Lecture

Java プログラミング入門

このページは、学部2年生向け授業である、「マルチメディアプログラミング実習」 のために用意しました。

(Wikiの仕様で大文字小文字が混在した英単語に疑問符?が追加されるところがありますが、無視してください。)

マウスイベント

マウスイベントを受け取るには、Mouse ListenerやMouse Motion Listenerなどをインプリメントします。 以下のようにするとイベントをうけとれるます。

まずはMouse Motion Listenerを試してみましょう。 マニュアル

によると、実装しないといけないメソッドはmouse Draggedとmouse Movedです。

import java.awt.*;
import javax.swing.*;
import java.awt.event.*;

public class MouseTest extends JFrame implements MouseMotionListener{
	
	public void mouseDragged(MouseEvent e) {
		System.out.println("mouse dragged!");
	}
	public void mouseMoved(MouseEvent e) {
		System.out.println("mouse moved!");
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		MouseTest test = new MouseTest();
		test.setTitle("MouseTest");
		test.addMouseMotionListener(test);
		test.setSize(400,300);
		test.setVisible(true);
		test.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
	}
	
}

次に、Mouse Listenerも実装してみましょう。マニュアル

によると、

これを追加します。宣言で

public class MouseTest extends JFrame implements MouseListener, MouseMotionListener{

として、またmainに

		test.addMouseListener(test);

を追加します。

import java.awt.*;
import javax.swing.*;
import java.awt.event.*;

public class MouseTest extends JFrame implements MouseListener, MouseMotionListener{
	
	public void mouseClicked(MouseEvent e) {
		System.out.println("mouse clicked!");
	}
	public void mouseEntered(MouseEvent e) {
		System.out.println("mouse entered!");
	}
	public void mouseExited(MouseEvent e) {
		System.out.println("mouse exited!");
	}
	public void mousePressed(MouseEvent e) {
		System.out.println("mouse pressed!");
	}
	public void mouseReleased(MouseEvent e) {
		System.out.println("mouse released!");
	}
	public void mouseDragged(MouseEvent e) {
		System.out.println("mouse dragged!");
	}
	public void mouseMoved(MouseEvent e) {
		System.out.println("mouse moved!");
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		MouseTest test = new MouseTest();
		test.setTitle("MouseTest");
		test.addMouseListener(test);
		test.addMouseMotionListener(test);
		test.setSize(400,300);
		test.setVisible(true);
		test.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
	}
	
}

MouseEventのマニュアルを見てみましょう。

https://docs.oracle.com/javase/jp/8/docs/api/index.html

マウスイベントが発生した時のマウスの座標を知ることもできます。

import java.awt.*;
import javax.swing.*;
import java.awt.event.*;

public class MouseTest extends JFrame implements MouseListener, MouseMotionListener{
	
	public void mouseClicked(MouseEvent e) {
		System.out.println("mouse clicked!");
	}
	public void mouseEntered(MouseEvent e) {
		System.out.println("mouse entered!");
	}
	public void mouseExited(MouseEvent e) {
		System.out.println("mouse exited!");
	}
	public void mousePressed(MouseEvent e) {
		System.out.println("mouse pressed!");
	}
	public void mouseReleased(MouseEvent e) {
		System.out.println("mouse released!");
	}
	public void mouseDragged(MouseEvent e) {
		System.out.println("mouse dragged to " +  e.getX() + " and " + e.getY());
	}
	public void mouseMoved(MouseEvent e) {
		System.out.println("mouse moved!");
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		MouseTest test = new MouseTest();
		test.setTitle("MouseTest");
		test.addMouseListener(test);
		test.addMouseMotionListener(test);
		test.setSize(400,300);
		test.setVisible(true);
		test.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
	}
	
}

サウンドファイルを再生する

http://siio.jp/lecture/Sounds/Ping.aiff

(他にも、Basso.aiff Frog.aiff Hero.aiff Pop.aiff Submarine.aiff Blow.aiff Funk.aiff Morse.aiff Purr.aiff Tink.aiff Bottle.aiff Glass.aiff Ping.aiff Sosumi.aiff を置いておきました)

