２１．JavaFXでのユーザーインターフェースの構築

JavaFXは、Javaプログラミング言語を使用してリッチなデスクトップアプリケーションを作成するためのフレームワークです。特に、グラフィカルなユーザーインターフェース（GUI）を簡単に構築できる強力なツールです。このガイドでは、JavaFXを使ったユーザーインターフェースの構築方法について、最新の知識と実際のコード例を交えながら解説します。

JavaFXとは何か？

JavaFXは、Java SEに統合されている最新のGUIツールキットで、2Dおよび3Dグラフィックス、音声、動画のサポート、アニメーション効果など、豊富な機能を提供しています。JavaFXは、FXML（XMLベースのマークアップ言語）を使ってUIを宣言的に設計したり、Javaコードでプログラム的に構築したりできます。これにより、開発者はGUIコンポーネントを簡単に配置し、アプリケーションの外観や動作をカスタマイズすることができます。

JavaFXの基本的なウィンドウ構造

JavaFXのアプリケーションは通常、ステージ（ウィンドウ）とシーン（コンテンツ）という2つの主要なコンポーネントを中心に構成されます。以下の例では、単純なJavaFXウィンドウを作成し、ラベルとボタンを配置します。

import javafx.application.Application;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.control.Button;
import javafx.scene.control.Label;
import javafx.scene.layout.StackPane;
import javafx.stage.Stage;

public class SimpleUI extends Application {
    @Override
    public void start(Stage primaryStage) {
        // UIコンポーネントの作成
        Label label = new Label("Hello, JavaFX!");
        Button button = new Button("Click Me");

        // レイアウト設定
        StackPane root = new StackPane();
        root.getChildren().addAll(label, button);

        // シーン作成とウィンドウ設定
        Scene scene = new Scene(root, 300, 200);
        primaryStage.setTitle("JavaFXの基本ウィンドウ");
        primaryStage.setScene(scene);
        primaryStage.show();
    }

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

このコードは、JavaFXアプリケーションの基本構造を示しています。`Application`クラスを継承し、`start()`メソッドでウィンドウ（ステージ）を設定します。UIコンポーネントとしてラベルとボタンを作成し、`StackPane`レイアウトに配置します。シーンを作成してステージに設定し、ウィンドウを表示します。

ボタンにイベントハンドラを追加する

JavaFXでは、ボタンやテキストフィールドなどのUIコンポーネントにイベントハンドラを追加して、ユーザーの操作に応答することができます。例えば、ボタンがクリックされた際にアクションを実行するコードを見てみましょう。

import javafx.application.Application;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.control.Button;
import javafx.scene.control.Label;
import javafx.scene.layout.StackPane;
import javafx.stage.Stage;

public class ButtonEventHandler extends Application {
    @Override
    public void start(Stage primaryStage) {
        Label label = new Label("まだボタンはクリックされていません");
        Button button = new Button("Click Me");

        // ボタンにイベントハンドラを追加
        button.setOnAction(e -> label.setText("ボタンがクリックされました！"));

        StackPane root = new StackPane();
        root.getChildren().addAll(label, button);

        Scene scene = new Scene(root, 300, 200);
        primaryStage.setTitle("ボタンのイベント処理");
        primaryStage.setScene(scene);
        primaryStage.show();
    }

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

この例では、ボタンがクリックされるとラベルのテキストが変更されるように、`setOnAction()`メソッドを使ってイベントハンドラを追加しています。ユーザーがボタンをクリックすると、ラベルに「ボタンがクリックされました！」というメッセージが表示されます。

FXMLを使ったレイアウト設計

JavaFXでは、FXMLというXMLベースのファイルを使ってユーザーインターフェースを宣言的に定義することができます。FXMLを使うことで、UI設計とビジネスロジックを分離し、UIのメンテナンスを簡単にすることができます。次の例では、FXMLファイルを使ってシンプルなUIを定義します。

上記のFXMLファイルは、ラベルとボタンを持つ垂直レイアウト（`VBox`）を定義しています。このFXMLをJavaコードで読み込み、イベント処理を追加することができます。

import javafx.application.Application;
import javafx.fxml.FXML;
import javafx.fxml.FXMLLoader;
import javafx.scene.Parent;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.control.Button;
import javafx.scene.control.Label;
import javafx.stage.Stage;

public class FXMLExample extends Application {

    @FXML
    private Button myButton;
    @FXML
    private Label myLabel;

    @Override
    public void start(Stage primaryStage) throws Exception {
        Parent root = FXMLLoader.load(getClass().getResource("sample.fxml"));
        Scene scene = new Scene(root, 300, 200);
        primaryStage.setTitle("FXMLを使ったUI");
        primaryStage.setScene(scene);
        primaryStage.show();
    }

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

この例では、FXMLファイルで定義したUIをJavaFXアプリケーションに読み込んで使用しています。`FXMLLoader`を使ってFXMLファイルを読み込み、イベント処理やその他のロジックをJavaコードで定義できます。このように、UIの宣言とビジネスロジックを分離することで、メンテナンス性の高いアプリケーションを構築できます。

CSSを使ってJavaFXのスタイルをカスタマイズする

JavaFXでは、CSS（カスケーディングスタイルシート）を使ってUIコンポーネントのスタイルをカスタマイズすることができます。これにより、アプリケーションの外観を柔軟に変更でき、ブランドに合わせたデザインを簡単に適用できます。以下は、簡単なCSSの例です。

.button {
    -fx-background-color: #3498db;
    -fx-text-fill: white;
    -fx-font-size: 14px;
}

.label {
    -fx-font-size: 16px;
    -fx-text-fill: #2c3e50;
}

このCSSは、ボタンとラベルのスタイルを変更するものです。`-fx-background-color`プロパティを使ってボタンの背景色を変更し、`-fx-text-fill`でテキストの色を白に設定しています。また、`-fx-font-size`でフォントサイズを指定し、より視覚的に調整しています。

まとめ

JavaFXは、Javaで強力でリッチなユーザーインターフェースを作成するための非常に有用なフレームワークです。基本的なUIコンポーネントから、FXMLによる宣言的なUI設計、さらにはCSSを使ったスタイルのカスタマイズまで、柔軟で拡張性のあるツールセットを提供します。JavaFXを使えば、デスクトップアプリケーションを効率的かつ美しく設計できるため、ぜひ活用してみてください。