Graphics 对象是 Java AWT (Abstract Window Toolkit) 包中的一个核心类，它代表了绘图上下文，你可以把它想象成一个“画笔”或者“画家”，它知道如何在特定的组件（如窗口、按钮、面板等）上绘制图形、文本和图像。

核心概念：Graphics 对象是什么？

Graphics 对象本身并不存储要绘制的内容,它封装了执行绘图操作所需的所有信息和方法，

• 绘图目标: 你要在哪个组件上画？（一个 JPanel）
• 当前颜色: 画笔的当前颜色是什么？
• 当前字体: 绘制文本时使用的字体是什么？
• 坐标系: 组件的左上角是坐标原点 (0, 0)，X 轴向右，Y 轴向下。

当你调用一个组件的 paint() 或 paintComponent() 方法时，Java 会自动为你创建一个 Graphics 对象作为参数传入，你不需要手动创建它,只需要使用它。

如何获取和使用 Graphics 对象？

Graphics 对象通常在重写绘画方法时获得,主要有两个关键方法：

a) paint(Graphics g) (AWT Component 类)

这是最基础的绘画方法，几乎所有可显示的 AWT 组件都有，当组件首次显示、被遮挡后重新显示、或者被调整大小时,系统会自动调用此方法。

import java.awt.*;
import java.applet.Applet; // 为了简单，用 Applet 演示，在现代 Swing 中类似
public class MyFirstApplet extends Applet {
    @Override
    public void paint(Graphics g) {
        // g 就是系统传给我们的 "画笔"
        g.drawString("Hello, AWT Graphics!", 50, 50);
    }
}

b) paintComponent(Graphics g) (Swing JComponent 类)

这是在 Swing 中推荐使用的方法，它是 javax.swing.JComponent 类的一部分。

关键区别：paintComponent() 只负责绘制组件的“内容”，而 paint() 方法会先绘制组件的边框和背景，然后再调用 paintComponent()，在 paintComponent() 中，你通常应该先调用 super.paintComponent(g) 来清除背景,然后再绘制你自己的内容。

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
public class MyDrawingPanel extends JPanel {
    @Override
    protected void paintComponent(Graphics g) {
        // 1. 调用父类方法，清除组件背景（非常重要！）
        super.paintComponent(g);
        // 2. 现在可以使用 g 对象进行绘制
        g.setColor(Color.BLUE);
        g.fillRect(20, 20, 100, 50); // 画一个蓝色矩形
        g.setColor(Color.RED);
        g.drawString("Hello, Swing Graphics!", 30, 100);
    }
}

Graphics 对象的核心方法

Graphics 类提供了丰富的绘图方法,可以大致分为以下几类：

1 绘制基本图形

示例：

@Override
protected void paintComponent(Graphics g) {
    super.paintComponent(g);
    // 画一条线
    g.drawLine(10, 10, 200, 10);
    // 画一个红色实心矩形
    g.setColor(Color.RED);
    g.fillRect(10, 20, 100, 80);
    // 画一个蓝色空心椭圆
    g.setColor(Color.BLUE);
    g.drawOval(120, 20, 100, 80);
}

2 绘制文本

@Override
protected void paintComponent(Graphics g) {
    super.paintComponent(g);
    g.setFont(new Font("宋体", Font.BOLD, 24)); // 设置字体
    g.drawString("你好，世界！", 50, 150);
}

3 设置绘图属性

在绘制之前,你需要设置画笔的属性。

Graphics2D：更强大的绘图

Graphics 是一个基础类，功能有限，现代 Java 图形编程主要使用它的子类 Graphics2D，它提供了更强大的功能，如抗锯齿、旋转变换、透明度、复杂形状等。

