10.12Alles Auslegungssache – die Layoutmanager 

Alle Komponenten müssen auf einen Container platziert werden. Container sind besondere Swing-Elemente, die dazu dienen, andere Kinder aufzunehmen und zu verwalten. Ein Container ist zum Beispiel JPanel. Er ist im Wesentlichen eine JComponent mit der Möglichkeit, Kinder nach einem bestimmten Layoutverfahren anzuordnen.

Ein Layoutmanager ist dafür verantwortlich, Elemente eines Containers nach einem bestimmten Verfahren anzuordnen, zum Beispiel zentriert oder von links nach rechts. Ein Container fragt bei einer Neudarstellung immer seinen Layoutmanager, wie er seine Kinder anordnen soll. Jeder Layoutmanager implementiert eine unterschiedliche Strategie zur Anordnung.

 

10.12.1Übersicht über Layoutmanager 

Java bietet bisher folgende Layoutmanager:

• FlowLayout: Ordnet Komponenten von links nach rechts an.

• BoxLayout: Ordnet Komponenten horizontal oder vertikal an.

• GridLayout: Setzt Komponenten in ein Raster, wobei jedes Element die gleichen Maße besitzt.

• BorderLayout: Setzt Komponenten in vier Himmelsrichtungen oder in die Mitte.

• GridBagLayout: sehr flexibler Manager als Erweiterung von GridLayout

• CardLayout: Verwaltet Komponenten wie auf einem Stapel, sodass nur eine Komponente sichtbar ist.

• SpringLayout: Berücksichtigt Abhängigkeiten der Kanten von Komponenten.[ 100 ](SpringLayout wird selten verwendet – wenn, dann von GUI-Buildern. Mehr Informationen dazu gibt die Webseite http://docs.oracle.com/javase/tutorial/uiswing/layout/spring.html.)

• GroupLayout: für GUI-Builder im Allgemeinen die beste Wahl

Abbildung 10.38Typbeziehungen zwischen den Layoutmanagern

 

10.12.2Zuweisen eines Layoutmanagers 

Die Methode setLayout(LayoutManager) weist einem Container eine Ausrichtungsstrategie zu.

• void setLayout(LayoutManager mgr)
  Setzt einen neuen Layoutmanager für den Container.

• LayoutManager getLayout()
  Liefert den aktuellen Layoutmanager.

LayoutManager ist eine Schnittstelle, die von unterschiedlichsten konkreten Layoutmanagern implementiert wird. Die zentrale Operation ist layoutContainer(Container), die dafür verantwortlich ist, die absoluten Positionen via setBounds(…) zu setzen.

JPanel mit einem Layoutmanager verbinden

Erinnern wir uns, dass die Klasse JPanel ein Container ist und daher auch ein eigenes Layout besitzen kann. Praktisch ist der Konstruktor, der gleich einen Layoutmanager annimmt (das JPanel ist bisher die einzige Klasse, der ein Layoutmanager gleich im Konstruktor übergeben werden kann).

• JPanel(LayoutManager layout)
  Erzeugt ein JPanel mit Doppelpufferung und dem angegebenen Layoutmanager.

• JPanel(LayoutManager layout, boolean isDoubleBuffered)
  Erzeugt ein neues JPanel mit dem angegebenen Layoutmanager und der Puffer-Strategie.

 

10.12.3Im Fluss mit FlowLayout 

Der FlowLayout-Manager setzt seine Elemente von links nach rechts in eine Zeile. Die Komponenten behalten ihre Größe, das heißt, der Layoutmanager gibt keine neue Größe vor. Passen nicht alle Elemente in eine Zeile, so werden sie untereinander angeordnet. Ein zusätzlicher Parameter bestimmt, wie die Elemente im Container positioniert werden: zentriert, rechts- oder linksbündig. Ohne Einstellung ist die Anzeige zentriert. Standardmäßig besitzt jedes neue JPanel-Objekt ein FlowLayout als Layoutmanager.

Listing 10.29com/tutego/insel/ui/layout/FlowLayoutDemo.java, main()

Abbildung 10.39FlowLayout mit Mike

Den Elementen kann zusätzlich mehr Freiraum (engl. gap) gegeben werden. Voreingestellt sind 5 Pixel. Die Ausrichtung (engl. alignment), die beim Umbruch angegeben werden kann, ist eine ganzzahlige Konstante aus FlowLayout. Es stehen drei Klassenkonstanten zur Verfügung: FlowLayout.LEFT, FlowLayout.CENTER und FlowLayout.RIGHT.

