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前言

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本文概述了图像浏览器的设计思路与实现过程，涉及界面布局、功能需求、交互逻辑、图像处理技术等方面的内容。设计旨在提供用户友好的界面，支持图像浏览、缩放、旋转等基本操作。实现过程包括前端界面开发、后端数据处理以及必要的性能优化措施，确保图像浏览器的高效稳定运行。

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一、需求分析

图形浏览器的设计与实现是一个涵盖多个功能需求的项目，主要旨在提供用户友好的界面来浏览、管理和操作图片集合。通过Java语言实现图形浏览器的设计与实现算法，可以帮助我们更好地理解和解决实际问题。

选题意义

通过直观的界面和多功能操作，提高用户浏览、管理和操作图片集合的效率和满意度。良好的用户体验能够吸引更多用户使用并持续使用该软件。

应用意义

1. 教育与研究应用：在教育领域，图像浏览器可以作为一个便捷的工具，帮助教和学生展示、分析和讨论图像数据。在研究中，研究人员可以利用图像浏览器进行实验数据的可视化和比较分析，加深对数据的理解。
2. 商业应用：在商业环境中，图像浏览器可以用于产品展示、设计审查和市场分析。例如，设计师可以使用它来查看和调整产品设计图像；市场分析师可以使用它来快速浏览和比较市场竞品的图片信息。
3. 技术挑战与创新：图像浏览器的设计与实现涉及到诸如图像处理、用户界面设计、数据结构和算法优化等多个技术领域的挑战。解决这些挑战不仅可以提高软件的性能和稳定性，还能促进技术创新和进步。

功能需求

1. 功能一：我们可以在程序上进行随意绘画，点击保存按钮，我们可以将刚才绘画的内容进行保存，可以选择自己所需要的类型进行保存
2. 功能二：在界面上按照提示，点击“浏览”按钮，打开文件对话框，选择图片，图片会显示在页面中，并可以通过点击“上一个”“下一个”按钮实现图片的上下翻看，点击“删除”按钮，则将当前图片删除。界面一目了然，很容易看懂。若选择的图片类型不是jpg或png格式，或直接点击“上一张”“下一张”“删除”按钮，则出现警告对话框，提示相关信息。在打开图片后，点击“删除”按钮，则出现确定对话框，询问相关信息。

