Java Graphics和Graphics2D用法详解（附带实例）

要开发高级应用程序，就必须掌握一定的图像处理技术。Java 绘图是 Java 程序开发不可缺少的技术，使用这些技术可以为程序提供数据统计、图表分析等功能，还可以为程序搭配音效，提高程序的交互能力。

例如，应用程序可以绘制闪屏图片、背景图片、组件外观等，Web程序可以绘制统计图、数据库中存储的图片资源等。正所谓“一图胜千言”，使用图片能够更好地表达程序的运行结果，并且能够进行细致的数据分析与保存等。

本节介绍 Java 程序设计中的绘图类 Graphics 与 Graphics2D。

Java Graphics类

Graphics 类是所有图形上下文的抽象基类，它允许应用程序在组件以及闭屏图像上进行绘制。

Graphics 类封装了 Java 支持的基本绘图操作所需的状态信息，主要包括颜色、字体、画笔、文本、图像等。

Graphics 类提供了绘图常用的方法，利用这些方法可以实现直线、矩形、多边形、椭圆、圆弧等形状和文本、图片的绘制操作。另外，在执行这些操作之前，还可以使用相应的方法设置绘图的颜色和字体等状态属性。

Graphics 类常用的图形绘制方法如下表所示：

表：Graphics类常用的图形绘制方法

方法	说明	举例
drawArc(int x, int y, int width, int height, int startAngle, int arcAngle)	弧形	drawArc(100,100,100,50,270,200);
drawLine(int x1, int y1, int x2, int y2)	直线	drawLine(10,10,50,10); drawLine(30,10,30,40);
drawOval(int x, int y, int width, int height)	椭圆	drawOval(10,10,50,30);
drawPolygon(int[] xPoints, int[] yPoints, int nPoints)	多边形	int[] xs={10,50,10,50}; int[] ys={10,50,50,10}; drawPolygon(xs, ys, 4);
drawPolyline(int[] xPoints, int[] yPoints, int nPoints)	多边线	int[] xs={10,50,10,50}; int[] ys={10,10,50,50}; drawPolyline(xs, ys, 4);
drawRect(int x, int y, int width, int height)	矩形	drawRect(10, 10, 100, 50);
drawRoundRect(int x, int y, int width, int height, int arcWidth, int arcHeight)	圆角矩形	drawRoundRect(10,10,50,30,10,10);
fillArc(int x, int y, int width, int height, int startAngle, int arcAngle)	实心弧形	fillArc(100,100,50,30,270,200);
fillOval(int x, int y, int width, int height)	实心椭圆	fillOval(10,10,50,30);
fillPolygon(int[] xPoints, int[] yPoints, int nPoints)	实心多边形	int[] xs={10,50,10,50}; int[] ys={10,50,50,10}; fillPolygon(xs, ys, 4);
fillRect(int x, int y, int width, int height)	实心矩形	fillRect(10,10,50,30);
fillRoundRect(int x, int y, int width, int height, int arcWidth, int arcHeight)	实心圆角矩形	g.fillRoundRect(10,10,50,30,10,10);

【实例】绘制由 5 个圆形组成的图案。在项目中创建 DrawCircle 类，使该类继承 JFrame 类成为窗体组件，在类中创建继承 JPanel 类的 DrawPanel 内部类，并重写 paint() 方法，绘制由 5 个圆形组成的图案。

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

public class DrawCircle extends JFrame {
    private final int OVAL_WIDTH = 80;   // 圆形的宽
    private final int OVAL_HEIGHT = 80;  // 圆形的高

    public DrawCircle() {
        initialize();  // 调用初始化方法
    }

    private void initialize() {  // 初始化方法
        setSize(300, 200);  // 设置窗体大小
        setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);  // 设置窗体关闭模式
        setContentPane(new DrawPanel());  // 设置窗体面板为绘图面板对象
        setTitle("绘图实例1");  // 设置窗体标题
    }