• FlowLayout()
  Erzeugt ein Flow-Layout mit 5 Pixeln horizontalem und vertikalem Freiraum.

• FlowLayout(int align)
  Erzeugt ein Flow-Layout mit 5 Pixeln Freiraum und der angegebenen Ausrichtung.

• FlowLayout(int align, int hgap, int vgap)
  Erzeugt ein Flow-Layout mit der angegebenen Ausrichtung und einem horizontalen bzw. vertikalen Freiraum.

• int getAlignment()
  Liefert das Alignment des Layoutmanagers. Möglich sind FlowLayout.LEFT, FlowLayout.RIGHT oder FlowLayout.CENTER.

• void setAlignment(int align)
  Setzt das Alignment mithilfe der Konstanten FlowLayout.LEFT, FlowLayout.RIGHT oder FlowLayout.CENTER.

• int getHgap()

• int getVgap()
  Liefert den horizontalen/vertikalen Abstand der Komponenten.

• void setHgap(int hgap)

• void setVgap(int vgap)
  Setzt den horizontalen/vertikalen Abstand zwischen den Komponenten.

 

10.12.4BoxLayout 

BoxLayout ist vergleichbar mit FlowLayout, nur ordnet dieses entlang der x- oder y-Achse an und umbricht nicht. Das Layoutmanagement ist etwas seltsam, da setLayout(LayoutManager) nicht allein genügt, um den Layoutmanager zuzuweisen. Vielmehr bekommt ein Exemplar von BoxLayout zusätzlich eine Referenz auf den Container.

Swing bringt für das BoxLayout noch eine Abkürzung mit: Die Klasse heißt javax.swing.Box und verhält sich wie ein Container. Dem Box-Objekt ist automatisch der Layoutmanager BoxLayout zugewiesen.

 

10.12.5Mit BorderLayout in alle Himmelsrichtungen 

Ein BorderLayout unterteilt seine Zeichenfläche in fünf Bereiche: Norden, Osten, Süden, Westen und Mitte (»Center«). Die Elemente im Norden und Süden erstrecken sich immer über die gesamte Länge des Containers. Die Höhe des Nordens und Südens ergibt sich aus der Wunschhöhe der Kinder, und die Breite wird angepasst. Die Elemente rechts und links bekommen ihre gewünschte Breite, werden aber in der Höhe gestreckt. Das Element in der Mitte wird in Höhe und Breite angepasst.

Für jeden dieser Bereiche (Richtungen) sieht die Klasse BorderLayout eine Konstante vor: BorderLayout.CENTER, BorderLayout.NORTH, BorderLayout.EAST, BorderLayout.SOUTH und BorderLayout.WEST. Dem Container fügen wir mit der Methode add(Komponente, Richtung) eine Komponente hinzu, wobei das zweite Argument die Angabe der Himmelsrichtung ist. Diese Angabe ist jedoch ungünstig für bidirektionale Anwendungen wie Arabisch oder Hebräisch, da eine Komponente, die für uns links liegt, dort rechts liegen soll. Eine Angabe wie BorderLayout.WEST ist aber statisch. Seit Java 1.4 bietet BorderLayout die Konstanten LINE_START und LINE_END, was im Fall der Links-nach-rechts-Anordnung bedeutet: LINE_START ist WEST und LINE_END ist EAST. Eigentlich gibt es auch PAGE_START und PAGE_END, die jedoch nicht beachtet werden, da Java bisher keine Verdrehung der Nord-/Südachse unterstützt. Also ist PAGE_START immer oben und PAGE_END immer unten (also so wie wir das verstehen).

Wird die Methode add(Component) mit nur einem Argument aufgerufen, so wird die Komponente automatisch in die Mitte (Center) gesetzt:

Listing 10.30com/tutego/insel/ui/layout/BorderLayoutDemo.java, main()

Abbildung 10.40Der Layoutmanager BorderLayout

Wer das Vertauschen der Seiten ausprobieren möchte, der muss nur den Kommentar aus der Zeile mit der Methode applyComponentOrientation(ComponentOrientation) herausnehmen.

• BorderLayout()
  Erzeugt ein neues BorderLayout, wobei die Komponenten ohne Abstand aneinanderliegen.

• BorderLayout(int hgap, int vgap)
  Erzeugt ein BorderLayout, wobei zwischen den Komponenten ein Freiraum eingefügt wird. hgap spezifiziert den Freiraum in der Horizontalen und vgap den in der Vertikalen. Die Freiräume werden in Pixeln gemessen.