关键技术

在总体设计过程中涉及了多种技术，其中关键技术包括两个方面：浏览图片和删除图片。

1. 浏览图片主要完成在本地磁盘里选取并打开图片，实现在页面中显示选择图片效果；
2. 删除图片主要完成对图片的删除，实现页面上显示的图片的删除效果；

系统用例图设计

JPG系统用例图

图片查看系统用例图

二、概要设计

JPG.java

1. class PaintCanvas extends Canvas类, 这个代码实现了一个绘图 Canvas 组件,用户可以在 Canvas 上用鼠标拖动绘制线条,并且绘图的内容会保存在 drawingArea 中供进一步使用。
2. PaintCanvas 类继承自 Canvas 类,提供了一个可以绘图的画布
   • 该类有以下成员变量:
     • pathPoints: 一个 List<Point2D> 类型的变量,用于存储鼠标拖动时的路径点。
     • drawingArea: 一个 BufferedImage 类型的变量,用于存储绘图区域的内容。
     • g2D: 一个 Graphics2D 类型的变量,用于在 drawingArea 上进行绘图操作。
   • 在构造函数中:
     • 创建了一个 300x300 像素的 BufferedImage 作为绘图区域,并获取它的 Graphics2D 对象。
     • 添加了鼠标拖动事件监听器,在鼠标拖动时将鼠标位置记录到 pathPoints 列表中,并使用临时的 Graphics2D 对象绘制路径。
     • 添加了鼠标释放事件监听器,在鼠标释放时清空 pathPoints 列表。
3. private void drawPath(Graphics2D g2D) 方法用于遍历 pathPoints 列表,并使用 Graphics2D 对象在 drawingArea 上绘制连接这些点的直线。
4. public void paint(Graphics g)方法被重写,用于在 Canvas 组件上绘制 drawingArea 的内容。
5. public void update(Graphics g)方法也被重写,直接调用 paint() 方法。
6. public BufferedImage getDrawingArea() 方法返回 drawingArea 变量,以便外部获取绘图区域的内容。
7. WindowCanvas 类实现了一个简单的绘图应用程序,可以创建了一个包含绘图面板和保存按钮的窗口应用程序，允许用户绘制图形并将绘制结果保存为PNG图像文件。继承自 JFrame，表示整个窗口。实现了 ActionListener 接口，用于监听按钮点击事件。
   • 成员变量：
     • PaintCanvas canvas: 一个 PaintCanvas 对象，即绘图面板，用户可以在这个面板上绘图。
     • JButton button: 一个按钮，标签为 “保存”，用于触发保存操作。
   • 构造函数：
     • 初始化按钮，并为按钮添加点击事件监听器。
     • 设置窗口布局为 BorderLayout，并将绘图面板 canvas 放置在窗口中央，按钮放置在窗口底部。
   • actionPerformed 方法：当用户点击按钮时触发此方法。首先检查事件源是否为 “保存” 按钮。如果是，调用 canvas.getDrawingArea() 获取绘图面板的图像 BufferedImage。创建一个文件选择器 JFileChooser，设置默认文件名和文件类型过滤器（这里是PNG格式）。弹出文件保存对话框，让用户选择保存的位置和文件名。如果用户确认保存操作，将图像以PNG格式写入用户选择的文件中。
8. PG类，用于启动绘图程序

Picture.java

1. class PictureEdit extends JFrame implements ActionListener, FilenameFilter类通过继承父类JFrame，和接口ActionListener，FilenameFilter实现对绘制的图片进行查看，或者对已有的图片进行旋转、放大、缩小、下一张、上一张和删除
   • 成员变量：
     • 在查看图片的时候控制数组的下标
     • 在对图片进行处理的时候控制数组的下标
     • str判断读取文件的后缀名是jpg还是png
     • FileDialog open文件对话框
     • JButton before ,next , skim,delete,rotate,zoomIn,zoomOut按钮
     • JPanel p1 容器
     • Jlabel label 标签
     • Icon icon1 小图像接口
   • 构造方法：这个构方法是PictureEdit类的一部分，该类是一个自定义的图形用户界面（GUI）窗口，用于浏览和编辑图片。它继承自JFrame，并实现了ActionListener接口，这意味着它可以响应按钮点击等事件。
2. public boolean accept(File dir, String name) 主要用于确定给定的文件名（name）是否以指定的后缀（在这里是.jpg或.png）结尾。
3. private BufferedImage loadImage(String path) 该方法用于从给定的文件路径 path 加载一个图像，并返回一个 BufferedImage 对象。
4. private BufferedImage rotateImage(BufferedImage image) 该方法接受一个BufferedImage对象作为参数，并返回旋转了90度的同类型新BufferedImage对象。
5. private BufferedImage scaleImage(BufferedImage image, double scaleFactor) ，该方法接受一个 BufferedImage 对象和一个 double 类型的缩放因子 scaleFactor，并返回一个新的缩放后的 BufferedImage 对象。
6. public void actionPerformed(ActionEvent e) 点击按钮之后涉及的触发事件装置，会对图片进行浏览，删除，放大，缩小，旋转，下一张，上一张的操作
7. public class picture 用于启动图像浏览器

