Java Swing组件的Model介绍

简介

经常用Swing 开发Java GUI 程序的人一定听过这样的说法,Swing 控件是按MVC结构设计的。

更准确地说，Swing是Model-driven的结构。但不同Swing控件的Model，其作用是否相同呢？比如当你在使用JButton时，你很少需要关心ButtonModel的存在，但在JTable使用时，你却总是需要用到 TableModel。

更进一步，当你频繁的使用JTable时,你会发现你可能不仅用到了TableModel，还用到TableColumnModel, ListSelectionModel。这使我们意识到,Model存在不同的种类，不同类型的Model实现不同的功能。

GUI-State Model

首先，我们讨论第一种Model， GUI-State Model。GUI-State Model的作用在于标识控件的视觉状态 (visual status)。例如按钮是否被点击，列表中的Item是否被选中。Swing的控件会代理对GUI-State Model的操作，通常我们不要直接操作GUI-State Model。

ButtonModel

最常见的GUI-State Model是ButtonModel,属于这个范畴的控件有JButton ，JToggleButton ，JCheckBox， JRadioButton， JMenu， JMenuItem， JCheckBoxMenuItem， JRadioButtonMenuItem。(所有AbstractButton的子类)

ButtonModel需要标识的状态有：

1. PRESSED: Button是否被点击了；
2. ENABLED: Button能否被点击（是否显示呈灰色）；
3. ROLLOVER: 鼠标是否从Button上划过。Button通过判断这个属性判断是否要显示RolloverIcon，当然前提是Button通过setRolloverIcon，设置了RolloverIcon；
4. SELECTED: 只对RadioButton or Checkbox 有用；
5. ARMED: 鼠标点击Button后，是否在Button该释放

显而易见，这些属性都只和显示有关。

对于GUI-State Model，只有以下两种情况我们需要关心它的处在 ：
  （1）我们想改变控件缺省的视觉行为（假定这种情况很少发生）；
  （2）出于某种显示目的共用Model，操作一个控件会改变另外一个控件的状态（下面会讨论到这种情况），其他情况下我们可以忽视它。当然还有一种情况我们需要注意，这就是在使用JRadioButton时。因为使用JRadioButton时，一组JRadioButton同时只能有一个被选中(SELECTED)，这当然只有通过操作ButtonModel的SELECTED属性来实现。不过，Swing针对这个问题引入了ButtonGroup类，通过ButtonGroup.add()方法设置同一个 button group，因此我们同样不需要直接操作ButtonModel。

BoundedRangeModel

另一个常见的GUI-State Model是BoundedRangeModel，属于这个范畴的控件有JProgressBar JScrollBar JSlider。

BoundedRangeModel标识的主要状态有：min,max,value(int),同样的，我们很少直接操作BoundedRangeModel。使用JProgressBar 最常见的方式是在构造函数里指定min,max或是通过get/set读写min,max,value。而控件再把这些请求转发给BoundedRangeModel。

前面提到出于某种显示目的，我们有可能需要直接操作GUI-State Model。以下是一种可能的情况(scenario):当我们把一幅面积较大的图像放在JScrollPane,同时希望通过移动滑杆(JSlider)来控制显示图像显示在JScrollPane的部分。常见的做法是监听BoundedRangeModel的ChangeEvent事件(addChangeListener(ChangeListener l)),当JSlider改变了Model的值时在ChangeListener对显示作相应的调整。

TableColumnModel

TableColumnModel是JTable特有的GUI-State Model。TableColumnModel用于管理TableColumn。而TableColumn代表了JTable中的每一列数据的视觉属性，比如该列对应的data-model index（这决定了要显示的内容，参见后面叙述）,该列的宽度是否可变，列的最大、最小、首选宽度；该列的绘制器TableCellRenderer和编辑器TableCellEditor(JTable是面向列的，它基于每一列进行绘制和编辑)。

Selection Model

考虑这样一个问题，当使用JTable时，如何设定从X行到Y行处于选择状态呢？

我们可以通过调要JTable.setRowSelectionInterval(int index0, int index1)来实现。再进一步，如果想实现反转选择(Toggle Selection),即单击齐数次处于选择状态，偶数次则处于非选择状态，JTable没有提供直接的方法来实现。因为JTable将选择的工作交由Selection Model来实现。察看setRowSelectionInterval的实现：

public void setRowSelectionInterval(int index0, int index1) {
        selectionModel.setSelectionInterval(boundRow(index0), boundRow(index1));
}

要实现Toggle Selection就只有直接对Selection Model进行编程。Selection Model也属于GUI- State Model的范畴，因为它标识也是一种视觉的状态，选中的Item会加亮（high light）。和其他GUI- State Model一样,通常我们不需要直接操作Selection Model。Selection Model标识的状态有：

1. SINGLE_SELECTION；
2. SINGLE_INTERVAL_SELECTION；
3. MULTIPLE_INTERVAL_SELECTION。

我们分析一下其他需要判断用户选择的几种控件：

1. JList：和JTable一样用的是ListSelectionModel；
2. JTree：JTree需要的Selection Model最复杂，因此它有专门Selection Model: TreeSelectionModel；
3. JComboBox：只能是单选，因此不需要有专门Selection Model；
4. JFileChooser：通过设置 FILES_ONLY ，DIRECTORIES_ONLY FILES_AND_DIRECTORIES (int) 来设定用户是否可选择文件，目录，或两者都可以。通过设定multiSelectionEnabled属性来决定是否单选或多选，通过File数组 selectedFiles记录当前的选择；
5. JTabbedPane：JTabbedPane的情况有些特殊，虽然JTabbedPane也只能单选，但它能有专门的Selection Model: SingleSelectionModel。

