Teória 20: JavaFX - základné triedy¶

Dnes si začneme vysvetľovať základné koncepty knižnice JavaFX. Ako prvé si ukážeme, akým spôsobom JavaFX reprezentuje okná operačného systému.

Oficiálna dokumentácia knižnice JavaFX je na stránke https://openjfx.io/javadoc/21/

Aplikácia sa štandardne skladá z jedného alebo viacerých okien. Okná môžu mať rôzne vlastnosti a štýly. Do vnútra okna si aplikácia vykresľuje rôzne grafické a ovládacie prvky.

Pre všetky tieto koncepty má knižnica JavaFX vlastné triedy. Dnes si predstavíme 3 základné triedy JavaFX:

Application - predstavuje hlavnú triedu aplikácie
Stage - reprezentuje jedno okno aplikácie
Scene - má na starosti vnútro okna - čo sa do neho bude vykresľovať

Každý JavaFX program musí mať práve jeden objekt triedy Application ale môže mať viacero objektov Stage a Scene, podľa toho, koľko okien naša aplikácia potrebuje.

Application¶

Trieda javafx.application.Application je abstraktná trieda, ktorá reprezentuje hlavnú triedu aplikácie. Náš JavaFX program musí mať práve jednu triedu, ktorá dedí z Application a implementuje abstraktnú metódu void start(Stage primaryStage)

Hlavná JavaFX logika má byť umiestnená do metódy start, ktorá sa automaticky zavolá po spustení programu. Táto metóda má jeden vstupný argument, a tým je hlavné okno aplikácie. Hlavné okno sa teda vytvorí automaticky a je našou úlohou správne ho nastaviť a zobraziť.

V metóde start sa štandardne robia nasledovné veci:

Nastaví sa titulok hlavného okna
Nastaví sa štýl hlavného okna
K hlavnému oknu sa pripojí konkrétna scéna s ovládacími a grafickými komponentami
Dá sa pokyn na zobrazenie hlavného okna

Stage¶

Trieda javafx.stage.Stage reprezentuje konkrétne okno aplikácie.

Každá JavaFX aplikácia má práve jedno hlavné okno, ktoré sa vytvorí automaticky. Nie je teda potrebné vytvárať objekt triedy Stage ručne.

Všetky zmeny do vlastností okna je potrebné robiť pred jeho samotným zobrazením. Zobrazenie okna sa robí pomocou metódy stage.show()

Titulok okna sa nastaví pomocou metódy stage.setTitle("Titulok")

Medzi ďalšie užitočné nastavenia patria nastavenie minimálnej a maximálnej veľkosti okna (napr. setMaxWidth()) a nastavenie, či chceme aby užívateľ mohol meniť veľkosť okna (setResizable()). Stage v sebe taktiež obsahuje informácie o tom, či je okno maximalizované, minimalizované a či je full screen.

Do okna sa nedávajú grafické komponenty priamo, ale oknu sa priradí konkrétna scéna, ktorá obsahuje samotné komponenty. Priradenie scény do okna sa robí pomocou metódy stage.setScene(scene)

Hierarchia okien¶

Ak má naša aplikácia okien viacero, ostatné okná si už vytvoríme ručne a pridáme ich ako vedľajšie okná do aplikáce.

Každé okno okrem hlavného musí mať svojho vlastníka, teda nejaké nadradené okno, pod ktoré patrí. Týmto sa vytvára stromová hierarchia okien. Prepojenie vedľajšieho okna s hlavným robíme pomocou metódy stage.initOwner(ownerStage).

Ak sa zatvorí okno tak JavaFX automaticky zatvorí aj všetky jeho podradené okná. Ak sa zatvorí hlavné okno, celá JavaFX aplikácia končí.

Štýl okna¶

Okno môže mať viacero štýlov. Pre štýly má JavaFX enum StageStyle. Ukážeme si dva najzákladnejšie.

StageStyle.DECORATED - klasické okno s titulkom, okrajom a ovládacími prvkami na vrchu (zatvorenie okna, maximalizácia, minimalizácia)
StageStyle.UNDECORATED - okno bez okraja a bez ovládacích prvkov, štandardne používané na tzv. splash screen

Nastavenie štýlu okna vykonáme pomocou metódy stage.initStyle(style). Ak chceme klasický DECORATED štýl, nemusíme nič nastavovať, v JavaFX je nastavený defaultne.

Modalita okna¶

Pre vedľajšie okná vieme nastaviť tzv. modalitu okna. Modalita určije, ako veľmi vedľajšie okno blokuje interakciu s ostatnými oknami aplikácie. Inak povedané: ktoré okná môže používateľ ovládať, kým je dané okno otvorené

Ak je okno modálne, ostatné okná aplikácie sú "zamknuté", kým sa modálne okno nazavrie.

Poznáme tri druhy modality:

Modality.NONE - Žiadna modalita, okno neblokuje nič, používateľ môže klikať na všetky ostatné okná.
Modality.WINDOW_MODAL - Okno blokuje svoje rodičovské okno. Ostatné okná aplikácie sú klikateľné.
Modality.APPLICATION_MODAL - Najsilnejšia modalita, blokované sú všetky okná aplikácie.

Klasická modalita sa využíva pri tzv. Dialog oknách, napr. pri oknách s nastaveniami.

