI: Chọn components
Bài toán
 Dữ liệu nhập/xuất  Chọn component cho việc nhập/xuất
 Các tác vụ  Mỗi tác vụ là 1 nút lệnh
Hướng dẫn tạo GUI: Chọn Layout
Các cơ sở chọn Layout
 Thân thiện :Ưu tiên tạo Layout giống mẫu hồ sơ mà user thường dùng.
 Trật tự nhập liệu tự nhiên của bài toán.
 Nếu GUI phức tạp thì phân bổ các component vào nhiều panel, mỗi panel có một layout khác nhau.

Thói quen tốt khi đặt tên đối tượng
 Dùng tiếp đầu ngữ
txt cho TextField,
lbl cho Label,
chk cho Checkbox,
btn cho Button, ...
Một thí dụ: -Phân tích bài toán
Bài toán:
Xây dựng ứng dụng cho phép làm các phép tính +, -, *, /
Dữ liệu nhập: 2 số  2 TextFiled, tên txt1, txt2.
Dữ liệu xuất: Kết qủa của phép tính: Label, tên lblResult
4 tác vụ: Cộng, trừ, nhân, chia  4 Button, tên btnAdd, btnSub, btnMul, btnDiv
3 lời thuyết minh: Label, tên lbl1, lbl2, lbl3
Một thí dụ: THiết kế GUI
Hình thức GUI
Kết qủa
Click for Demo
5.9- Tóm tắt
GUI- Graphic User Interface.
GUI là khuynh hướng của các ứng dụng hiện nay.
Nhờ GUI, người lập trình tách được điều khiển của chương trình và dữ liệu của chương trình.
Gói AWT của Java bao gồm một tập các lớp cho phép người lập trình tạo ra GUI của ứng dụng.
Một component đặt trên GUI có thể được user nhìn thấy (visible) hoâc không nhìn thấy (invisible) và có thể được thay đổi kích thước (resize)
Frame và Panel là các container thường được dùng để tạo ra ứng dụng chạy độc lập (stand-alone application).
Một panel thường được dùng để nhóm một số components lại với nhau.

Tóm tắt...
Các lớp Layout manager giúp bố trí các component lên GUI.
Trong gói awt, có 5 loại layout khác nhau: FlowLayout, BorderLayout, GridLayout, GridBagLayout,CardLayout.
Thiết lập layout cho 1 container bằng hành vi setLayout(aLayout) của lớp container này.
FlowLayout là bố cục mặc định của Panel, Applet. Các component được thêm vào tuần tự từ trên xuống dưới, từ trái sang phải.
BorderLayout là bố cục mặc định của Frame. Cửa sổ sẽ được chia thành các phần: “East”, “West”, “South”, “North”, “Center”.
GridLayout là cách bố trí các component vào container dạng 1 lưới rows hàng cols cột. Các component cũng được đưa vào các ô theo thứ tự: trên  dưới, trái  phải. Các component sẽ có cùng kích thước.

Tóm tắt...
GridBagLayout là cách bố trí cho phép 1 component trải rộng trên nhiều ô kề nhau.Các component có thể có kích thước khác nhau.
Để dùng GridBagLayout, cần có sự kết hợp của GridBagConstraint để “ràng buộc” 1 component vào lưới.
CardLayout là cách bố trí các component trên 1 số Panel. Các panel hình thành 1 chồng (stack). Tại 1 thời điểm chỉ có 1 panel hiện hành.
Một GUI có bố cục phức tạp có thể được phân tích thành nhiều thành phần, mỗi thành phần là 1 panel có layout riêng.
BorderLayout là bố cục mặc định của Frame. Cửa sổ sẽ được chia thành các phần: “East”, “West”, “South”, “North”, “Center”.
GridLayout là cách bố trí các component vào container dạng 1 lưới rows hàng cols cột. Các component cũng được đưa vào các ô theo thứ tự: trên  dưới, trái  phải.
Tóm tắt...
Trình tự thiết kế GUI:

(1) Đọc kỹ yêu cầu.
(2) Xác định dữ liệu nhập/xuất, chọn đối tượng phù hợp.
(3) Xác định các tác vụ, mỗi tác vụ là 1 nút lệnh.
(4) Xác định các nội dung thuyết minh, mỗi lời thuyết minh là 1 label.
(5) Vẽ các đối tượng lên giấy  Hình dáng GUI.
(6) Phân tích hình dáng GUI để xác định số nhóm panel.