一、引言
在 寥恋腎nternet上制作极富个性化的主页、及时发布令人
心动的信息,以便吸引全世界不同肤色、不同职业的人们驻"足"观看,
以致流连忘返,甚者慷慨解囊,是Internet冲浪者心中的梦想。通过合
理运用HTML脚本语言提供的表格、列表、字体和段落的格式化、多媒
体支持等,能使网页内容清晰、层次分明、可读性强,这些已有众多文
献论述,在此不再赘述。
我们知道,在各种信息中,统计信息堪称是用得较多、具有相当说
服力的信息,而表达统计数据最直观的方式是根据这些数据绘制曲线
。文献[1]用相当的篇幅介绍了如何在Window s操作系统中编写一个
具有OLE服务器能力的统计曲线绘制工具,而本文的主题则是:如何利
用Java对绘图的支持,编写一个根据统计数据绘制曲线的小程序(Appl
et)Plot,通过把Plot编译生成的字节码文件Plot.class嵌入到HTML脚
本中,从而实现在网页上发布统计曲线的目的。
二、Java编程概述
1.Java语言规范
Java继承了C++的基本语法,摒弃了一些过时的特征,比如预编译
的头文件、宏、条件编译,数据结构的结构体、枚举体和联合体,容易
导致安全性问题的指针,以及晦涩难懂的多重继承等,借鉴了Objectiv
e C的接口和Ada的包(package),以及内置了Internet网络所需要的基
本特征:结构中立(任何芯片、任何操作系统可以运行同一版本的Java
程序)、安全性(避免感染病毒和防止非法访问)、多线程和网络通信
等。事实上,上述被Java抛弃的特征,如指针和类的多重继承,都是由
于太复杂而遭C++程序员诅咒的;而新发展的特征,如结构中立、安全
性、多线程和网络通信等,是C++程序员极想实现而又非常难实现的特
征。
2.JDK
Windows程序员一定都知道做Windows开发要用Windows SDK(软件
开发工具),现在,做Ja va开发的程序员也都知道编写Java小程序要用
JDK(Java开发工具)了。然而,与SDK主要采用结构体和函数等面向过
程的方式提供Windows编程接口不同,JDK采用包、界面和类等面向对
象的方式提供Java编程接口。从这种意义上说,JDK与Microsoft Visu
al C++的MFC,或者Bor land C++的OWL相似:它是一个类库,一个应用
框架,一个无缝集成的解决方案。
最先发布的JDK应该算JDK 1.0.3α,它是1995年Sun公司在全球范
围内进行Java程序设计大奖赛时随HotJava 1.0.3α发放的。在该版
本中,通用包实现得比较少,只有java.lang、j ava.util和java.io,
而其他有关用户界面和网络通信的包都在HotJava中提供。尔后发行
了1.0版,这是提供给各Java平台开发公司的,其中,包全部独立出来,
共八个:java.applet、ja va.awt 、java.awt.image 、java.awt.p
eer 、java.io、java.lang、java.net 和java. util 以及一个sun.
tools.debug。本文的程序基于1.0版本编写。由于1.0.3α和1.0两个
版本的包安排差别很大,因而用前一个版本编写的程序在后一个版本
的编译工具中编译有可能通不过,要作修改。在1996年8月底,Sun公司
在Internet上发布了1.1版,1.1版在
三、设计目标和程序构思
1.0版基础上稍有改进,两个版本保持完全的兼容。
现在我们回到本文的主题上。首先,考虑编写一个Java小程序,它
的界面和功能可以这样来描述:
统计标题和统计数据由HTML的param标注提供,统计数据的个数没
有限制;
根据数据的取值画出带刻度的X、Y轴;
在用线连接每个数据点的同时标出该点的坐标值;
提供绘制三组曲线的选择。
针对上述要求,考虑构造两个类来完成:Curve类用于实现绘制统
计曲线的各个方面;Plo t类则派生于Applet,它是本程序的小程序类,
通过使用Curve类来完成统计曲线的绘制。鉴于篇幅,下面给出实现要
点及其程序。如需要全部源代码的读者,请与笔者联系。
1.Curve类
Curve类构造主要基于以下几点考虑。
(1)基类。Curve从Java所有类的基类Object派生,那么就可以不
显式声明了。
class Curve {
......
