Ikkunointijärjestelmät

Transkriptio

1 Ikkunointijärjestelmät Johdanto X-ikkunointijärjestelmä Java Yhteenveto Petri Vuorimaa 1

2 Tehtävät Piirtorutiinit Syöttölaitteiden monitorointi Tapahtumien välitys Ikkunoiden manipulointi Petri Vuorimaa 2

3 Näkökulmat Ohjelmointirajapinta + käyttöliittymäkirjasto Sovelluksen käyttöliittymä + vuorovaikutus käyttäjän kanssa Hallintoliittymä + ikkunoiden hallinnointi ym. Käyttöliittymä + kaikki sovellukset ja ikkunat yhdessä Petri Vuorimaa 3

4 Kolme komponenttia Ikkunamanageri + ikkunoiden sijoittelu Syöttömanageri + syöttölaitteiden monitorointi Perusikkunointijärjestelmä + alusta, jonka päälle sovellukset, ikkunamanagerit ja syöttömanagerit toteutetaan Petri Vuorimaa 4

5 X-ikkunointijärjestelmä Historia Arkkitehtuuri Grafiikkakirjastot Desktop-ympäristöt Petri Vuorimaa 5

6 Historia Syntynyt MIT:ssa 1984 Pohjautuu W-ikkunointijärjestelmään (Stanford) Ensimmäinen kaupallinen versio (versio 10) 1986 MIT X Consortium 1988 X11R Open Group ottaa vastuun jatkokehityksestä 1996 Kehitystyövastuu siirretään X.org:lle 1999 Petri Vuorimaa 6

7 Arkkitehtuuri Application Application GKS library X VDI VT100 emulator Window manager Text editor Text library X library X library X library X library Network Keyboard Mouse X server Device library Screen Petri Vuorimaa 7

8 Asiakas/Palvelin Palvelin toimii työasemassa Asiakas voi toimia samassa työasemassa tai erillisellä tietokoneella Kommunikointia varten oma X-protokolla Usempia asiakas voi käyttää samaa palvelinta ja sama asiakas voi käyttää useampaa palvelinta Petri Vuorimaa 8

9 XFree86 Suosituin X-ikkunointijärjestelmän toteutus Pentium-alustalle Yksi tärkeimmistä avoimen ohjelmistokoodin projekteista Mukana käytännössä kaikissa Linuxdistribuutioissa Petri Vuorimaa 9

10 DRI Direct Rendering Infrastructure Asiakas pääsee suoraan käsiksi näyttöpuskuriin Kommunikointi tapahtuu käyttöjärjestelmän ytimen DRI-ajurin kautta Mahdollistaa 3D-grafiikan käytön Petri Vuorimaa 10

11 Grafiikkakirjastot Sovellukset käyttävät X-ikkunointijärjestelmää peruskirjastojen kautta (Xlib) Alkuperäiset kirjastot tarjoavat vain matalan tason ominaisuuksia Niiden päälle rakennetut kirjastot rajoavat kehineempiä ominaisuuksia Nykyään käytössä kaksi peruskirjastoa: + GTK ja Qt Petri Vuorimaa 11

12 GTK Kehitetty Motif-kirjaston korvaajaksi GNOME-käyttöliittymän perusta Toteutettu C-ohjelmointikielellä Matkii kuitenkin olio-ohjelmointia Petri Vuorimaa 12

13 Qt KDE-käyttöliittymän perusta Toteutettu C++-ohjelmointikielellä Perustuu oliohjelmointiin Petri Vuorimaa 13

14 Hello World (1/2) #include <qapplication.h> #include <qlabel.h> int main( int argc, char* argv[] ) { Petri Vuorimaa 14

15 Hello World (1/2) } QApplication myapp( argc, argv ); QLabel* mylabel = new QLabel( "Hello world", 0 ); mylabel->resize( 120, 30 ); myapp.setmainwidget( mylabel ); mylabel->show(); return myapp.exec(); Petri Vuorimaa 15

16 Vuorovaikutus Qt käyttää signal-and-slot -menetelmää vuorovaikutuksen toteuttamiseen Singaalit vastaavat tapahtumia ja slotit ovat tapahtumien käsittelijöitä Petri Vuorimaa 16

