Conception d’IHM en Java Concepts Généraux Cedric.Dumas@emn.fr contrat Creative Commons Paternité-Pas d'Utilisation Commerciale- Partage des Conditions Initiales à l'Identique 2.0 France License

GUI Toolkits / Boîtes à Outils Les boîtes à outils 2D sont maintenant très stéréotypées 3 composants 1 - Système de fenêtrage 2 - API graphique 3 - Gestion de l'arbre d'affichage et d'interaction Organisation sous forme d'objets

1 - Systèmes de fenêtrage Structurer l’espace d’affichage Partager la ressource écran Gestionnaire de fenêtres interface utilisateur système de fenêtrage Fenêtre = zone autonome pour l’affichage pour les entrées systeme de fenetrage -> structure l'espace d'affichage -> plusieurs applications en meme temps (multi plexage de l'ecran) Fenêtre = zone autonome vis à vis de l’affichage des entrées vue d'une application, une fenetre est comme un écran fenetre rectangulaire ne general, visible de l'utilisateur manipulable pas l'utilisateur = role du window manager NE pas confondre : - systeme de fenetrage : couche logicielle qui s'interpose entre les applications et le systeme graphique, et qui fournit notamment la notion de fenetre aux applications - gestionnaire de fenetre : module logiciel qui fournit une interface de manipulation des fenetres à l'utilisateur Il est : - integre au systeme de fenetrage (win) - appli séparée (X) - a la charge de chaque application (Mac Toolbox) Communication entre appli et systeme a fenetre : - envoyer des requetes graphiques : creer, detruire, déplacer, changer de taille (base commune) afficher des objets graphiques dans la fenetre (boutons, etc) - récupérer des évènements entrées de l'utilisateur evt liés au systeme de fenetrage : fenetre déplacée, etc (note : le gestionnaire de fenetre peut representer une fenetre sous différente forme, c'est independant du systeme de fenetrage)

1 - Système de fenêtrage Accès partagé à l'écran Subdivision de l'écran en fenêtres Chaque fenêtre est positionné (x, y, z) et dimensionnée (largeur x hauteur) Modèle graphique d'affichage Modèle d'événements Communication entre les applications Gestion de ressources spécifiques

1 - Modèles de fenêtrage Sans superposition Avec superposition Hiérarchique sans superspoition : le plus simple avec : 2D 1/2 (<> feuilles sur le bureau) chaque fenetre a un rang zone de clip = union des zones visibles (rectangles) de la fenetre hiérarchiques : deux niveaux avant : ecran + fenetre si hierarchique, chaque fenetre peut contenir d'autres fenetres. coherance : il faut qu'une fenetre fille ne soit visible que sur l'espace de sa fenetre mere. racine de l'arbre = ecran lui meme. X utilise intensivement l'imbrication de fenetres.

1 - Systèmes de fenêtrage X-windows et ses window managers Motif/Motif CDE/Motif OLWM/Openwin AfterStep Fvwm Enlightenment GNOME (Sawfish), KDE (Kwm), Qt Explorer de Windows (MFC) Finder de MacOS (QuartzExtreme) window manager  desktop environments  working environments

2 - Les API graphiques Dans une fenêtre, une application dessine en utilisant des fonctions qui prennent des paramètres 2 catégories en 2D orientée pixel orientée "dimension réelle", ou "indépendante de la résolution" Richesse variable suivant les plate formes

3 - La gestion de l'arbre d'affichage Afficher = appeler une succession de fonctions graphiques Représentation sous forme d'un arbre d'affichage On affiche récursivement, en profondeur d'abord, tous les nœuds de l'arbre On modifie l'arbre pour changer l'affichage puis on réaffiche

JFrame JTree JPanel JToolbar JButton JRadioButton

2 – Arbre Swing JFrame JToolBar JPanel JTextArea JButton JList

2 – Arbre Swing JFrame JMenuBar JMenu File JMenu View JMenu Help JMenuItem Open JMenuItem Save JMenuItem Save as… JMenuItem Undo JMenuItem JMenuItem About… JMenuItem Quit JMenuItem Paste JMenuItem Copy

3 - La gestion de l'arbre d'affichage Organisation sous forme d'objets Les langages à objets permettent de représenter ces nœuds comme des objets ayant une interface Tous les nœuds héritent d'une classe de base (JComponent dans Swing) Chaque composant particulier spécifie une interface particulière adaptée à sa sémantique

Boîtes à Outils utilisent 1+2+3 X11/Motif X11/GTK Tcl/Tk MFC Swt Swing etc.