Okná bez modality sa používajú hlavne pre pomocné panely, okná nástrojov a náhľadové okná.

Silná modalita sa používa hlavne pre potvrdenia (Chcete ukončiť aplikáciu?), prihlasovanie, otváranie súboru, a chybové hlášky.

Modalita okna sa nastavuje pomocou metódy stage.initModality(modality). Defaultne je nastavaná na Modality.NONE.

Scene¶

Do samotného okna nevykresľujeme priamo, ale všetky grafické prvky a ovládacie komponenty vkladáme to tzv. scény. Scéna je objekt triedy javafx.scene.Scene. Pri vytváraní scény si určujeme aj konkrétne rozmery okna.

Pripojenie scény do okna robíme pomocou metódy stage.setScene(scene). Pomocou tejto metódy môžeme v okne aj prepínať medzi scénami, ak chceme v okne začať zobrazovať niečo iné.

Scene v sebe obsahuje všetko, čo sa má do okna vykresliť. Do scene sa to umiestňuje vo forme stromovej štruktúry, kde každý komponent je jeden uzol v strome. O štruktúre scény a konkrétnych grafických a ovládacích prvkoch si bližšie povieme na budúcej hodine.

JavaFX aplikácia ako kino Cinemax¶

Na lepšie pochopenie princípov JavaFX aplikácie si vieme dať tieto 3 hlavné triedy do analógie s multikinom Cinemax.

Objekt JavaFX Application reprezentuje našu aplikáciu - kino Cinemax v Novume v Prešove.

Tak ako má Cinemax viacero kinosál, tak aj naša aplikácia môže mať viacero okien. Jedna kinosála - JavaFX okno, je reprezentované objektom triedy Stage.

Do okna vie naša JavaFX aplikácia vykresľovať rôzne komponenty a grafické objekty. To, čo sa práve do okna vykresľuje sa v JavaFX nazýva Scene. V našej analógii s Cinemax to zodpovedá filmu, ktorý sa v danej kinosále premieta.

Tak ako v kinosále vieme premietať aj iný film, tak aj v Stage okne vieme meniť rôzne Scene - to, čo sa v okne aktuálne zobrazuje.

Launcher¶

Ak spúšťame JavaFX aplikáciu klasicky cez vstupný bod programu main, je vhodné pre tento main vytvoriť samostatnú triedu a nedávať ju do triedy aplikácie. JavaFX má totiž často s tým problém a samostatná trieda je bezpečnejšie riešenie.

Túto triedu si môžeme nazvať napr. Launcher alebo podobne. V samotnej main metóde potom spustenie JavaFX aplikácie vykonáme pomocou príkazu MyApplication.launch(MyApplication.class, args), kde MyApplication je názov triedy s aplikáciou a args sú vstupné argumenty z main metódy.

Zhrnutie teórie¶

V repozitári na adrese https://github.com/wagjo/opg-gui máte ukážku práce s triedami Scene, Stage a Application. Ide o triedy FxStageExampleApplication a FxStageExampleMain, pomocou ktorej viete aplikáciu spustiť.

Poznámky do zošita

V zošite je potrebné mať napísané aspoň tieto poznámky:

JavaFX aplikácia - 3 základné triedy:
- Application - hlavná trieda aplikácie
- Stage - reprezentuje jedno okno aplikácie
- Scene - má na starosti vnútro okna - čo sa do neho bude vykresľovať

Hlavná JavaFX logika sa píše do metódy start v triede dediacej od Application

Stage - Okno aplikácie
- Aplikácia má jedno hlavné okno, ktoré sa vytvorí automaticky
- Všetky zmeny je potrebné robiť pred zobrazením okna.
- stage.show() - zobrazenie okna
- stage.setTitle("Titulok") - nastavenie titulku

Hierarchia okien
- Každé okno okrem hlavného musí mať svojho vlastníka, teda nadradené okno, pod ktoré patrí. 
- stage.initOwner(ownerStage) - prepojenie vedľajšieho okna s hlavným.

Štýl okna
- stage.initStyle(style) - nastaví štýl
- StageStyle.DECORATED - klasické okno s titulkom, okrajom a ovládacími prvkami na vrchu
- StageStyle.UNDECORATED` - okno bez okraja a bez ovládacích prvkov, používané na splash screen

Modalita okna
- Určuje ako veľmi vedľajšie okno blokuje interakciu s ostatnými oknami aplikácie.
- stage.initModality(modality) - nastaví modalitu
- Modality.NONE - Žiadna modalita, okno neblokuje nič
- Modality.WINDOW_MODAL - okno blokuje svoje rodičovské okno
- Modality.APPLICATION_MODAL - najsilnejšia modalita, blokované sú všetky okná aplikácie.

Scene - čo sa do okna vykreslí
- Do okna nevykresľujeme priamo, ale ovládacie komponenty vkladáme to scény. 
- Pri vytváraní scény si určujeme aj konkrétne rozmery okna.
- stage.setScene(scene) - pripojenie scény k oknu

Skúšanie a kontrola vedomostí

Na ďalšej hodine budeme kontrolovať nasledovné veci:

Zapísané poznámky z hodiny vo vašom zošite

Okruhy otázok na test:

Triedy Application, Stage a Scene - význam a použitie
Základné metódy triedy Stage
Aké štýly okna poznáme, na čo sa používajú
Čo je modalita a aké druhy poznáme, použitie