    class DrawPanel extends JPanel {  // 创建绘图面板
        public void paint(Graphics g) {  // 重写绘制方法
            g.drawOval(10, 10, OVAL_WIDTH, OVAL_HEIGHT);     // 绘制第1个圆形
            g.drawOval(80, 10, OVAL_WIDTH, OVAL_HEIGHT);     // 绘制第2个圆形
            g.drawOval(150, 10, OVAL_WIDTH, OVAL_HEIGHT);    // 绘制第3个圆形
            g.drawOval(50, 70, OVAL_WIDTH, OVAL_HEIGHT);     // 绘制第4个圆形
            g.drawOval(120, 70, OVAL_WIDTH, OVAL_HEIGHT);    // 绘制第5个圆形
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        new DrawCircle().setVisible(true);
    }
}

运行结果如下图所示：

Java Graphics2D类

使用 Graphics 类可以完成简单的图形绘制任务，但是它所实现的功能非常有限，如无法改变线条的粗细、不能对图片使用旋转和模糊等过滤效果。

Graphics2D 类继承 Graphics 类，实现了功能更加强大的绘图操作的集合。由于 Graphics2D 类是 Graphics 类的扩展，也是推荐使用的 Java 绘图类。

Graphics2D 类是在继承 Graphics 类的基础上编写的，它包含了 Graphics 类的绘图方法并添加了更强的功能，在创建绘图类时推荐使用该类。Graphics2D 类可以分别使用不同的类来表示不同的形状，如 Line2D 类、Rectangle2D 类等。

要绘制指定形状的图形，需要先创建并初始化该图形类的对象，且这些图形类必须是 Shape 接口的实现类；然后使用 Graphics2D 类的 draw() 方法绘制该图形对象，或者使用 fill() 方法填充该图形对象。语法格式如下：

draw(Shape form)

或：

fill(Shape form)

其中，form 是指实现 Shape 接口的对象。

java.awt.geom 包中提供了如下常用的图形类，这些图形类都实现了 Shape 接口：

• Arc2D 类；
• CubicCurve2D 类；
• Ellipse2D 类；
• Line2D 类；
• Point2D 类；
• QuadCurve2D 类；
• Rectangle2D 类；
• RoundRectangle2D 类。

注意，各图形类都是抽象类型的。在不同图形类中有 Double 和 Float 两个实现类，这两个实现类以不同精度构建图形对象。为方便计算，在程序开发中经常使用 Double 类的实例对象绘制图形，但是如果程序中要使用成千上万个图形，则建议使用 Float 类的实例对象进行绘制，这样会节省内存空间。

【实例】绘制空心和实心的集合图形。在窗体的实现类中创建图形类的对象，然后使用 Graphics2D 类绘制和填充这些图形。

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

public class DrawFrame extends JFrame {
    public DrawFrame() {
        setTitle("绘图实例 2");                // 设置窗体标题
        setSize(300, 200);                    // 设置窗体大小
        setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);  // 设置窗体关闭模式
        add(new CanvasPanel());              // 设置窗体面板为绘图面板对象
    }

    class CanvasPanel extends JPanel {       // 绘图面板
        public void paint(Graphics g) {
            Graphics2D g2 = (Graphics2D) g;
            Shape[] shapes = new Shape[4];   // 声明图形数组

            shapes[0] = new Ellipse2D.Double(5, 5, 100, 100);      // 创建圆形对象
            shapes[1] = new Rectangle2D.Double(110, 5, 100, 100);  // 创建矩形对象
            shapes[2] = new Rectangle2D.Double(15, 15, 80, 80);    // 创建矩形对象
            shapes[3] = new Ellipse2D.Double(120, 15, 80, 80);     // 创建圆形对象

            for (Shape shape : shapes) {                           // 遍历图形数组
                Rectangle2D bounds = shape.getBounds2D();          // 获取图形边界
                if (bounds.getWidth() == 80) {
                    g2.fill(shape);                                // 填充图形
                } else {
                    g2.draw(shape);                                // 绘制图形
                }
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        new DrawFrame().setVisible(true);
    }
}

运行结果如下图所示：