17 Painonappi (1/2) #include <qapplication.h> #include <qpushbutton.h> int main( int argc, char* argv[] ) { QApplication myapp( argc, argv ); QPushButton* myquitbutton = new QPushButton( "Quit", 0 ); myquitbutton->resize( 120, 30 ); Petri Vuorimaa 17

18 Painonappi (2/2) } QObject::connect( myquitbutton, SIGNAL(clicked()), &myapp, SLOT(quit()) ); myapp.setmainwidget( myquitbutton ); myquitbutton->show(); return myapp.exec(); Petri Vuorimaa 18

19 Metakääntäjä Qt:n kanssa käytetään yleensä Meta Object Compiler (moc) -kääntäjää Se muuttaa Qt-luokkamääritykset C++-koodiksi moc:n avainsanoja ovat +Q_OBJECT + public slots: + protected slots: +private slots: + signals Petri Vuorimaa 19

20 Java Johdanto AWT Swing Esimerkki Appletit Petri Vuorimaa 20

21 Johdanto Javassa on kaksi peruskäyttöliittymäkirjastoa + Abstract Windowing System (AWT) ja Swing AWT hyödyntää Javan alla olevaa ikkunointijärjestelmää + ns. raskas "heavyweight" ikkunointijärjestelmä Swing on uudempi AWT:n laajennus + ns. kevyt "lightweight" ikkunointijärjestelmä Petri Vuorimaa 21

22 Komponentit Javassa peruselementtejä kutsutaan nimellä komponentti Vastaa widgettejä ja kontrolleja Petri Vuorimaa 22

23 AWT raskaat komponentit Button Checkbox CheckboxMenuItem Choice Component FileDiag Label List Menu MenuBar MenuComponent MenuItem PopUpMenu ScrollBar TextArea TextComponent TextField Petri Vuorimaa 23

24 Swing-komponentit (1/2) JButton JCheckBox JCheckBoxMenuItem JColorChooser JComboBox JComponent JEditorPane JFileChooser JLabel JList JMenuBar JMenuItem JMenu JPasswordField JPopupMenu JProgressBar Petri Vuorimaa 24

25 Swing-komponentit (2/2) JRadioButton JRadioButtonMenuItem JScrollBar JSlider JTable JTextArea JTextComponent JTextField JTextPane JToggleButton JToolBar JToolTip JTree Petri Vuorimaa 25

26 Containers Container on komponentti joka voi sisältää toisia komponentteja Tyypillisiä esimerkkejä ovat: + ikkunat + popup + dialogit Petri Vuorimaa 26

27 AWT Containers Applet Container Dialog Frame Panel ScrollPane Window Petri Vuorimaa 27

28 Swing Containers Box JApplet JDesktopPane JDialog JFrame JInternalFrame JLayeredPane JPanel JRootPane JScrollPane JSplitPane JTabbedPane JViewport JWindow Petri Vuorimaa 28

29 Asemointi Asemointi määrittelee minkälaisessa järjestyksessä komponentit näytetään visuaalisesti AWT ja Swing sisältävät erilaisia asemointimalleja Swing sisältää samat perusasemoinnit kuin AWT, mutta siinä on myös joukko omia asemointeja Petri Vuorimaa 29

30 AWT-asemointi BorderLayout CardLayout FlowLayout GridBagLayout GridLayout Petri Vuorimaa 30

31 Swing-lisäasemoinnit BoxLayout OverLayout ScrollPaneLayout ViewPortLayout Petri Vuorimaa 31

32 Tapahtumat Tapahtumien perusluokka on java.util.eventobject AWT määrittelee omat GUI tapahtumat luokassa java.awt.awtevent Swing käyttää määrittelee lisäksi omia tapahtumia luokassa javax.swing.event Petri Vuorimaa 32

33 Tapahtumien käsittely Tapahtumien käsittelyrutiinia kutsutaan tapahtumien kuuntelijaksi Kuuntelijat rekisteröityvät tapahtumien lähteelle + esim. addactionlistener() ja removeactionlistener() Rekisteröintien perusteella tapahtumat välitetään oikeillle käsittelyrutiineille Petri Vuorimaa 33

34 Swing-esimerkki (GUI) Java DisplayMessage "Do you really want to quit?" "Yes, Please", "No, Thanks" Paluukoodi (0/1) riippuu painetusta napista Message Do you really want to quit? Yes No Petri Vuorimaa 34