Principales différences Il existe un grand nombre de boîtes à outils graphiques interactives (Graphical User Interfaces ou GUI) Langage / portabilité / performances / mécanismes de communications / extensibilité / rapidité de développement / robustesse Pas de "meilleur" mais des spécialisations

Les boîtes à outils graphiques interactives de Java Java propose deux boîtes à outils graphiques : AWT (Abstract Window Toolkit), simple, petite et limitée SWING, cohérente, grosse et extensible. Les deux peuvent s'utiliser dans les applets SWING facilite la transition à partir d'AWT.

Java et les interfaces graphiques interactives Langage conçu d'emblée avec une interface graphique interactive Ajout de mécanismes spécifiques pour les interfaces inner classes 2 interfaces et 2 modèles graphiques en standard Beaucoup d'exemples, de documentations et d'expérience.

Conception d’IHM en Java AWT

Java AWT Interface indépendante de la plate-forme API simple (simpliste) Composants peu nombreux Apparence pauvre Relativement rapide Similaire sur toutes les plate-formes

Organisation d ’AWT Packages java.awt et java.applet Classes de composants (dérivées de Component) Composants conteneurs Composants « feuille » Classes de gestionnaire d’événements Myriade de classes utilitaires Image, Color, Cursor, Dimension, Font, etc.

Conception d’IHM en Java SWING

Java SWING SWING implémente tous les composants en Java SWING offre plusieurs mécanismes originaux, pratiques et puissants SWING peut se programmer à plusieurs niveaux SWING est très gros et a des performances variables.

Programmation avec Java SWING Généralités sur Java SWING SWING et AWT Concepts de SWING Une application Java SWING pas à pas TPs Les composants standards de SWING Créer ses propres composants

Concepts de SWING Basé sur des containers générique gère collection de composants design Pattern composite

Programmation SWING Package javax.swing Relativement proche de AWT pour faciliter la migration, ajout « J » avant le nom des classes:

Construction d ’une application Construire un arbre d ’objets dérivés de « JComponent » Attacher des gestionnaires d ’événements Ce sont les gestionnaires d ’événements qui feront les actions et modifieront les composants

Exemple import java.awt.*; import javax.swing.*; class hwSwing { public static void main(String args[]) { JFrame f = new JFrame("Mini"); f..setPreferredSize(new Dimension(400,400)); f.pack(); f.setVisible(true); }

Autre approche import java.awt.*; import javax.swing.*; public class Test { public static void main(String args[]) { Simple f = new Simple(); f.pack(); f.setVisible(true); } public class Simple extends JFrame { JLabel texte = new JLabel("Hello World"); public Simple() { getContentPane().add(texte); }

explications Création de l ’arbre de composants : JFrame + JLabel ou JButton Déclaration des actions Calcul du placement des composants: pack Affichage

Arbre Swing JFrame JTree JPanel JToolbar JButton JRadioButton

Mon premier Composant JFrame JDialog Jwindow fenêtre principale fenêtre de dialogue (modale) Jwindow show() hide() ou dispose() toFront() ou toBack() setTitle(“titre !”) setSize(int, int) et setResizable(false)

Les autres composants

JLabel Javax.swing.Jlabel descriptif : texte statique + image exemple : devant un champ de saisie JLabel jl = new Jlavel(“Label 1”); ou jl.setText(“Label 1”); // -> .getText() jl.setIcon(new ImageIcon(“java.gif”)); jl.setVerticalTextPosition(SwingConstants.BOTTOM) jl.setHorizontalTextPosition(SwingConstants.CENTER);

JTextField Javax.swing.JTextField saisie de texte (non typé) JTextField jt = new JTextField(“Thomas”); String nom = new String(“Thomas”); jt.setText(nom); jt.setColumns(nom.length()); jt.copy(); jt.cut(); jt.paste();

JButton Bouton simple à états JButton jb= new JButton(“OK”,new ImageIcon(“boc.gif)); jb.setRolloverIcon(new ImageIcon(“cob.gif”)); jb.setPressedIcon(new ImageIcon(“ocb.gif”)); jb.setDisabledIcon(new ImageIcon(“obc.gif”)); jb.setMnemonic(‘o’); // ALT + o jb.setBorderPainted(false); jb.setFocusPainted(false); jb.doClick();

