講了三篇概博客的概念，今天，我們來一點實際的東西。我們來探討一下如何用Java語言，編寫一塊簡易的畫圖板。
一、需求分析
無論我們使用什么語言，去編寫一個什么樣的項目，我們的第一步，總是去分析這個項目需要滿足怎樣的需求。
那么，畫板需要滿足怎樣的需要呢？換句話說，在畫板上，我們應該賦予它什么功能呢？從我們熟悉的畫板來看，我們需要實現諸如鉛筆、橡皮、噴槍、刷子的功能，我們可以畫出一些規則的圖形，比如直線、矩形、圓。最好我們還能調整畫筆的顏色和粗細。以上，我們希望的是，當我們點擊一個按鈕的時候，我們就能實現相對應的功能。一個簡單畫板的功能大概就這么多了，一些關於添加文本框、放大鏡等的操作在簡單畫板上就不一一實現了。
二、實現畫板
1、基本圖形的繪制
我們先從最基本的畫一些基本圖形開始。在Java里有一個畫筆類Graphics，而我們實現畫板功能的關鍵就在這里。在Graphics這個畫筆類里面，有幾個方法，比如：畫矩形、圓、直線。了解了這一點，我們的思路就來了。接下來，我們將一步一步認識實現基本圖形繪制的全過程。
首先，我們需要實例化一個JFrame容器，並給它設置初始值。其次，我們需要在這個容器上，添加一些按鈕。這里以直線、矩形、圓為例。這部分的實現比較簡單，需要注意的是，我們可以通過實例化一個字符串類型的數組去存儲按鈕里的內容，然后通過遍歷數組的方式去實現多個按鈕的建立，以此減少代碼行數。給出代碼如下：
其次，因為涉及到關於鼠標點擊以及按鈕點擊的操作，我們需要用到事件監聽機制，MouseListener和ActionListener。因為它們都是接口，不能被實例化對象，所以我們需要建立一個事件處理類去實現這兩個接口，並重寫其中的抽象方法。具體代碼如下：
當然，僅僅這樣是不夠的。首先，我們需要對事件源，也就是我們的按鈕和畫板界面通過addXXXListener的方式添加事件處理機制。其次，我們還需要對對應的方法，在其方法體中寫上我們需要實現的功能。畫筆類是一個抽象類，因此它是不能被實例化的，我們只能通過getGraphics這個方法從JFrame或者是JPanel里去獲取畫筆。注意，畫筆的獲取要在讓界面可見之后。之后，因為我們在事件處理類里面要用到畫筆，所以，我們還需要將畫筆從我們的畫板界面傳到我們的事件處理類當中，我們可以在事件處理類里面定義一個setGraphics的方法，同時定義一個Graphics的引用去接收這個畫筆。具體代碼如下：
接下來就是調用畫筆里的方法了。舉個例子，當我們獲取的按鈕里的內容是Line的時候，那么，我們需要調用畫筆Graphics里的drawLine方法，我們需要給它起始點和終點的x,y坐標。所以，我們在mousePressed方法里，記錄下起始點的x,y坐標，在mouseReleased里記錄下釋放點的xy坐標，然后調用這個drawLine方法。那么，我們就可以在我們按下和釋放的地方連成一條直線。代碼實現如下：
這樣我們就實現了三個基本圖形的繪制。其他的， 在Graphics畫筆類里面還有關於弧形、多邊形、填充矩形等繪制方法，這里就不一一列舉了。
2、畫筆顏色與粗細的變化
Java里有一個Color類，它可以用作畫筆顏色的設置。除了固定顏色的選取，例如Color.BLACK，我們程序員自己還可以自己去調取顏色。我們知道，每一種顏色，都可以由紅、綠、藍三基色按不同程度調配而成。在Java里有一個關於Color的構造方法，傳入三個int類型、范圍在0到255之間的數，分別對應紅綠藍三種顏色的程度。我們可以通過Color 顏色名=new Color(int a,int b,int c)的方式去自行定義自己想要的顏色。之后，我們可以通過.setColor的方式，將我們新建的顏色賦給我們的畫筆。
而關於畫筆粗細的設置方法，它並不在Graphics類里面，而是在它的子類Graphics2D里面。相較於Graphics，Graphics2D同樣是一個抽象類，但是它里面新增了不少方法，比如給畫筆設置粗細的方法setStroke。而在setStroke這個方法中，你所需要傳遞的參數是一個Stroke類型的參數，而Stroke是一個接口，所以不能夠實例化，因此我們給它傳遞的是Stroke的一個封裝類BasicStroke，它實現了Stroke這個接口。因此，我們設置粗細的方式為：(Graphics2D)g.setStroke(new BasicStroke(float width))。
如果我們需要實現這樣的情況，在畫板界面里有紅、綠、藍等多種顏色的按鈕，當點擊后畫筆變成相應顏色，我們可以通過給按鈕設置顏色的方式去處理這樣的問題。給按鈕或者窗體設置顏色的方式是.setBackground(Color c)。
3、鉛筆、刷子、橡皮以及噴槍的實現