三、详细设计

类图

JPG.java UML类图

picture.java UML类图

界面设计

JPG.java

picture.java

四、源代码

JPG.java

import javax.imageio.ImageIO;
import javax.swing.*;
import javax.swing.filechooser.FileNameExtensionFilter;
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.awt.geom.Point2D;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

class PaintCanvas extends Canvas {
    private final List<Point2D> pathPoints = new ArrayList<>();
    private final BufferedImage drawingArea;
    private final Graphics2D g2D;

    public PaintCanvas() {
        int width = 300;
        int height = 300;
        drawingArea = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB); // 透明背景
        g2D = drawingArea.createGraphics();
        addMouseMotionListener(new MouseMotionAdapter() {
            public void mouseDragged(MouseEvent e) {
                pathPoints.add(new Point2D.Double(e.getX(), e.getY()));
                if (pathPoints.size() > 1) {
                    Graphics2D tempG2D = drawingArea.createGraphics();
                    drawPath(tempG2D);
                    tempG2D.dispose();
                }
                repaint();
            }
        });
        addMouseListener(new MouseAdapter() {
            public void mouseReleased(MouseEvent e) {
                pathPoints.clear();
            }
        });
    }

    private void drawPath(Graphics2D g2D) {
        g2D.setPaint(Color.BLACK); // 或者根据需要设置绘制颜色
        for (int i = 0; i < pathPoints.size() - 1; i++) {
            Point2D p1 = pathPoints.get(i);
            Point2D p2 = pathPoints.get(i + 1);
            g2D.drawLine((int) p1.getX(), (int) p1.getY(), (int) p2.getX(), (int) p2.getY());
        }
    }

    @Override
    public void paint(Graphics g) {
        g.drawImage(drawingArea, 0, 0, this);
    }

    @Override
    public void update(Graphics g) {
        paint(g);
    }

    public BufferedImage getDrawingArea() {
        return drawingArea;
    }
}

class WindowCanvas extends JFrame implements ActionListener {
    PaintCanvas canvas = new PaintCanvas();
    JButton button = new JButton("保存");

    WindowCanvas(String s) {
        super(s);
        // 添加按钮并设置监听器
        button.addActionListener(this);

        // 设置布局并添加组件
        getContentPane().add(canvas, BorderLayout.CENTER);
        getContentPane().add(button, BorderLayout.PAGE_END); // 底部，相当于BorderLayout.SOUTH

        // 设置窗口属性
        setBounds(100, 100, 400, 400);
        setVisible(true);
        setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
    }

    @Override
    public void actionPerformed(ActionEvent e) {
        // 检查事件源是否为"保存"按钮
        if (e.getSource() == button) {
            // 获取绘图面板的图像
            BufferedImage image = canvas.getDrawingArea();

            // 保存图像到文件
            try {
                // 创建文件选择器
                JFileChooser fileChooser = new JFileChooser();

                // 设置文件选择器默认文件名和目录
                fileChooser.setSelectedFile(new File("A.png"));

                // 添加文件过滤器，允许用户选择保存的文件类型
                FileNameExtensionFilter filter = new FileNameExtensionFilter("PNG Images", "png");
                fileChooser.setFileFilter(filter);

                // 显示保存对话框
                int result = fileChooser.showSaveDialog(null);

                // 如果用户选择了保存
                if (result == JFileChooser.APPROVE_OPTION) {
                    File selectedFile = fileChooser.getSelectedFile();
                    String filePath = selectedFile.getAbsolutePath();

                    // 确保文件扩展名为.png
                    if (!filePath.toLowerCase().endsWith(".png")) {
                        filePath += ".png";
                    }

                    // 保存图像到文件
                    ImageIO.write(image, "png", new File(filePath));
                }
            } catch (IOException ex) {
                ex.printStackTrace();
            }
        }

    }
}

public class JPG {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建并显示窗口
        SwingUtilities.invokeLater(() -> {
            WindowCanvas wc = new WindowCanvas("画图软件");
        });
    }
}

picture.java

import javax.imageio.ImageIO;
import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.awt.event.WindowAdapter;
import java.awt.event.WindowEvent;
import java.awt.geom.AffineTransform;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;
import java.io.FilenameFilter;
import java.io.IOException;