JmachinButton JToggleButton JCheckBox JRadioButton deux états (setIcon et setSelectedIcon) JCheckBox cases à cocher JRadioButton dans un groupe de boutons “radio” penser à regarder Abstract Button

Exemple de Radio ButtonGroup grp = new ButtonGroup(); JRadioButton r1 = new JRadioButton(“it1”); JRadioButton r2 = new JRadioButton(“it2”); r2.setSelected(true); grp.add(r1); grp.add(r2);

Le modèle de bouton poussoir Modèle utilisé pour les CheckBox, RadioButton et Button Plusieurs niveaux d ’utilisation gère l’état du bouton, au repos, sous le pointeur, appuyé et relâché. Gère la notification vers les listeners Gère l ’envoie d ’un événement « action »

JComboBox Liste déroulante (ouverte ou fermée) vector ou tableau d’objets passés en paramètres JComboBox cb = new JComboBox( items); cb.setMaximumRowCount(4); cb.setEditable(true); // JTextField

JMenu Une instance de JMenuBar par Jframe Plusieurs Jmenu par JMenuBar setJMenuBar(JMenuBar mb); Plusieurs Jmenu par JMenuBar add(JMenu jm); Plusieurs JMenuItem/JCheckboxMenu par Jmenu add(JMenuItem mi); addSeparator(); Structurez !!!

JPanel JPanel JScrollPane conteneur un seul composant ! barres de défilement JScrollPane sp = new JScrollPane(); sp.add(monJLabel); sp.setViewportView (monJLabel); composants implémentant Scrollable class MonLabel extends Jlabel implements Scrollable Panel ScrollPane

Les composants de SWING Dialog Frame Tabbed Pane Split pane Layered pane Internal frame Tool bar

Composants de Swing List File chooser Tool tip Color chooser Progress bar Slider Table Text Tree

Capacités communes des composants (dés)activation isEnabled() setEnabled(…) (in)visible setVisible(…) isVisible() module le coût de l’instanciation d’un container ! tailles réelle et souhaitable Dimension getSize() ou Dimension getSize(Dimension r) setSize(…) Dimension getPreferredSize() ; setPreferredSize(Dimension r);

Factory Bordures Curseur Border mbd= new Border( BorderFactory.createEtchedBorder() BorderFactory.createLoweredBevelBorder() BorderFactory.createTitledBorder(“Titre !”) etc… ); monJbutton.setBorder(mbd); Curseur Cursor nc = new Cursor(Cursor.CROSSHAIR_CURSOR); monJbutton.setCursor(nc);

Couleurs new Color (r,g,b) new Color (r,g,b,a) 0 -> 255 a=255 opaque monJbutton.setBackground(Color.white); //constantes monJbutton.setForeground(Color.black); monJbutton.setOpaque(true);

Quelques difficultés à retenir Conteneurs de fenêtre : ne pas ajouter directement avec "add" mais ajouter avec "getContentPane()" Pas de multi-threading, sauf autorisation explicite dans la documentation

La classe JComponent Tool tip Bords Actions associées aux touches Propriétés Accès aux handicapés Double buffer

Conception d’IHM en Java Swing : la gestion du placement des composants

Calcul du placement Le placement est calculé dans les conteneurs Soit les composants sont placés explicitement (x, y, largeur, hauteur) Soit ils sont gérés par un « LayoutManager » qui calcul ces paramètres dynamiquement besoins du composant (taille min, max, normale) + positionnement relatif

Mise en place d ’un gestionnaire de placement Les conteneurs définissent la méthode setLayout(layoutManager) pour changer le gestionnaire par défaut Le gestionnaire par défaut change d ’une classe de conteneur à une autre La méthode pack() déclenche le calcul du placement La méthode invalidate() rend le placement courant invalide

Les gestionnaires de placement... FlowLayout Place les composants de gauche à droite CardLayout Superpose les composants GridLayout Découpe en une grille régulière sur laquelle les composants sont placés GridBagLayout Découpe en une grille et place les composants sur une ou plusieurs cases

...ou Layout Manager BorderLayout Aucun : .setBounds(x,y,h,l); Découpe en 5 régions: south, north, east, west, center Aucun : .setBounds(x,y,h,l);

Conception d’IHM en Java Conclusion sur Swing

Conclusion et perspectives Java facilite la construction d’applications graphiques interactives Les APIs sont bien conçues Plusieurs niveaux de complexité Problèmes performances parfois complexité parfois