第二部分：自定義布局管理器
在java.awt包與javax.swing包下有許多現(xiàn)成的布局類，比如BorderLayout、FlowLayout，還有較為復(fù)雜的、用于精確定位的布局類GridBagLayout、SpringLayout等。起初我剛剛從事gooey時（06年中），企圖依靠JDK自帶的布局類進行布局，但是實際不可能或者說很難做到。對于復(fù)雜的GridBagLayout、SpringLayout來說又望而生畏，而且使用GridBagLayout、SpringLayout來完成布局的話工作量相當可觀，因此當時放棄了布局管理器，采用ComponentListener等尺寸監(jiān)聽事件來布局組件。雖然這種做法沒有工具支持、采用手工coding，但是自由度上升了很多，而且熟悉了以后編碼效率也大幅其高。與此同時，我開始接觸SWT，發(fā)現(xiàn)org.eclipse.swt.layout.FormLayout布局很強大、用起來愛不釋手、要多好有多好、要多強有多強......。于是當時我用來布局組件的方式是采用ComponentListener監(jiān)聽與FormLayout結(jié)合的方式，也是在同期，我領(lǐng)悟到了九宮圖這種專業(yè)布局，因此之后九宮圖的實現(xiàn)也都采用上述兩種方法。隨著對SWT的不斷了解外加IM軟件界面的專業(yè)性，我發(fā)現(xiàn)SWT并不非常適合做專業(yè)外觀，也因為此我逐漸將精力轉(zhuǎn)向Swing。
在介紹如何編寫自定義布局管理器前，我想先把SWT體系下的FormLayout布局（表單布局）特點做個簡要介紹。
SWT體系下的FormLayout是非常靈活、精確的布局，F(xiàn)ormLayout布局組件的特點是采用百分比+偏移量的方式。前者可以應(yīng)付容器尺寸變化時內(nèi)部組件隨之等比例調(diào)整；后者以應(yīng)付精確的布局。這一特征是通過org.eclipse.swt.layout.FormData和org.eclipse.swt.layout.FormAttachment兩個類來實現(xiàn)。
通常使用FormLayout來定位一個組件要確定4個FormAttachment對象：top、bottom、left、right，即組件的4條邊。而且通常是使用FormAttachment(int numerator,int offset)這個構(gòu)造器，也就是百分比+偏移量。當然FormAttachment不只這一種，但是都是可選的，如果想深入研究FormLayout可以參閱SWT相關(guān)的介紹。
下面給出一段SWT示例程序：
public static void main(String[] args) {
Display display = new Display();
Shell shell = new Shell(display);
shell.setText("SWT Application");
shell.setLayout(new FormLayout());
final Button button = new Button(shell, SWT.NONE);
button.setText("button");
final FormData formData = new FormData();
formData.top = new FormAttachment(20, 0);
formData.left = new FormAttachment(50, 0);
formData.bottom = new FormAttachment(20, 30);
formData.right = new FormAttachment(50, 50);
button.setLayoutData(formData);
shell.open();
while (!shell.isDisposed()) {
if (!display.readAndDispatch()) {
display.sleep();
}
}
display.dispose();
}
運行效果如下：
由運行效果可以看出，F(xiàn)ormLayout通過指定組件的四條邊來完成布局。
FormLayout很強大、靈活，但是AWT、Swing包中卻沒有，但是不等于說不能實現(xiàn)，學習了上文之后當然可以移植到Swing中來。
SWT中使用FormLayout還要結(jié)合FormData（表單數(shù)據(jù)）與FormAttachment（表單附件）。下面給出這兩個移植過來的類實現(xiàn)
public final class FormAttachment {
float percentage; // 這個參數(shù)與SWT中的不同，不叫numerator，而是其等價的小數(shù)形式
int offset;
public FormAttachment(float percentage, int offset) {
this.percentage = percentage;
this.offset = offset;
}
}
public final class FormData {
public FormAttachment left;
public FormAttachment right;
public FormAttachment top;
public FormAttachment bottom;
}
你應(yīng)該了解坐標系的概念，Java中的坐標系以向右、向下為正方向。因此對于offset，正值是向右、向下偏移；負值是向左、向上偏移。
與SWT的FormAttachment稍有不同的是，我自定義的構(gòu)造器第一個參數(shù)是float類型，它代表的意思與“FormAttachment(int numerator,int offset)”相同，都是表示百分比，只不過前者用整數(shù)表示，后者用小數(shù)表示。例如SWT中“new FormAttachment(20,0);”用后者表示就是“new FormAttachment(0.2f,0);”。
在FormLayout布局中，定位一個組件需要最多4個FormAttachment對象，但是可以不必全部指定，稍后可以看到缺省的行為。
如果你的布局管理器比較簡單，可以實現(xiàn)LayoutManager接口。但是正如上文所述，LayoutManager的addLayoutComponent(String name, Component comp)方法是必須通過java.awt.Container類的“Component add(String name, Component comp)”方法觸發(fā)調(diào)用，其中的字符串參數(shù)指定了布局信息。但是字符串表達方式很有限，因此應(yīng)當采用LayoutManager2接口，這樣，addLayoutComponent(Component comp, Object constraints)方法被調(diào)用時，“Object constraints”可以是任何類型的對象，很方便。下面逐步實現(xiàn)這個類。
首先搭建的原型如下
public final class FormLayout implements LayoutManager2 {
public void addLayoutComponent(Component comp, Object constraints) {}
public float getLayoutAlignmentX(Container target) {
return 0;
}
public float getLayoutAlignmentY(Container target) {
return 0;
}
public void invalidateLayout(Container target) {}
public Dimension maximumLayoutSize(Container target) {
return null;
}