class PictureEdit extends JFrame implements ActionListener, FilenameFilter {
    int j = 0;
    int b;
    boolean str = false;
    final FileDialog open;
    final JButton before;
    final JButton next;
    final JButton skim;
    final JButton delete;
    final JPanel p1;
    final JLabel label;
    Icon icon1;
    final JButton rotate = new JButton("旋转");
    final JButton zoomIn = new JButton("放大");
    final JButton zoomOut = new JButton("缩小");
    PictureEdit() {
        super("图像浏览器");
        before = new JButton("上一张");
        next = new JButton("下一张");
        skim = new JButton("浏  览");
        delete = new JButton("删  除");
        p1 = new JPanel();
        label = new JLabel();
        label.setHorizontalAlignment(JLabel.CENTER);//设置标签中内容的水平对齐方式
        before.setFont(new Font("Dialog", Font.PLAIN, 20));
        next.setFont(new Font("Dialog", Font.PLAIN, 20));
        skim.setFont(new Font("Dialog", Font.PLAIN, 20));
        delete.setFont(new Font("Dialog", Font.PLAIN, 20));
        label.setFont(new Font("Dialog", Font.BOLD, 60));
        rotate.setFont(new Font("Dialog", Font.PLAIN, 20));
        zoomIn.setFont(new Font("Dialog", Font.PLAIN, 20));
        zoomOut.setFont(new Font("Dialog", Font.PLAIN, 20));
        label.setText("请点击浏览选择图片");
        label.setForeground(Color.red);
        open = new FileDialog(this, "打开文件对话框", FileDialog.LOAD);
        open.setVisible(false);
        setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        p1.add(rotate);
        p1.add(zoomIn);
        p1.add(zoomOut);
        p1.add(before);
        p1.add(next);
        p1.add(skim);
        p1.add(delete);
        add(p1, BorderLayout.SOUTH);
        add(label, BorderLayout.CENTER);
        skim.addActionListener(this);//按钮的注册监听
        delete.addActionListener(this);
        before.addActionListener(this);
        next.addActionListener(this);
        rotate.addActionListener(this);
        zoomIn.addActionListener(this);
        zoomOut.addActionListener(this);
        addWindowListener(new WindowAdapter() {
                              public void windowClosing(WindowEvent e) {
                                  System.exit(0);
                              }
                          }
        );//窗口适配器
        open.setFilenameFilter(this);
        open.addWindowListener(new WindowAdapter() {
                                   public void windowClosing(WindowEvent e) {
                                       open.setVisible(false);
                                   }
                               }
        );//对话框适配器
        setBounds(200, 100, 800, 600);
        setVisible(true);
        validate();
    }
    public boolean accept(File dir, String name) {
        String s = ".jpg";
        String s2 = ".png";
        return name.endsWith(s) || name.endsWith(s2);
    }
    private BufferedImage loadImage(String path) {
        try {
            return ImageIO.read(new File(path));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
    private BufferedImage rotateImage(BufferedImage image) {
        int width = image.getWidth();
        int height = image.getHeight();
        BufferedImage rotatedImage = new BufferedImage(width, height, image.getType());
        Graphics2D g2d = rotatedImage.createGraphics();
        AffineTransform transform = new AffineTransform();
        transform.rotate(Math.toRadians(90), (double) width / 2, (double) height / 2);
        g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_INTERPOLATION, RenderingHints.VALUE_INTERPOLATION_BILINEAR);
        g2d.drawImage(image, transform, null);
        g2d.dispose();
        return rotatedImage;
    }
    private BufferedImage scaleImage(BufferedImage image, double scaleFactor) {
        int width = (int) (image.getWidth() * scaleFactor);
        int height = (int) (image.getHeight() * scaleFactor);

        // Create a new BufferedImage with transparency support
        BufferedImage scaledImage = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);

        // Get the graphics context of the new image
        Graphics2D g2d = scaledImage.createGraphics();

        // Set rendering hints to improve the quality
        g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_INTERPOLATION, RenderingHints.VALUE_INTERPOLATION_BILINEAR);
        g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_RENDERING, RenderingHints.VALUE_RENDER_QUALITY);
        g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);