对待Selection Model的方式和其他GUI-State Model一样，相应Jcomponent都提供专门的函数屏蔽我们对它的直接操作。

Application-data Model

这类的Model决定了显示在控件中的内容，因此往往需要我们直接的操作。他们分别是：

1、JList：ListModel；
2、JTable：TableModel；
3、JComboBox：ComboBoxModel；
4、JTree：TreeModel；
5、各类Text控件：Document。

ListModel

Swing首先定义了接口ListModel，然后定义了抽象类AbstractListModel实现这个接口。在抽象类里没有定义实际数据的存储方式。

因此要实现AbstractListModel，用户还需要定义这两个函数：

public int getSize()
public Object getElementAt(int index)

因为没有定义实际数据的存储方式，当然没有办法提供这两个函数的实现。

最后Swing提供缺省类DefaultListModel实现抽象类，缺省类以Vector作为存储数据的方式。构造一个JList的实例有四种方式：

JList() 
JList(final Object[] listData) 
JList(final Vector listData) 
JList(ListModel dataModel)

前三种构造函数里会分别生成相应的ListModel。

还可以在构造完后JList还可以用以下的函数来制定ListModel：

void setListData(final Object[] listData) 
void setListData(final Vector listData) 
void setModel(ListModel model)

JList没有提供编辑其Item的方法，用户是无法直接编辑其Item的（这点和JComboBox不同，JComboBox提供了直接编辑其Item的方法），要改变Item的内容需要直接操作ListModel（用数组和Vector生成JList不适合用来显示可变内容的数据）。

要显示可变内容的JList，最方便的方法是用DefaultListModel，但由于它用Vcetor作为其内部的存储数据的方式，决定他们在处理大数据量的显示时是不适宜的。

首先Vector有内部容量的概念，当容量不足以容纳更多的数据时,它需要重新分配一块内存，复制原内存的东西，并把原来的内存丢弃，这是非常耗时的动作；其次，Vector是线程安全的容器(thread-safe collection),所有对容器的操作都需要同步(synchronized)，对于包含大数据量的collection这也是非常耗时的。

因此对于大数据量的Application-data,用户如果想用collection，应该在ArrayList和LinkedList(thread-unsafe collection)之间选择：ArrayList也有内部容量的概念，但它提供了随机存取的功能 (random access), 使用它时可以预先申请一块较大的内存，以免以后重新分配内存。LinkedList没有内部容量的概念，因此不会重新分配内存，但它不提供随机存取的功能。

TableModel

Swing对TableModel的处理和ListModel类似：首先定义了接口TableModel，然后定义了抽象类实现这个接口AbstractTableModel。在抽象类里没有定义实际数据的存储方式。

要实现AbstractTableModel，用户还需要定义这三个函数：

public getColumnCount() 
public Object getValueAt(int rowIndex, int columnIndex) 
public int getRowCount()

public String getColumnName(int column) 往往也需要定义，不然在表头将显示为A,B,C,D …

最后Swing提供缺省类DefaultTableModel实现抽象类，缺省类以Vector作为存储数据的方式。因此对大数据量的操作（比如用JTable显示数据库查询的结果）同样不适合用DefaultTableModel。当用JTable显示数据库查询的结果，最好是扩展AbstractTableModel，并让数据库每次只返回批量的数据。

JTable的构造函数比起JList要复杂一些, 因为它还需要指定TableColumnModel。但对于Application-data model 的处理和JList是一样的。

ComboBoxModel

JComboBox和JList很相似，都是用来显示一个列表项，并可以接受用户的选择 (JRadioButton也实现这个功能)。但他们也有本质的不同，JComboBox可以接受用户的输入，并可以编辑已有的选项。

通常在使用JComboBox是把它分成两类：可编辑的和不可编辑的。缺省状态是不可编辑的，通过调用JComboBox.setEditable(true)可将JComboBox设置成可编辑。对应这两种状态JComboBox定义了两类data-model接口，ComboBoxModel和MutableComboBoxModel。

ComboBoxModel的定义如下：

public interface ComboBoxModel extends ListModel {
        void setSelectedItem(Object anItem); 
        Object getSelectedItem();
}

它扩展ListModel并只是定义了用于获取和设置当前选项的办法，这是因为JComboBox没有Selection Model。

MutableComboBoxModel，顾名思义，当然是定义修改data-model的方法，它的定义如下：

public interface MutableComboBoxModel extends ComboBoxModel {
        public void addElement( Object obj ); 
        public void removeElement( Object obj );
        public void insertElementAt( Object obj, int index );
        public void removeElementAt( int index );
}

Swing提供对MutableComboBoxModel的实现DefaultComboBoxModel，其内部Vector来存储数据，当我们想提供自己的现实时，最方便的方法是可以扩展AbstractListModel, 并选择是实现ComboBoxModel还是MutableComboBoxModel。

构造一个JComboBox实例有四种方法：

public JComboBox()
public JComboBox(final Object items[]) 
public JComboBox(Vector items)
public JComboBox(ComboBoxModel aModel)

前三种构造函数里会分别生成相应的DefaultComboBoxModel。(个人觉得这样构造JComboBox并不好，由于没有通过构造函数建立不变性 (invariants) ，即该JComboBox是否可编辑的，当需要修改data-model时，JComboBox都需要首先判断data-model是否可编辑，对于不可编辑的JComboBox调用编辑函数会丢出RuntimeException ())。

TreeModel

TreeModel时最复杂的一种data-model，请参考其它文献。

各类Text控件

各类Text控件是比较独立的主题，这里不再详述。

不错了，学习了