public void addLayoutComponent(String name, Component comp) {}
public void layoutContainer(Container parent) {}
public Dimension minimumLayoutSize(Container parent) {
return null;
}
public Dimension preferredLayoutSize(Container parent) {
return null;
}
public void removeLayoutComponent(Component comp) {}
}
再聲明一個保存組件與布局信息對應(yīng)關(guān)系的映射：private final Map<Component, FormData> componentConstraints = new HashMap<Component, FormData>();
接著完成addLayoutComponent方法的實現(xiàn)。在完成編寫之前我們看一下怎樣去使用FormLayout以做到心中有數(shù)。下面的一段代碼是調(diào)用FormLayout示例：
getContentPane().setLayout(new FormLayout());
JButton button = new JButton();
button.setText("button");
FormData formData = new FormData();
formData.top = new FormAttachment(0.2f, 0);
formData.left = new FormAttachment(0.5f, 0);
formData.bottom = new FormAttachment(0.2f, 30);
formData.right = new FormAttachment(0.5f, 50);
getContentPane().add(button,formData);
如上所示，當調(diào)用“getContentPane().add(button,formData);”時，布局類的 public void addLayoutComponent(Component comp, Object constraints)方法便會調(diào)用，constraints參數(shù)就是FormData對象。所以在addLayoutComponent方法中需要做的就是把組件與布局信息關(guān)聯(lián)起來。下面是完整實現(xiàn)：
public void addLayoutComponent(Component comp, Object constraints) {
if (constraints == null) {
throw new IllegalArgumentException("constraints can't be null");
} else if (!(constraints instanceof FormData)) {
throw new IllegalArgumentException("constraints must be a " + FormData.class.getName() + " instance");
} else {
synchronized (comp.getTreeLock()) {
FormData formData = (FormData) constraints;
if (formData.left == null || formData.top == null) {
throw new IllegalArgumentException("left FormAttachment and top FormAttachment can't be null");
}
componentConstraints.put(comp, (FormData) constraints);
}
}
}
前面的合法性檢查是必需的，你懂的。然后比較重要的就是“synchronized (comp.getTreeLock()) ”，這是保障在多線程的環(huán)境下能安全執(zhí)行，如果你察看JDK源碼布局類的實現(xiàn)，會發(fā)現(xiàn)這個同步多次用到，我這么用也是參考JDK的實現(xiàn)。關(guān)于getTreeLock的實現(xiàn)在JDK6.0源碼中是這樣實現(xiàn)的。
public abstract class Component implements ImageObserver, MenuContainer, Serializable {
... static final Object LOCK = new AWTTreeLock();
static class AWTTreeLock {}
... public final Object getTreeLock() {
return LOCK;
}
...}
還要注意的是傳入的FormData實例的left、top FormAttachment必須要給出，因為這兩個FormAttachment代表的是Location（位置）信息，因此必須指定。對于right、bottom可以不指定，但是如果不指定的話，必須能從getPreferredSize()中得到信息，否則組件的尺寸將無法確定。
對于addLayoutComponent(String name, Component comp)方法，由于通過查看源碼發(fā)現(xiàn)“實現(xiàn)了LayoutManager2 接口的布局類該方法永遠不會被調(diào)用”（未來的JDK版本如何實現(xiàn)不能保證），所以該方法空實現(xiàn)，并在注視上作@deprecated標記。
/**
* @deprecated
*/
public void addLayoutComponent(String name, Component comp) {}
除了layoutContainer方法，其余方法均很簡單。一并給出：
public float getLayoutAlignmentX(Container target) {
return 0.5f;
}
public float getLayoutAlignmentY(Container target) {
return 0.5f;
}
public void invalidateLayout(Container target) {}
public Dimension maximumLayoutSize(Container target) {
return new Dimension(Integer.MAX_VALUE, Integer.MAX_VALUE);
} public Dimension minimumLayoutSize(Container target) {
return new Dimension(0, 0);
}
public Dimension preferredLayoutSize(Container target) {
return new Dimension(0, 0);
}
public void removeLayoutComponent(Component comp) {
synchronized (comp.getTreeLock()) {
componentConstraints.remove(comp);
}}
根據(jù)
上文所述，這些方法不難理解。其實對于FormLayout來說，...LayoutSize(Container target)、getLayoutAlignmentX等方法不是很重要。重要的是public void layoutContainer(Container target)的實現(xiàn)，也是所有布局類最重要的一個類。
首先該方法的第一步也要套上 synchronized (target.getTreeLock()) {}，所有的代碼放入同步塊中。接下來是：
final int w = parent.getWidth();
