如何让Java GUI只按需绘制？

Question

我的应用程序打算使用L-Systems绘制一棵树。我从一个公理开始，为下一代什么应该取代什么提供了一个规则。我使用JFrame/JPanel的组合作为绘图区域的一个按钮(将来可能会有更多)/JComponent。我编写了一个小海龟图形方法(前进，右转，左转，推动当前变换，弹出一个变换)。每次单击"Generate“按钮时，我都会调用repaint()，而repaint()又会调用turtleDraw()。

package com.flak;

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.awt.geom.*;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Stack;

@SuppressWarnings("serial")
public class LSystemTree extends JFrame{
    JButton generateBut;
    int currentAction = 1;

    public static void main(String[] args) {
        new LSystemTree();
    }

    public LSystemTree() {
        this.setSize(600, 600);
        this.setTitle("L-System Tree");
        this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        this.setResizable(false);
        JPanel buttonPanel = new JPanel();
        Box box = Box.createHorizontalBox();
        generateBut = makeButton("Generate", 1);
        box.add(generateBut);
        buttonPanel.add(box);
        Map<String, String> rules = new HashMap<>();
        rules.put("F", "FF+[+F-F-F]-[-F+F+F]");
        this.add(buttonPanel,  BorderLayout.NORTH);
        this.add(new TreeDrawing("F", 22.5, rules), BorderLayout.CENTER);
        this.setVisible(true);
    }

    public JButton makeButton(String text, final int actionNum) {
        JButton theBut = new JButton();
        theBut.setText(text);
        theBut.addActionListener(new ActionListener() {
            @Override
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                currentAction = actionNum;
                System.out.println("actionNum: " + actionNum);
                repaint();
            }
        });
        return theBut; 
    }

    private class TreeDrawing extends JComponent{
        private String axiom;
        private String sentence;
        private double angle;
        private Map<String, String> rules;
        private int len;
        private Stack<AffineTransform> transformStack;
        public TreeDrawing(String axiom, double angle, Map<String, String> rules) {
            this.axiom = axiom;
            this.sentence = axiom;
            this.angle = Math.toRadians(angle);
            this.rules = rules;
            len = 100;
            transformStack = new Stack<>();
        }

        public void generate() {
            len /= 2;
            String nextSentence = "";
            for(int i = 0; i < sentence.length(); i++) {
                char current = sentence.charAt(i);
                boolean found = false;
                if(rules.containsKey(String.valueOf(current))) {
                    found = true;
                    nextSentence += rules.get(String.valueOf(current));
                }
                if(!found) {
                    nextSentence += current;
                }
            }
            sentence = nextSentence;
        }

        private void turtleDraw(Graphics2D g2d) {
            g2d.translate(getWidth() / 2, getHeight());
            for(int i = 0; i < sentence.length(); i++) {
                char current = sentence.charAt(i);
                if(current == 'F') {
                    g2d.drawLine(0, 0, 0, -len);
                    g2d.translate(0, -len);
                } else if(current == '+') {
                    g2d.rotate(angle);
                } else if(current == '-') {
                    g2d.rotate(-angle);
                } else if(current == '[') {
                    transformStack.push(g2d.getTransform());
                } else if(current == ']') {
                    g2d.setTransform(transformStack.pop());
                }
            }
            generate();
            System.out.println(sentence);
        }

        @Override
        public void paintComponent(Graphics g) {
            Graphics2D g2d = (Graphics2D) g;
            g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
            turtleDraw(g2d);
            g2d.dispose();
        }
    }
}

我遇到的第一个问题是paint()，它反过来调用paintComponent() (我想)在我运行应用程序时已经被调用了两次。这已经很烦人了。我将setResizable()设置为false，因为这会再次重新绘制窗口。有没有办法绕过这个问题，只在我单击“生成”时才绘制线条？根据我所发现的，当应用程序“需要这样做”时，没有实际的方法来阻止调用paint()，所以也许有另一种方法来调整代码。

Answer 1

您需要将线条的绘制与API的刷新行为解耦。

不过，在此期间，一个简单的技巧是通过缓存完全绘制的图像的图像，然后将图像设置为null来强制重绘，从而手动管理重绘行为。

private Image turtleImage = null;
private void turtleDraw(Graphics2D g2d) {
    if(turtleImage == null) { //Anywhere else, set turtleImage to null to force a redraw
        turtleImage = new BufferedImage(getWidth(), getHeight(), BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
        Graphics2D graphics = turtleImage.createGraphics();
        graphics.translate(getWidth() / 2, getHeight());
        for(int i = 0; i < sentence.length(); i++) {
            char current = sentence.charAt(i);
            if(current == 'F') {
                graphics.drawLine(0, 0, 0, -len);
                graphics.translate(0, -len);
            } else if(current == '+') {
                graphics.rotate(angle);
            } else if(current == '-') {
                graphics.rotate(-angle);
            } else if(current == '[') {
                transformStack.push(graphics.getTransform());
            } else if(current == ']') {
                graphics.setTransform(transformStack.pop());
            }
        }
        generate();
        System.out.println(sentence);
    }
    g2d.drawImage(turtleImage, 0, 0, null, null);
}

使用此代码，类中的任何其他方法都可以将turtleImage设置为null，并且当操作系统执行其正常的重绘行为时，屏幕将被重绘。

Answer 2

我遇到的第一个问题是

()，它反过来调用paintComponent() (我想)在我运行应用程序时已经被调用了两次。这已经很烦人了。

由于任何原因，绘制可以在任何时间发生，作为响应，paint/Component方法负责重绘组件的当前状态。这是由绘制子系统控制的。

我将setResizable()设置为false，因为这会再次重新绘制窗口。有没有办法绕过这个问题，只在我单击“生成”时才绘制线条？根据我所发现的，当应用程序“需要这样做”时，没有实际的方法来阻止调用paint()，

一般来说--不是。Swing使用被动渲染算法，这意味着绘制以不规则的时间间隔进行，并且只有当系统认为需要更新时才会进行绘制

您的paintComponent略有错误。您不应该在不是您创建的Graphics上下文上调用dispose，这可能会对其他需要在您的组件之后绘制的组件产生不利影响

@Override
public void paintComponent(Graphics g) {
    Graphics2D g2d = (Graphics2D) g;
    g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
    turtleDraw(g2d);
    //g2d.dispose();
}

，所以也许还有另一种方法来调整代码。

那么，第一个问题是，为什么这是一个问题？问的原因，因为任何其他解决方案可能会引入更多的开销和复杂性，超出其隐含的优势。

您可以使用双缓冲方法，将算法的更新绘制到图像中，然后通过paintComponent绘制图像。这可以减少重新绘制的复杂性/时间，假设您在每个绘制过程中绘制数万次迭代。

你可以使用java.awt.Canvas和它的BufferStrategy，它可以让你完全控制绘画过程。这是一个复杂的解决方案，对于其他简单的问题可能不需要