35 Swing-esimerkki (alku) import java.awt.*; import javax.swing.*; import javax.swing.border.*; import java.awt.event.*; public class DisplayMessage { public static void main(string[] args) { Petri Vuorimaa 35

36 Swing (komponenttien luonti) JLabel msglabel = new JLabel(); JButton yesbutton = new JButton(); JButton nobutton = new JButton(); Petri Vuorimaa 36

37 Swing-esimerkki (asetukset) msglabel.settext(args[0]); msglabel.setborder(new EmptyBorder(10,10,10,10)) yesbutton.settext((args.length >= 2)?args[1]:"Yes"); nobutton.settext((args.length >= 3)?args<[2]:"No"); Petri Vuorimaa 37

38 Swing-esimerkki (containers) JFrame win = new JFrame("Message); JPanel buttonbox = new JPanel(); Petri Vuorimaa 38

39 Swing-esimerkki (asemointi) win.getcontentpane().setlayout(new BorderLayout()); buttonbox.setlayout(new FlowLayout()); Petri Vuorimaa 39

40 Swing (lisää komponentit) buttonbox.add(yesbutton); buttonbox.add(nobutton); win.getcontentpane().add(msglabel, "Center"); win.getcontentpane().add(buttonbox, "South"); Petri Vuorimaa 40

41 Swing-esimerkki (tapahtumat) yesbutton.addactionlistener(new ActionListener() { public void actionperformed(actionevent e) { System.exit(0); } } nobutton.addactionlistener(new ActionListener() { public void actionperformed(actionevent e) { System.exit(1); } } Petri Vuorimaa 41

42 Swing-esimerkki (näytä GUI) } } win.pack(); win.show(); Petri Vuorimaa 42

43 Appletit Appletit mahdollistavat Java-sovellusten lisäämisen www-sivuille Appletit erovat merkittävästi muista Javasovelluksista + Ei main-metodia + Appletia ei käynnistetä komentoriviltä, vaan se on www-sivun sisällä + Appletilla on merkittäviä turvallisuusrajoituksia Petri Vuorimaa 43

44 Metodit init() destroy() start() stop() getappletinfo getparameterinfo() getimage() getaudioclip() getparameter() getcodebase() getdocumentbase() showstatus() getappletcontext() Petri Vuorimaa 44

45 Applet-esimerkki (www-sivu) <APPLET code= MessageApplet.class width=350 height=125> <PARAM name= message value= Hello World > Applet viewer </APPLET> Hello World Petri Vuorimaa 45

46 Applet-esimerkki (java-koodi) Import java.applet.*; Import java.awt.*; Public class MessageApplet extends Applet { protected String message; protected Font font; Petri Vuorimaa 46

47 Applet-esimerkki (initialisointi) Public void init() { message = this.getparameter( message ); font = new Font( Helvetica, Font.BOLD, 48); } Petri Vuorimaa 47

48 Applet-esimerkki (piirto) public void paint(graphics g) { g.setcolor(color.pink); g.filloval(10, 10, 330, 110); g.setcolor(color.red); g.drawoval(10, 10, 330, 110); g.setcolor(color.black); g.setfont(font) g.drawstring(message, 40, 75); } Petri Vuorimaa 48

49 Yhteenveto Ikkunointijärjestelmä tarjoaa peruspalvelut vuorovaikutteisille sovelluksille Joissakin käyttöjärjestelmissä (esim. Windows) ikkunointi on integroitu muun käyttöjärjestelmän kanssa X-ikkunointijärjestelmä tarjoaa useita käyttöliittymäkirjastoja Myös Javassa on useampia vaihtoehtoja Petri Vuorimaa 49

50 Lähteet R. W. Scheifler & J. Gettys, "The X Window System," ACM Trans. Graphics, vol. 5, no. 2, April 1986, pp M. J. Hammel, "The History of XFree86," Linux Magazine, Dec M. K. Dalheimer, "Linux GUI Development with QT," Linux Magazine, Dec D. Sweet et al., KDE 2.0 Development, SAMS, D. Flanagan, Java Foundation Classes in a Nutshell, O'Reilly, Petri Vuorimaa 50