}
(2)绘图环境。根据Windows等窗口操作系统的编程经验,向显示
器、打印机等输出设备绘图是通过绘图环境来实现的。由于Java要面
向所有平台,包括Windows、Unix和Macintosh 等,它们的绘图环境(如
显示器)概念很不一样。那么,Java如何来实现绘图呢?原来,Java在j
ava.awt包中通过Graphics类来提供了对各种绘图设备的设备环境的
抽象类封装。用Window s编程来作对照,Graphics所代表的概念就是W
indows GDI的设备环境(Device Context),也就是MFC中CDC类或OWL的
TDc类。有了这样的比较,对Graphics就比较好理解了。也就是,所有
绘制直线、矩形、椭圆、多边形、设置字体、绘制文本等操作,调用G
raphics类中的相应方法即可。下面代码是通过Curve构造器将小程序
类Plot的设备环境对象g传递给Curve,以被其他各个绘制方法使用:
public Curve(Graphics g)
{
myGC = g;
......
}
(3)绘制算法。绘制算法就是绘制统计曲线的实现方法,包括绘制
标题、坐标轴、数据联线、标出数据点坐标等,以及其逆过程:清除这
些绘制(因为当绘制其他曲线时,得保证刷新前一次绘制的所有内容)
。鉴于篇幅,下面仅给出显示数据的方法实现showData.
public synchronized void showData(Vector v)
{
float maxY=0;
myGC.setColor(Color.red);
int xPoint;
int yPoint;
file://确定Vector中的最大值。
for(int i = 0; i < v.size(); i++)
{
float temp = ((Float)v.elementAt(i)).floatValue();
if(temp > maxY)
{
maxY = temp;
}
}
file://确定第一个数据点的X坐标。
xPoint = xOrigin + (xSpacing/2);
int oldX = 0;
int oldY = 0;
file://在数据点处绘制一个小圆圈。
for(int j = 0; j < v.size(); j++)
{
yPoint = yOrigin(int)((axisH/maxY) *
((Float)v.elementAt(j)).floatValue());
myGC.fillRect(xPoint, yPoint, 3, 3);
file://在数据点之间联线。
if((oldX != 0) && (oldY != 0))
{
myGC.drawLine(oldX-xSpacing, oldY, xPoint, yPoint)
;
}
myGC.setColor(Color.blue);
file://在数据点边上写出数据值。
String coordString =
Float.toString(((Float)v.elementAt(j)).floatValue(
));
myGC.drawString(coordString, xPoint+5, yPoint - 4);
myGC.setColor(Color.red);
xPoint += xSpacing;
oldX = xPoint;
oldY = yPoint;
}
}
2.Plot类
Plot类构造主要基于以下几点考虑。
(1)派生于Applet
一个Java小程序有且只有一个类派生于Applet,这就好像在MFC中
,必须有且只有一个类派生于CWinApp一样。另外,与MFC程序不一样的
是,不管包含派生于Applet类的源程序文件( .java)命名为什么,生成
的供网页使用的字节码文件(.class)只与该派生类同名,而与源文件
名无关,这一点容易引起混淆。打个比方,如果包含Plot类的文件为Pl
otTest.java,而编译生成的字节码文件名为Plot.class,而不是PlotT
est.class。最后,Plot必须声明为public,这是由于一个编辑单元必
须有且只有一个类声明为public。
public class Plot extends Applet
{
......
}
(2)用户界面
目前,Java在java.awt中提供小程序的用户界面所需要的接口和
类(共42个类和2个接口),其中实现了我们在Windows中见到的各种用
户界面,比如,菜单、对话框,以及各种控件,如按钮、列表框、复选框
、单选框、编辑框、组合框等。鉴于本程序要求从3组数据中选择一
组进行绘制,需要选用单选框控件。单选框在java.awt中用Checkbox
和CheckboxGroup两个类联合实现:当Checkbox单独使用时,它是复选
框;而把它添加到CheckboxGroup中则变成了单选框。
public void init()
{
......