final int h = parent.getHeight();
final Component[] components = parent.getComponents();
for (final Component comp : components) {}
不難理解，是要首先獲取容器當前的長、高，然后
遍歷容器內(nèi)的所有組件逐一進行布局。下面的工作就是在for循環(huán)體中做文章了。循環(huán)體第一段是
final FormData formData = componentConstraints.get(comp);
if (formData == null) {
continue;
}
因為在addLayoutComponent(Component comp, Object constraints)方法中已經(jīng)關(guān)聯(lián)了組件與布局信息，所以可以通過componentMap.get(comp)這一行得到組件的布局信息，加上空值判斷確保代碼萬無一失。
接下來取出4個FormAttachment對象，表示組件的四條邊。
final FormAttachment left = formData.left;
final FormAttachment right = formData.right;
final FormAttachment top = formData.top;
final FormAttachment bottom = formData.bottom;
然后計算Location信息（組件左上角的坐標）x、y：
final int x = (int) (left.percentage * w) + left.offset; // 左邊的x坐標
final int y = (int) (top.percentage * h) + top.offset; // 上邊的y坐標
計算方法就是FormLayout的布局方式：(百分比*容器尺寸)+像素偏移量。
然后計算組件的長、高，width、height：
final int width;
final int height;
if (right == null || bottom == null) {
final Dimension size = comp.getPreferredSize();
if (size == null) {
throw new RuntimeException("If right FormAttachment or bottom FormAttachment is null,the component must have preferred-size");
} else {
width = size.width;
height = size.height;
}
} else {
final int x2 = (int) (right.percentage * w) + right.offset; // 右邊的x坐標
final int y2 = (int) (bottom.percentage * h) + bottom.offset; // 下邊的y坐標
width = x2 - x;
height = y2 - y;
}
計算時根據(jù)給出right與bottom布局分為兩種情況，如果未給出，那么根據(jù)組件的getPreferredSize方法得到組件的最佳大小，以這個大小決定組件的尺寸。作為規(guī)范，使用布局管理器布局不是參照組件的getSize而是參照getPreferredSize來最終決定組件的尺寸，所有布局管理器也都是這么實現(xiàn)的。所以如果你企圖
設(shè)置組件的setSize()方法來達到在布局管理器中布局的目的是不可能的，所以你應(yīng)該視圖調(diào)用組件的setPreferredSize方法。接上，如果right和bottom都不是null，那么計算組件尺寸將忽略getPreferredSize，計算x2和y2的坐標，然后兩坐標相減得到長寬。最后調(diào)用組件的setBounds進行最終定位。
comp.setBounds(x, y, width, height);
可見對于布局管理器，其布局原理與使用絕對布局一樣，調(diào)用setBounds實現(xiàn)，沒什么特別之處。只不過是把布局單獨抽出成一個類來實現(xiàn)罷了。
layoutContainer的完整代碼如下：
public void layoutContainer(final Container parent) {
synchronized (parent.getTreeLock()) {
final int w = parent.getWidth();
final int h = parent.getHeight();
final Component[] components = parent.getComponents();
for (final Component comp : components) {
final FormData formData = componentConstraints.get(comp);
if (formData == null) {
continue;
}
final FormAttachment left = formData.left;
final FormAttachment right = formData.right;
final FormAttachment top = formData.top;
final FormAttachment bottom = formData.bottom;
final int x = (int) (left.percentage * w) + left.offset;
final int y = (int) (top.percentage * h) + top.offset;
final int width;
final int height;
if (right == null || bottom == null) {
final Dimension size = comp.getPreferredSize();
if (size == null) {
throw new RuntimeException("If right FormAttachment or bottom FormAttachment is null,the component must have preferred-size");
} else {
width = size.width;
height = size.height;
}
} else {
final int x2 = (int) (right.percentage * w) + right.offset;
final int y2 = (int) (bottom.percentage * h) + bottom.offset;
width = x2 - x;
height = y2 - y;
}
comp.setBounds(x, y, width, height);
}
}
}
作為FormLayout需要補充的是，在進行最終布局“component.setBounds(x, y, width, height);”之前，未進行邏輯判斷，所以x、y可能會超出了容器的范圍而width、height也可能是負值，這都會導致組件“莫名其妙”地不可見，這都不是布局管理器的問題。例如以下兩行代碼：
formData.left = new FormAttachment(0.5f, 30);
formData.right = new FormAttachment(0.5f, 20);
就會使組件永遠不能顯示，因為對于left的定位，是位于容器50%處向右30像素處，而right是位于容器50%處向右20像素處，這樣組件的長度就是-10，怎么能顯示出來呢？
FormLayout就介紹到這里，因為發(fā)帖只能在周末，加上最近一段時間還有別的事，能擠出一點時間真不容易。請關(guān)注下一篇CenterLayout的實現(xiàn)。