これを再生するプログラムを作ってみましょう。以下で再生できます。

import java.io.File;
import javax.sound.sampled.*;
 
public class AudioInputStreamExample {
  public static void main(String[] args) {
 
    try {
      File file = new File("Ping.aiff");
      AudioInputStream stream = AudioSystem.getAudioInputStream(file);
      Clip clip = AudioSystem.getClip();
      clip.open(stream);
      clip.start();
 
      // sleep to allow enough time for the clip to play
      Thread.sleep(500);
 
      stream.close();
 
    } catch (Exception ex) {
      System.out.println(ex.getMessage());
    }
  }
}

他の環境でのGUIプログラミングの例

X11

以下の内容の新しいファイル,buttontest.cを作ってください. printfの逆スラッシュが正しくコピペできてないかもしれないので,注意してください. 入力が面倒なら,添付ファイルの buttontest.c をダウンロードしてください.

#include <X11/Xlib.h>
#include <stdio.h>
 
int main (){
	Display *display = XOpenDisplay (NULL);
	XEvent event;
	Window window = XCreateSimpleWindow(display, DefaultRootWindow(display),0,0,150,100,0,0,0);
	XSelectInput(display,window,KeyPressMask | ButtonPressMask |  ButtonReleaseMask);
	XMapWindow(display, window);
	XFlush(display);

	while(1) {
		XNextEvent(display,&event);
		switch (event.type) {
		  case KeyPress: 
			printf("key\n");
			break;
		  case ButtonPress:
			printf("button down\n");
			printf("button\n");
			break;
		  case ButtonRelease:
			printf("button up\n");
			break;
		}
	}
	return 0;
}

以下のコマンドでコンパイルしてください.

cc -L/usr/X11R6/lib -I/usr/X11R6/include buttontest.c -lX11

出来上がったファイルを,./a.outで実行してください.

Mac OS X

How2MacOSXProgramming を見てください

iPhone

How2iPhoneProgramming を見てください

簡単なアニメーション

import java.awt.*;
import javax.swing.*;
import java.awt.event.*;

class SimpleAnime extends JFrame {

	private void init() {
		this.setTitle("SimpleAnime");
		this.setSize(300,200);
		this.setVisible(true);
		this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		SimpleAnime frame = new SimpleAnime();
		frame.init();
	}
}
import java.awt.*;
import javax.swing.*;
import java.awt.event.*;

class SimpleAnime extends JFrame {
	JPanel panel;
	Graphics g;
	
	private void init() {
		this.setTitle("SimpleAnime");
		this.setSize(300,200);
		panel = new JPanel();
		this.getContentPane().add(panel);
		this.setVisible(true);
		this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
		g=panel.getGraphics();
		g.setColor(Color.blue);

		int x=0, xdelta=10;
		while(true) {
			g.fillOval(x,80,50,50);
			try{Thread.sleep(50);}catch(Exception e){}
			g.clearRect(x, 80, 52,52);
			x+=xdelta;
			if(x>250) xdelta=-10;
			if(x<0) xdelta=10;
		}
		
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		SimpleAnime frame = new SimpleAnime();
		frame.init();
	}
}

http://gyazo.com/12d1f047af8d4f87f7199c8a7db66080.png

上記のプログラムでは、main()で、frame.init()したあと、このメソッドで無限にアニメーション書き換えを行うことになります。なので、二度とmain()には戻ってきません。(以下で示した、メニューは、また別のスレッドで動くので、このままでも動きます)

アニメーションだけをするなら、これでも良いのですが、他にも仕事をしたい場合には難しいですし、やれないことはないですが、タイミングを計るのが難しいです。ということで、アニメーションする部分は、別のスレッドにして、そちらに任せてしまうのが通常です。

以下のように、別のインスタンスを別スレッドで動かします。別スレッドで動かすインスタンスを作るために、Animatorという名前のクラスを用意しました。別スレッドで動かすためには、Runnableをimplementする必要があります。ここで必須のrunというメソッドが、裏で実行されるので、そこに、上記のプログラムのアニメーション描画部分をそっくり移動させます。Graphics gの情報を伝えておく必要があるので、それを設定するメソッドも作りました。アニメーションしつつ、main()の方で数字を表示しています。

import java.awt.*;
import javax.swing.*;
import java.awt.event.*;
import java.lang.Thread;

class Animator implements Runnable {
	Graphics g;