現在，我們知道了如何畫一個圓，畫一條直線。在實現鉛筆等功能錢，我想先問個問題，如何去畫一個點？我有兩個想法，一個是，你可以通過畫實心圓的方式來畫一個點，給它半徑指定為一個像素，那么所畫出的實心圓就成了一個點。第二種，可以通過畫直線的方式，指定起始位置和釋放位置相同，那么畫出的也是一個點。
接下來，我們要講講如何實現鉛筆的功能。這里需要介紹一個新的事件監聽方法，MouseMotionListener。在這個接口里，有一個鼠標拖動的監聽方法。我們可以用它來實現鉛筆的實現。它的工作機制是每隔一段時間，就獲取一次你鼠標所在的位置。當然，這個時間非常短。事實上，我們可以觀察在畫圖板上的直線。我們會發現每一條不規則曲線，都是由若干條直線構造而成的。那么，在這個拖動過程當中，我們可以在開始的地方記錄下它的xy坐標，然后每運行一次拖動獲取，就改變一次起始的xy坐標，那么，我們就實現了所謂的鉛筆繪圖功能。因為我們的事件處理類同時也繼承了MouseListener，在拖動進行的開始，事實上我們已經進行了一次點擊操作，所以，最開始的坐標我們不需要記錄。注意，因為是不同的監聽方法，所以一定要記得給畫板界面添加MouseMotionListener的監聽方法。鉛筆的具體代碼實現如下：
實現了鉛筆，刷子其實也就那么回事，我們只需要將鉛筆實現這部分的代碼復制下來，並在之前添加一行給畫筆加粗的代碼即可，加粗了的鉛筆，不就是我們的刷子嗎？至於橡皮，我們也可以這么理解，只要找到與畫板界面底色相類似的顏色，給畫筆賦這樣的顏色，不就能覆蓋掉原有的部分了嗎？
接下來是關於噴槍的實現。我們可以將噴槍理解成，在鉛筆的基礎上（去掉鉛筆所繪的軌跡），對於一個點，在一定范圍內，隨機畫若干個點。類似的變換，我們可以對一個點的xy坐標加減一定范圍內不等的值，畫出來的效果，就類似於噴槍效果了。生成隨機數的方法在Random這個類里面，所以我們首先需要實例化一個Random類，然后通過nextInt(int a)的方式去獲取一個0到a-1的隨機數。這樣，我們就能實現噴槍了。具體代碼如下：
4、重繪
在這個實驗過程當中，我們很容易發現一個問題，當我們最小化或者說調整窗體大小的時候，我們所繪制的圖形消失了，然而按鈕還在。這是為什么呢？事實上，每當我們進行一次最小化或者調整窗體大小的時候，我們原先的那個窗體都被關閉了，接着計算機又重新繪制了一個全新的窗體。所以，我們自行繪制的圖形都沒有了。那么，為什么我們的按鈕還在？事實上，不僅僅是按鈕，swing包內其他我們熟悉的組件，賬號輸入框、密碼輸入框等元素，也還是存在。事實上，每一個元素、每一個窗體，它都有一個重繪方法。當窗體改變大小的時候，生成新窗體后，計算機會調用這個重繪方法，所以你看到按鈕等元素在改變界面后仍然在界面上。那么，如何讓我們自行繪制的圖形也像按鈕一樣，不會隨着改變窗體而消失呢？
事實上，我們只需要重寫一下畫圖界面上的重繪方法。這也就是為什么我要繼承JFrame這個類的原因。因為繼承了JFrame，所以，我們可以重寫它繼承的paint方法，在其中加上我們所繪制的內容，那么在窗體重繪的過程當中，我們所繪制的內容也就重新繪制上去了。
這只不過是重繪的第一步。因為我們繪制的內容有可能過於復雜，那么我們在主類里面如何去得知我們繪制了什么呢？我們可以定義一個shape類，然后在事件處理類里面定義一個shape類型的數組，每畫一個圖，那么，我們就用數組將它存儲下來，然后讓index++。為了簡化paint方法里的內容，我們可以定義一個shape抽象類，里面定義一個抽象方法draw，然后申明不同圖形，讓它們都繼承shape類，並且重寫draw方法。這樣，在paint方法里，我們就可以直接調用draw方法，而不用去寫各種判斷語句。這樣做簡化了我們的代碼。
代碼具體實現如下：
這里只給出shapeLine這個類的定義，關於其他類型的圖案的定義就沒有一一給出了，讓看客自行發散。
5、進行界面的美化
假設我們把所有的按鈕都如此加上，那么，我們會發現，畫圖界面會非常的不美觀。為了增強界面的美觀程度，我們可以通過引進panel的方法。我們可以將畫基本圖形的按鈕放在一塊面板內，顏色按鈕放在一塊面板里，而鉛筆等功能又放到一塊面板里。同時為了區分每個界面，我們還可以在重繪方法里，編寫這樣的語句g.drawLine來給界面加上邊框。
完成程序，具備想要的功能只是第一步。之后我們需要做的就是去盡量讓我們的界面美觀，並且，一些能進行縮減的代碼盡量縮減，使我們的代碼看起來更加的精簡干練。
三、總結
一個畫板，說簡單也簡單，說復雜也復雜。以后我們打的程序肯定會越來越復雜，我們需要更加嚴謹，最好是加上一定的注釋（當然我個人寫代碼是不喜歡寫注釋的，可能也是因為寫的少的原因）。畫板談的比較粗糙，歡迎各位大神指正。