        // Scale the original image to the new image
        g2d.drawImage(image, 0, 0, width, height, null);
        g2d.dispose();

        return scaledImage;
    }


    public void actionPerformed(ActionEvent e) {
        int i = 0;
        BufferedImage currentImage = null;
        if (e.getSource() == skim) {
            str = true;
            open.setVisible(true);
            String str = open.getFile();
            while (!str.endsWith(".jpg") && !str.endsWith(".png")) {
                JOptionPane.showMessageDialog(this, "请选择jpg或png格式的图片！", "警告对话框", JOptionPane.WARNING_MESSAGE);
                open.setVisible(true);
                str = open.getFile();
            }
            label.setText("");
            icon1 = new ImageIcon(open.getDirectory() + open.getFile());
            label.setIcon(icon1);

        } else {
            if (!str) {
                JOptionPane.showMessageDialog(this, "请点击浏览以选择图片！", "警告对话框", JOptionPane.WARNING_MESSAGE);

            } else {
                File dir = new File(open.getDirectory());
                String[] fileName = dir.list(this);
                if (fileName != null) {
                    for (i = 0; i < fileName.length; i++) {
                        if (fileName[i].equals(open.getFile()))
                            break;
                    }
                }
                if (e.getSource() == before) {
                    if (j == -i) if (fileName != null) {
                        j = fileName.length - i;
                    }
                    b = i + (--j);
                    if (fileName != null) {
                        icon1 = new ImageIcon(open.getDirectory() + fileName[b]);
                    }
                    label.setIcon(icon1);
                    label.setText("");
                }
                if (e.getSource() == next) {
                    if (fileName != null && j == fileName.length - i - 1) j = -i - 1;
                    b = i + (++j);
                    label.setText("");
                    if (fileName != null) {
                        icon1 = new ImageIcon(open.getDirectory() + fileName[b]);
                    }
                    label.setIcon(icon1);
                }
                if (e.getSource() == delete) {
                    int n = 0;
                    if (fileName != null) {
                        n = JOptionPane.showConfirmDialog(this, "确定要删除" + fileName[b] + "图像文件吗？", "确定文件夹删除", JOptionPane.YES_NO_CANCEL_OPTION);
                    }
                    if (n == JOptionPane.YES_OPTION) {
                        File f = null;
                        if (fileName != null) {
                            f = new File(open.getDirectory() + fileName[b]);
                        }
                        if (f != null) {
                            f.delete();
                        }
                        if (fileName != null) {
                            icon1 = new ImageIcon(open.getDirectory() + fileName[b + 1]);
                        }
                        label.setIcon(icon1);
                    }
                }
                if (e.getSource() == rotate) {
                   // if (fileName != null && j == fileName.length - i - 1) j = -i - 1;
                   // b = i + (++j);
                    //label.setText("");
                    if (fileName != null) {
                        currentImage= loadImage(open.getDirectory() + fileName[b]) ;
                    }
                    if (currentImage != null) {
                        currentImage = rotateImage(currentImage);
                        label.setIcon(new ImageIcon(currentImage));
                    }
                }
                if (e.getSource() == zoomIn) {// 放大1.5倍
                   // if (fileName != null && j == fileName.length - i - 1) j = -i - 1;
                   // b = i + (++j);
                    //label.setText("");
                    if (fileName != null) {
                        currentImage= loadImage(open.getDirectory() + fileName[b]) ;
                    }
                    if (currentImage != null) {
                        currentImage = scaleImage(currentImage, 1.5);
                        label.setIcon(new ImageIcon(currentImage));
                    }
                }
                if (e.getSource() == zoomOut) {
                    //if (fileName != null && j == fileName.length - i - 1) j = -i - 1;
                    //b = i + (++j);
                    //label.setText("");
                    if (fileName != null) {
                        currentImage= loadImage(open.getDirectory() + fileName[b]) ;
                    }
                    if (currentImage != null) {
                        currentImage = scaleImage(currentImage, 0.5);
                        label.setIcon(new ImageIcon(currentImage));
                    }
                }
            }
        }
    }
}
public class picture {
    public static void main(String[] args) {
        new PictureEdit();
    }
}

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