	public void setGraphics(Graphics animeG) {
		g=animeG;
	}

	public void run() {
		int x=0, xdelta=10;
		while(true) {
			g.fillOval(x,80,50,50);
			try{Thread.sleep(50);}catch(Exception e){}
			g.clearRect(x, 80, 52,52);
			x+=xdelta;
			if(x>250) xdelta=-10;
			if(x<0) xdelta=10;
		}
	}
}

class SimpleAnime extends JFrame {
	JPanel panel;
	Graphics g;
	Animator animator;
	
	private void init() {
		animator=new Animator();
		this.setTitle("SimpleAnime");
		this.setSize(300,200);
		panel = new JPanel();
		this.getContentPane().add(panel);
		this.setVisible(true);
		this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
		g=panel.getGraphics();
		g.setColor(Color.blue);
		
		animator.setGraphics(g);
		new Thread(animator).start();
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		SimpleAnime frame = new SimpleAnime();
		frame.init();
		
		for(int i=0;;i++) {
			System.out.println(i);
			try {Thread.sleep(500);}catch(Exception e){}
		}
	}
}

こういうのを作ってほしい

http://lab.siio.jp/index.php?plugin=attach&pcmd=open&file=SimpleAnime.class&refer=Lecture

ヒント:上のアニメーションのプログラムに、メニューを取り付けて、 action Performedでメニューからのイベントを受け取れば良いです。 メニューの動きは、プログラム本来の動きと並列に動いてくれるので、 上のアニメーションのようなアニメーション以外何もできない手抜きアニメーションでも、 メニューは動いてくれます。

ヒント: action Performed ではこうしたら良い

public void actionPerformed(ActionEvent e) { 
		String command = e.getActionCommand(); 
		if(command=="red") g.setColor(Color.red); 
		if(command=="blue") g.setColor(Color.blue); 

ヒント:メニューはSimple Animeでつくって、action listenerをanimatorにしました。メニューを作るところがながいので、メソッドに分けました。

import java.awt.*;
import javax.swing.*;
import java.awt.event.*;
import java.lang.Thread;

class Animator implements Runnable, ActionListener {

略			
	public void actionPerformed(ActionEvent e) { 
		String command = e.getActionCommand(); 
		if(command !=null) { 
			System.out.println(command); 
		} 
		if(command=="red") g.setColor(Color.red); 
		if(command=="blue") g.setColor(Color.blue); 
		if(command=="yellow") g.setColor(Color.yellow); 
		if(command=="fast") xdelta=30; 
		if(command=="slow") xdelta=5; 
	} 

略

}

class SimpleAnime extends JFrame  {

略

	 
	private void makeMenu() { 
		JMenuBar menubar = new JMenuBar(); 
		JMenu menu = new JMenu("color"); 
		JMenu menuSpeed = new JMenu("speed"); 
		 
		JMenuItem item1 = new JMenuItem("red"); 
		item1.addActionListener(animator); 
		item1.setActionCommand("red"); 
		JMenuItem item2 = new JMenuItem("blue"); 
		item2.addActionListener(animator); 
		item2.setActionCommand("blue"); 
		JMenuItem item3 = new JMenuItem("yellow"); 
		item3.addActionListener(animator); 
		item3.setActionCommand("yellow"); 
		menu.add(item1); 
		menu.add(item2); 
		menu.add(item3); 
		 
		JMenuItem item4 = new JMenuItem("fast"); 
		item4.addActionListener(animator); 
		item4.setActionCommand("fast"); 
		JMenuItem item5 = new JMenuItem("slow"); 
		item5.addActionListener(animator); 
		item5.setActionCommand("slow"); 
		menuSpeed.add(item4); 
		menuSpeed.add(item5); 
	 
		menubar.add(menu); 
		menubar.add(menuSpeed); 
		this.setJMenuBar(menubar);
	} 

略	

}

上記のプログラムにメニューを追加して、 ボールの色と速さをメニューで指定するようにしました。 メニューはメインのJFrameインスタンスで作ってこれに貼りつけていますが、 Action Listenerは、別スレッドで動いているAnimatorクラスのインスタンスとしました。

import java.awt.*;
import javax.swing.*;
import java.awt.event.*;
import java.lang.Thread;

