阿基米德螺线图形设计_Java基础实验报告

南京工程学院
实验报告
课程名称 JAVA基础
实验项目名称图形用户界面设计
实验题目阿基米德螺线图形设计
实验学生班级网络132 实验学生姓名薛康威
学号 202130834 实验时间 2015.5.25 实验地点信息楼
实验成绩评定
指导教师签字年月日
一、实验目的和要求
掌握Java Swing组件的使用方法，理解委托事件处理模型，掌握多种布局方式，掌握窗口菜单和快捷菜单设计方式，熟悉在组件上绘图的方法，设计出具有图形用户界面的、能够响应用户界面的、能够响应事件并处理异常的Java应用程序。

要求如下：
（1）采用Swing组件设计图形用户界面，使用3个以上相同组件要声明组件数组。

（2）响应事件。

（3）异常处理，当输入数据错误时，弹出对话框，提示重新输入信息。

二、实验题目
阿基米德螺线图形设计，指定图形大小、位置和颜色。

三、实验方法与步骤（需求分析、算法设计思路、流程图等）
（1）需求分析
这个程序主要由两大块组成，自定义图形用户界面和阿基米德螺线图形算法。

（2）算法设计思路
首先是界面设计。

内容窗格采用边布局，North处添加设置面板，Center处添加画布。

其中设置面板采用流布局，添加设置圈数的文本框、选择颜色的单选按钮和最终“确定”的按钮。

其次是阿基米德螺线图形算法。

根据数学公式r = aθ，转换成直角坐标方程组后，在图形类Graphics中标点填充即可。

最后便是事件处理。

在按钮“确定”上注册事件监听，在响应方法里获得圈数（需要做异常处理）、颜色的参数，并调用画布类，将阿基米德螺线画出。

四、实验原始纪录（源程序、数据结构等）
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import javax.swing.*;
public class ArchimedesJFrame extends JFrame implements ActionListener{ private ArchimedesCanvas archimedes; //画布类声明
private JButton jb3;
private JPanel jp1;
private JTextField text_q;
private JRadioButton bcolor[];
private double n;
public ArchimedesJFrame(){
super("阿基米德螺线");
Dimension dim=getToolkit().getScreenSize();
this.setBounds(dim.width/4,dim.height/4,dim.width/2,dim.height/2);
this.setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);
text_q=new JTextField(10);
jp1=new JPanel();
jp1.add(new JLabel("圈数："));
jp1.add(text_q);
jb3=new JButton("确定");
jp1.add(jb3);
jb3.addActionListener(this);
String lk[]={" "," "};
for(int i=0;i<lk.length;i++){
jp1.add(new JLabel(lk[i]));
}
jp1.add(new JLabel("颜色："));
String colorstr[]={"红","绿","蓝"};
ButtonGroup colorgroup=new ButtonGroup();
bcolor=new JRadioButton[colorstr.length];
for(int i=0;i<bcolor.length;i++){
bcolor[i]=new JRadioButton(colorstr[i]);
colorgroup.add(bcolor[i]);
jp1.add(bcolor[i]);
bcolor[i].addActionListener(this);
}
this.getContentPane().add(jp1,"North");
archimedes=new ArchimedesCanvas(Color.black,this.n);
this.getContentPane().add(new JScrollPane(archimedes),"Center");
this.setVisible(true);
}
//响应方法
public void actionPerformed(ActionEvent e){
Color c=null;
if(e.getSource()==bcolor[0]) //获得颜色
c=new Color(255,0,0);
if(e.getSource()==bcolor[1])//获得颜色
c=new Color(0,255,0);
if(e.getSource()==bcolor[2]) //获得颜色
c=new Color(0,0,255);
if(e.getSource()==jb3) {
try{
this.n=Double.parseDouble(text_q.getText());//获得圈数}
catch(NumberFormatException nfex){
JOptionPane.showMessageDialog(this, "无法转换成浮点数", "提醒", JOptionPane.WARNING_MESSAGE); //异常处理
}
}
try{
if(n<0||n>20)
throw new Exception(" ");
archimedes.setn(n); //设置所画圈数
archimedes.setColor(c); //设置所画颜色
archimedes.repaint();
}catch(Exception qwe){
JOptionPane.showMessageDialog(this, "圈数必须在0~20之间", "提醒", JOptionPane.WARNING_MESSAGE); //异常处理
}
}
public static void main(String[] args){
n ew ArchimedesJFrame();
}
}
//画布类方法实现
class ArchimedesCanvas extends Canvas {
private Color color;
private double x;
public ArchimedesCanvas(Color color,double n){
t his.setBackground(Color.WHITE);
this.setColor(color);
this.setn(n);
}
public void setColor(Color color){
t his.color = color;
}
public void setn(double n){
t his.x = n;
}
public void paint(Graphics g){
int x0 = this.getWidth()/2;
int y0 = this.getHeight()/2;
g.setColor(color);
g.drawLine(x0,0,x0,y0*2); //y轴
g.drawLine(0,y0,x0*2,y0); //x轴
for (int i=0; i<2048*this.x; i++){ //n圈
double angle = i*Math.PI/1024; //角度，分成2*1024点
double radius = 0.05*angle;
int x=(int)Math.round(radius*angle*Math.cos(angle));
int y=(int)Math.round(radius*angle*Math.sin(angle));
g.drawOval(x0+x,y0+y,1,1); //画点
}
}
}
五、实验结果及分析（计算过程与结果、数据曲线、图表等）
实验结果：
分析说明：阿基米德螺线的圈数设为双精度浮点型，即含半圈、1/4圈等。

由于文本框为输入值，圈数的定义无法是负数或者非数字类字符，所以需要在这里添加两个异常处理，数值格式转换异常和超出规定范围异常，如上图所示。

六、实验改进与思考
改进：本实验是绘制阿基米德螺线，但由于计算机CPU处理速度太快，无法
还原详细的绘制过程。

所以根据所学知识，还可以添加线程，在画点与点之间添加睡眠时间，延缓画图过程。

思考：依此模板，其实什么样的图形都可以绘制出来，只需要改动画布类的算法就可以了。