早先程序使用最簡單的輸入輸出方式，用戶在鍵盤輸入數據，程序將信息輸出在屏幕上。現代程序要求使用圖形用戶界面(Graphical User Interface,GUI)，界面中有菜單、按鈕等，用戶通過鼠標選擇菜單中的選項和點擊按鈕，命令程序功能模塊。本章學習如何用Java語言編寫GUI科學試驗，如何通過GUI實現輸入和輸出。
AWT和Swing
先前用Java編寫GUI程序，是使用抽象窗口工具包AWT(Abstract Window Toolkit).現在多用Swing。 Swing可以看作是AWT的改良版，而不是代替AWT，是對AWT的提高和擴展。所以，在寫GUI程序時，Swing和AWT都要作用。它們共存於Java基礎類(Java Foundation Class,JFC)中。
儘管AWT和Swing都提供了構造圖形界面元素的類，但它們的重要方面有所不同：AWT依賴於主平台繪製用戶界面組件；而Swing有自己的機制，在主平台提供的窗口中繪製和管理界面組件。 Swing與AWT之間的最明顯的區別是界面組件的外觀，AWT在不同平台上運行相同的程序，界面的外觀和風格可能會有一些差異。然而，一個基於Swing的應用程序可能在任何平台上都會有相同的外觀和風格。
Swing中的類是從AWT繼承的，有些Swing類直接擴展AWT中對應的類。例如，JApplet、JDialog、JFrame和JWindow。
使用Swing設計圖形界面，主要引入兩個包：
由於Swing太豐富，不可能在一本教科書中給出Swing的全面介紹，但本章所介紹的有關Swing的知識，已足以讓讀者編寫相當精美的GUI程序。
組件和容器
組件(component)是圖形界面的基本元素，用戶可以直接操作，例如按鈕。容器(Container)是圖形界面的的複合元素，容器可以包含組件，例如面板。
Java語言為每種組件都預定義類，程序通過它們或它們的子類各種組件對象，如，Swing中預定義的按鈕類JButton是一種類，程序創建的JButton對象，或JButton子類的對象就是按鈕。 Java語言也為每種容器預定義類，程序通過它們或它們的子類創建各種容器對象。例如，Swing中預定義的窗口類JFrame是一種容器類，程序創建的JFrame或JFrame子類的對象就是窗口。
為了統一管理組件和容器，為所有組件類定義超類，把組件的共有操作都定義在Component類中。同樣，為所有容器類定義超類Container類，把容器的共有操作都定義在Container類中。例如，Container類中定義了add()方法，大多數容器都可以用add()方法向容器添加組件。
Component、Container和Graphics類是AWT庫中的關鍵類。為能層次地構造複雜的圖形界面，容器被當作特殊的組件，可以把容器放入另一個容器中。例如，把若干按鈕和文本框分放在兩個面板中，再把這兩個面板和另一些按鈕放入窗口中。這種層次地構造界面的方法，能以增量的方式構造複雜的用戶界面。
事件驅動程序設計基礎
1.事件、監視器和監視器註冊<br />圖形界面上的事件是指在某個組件上發生用戶操作。例如，用戶單擊了界面上的某個按鈕，就說在這個按鈕上發生了事件，這個按鈕對象就是事件的擊發者。對事件作監視的對象稱為監視器，監視器提供響應事件的處理方法。為了讓監視器與事件對象關聯起來，需要對事件對像作監視器註冊，告訴系統事件對象的監視器。
以程序響應按鈕事件為例，程序要創建按鈕對象，把它添加到界面中，要為按鈕作監視器註冊，程序要有響應按鈕事件的方法。當“單擊按鈕”事件發生時，系統就調用已為這個按鈕註冊的事件處理方法，完成處理按鈕事件的工作。
2.實現事件處理的途徵
java語言編寫事件處理程序主要有兩種方案：一個是程序重設handleEvent(Eventevt),採用這個方案的程序工作量稍大一些；另一個方案是程序實現一些系統設定的接口。 java按事件類型提供多種接口，作為監視器對象的類需要實現相應的接口，即實現響應事件的方法。當事件發生時，系統內設的handleEvent(Event evt)方法就自動調用監視器的類實現的響應事件的方法。
java.awt.event包中用來檢測並對事件做出反應的模型包括以下三個組成元素：
源對象：事件“發生”這個組件上，它與一組“偵聽”該事件的對象保持著聯繫。
監視器對象：一個實現預定義的接口的類的一個對象，該對象的類要提供對發生的事件作處理的方法。
事件對象：它包含描述當事件發生時從源傳遞給監視器的特定事件的信息。
一個事件驅動程序要做的工作除創建源對象和監視器對象之外，還必須安排監視器了解源對象，或向源對象註冊監視器。每個源對像有一個已註冊的監視器列表，提供一個方法能向該列表添加監視器對象。只有在源對象註冊了監視器之後，系統才會將源對像上發生的事件通知監視器對象。
3.事件類型和監視器接口<br />在java語言中，為了便於系統管理事件，也為了便於程序作監視器註冊，系統將事件分類，稱為事件類型。系統為每個事件類型提供一個接口。要作為監視器對象的類必須實現相應的接口，提供接口規定的響應事件的方法。
再以程序響應按鈕事件為例，JButton類對象button可以是一個事件的激發者。當用戶點擊界面中與button對應的按鈕時，button對象就會產生一個ActionEvent類型的事件。如果監視器對像是obj，對象obj的類是Obj,則類Obj必須實現AWT中的ActionListener接口，實現監視按鈕事件的actionPerformed方法。 button對象必須用addActionListener方法註冊它的監視器obj。
程序運行時，當用戶點擊button對像對應的按鈕時，系統就將一個ActionEvent對像從事件激發對像傳遞到監視器。 ActionEvent對象包含的信息包括事件發生在哪一個按鈕，以及有關該事件的其他信息。
下表給出有一定代表性的事件類型和產生這些事件的部分Swing組件。實際事件發生時，通常會產生一系列的事件，例如，用戶點擊按鈕，會產生ChangeEvent事件提示光標到了按鈕上，接著又是一個ChangeEvent事件表示鼠標被按下，然後是ActionEvent事件表示鼠標已鬆開，但光標依舊在按鈕上，最後是ChangeEvent事件，表示光標已離開按鈕。但是應用程序通常只處理按下按鈕的完整動作的單個ActionEvent事件。
每個事件類型都有一個相應的監視器接口，表11-2列出了每個接口的方法。實現監視器接口的類必須實現所有定義在接口中的方法。