• int getHgap()

• int getVgap()
  Gibt den horizontalen/vertikalen Raum zwischen den Komponenten zurück.

• void setHgap(int hgap)

• void setVgap(int vgap)
  Setzt den horizontalen/vertikalen Zwischenraum.

• void add(Component comp, Object constraints)
  Fügt die Komponente in den Container ein. Die Variable constraints wird im Fall von BorderLayout etwa mit den Konstanten PAGE_START, LINE_END, PAGE_END, LINE_START oder CENTER belegt.

 

10.12.6Rasteranordnung mit GridLayout 

Das GridLayout ordnet seine Komponenten in Zellen an, wobei die Zeichenfläche rechteckig ist. Jeder Komponente in der Zelle wird dieselbe Größe zugeordnet, also bei drei Elementen in der Breite ein Drittel des Containers. Wird der Container vergrößert, so werden die Elemente gleichmäßig vergrößert. Sie bekommen so viel Platz wie möglich.

Listing 10.31com/tutego/insel/ui/layout/GridLayoutDemo.java, main()

Abbildung 10.41Beispiel für GridLayout

API-Dokumentation

• GridLayout()
  Erzeugt ein GridLayout mit einer Spalte pro Komponente in einer Zeile.

• GridLayout(int rows, int cols)
  Erzeugt ein GridLayout mit rows Zeilen oder cols Spalten. Die zu berechnende Anzahl sollte auf 0 gesetzt werden.

• GridLayout(int rows, int cols, int hgap, int vgap)
  Erzeugt ein GridLayout mit rows Zeilen oder cols Spalten. Horizontale Freiräume werden an die rechten und linken Ecken jeder Zeile sowie zwischen die Spalten gesetzt. Vertikale Freiräume werden an die unteren und oberen Ecken gesetzt, zudem zwischen die Reihen.

Beim Konstruktor, der Zeilen oder Spalten angibt, reicht es, lediglich die Anzahl der Elemente in der Zeile oder Spalte anzugeben; der Layoutmanager nutzt ohnehin nur eine Angabe und berechnet daraus die verbleibende Anzahl. Ein mit Zeilen oder Spalten parametrisierter Konstruktor erlaubt es – so wie beim BorderLayout –, Zwischenraum einzufügen.

GridLayout berechnet die Anzahl der passenden Spalten für die Anzahl der Komponenten. Das zeigt die Implementierung:

Listing 10.32java.awt.GridLayout, Ausschnitt [preferred|minimum]LayoutSize(), layoutContainer()

Ist die Anzahl der Zeilen gleich 0, so berechnet der Layoutmanager den Wert aus der Anzahl der Spalten.

 

10.12.7Der GridBagLayoutmanager * 

Die bisherigen Layoutmanager sind für Teilprobleme zwar einfach, lösen aber komplexe Layoutsituationen nur ungenügend; so blieb bisher nur der Weg über viele geschachtelte Panel-Objekte mit eigenen Layoutmanagern. Mit dem GridBagLayout gibt es einen sehr flexiblen, aber auch komplizierten Layoutmanager, mit dem sich nahezu jedes Layout gestalten lässt. Die Idee dabei ist wie beim GridLayout, dass die Elemente in Zeilen und Spalten eingeteilt werden. Sind bei einem GridLayout jedoch alle Elemente gleich hoch und gleich breit, lässt sich beim GridBagLayout ein Element über mehrere Zeilen und Spalten ziehen und das Verhältnis bei der Vergrößerung des Containers angeben. Dafür wird ein zusätzliches Objekt eingeführt, das jeder Komponente die Position und Ausrichtung aufzwingt. Dies ist die Klasse GridBagConstraints. Der Name Constraint, zu Deutsch Einschränkung, sagt aus, dass der Container versucht, diese Constraints einzuhalten.

GridBagConstraints

Ein Objekt vom Typ GridBagConstraints schreibt dem Layout ganz unterschiedliche Werte vor. Um eine Komponente in einem GridBagLayout zu positionieren, muss zuerst ein Exemplar von GridBagConstraints konstruiert werden. Anschließend wird eine Komponente mit setConstraints(Komponente, GridBagConstraints) beim GridBagLayout angemeldet. Danach muss nur noch die Komponente, wie bei jedem anderen Container auch, mit add(…) hinzugefügt werden.