class Animator implements Runnable, ActionListener {
	Graphics g;
	int xdelta =5;

	public void setGraphics(Graphics animeG) {
		g=animeG;
	}
			
	public void actionPerformed(ActionEvent e) { 
		String command = e.getActionCommand(); 
		if(command !=null) { 
			System.out.println(command); 
		} 
		if(command=="red") g.setColor(Color.red); 
		if(command=="blue") g.setColor(Color.blue); 
		if(command=="yellow") g.setColor(Color.yellow); 
		if(command=="fast") xdelta=30; 
		if(command=="slow") xdelta=5; 
	} 
	
	public void run() {
		int x=0;
		while(true) {
			g.fillOval(x,80,50,50);
			try{Thread.sleep(50);}catch(Exception e){}
			g.clearRect(x, 80, 52,52);
			x+=xdelta;
			if(x>250) xdelta=-xdelta;
			if(x<0) xdelta=-xdelta;
		}
	}
}

class SimpleAnime extends JFrame  {
	JPanel panel;
	Graphics g;
	Animator animator;
	 
	private void makeMenu() { 
		JMenuBar menubar = new JMenuBar(); 
		JMenu menu = new JMenu("color"); 
		JMenu menuSpeed = new JMenu("speed"); 
		 
		JMenuItem item1 = new JMenuItem("red"); 
		item1.addActionListener(animator); 
		item1.setActionCommand("red"); 
		JMenuItem item2 = new JMenuItem("blue"); 
		item2.addActionListener(animator); 
		item2.setActionCommand("blue"); 
		JMenuItem item3 = new JMenuItem("yellow"); 
		item3.addActionListener(animator); 
		item3.setActionCommand("yellow"); 
		menu.add(item1); 
		menu.add(item2); 
		menu.add(item3); 
		 
		JMenuItem item4 = new JMenuItem("fast"); 
		item4.addActionListener(animator); 
		item4.setActionCommand("fast"); 
		JMenuItem item5 = new JMenuItem("slow"); 
		item5.addActionListener(animator); 
		item5.setActionCommand("slow"); 
		menuSpeed.add(item4); 
		menuSpeed.add(item5); 
	 
		menubar.add(menu); 
		menubar.add(menuSpeed); 
		this.setJMenuBar(menubar);
	} 
	
	private void init() {
		animator = new Animator();
		this.setTitle("SimpleAnime");
		this.setSize(300,200);
		this.makeMenu();
		panel = new JPanel();
		this.getContentPane().add(panel);
		this.setVisible(true);
		this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
		g=panel.getGraphics();
		g.setColor(Color.blue);
		
		animator.setGraphics(g);
		new Thread(animator).start();
	}

	public static void main(String[] args) {
		SimpleAnime frame = new SimpleAnime();
		frame.init();
		
		for(int i=0;;i++) {
			System.out.println(i);
			try {Thread.sleep(500);}catch(Exception e){}
		}
	}
}

http://gyazo.com/d5db8ca6fa153520e94ee7d2b7a93915.png

アニメーションの途中で、ボールがちらつくことがあります。 ボールの場所を矩形で消して、新しいボールを描いているので、 その途中の作業が見えてしまうからです。 これを無くすには、ダブルバッファの手法を用います。 すなわち、描画する面をもう一枚用意して、 そちらに描画し、 描画が終わったところで、一気に更新する方法です。

ダブルバッファの手法は、授業の最終課題である「お絵かきプログラム」のところで説明します。

線を引く簡単なプログラム

JPanelのサブクラスを作りました。

import javax.swing.JPanel;
import java.awt.Graphics;

public class DrawPanel extends JPanel {

	public void drawLine(int x1, int y1, int x2, int y2){
		Graphics g = this.getGraphics();
		g.drawLine(x1, y1, x2, y2);
	}
 }

