Java GUI 入門實戰：用 AWT 實現下雪動畫，講解構造器、線程、數組與繪圖機制

專案目標

在 Frame 窗口中模擬 300 個雪花緩慢下落、到底部自動回頂部循環，涵蓋：

• AWT 基礎組件（Frame, Panel, Graphics）
• 繼承 Thread/實現 Runnable 驅動動畫
• 數組批量管理座標
• 構造器初始化數據
• 雙緩衝思路（此處用全量重繪簡化）

核心代碼演進

版本 1：朴素隨機重繪（雪花亂飛）

public void paint(Graphics g) {
    g.setColor(Color.WHITE);
    for (int i=0; i<300; i++) {
        g.drawString("*", (int)(Math.random()*1024), (int)(Math.random()*768));
    }
}
// 每次 repaint() 重新隨機，雪花無軌跡

版本 2：構造器預生成座標 + 線程更新 Y 軸

class SnowPanel extends Panel implements Runnable {
    int[] x = new int[300];
    int[] y = new int[300];

    // 構造器：對象創建時自動執行，初始化座標
    public SnowPanel() {
        for (int i=0; i<300; i++) {
            x[i] = (int)(Math.random()*1024);
            y[i] = (int)(Math.random()*768);
        }
    }

    public void paint(Graphics g) {
        g.setColor(Color.WHITE);
        for (int i=0; i<300; i++) g.drawString("*", x[i], y[i]);
    }

    public void run() {
        while (true) {
            for (int i=0; i<300; i++) {
                y[i]++; if (y[i] > 768) y[i] = 0; // 循環下落
            }
            try { Thread.sleep(30); } catch (InterruptedException ignored) {}
            repaint(); // 觸發 paint()
        }
    }
}

關鍵知識點解析

構造器

• 與類同名、無返回值聲明（連 void 都無）。
• new ClassName() 時自動調用，完成對象初始化。
• 可重載，若未顯式定義則編譯器生成無參默認構造器。
• 本例中用於「一次性生成 600 個隨機數」，避免在 paint() 重複生成。

數組：批量變量的容器

• int[] x = new int[300]; 在堆上分配連續 300 個 int 槽位，默認值 0。
• 下標訪問 O(1)，適合固定數量、同類型數據批量管理。

動畫循環三要素

1. 狀態更新：線程中修改 y[i]++。
2. 延時控制：Thread.sleep(30) 約 33 FPS。
3. 觸發重繪：repaint() 異步通知 AWT 事件線程調用 paint()。

進階優化方向

• 雙緩衝：BufferedImage 離屏繪製 → g.drawImage() 消除閃爍。
• 雪花大小/速度/圖片隨機化：定義 Snowflake 類封裝屬性。
• 鍵盤/滑鼠交互：實現 KeyListener 消除按鍵對應雪花（打字遊戲雛形）。
• 遷移至 Swing（JFrame/JPanel）獲得雙緩衝預設支援與更豐富組件。