Der prinzipielle Weg soll kurz skizziert werden:

GridBagConstraints-Objekt aufbauen

Um ein GridBagConstraints-Objekt aufzubauen, gibt es zwei Möglichkeiten: Es lässt sich mit dem Standard-Konstruktor erzeugen oder mit einem parametrisierten Konstruktor, der jedoch gleich elf Werte annehmen möchte. Wir entscheiden uns für den Standard-Konstruktor und setzen die Werte über die Objektvariablen. Die wichtigsten Werte sind: Position und Maße der Elemente. Beim Aufbau eines eigenen Layouts ist es sinnvoll, die Elemente in Zeilen und Spalten einzutragen und dann aufzuschreiben, welche Größe sie einnehmen.

Widmen wir uns nun dem Programm, das ein Layout mit fünf Zeilen (0, 1, …, 4) und drei Spalten (0, 1, 2) realisiert. Gewünscht ist eine Realisierung der folgenden Abbildung:

Abbildung 10.42Beispiel für ein GridBagLayout

Die Schaltfläche »1« nimmt Platz für zwei Spalten ein. Hinsichtlich der Ausdehnung soll die Komponente den ganzen restlichen Platz einnehmen. In der dritten Zeile nimmt die Schaltfläche »4« drei Spalten ein.

Wichtige Attribute des GridBagConstraints: Breite, Höhe und Ausdehnung

Für die GridBagConstraints jeder Komponente sind vier Variablen besonders wichtig:

• int gridx, int gridy
  gridx gibt die Position links vom Anzeigebereich an und gridy die Position direkt über dem Anzeigebereich der Komponente. Das Element ganz links hat den Wert 0, und der obersten Zelle ist der Wert 0 zugeordnet. Wenn die Komponenten automatisch rechts bzw. unter der letzten Komponente platziert werden, wird die Konstante GridBagConstraints.RELATIVE vergeben, das heißt, die Komponente wird direkt an der letzten Komponente in der Zeile oder Spalte positioniert. Der Standardwert ist RELATIVE mit dem Wert –1.

Stehen die Werte fest, gilt das für Komponenten, die immer die gleiche Größe von einer Zeile und einer Spalte haben. Das ist aber nicht immer der Fall, und daher lässt sich die Ausdehnung in der Horizontalen und Vertikalen angeben. Dann nimmt ein Element für eine Überschrift etwa zwei Spalten ein.

• int gridwidth, int gridheight
  Anzahl der Kästchen in einer Zeile und Spalte, die einer Komponente zur Verfügung stehen. Ist der Wert mit der Konstanten GridBagConstraints.REMAINDER belegt, so bedeutet dies, dass das Element das letzte der Zeile oder Spalte ist. GridBagConstraints.REMAINDER trägt den Wert 0. Der Standard für beide Werte ist 1. Wurde die letzte Komponente allerdings schon mit gridwidth gleich GridBagConstraints.REMAINDER eingefügt, so wird die nächste Komponente als erste in die nächste Zeile eingesetzt.

Mit diesen Angaben kann schon ein großer Teil einer grafischen Oberfläche entworfen werden.

Eine weitere Variable fill bestimmt, ob überhaupt vergrößert werden darf. Wie die Größenänderung aussehen soll, bestimmen zwei weitere Variablen:

• int fill
  Für die Belegung von fill existieren vier Konstanten in GridBagConstraints, die angeben, ob der Bereich für die Komponente variabel ist. Das sind: NONE (nicht vergrößern, der Standard), HORIZONTAL (nur horizontal vergrößern), VERTICAL (nur vertikal vergrößern) und BOTH (vertikal und horizontal vergrößern).

• double weightx, double weighty
  Die Werte geben an, wie der freie horizontale und vertikale Platz verteilt wird. Der Standard ist 0. Ist in diesem Modus die Summe aller Komponenten einer Zeile bzw. Spalte 0, so wird Freiraum rechts und links bzw. oben und unten zwischen den Zeilen und dem Container eingefügt. Soll die Komponente den überschüssigen Platz verwenden, wird ein Wert größer 0 zugeteilt. Damit vergrößert oder verkleinert sie sich bei Veränderungen und behält ihre bevorzugte Größe nicht. Wenn nur ein Element einen Wert größer 0 besitzt, wird genau dieses vergrößert, und die restlichen Komponenten behalten ihre Größe bei.