こちらはメインのプログラム。JFrameのサブクラスで、これに上記のJPanelのサブクラスを貼付けます。 リスナーになっているので、こちらでマウスなどのイベントを受け取ります。

import java.awt.event.MouseEvent;
import java.awt.event.MouseMotionListener;

import javax.swing.JFrame;

public class SimpleDraw extends JFrame implements MouseMotionListener {

	int lastx=0, lasty=0, newx, newy;
	DrawPanel panel;
 

	public void mouseMoved(MouseEvent arg0) {
       }

	public void mouseDragged(MouseEvent arg0) {
		newx=arg0.getX();
		newy=arg0.getY();
		panel.drawLine(lastx,lasty,newx,newy);
		lastx=newx;
		lasty=newy;
	}


	private void init() {
		this.setTitle("Simple Draw");
		this.setSize(300, 200);
		this.addMouseMotionListener(this);
		panel=new DrawPanel();
		this.getContentPane().add(panel);
		this.setVisible(true);
		this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		SimpleDraw frame=new SimpleDraw();
		frame.init();
	}

}

Java Appletの作り方

いままでは、Java Applicationを作ってました。 これはjavaコマンドから実行するアプリケーションでした。 このほか、Javaには、Java Appletという実行形式式があります。 Appletは、webページなどで動かすことができます。 もともとは、webサービスでクライアント側でアプリケーションを動かすために 開発されました。

AppletはAppletクラスを継承して作ります。 Appletクラスは、java.awt.Panelを継承しています。 なにができるのかは、java のマニュアルをみてください。

たとえば、次のようなプログラムをAppletTest.javaとして作ります。 これをコンパイルします。

import java.awt.*;
import java.applet.*;

public class AppletTest extends Applet {
    public void paint(Graphics g) {
        g.drawString("Hello World!!", 60, 30);
    }
}

これはhtmlの中から呼び出すことができます。 たとえば、つぎのような、index.htmlをつくります。

<html>
<head><title>Applet Test</title></head>
<body>

<applet code="AppletTest.class" width="300" height="150">
</applet>

</body>
</html>

これを、さきほどコンパイルしたclassと同じディレクトリにおいて、 webブラウザで開くと、java appletのプログラムが動きます。

http://gyazo.com/637225a1c08bef7e853944ad9b8ed390.png

または、このhtmlファイルをアップレットビューアでみることもできます。

appletviewer index.html 

などして動作を確認できます。

http://gyazo.com/d8174aace858dc50e603ee0fef62bcf7.png

つぎのようにすれば、上の先の例で示す、お絵描きプログラムも作ることができます。 init()は、起動したときに最初に一度だけ呼び出されるメソッドです。

import java.awt.*;
import java.applet.*;
import java.awt.event.MouseMotionListener;
import java.awt.event.*;

public class AppletTest extends Applet implements MouseMotionListener {

int lastx,lasty,newx,newy;
Graphics g;
   
    public void mouseMoved(MouseEvent arg0) {
    }

    public void mouseDragged(MouseEvent arg0) {
	newx=arg0.getX();
	newy=arg0.getY();
	g.drawLine(lastx,lasty,newx,newy);
	lastx=newx;
	lasty=newy;
    }

    public void paint(Graphics g) {
	g.drawString("Hello World!!", 60, 30);
    }

    public void init() {
	g=this.getGraphics();
	this.addMouseMotionListener(this);
    }

}

appletviewerで見てみます。

http://gyazo.com/2c88f97c8f7234e5e3eb72dcd9b2713a.png

webブラウザでもみてみましょう。 (注意:Safariでは、読み込まれたappletが残っていますので、 更新したappletを試すためには、 Safariを一旦終了して起動しなおしてください。)

http://gyazo.com/143be91363a277f04a0fa8b1f5d5a43a.png

webサーバにおけば、世界中から使うこともできます。以下をクリックしてみてください。

http://siio.jp/lecture/applet/

Eclipseを使ってみよう

http://gyazo.com/4383db7fb81f9eacbf5cc959ff77a33d.png

	private static final long serialVersionUID = 42L;

という変数を定義しておきます。


マルチメディアプログラミングの最終課題

提出課題として最低やってほしいこと

機能拡張:以下のことができれば加点します

機能拡張の詳細はSimpleDraw

を見てください。SimpleDrawのページでは、

の2通りの拡張を書いてあります。どちらの方針で進めていただいても結構です。 説明書に、工夫したところを書いておいてください。

取扱説明書の作り方

出来上がったプログラムの提出方法

締切

昨年度の優秀作品例

2013年度の優秀作品例



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Last-modified: 2020-11-18 (水) 20:52:06