如何获取 Graphics2D 对象？只需将传入的 Graphics 参数强制转换即可。

@Override
protected void paintComponent(Graphics g) {
    super.paintComponent(g);
    // 将 Graphics 对象转换为 Graphics2D 对象
    Graphics2D g2d = (Graphics2D) g;
    // 开启抗锯齿，让图形边缘更平滑
    g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
    // 设置一个渐变色
    GradientPaint gradient = new GradientPaint(0, 0, Color.CYAN, 200, 200, Color.MAGENTA);
    g2d.setPaint(gradient); // setPaint 比 setColor 更通用
    // 画一个圆角矩形
    g2d.fillRoundRect(50, 50, 150, 100, 30, 30);
    // 保存当前状态
    AffineTransform oldTransform = g2d.getTransform();
    // 平移坐标系
    g2d.translate(250, 0);
    // 旋转坐标系（角度是弧度制）
    g2d.rotate(Math.toRadians(45));
    // 画一个旋转的矩形
    g2d.setColor(Color.ORANGE);
    g2d.fillRect(0, 0, 100, 50);
    // 恢复之前的状态
    g2d.setTransform(oldTransform);
}

Graphics2D 的核心思想是将画笔（Graphics2D）和画布（组件）分离，它通过一个变换（AffineTransform）对象来改变坐标系，从而实现平移、旋转、缩放等效果。

完整的 Swing 示例

下面是一个完整的、可运行的 Swing 示例,它创建一个窗口并在一个自定义的面板上绘制各种图形。

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
public class GraphicsDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个窗口
        JFrame frame = new JFrame("Java Graphics Demo");
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        frame.setSize(600, 400);
        // 创建一个自定义的面板，并添加到窗口中
        DrawingPanel panel = new DrawingPanel();
        frame.add(panel);
        // 让窗口可见
        frame.setVisible(true);
    }
}
// 自定义的绘图面板
class DrawingPanel extends JPanel {
    @Override
    protected void paintComponent(Graphics g) {
        // 1. 调用父类方法，确保背景被正确绘制
        super.paintComponent(g);
        // 2. 将 g 转换为 Graphics2D 以获得更强大的功能
        Graphics2D g2d = (Graphics2D) g;
        // 3. 设置抗锯齿，使图形更平滑
        g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
        // --- 绘制基本图形 ---
        // 画一条线
        g2d.setColor(Color.BLACK);
        g2d.drawLine(20, 20, 200, 20);
        // 画一个红色实心矩形
        g2d.setColor(Color.RED);
        g2d.fillRect(20, 40, 100, 80);
        // 画一个蓝色空心椭圆
        g2d.setColor(Color.BLUE);
        g2d.drawOval(140, 40, 100, 80);
        // --- 绘制文本 ---
        g2d.setColor(Color.DARK_GRAY);
        g2d.setFont(new Font("Arial", Font.BOLD, 20));
        g2d.drawString("This is a String", 20, 160);
        // --- 使用 Graphics2D 的高级功能 ---
        // 画一个带渐变色和旋转的矩形
        g2d.translate(300, 100); // 将原点(0,0)移动到(300,100)
        // 创建一个线性渐变
        GradientPaint gp = new GradientPaint(0, 0, Color.GREEN, 100, 100, Color.YELLOW);
        g2d.setPaint(gp);
        // 画一个填充的矩形
        g2d.fillRect(0, 0, 150, 100);
        // 旋转画布
        g2d.rotate(Math.toRadians(30)); // 旋转30度
        // 画一个带透明度的红色矩形
        g2d.setColor(new Color(255, 0, 0, 128)); // 最后一个参数是透明度 (0-255)
        g2d.fillRect(50, -50, 100, 100);
        // 注意：变换是累积的，后续绘制会继续基于当前变换后的坐标系
        // 如果需要重置，可以使用 g2d.setTransform(new AffineTransform());
    }
}

核心要点：

1. 获取: Graphics 对象由系统在 paint() 或 paintComponent() 方法中传入,无需手动创建。
2. 使用: 在 paintComponent() 中，先调用 super.paintComponent(g)，然后使用 g (或 g2d) 的方法进行绘制。
3. 升级: 几乎所有情况下，都应该将 g 强制转换为 Graphics2D (Graphics2D g2d = (Graphics2D) g;) 来使用更现代、更强大的功能。
4. 状态: Graphics 对象的状态（颜色、字体等）是累积的，绘制完一部分后，记得用 setColor(Color.BLACK) 等方法恢复或设置为你想要的状态。