Programmierung vereinfachen

Mit diesen Informationen wollen wir nun ein Beispiel implementieren. Doch bevor wir uns einem vollständigen Layout zuwenden, ist es sinnvoll, für den Umgang mit GridBagLayout und GridBagConstraints eine eigene Hilfsmethode zu schreiben, und zwar mit folgender Signatur:

Die Methode soll ein GridBagConstraints-Objekt erstellen, die Werte zuweisen und dem Container dieses Constraint-Objekt zuteilen. Mit einer Komponente ist also eine Einschränkung verbunden. Zusätzlich soll die Methode die Komponenten in den Container legen.

Die Informationen über das Layout und unsere Abbildung wollen wir nun in einem Programm abbilden:

Listing 10.33com/tutego/insel/ui/layout/GridBagLayoutDemo.java

Die restlichen Attribute

Die bisherigen Eigenschaften reichen aus, um die wichtigsten Layouts zu realisieren. Mit den Constraints lassen sich jedoch noch andere Werte einstellen:

• int anchor
  Wird die Komponente nicht auf die ganze Breite oder Höhe skaliert, muss sie irgendwohin gesetzt werden. Die Variable anchor setzt sie nach einem bestimmten Verfahren in den Container. Folgende Konstanten deklariert GridBagConstraints: CENTER, NORTH, EAST, WEST, SOUTH, SOUTHEAST, NORTHEAST, SOUTHWEST und NORTHWEST. Der Standard ist CENTER.

• Insets insets
  Ein Insets-Objekt bestimmt die minimalen Entfernungen der Komponente vom äußeren Rand in ihrem Anzeigebereich. Für ein Insets-Objekt werden vier Werte für top, left, bottom und right vergeben. Der Standard ist Insets(0, 0, 0, 0).

• int ipadx, ipady
  Geben die inneren Abstände (engl. internal padding) einer Komponente zum Rand an. Sie sind standardmäßig 0.

Jetzt haben wir alle Informationen zusammen, um uns noch einmal mit den beiden Konstruktoren zu beschäftigen:

• GridBagConstraints()
  Der Standard-Konstruktor; er belegt die Werte, wie die Implementierung zeigt:

  public GridBagConstraints()
  {
    gridx = RELATIVE;  gridy = RELATIVE;
    gridwidth = 1;     gridheight = 1;
    weightx = 0;       weighty = 0;
    anchor = CENTER;
    fill = NONE;
    insets = new Insets( 0, 0, 0, 0 );
    ipadx = 0;         ipady = 0;
  }

• GridBagConstraints(int gridx, int gridy, int gridwidth,
  int gridheight, double weightx, double weighty,
  int anchor, int fill, Insets insets, int ipadx, int ipady)
  Belegt das Layout mit den angegebenen Werten.

 

10.12.8Null-Layout * 

Das Argument null bei setLayout(LayoutManager) setzt keinen Layoutmanager, und die Komponenten müssen absolut positioniert werden. Zum Setzen der Position und Maße bietet jede Component die Methode setBounds(int x, int y, int width, int height). Ein üblicher Layoutmanager wird mit genau dieser Methode die Größen zuweisen.

Das Setzen des Null-Layouts sollte nicht die Regel sein, da Änderungen an der Zeichensatzgröße hässliche Effekte nach sich ziehen. Eine Person mit Sehschwierigkeiten, die die Fontgröße auf 40 stellt, sieht dann in einer Schaltfläche vielleicht nur eine halbe, abgeschnittene Zeichenkette.

 

10.12.9Weitere Layoutmanager 

OverlayLayout, ScrollPaneLayout und ViewPortLayout sind weitere Layoutmanager aus der Java SE. Sie sind sehr speziell mit ihren Containern verbunden und spielen hier keine Rolle.

Weitere Open-Source-Layoutmanager, die nicht zur Standardbibliothek gehören und extra eingebunden werden müssen, sind folgende:

• Die Seite http://tutego.de/go/tablelayout beschreibt einen neuen Layoutmanager TableLayout, mit dem sich ähnlich wie mit dem GridBagLayout Raster aufbauen lassen, nur ist die Programmierung viel einfacher.

• Das DesignGridLayout (http://designgridlayout.java.net/) arbeitet zeilenorientiert und ohne gesonderte Beschreibungsobjekte mit einer einfachen API. DesignGridLayout unterstützt insbesondere den Aufbau von Formularen. Zeile für Zeile baut sich die Oberfläche auf diese Weise auf, ohne großartig Zeit für Layoutparameter aufzuwenden zu müssen.

• Das RiverLayout (http://www.datadosen.se/riverlayout/) ordnet Komponenten über textuelle Beschreibungen an, etwa »center« oder »tab hfill vfill«.