cbg = new CheckboxGroup();
file://单选按钮。
cb1 = new Checkbox("数据1", cbg, false);
cb2 = new Checkbox("数据2", cbg, false);
cb3 = new Checkbox("数据3", cbg, false);
}
(3)布局管理器
在Java中,为了使得小程序在各种操作系统中的用户界面具有一
致的外观,采用布局管理器(Layout Manager)对用户界面的相对位置
进行管理。Java在java.awt包中包含了流布局管理器(FlowLayout)、
边界布局管理器(BorderLayout)、卡片布局管理器(CardLayout)、网
格布局管理器(GridLayout)和网格包布局管理器(GridBagLayout)5个
布局管理器。如果希望3 个单选框按钮放在绘制图形的下面按一行排
列,该如何编写代码呢?可以这样来实现:首先设置Plot小程序为边界
布局,然后为3个单选框按钮创建一个Panel对象cbPanel,用于组织3个
控件,并设置cbPanel为网格布局,最后将cbPanel添加到Plot类中,并
设置其方向为南(South)。
public void init()
{
......
file://设置Plot为边界布局。
setLayout(new BorderLayout());
file://为3个控件申请面板对象cbPanel。
cbPanel = new Panel();
file://设置网格布局管理器,并按1×3方式排列。
cbPanel.setLayout(new GridLayout(1, 3));
file://为各按钮申请1个面板。
cb1Panel = new Panel();
cb1Panel.add(cb1);
cb2Panel = new Panel();
cb2Panel.add(cb2);
cb3Panel = new Panel();
cb3Panel.add(cb3);
file://添加到统一的1个面板cbPanel中。
cbPanel.add(cb1Panel);
cbPanel.add(cb2Panel);
cbPanel.add(cb3Panel);
file://添加cbPanel到Plot中,方向为:图形在北,按钮在南。
add("South", cbPanel);
}
(4)读取HTML参数
因为本程序要用到统计数据和统计标题作为小程序的参数存放在
HTML文档中,所以在开始绘制图形之前,需要从HTML读取这些参数,然
后才开始显示标题和绘制统计曲线。其中,读取统计标题和统计数据
分别实现。
①统计标题,其格式可以是:
<param value="1-DESC" value="每月访问者统计">
1-DESC表示第一组数据的统计标题,"每月访问者统计"是标题内
容。
public String readStringData(String s)
{
String tempString = null;
Integer param;
boolean datapresent = true;
int i = 0;
try
{
tempString = getParameter(s + "-DESC");
} catch (Exception e)
{
System.out.println(e);
}
return tempString;
}
②统计数据,格式可以是:
<param value="1-2" value="14">
1-2表示第一组数据的第二个数据点,14表示该数据点的值。
public Vector readData(String s)
{
Vector tempVector = new Vector();
Float param;
String tempData = null;
boolean datapresent = true;
int i = 0;
while(datapresent)
{
try {
tempData = getParameter(s + "-" + (i+1));
}
catch(Exception e)
{
System.out.println(e);
}
if(tempData == null)
{
datapresent = false;
} else {
param = Float.valueOf(tempData);
tempVector.addElement(param);
i += 1;
}
}
return tempVector;
}
(5)消息循环
根据Windows编程经验,有用户界面就有消息循环,以组织消息处
理函数句柄对用户界面发出的消息进行响应。遗憾的是,在JDK 1.0中
,尚没有类似MFC中的消息映射表之类的东西组织消息循环。不过,Jav
a发展势头迅猛,不久的将来就会有公司将它实现!现在,我们需要自己
来组织它:Applet类有一个action方法,在其中可以通过if...then语
句来对不同的消息进行响应。
public boolean action(Event e, Object o)
{
Vector actionVector = new Vector();
String actionString = new String();
if(e.target instanceof Checkbox)
{
file://"数据1"发出的消息
if(cbg.getCurrent() == cb1)
{
actionVector = readData("1");
actionString = readStringData("1");
System.out.println("1");
}
file://数据2发出的消息
if(cbg.getCurrent() == cb2)
{
actionVector = readData("2");
actionString = readStringData("2");
}
file://数据3发出的消息
if(cbg.getCurrent() == cb3)
{
actionVector = readData("3");
actionString = readStringData("3");
}
int count = ac
