Constraint Layout Practice and S

作者: 十八子记 | 来源:发表于2021-04-25 14:00 被阅读0次

转自：Constraint Layout Practice and Summary-1

Constraint Layout 2.0 several new features-2

从约束布局发布后，一直没有将其应用到工作中，只是停留在Demo阶段(使用的越多越感觉这种布局更加灵活、高效)。去年下半年到今年的工作中，将一部分原有的相对布局、线性布局和帧布局等切换到使用约束布局。刚开始有一些生疏不适应，元素间的关系相互制约的比较紧密。刚开始用完的感觉就是维护起来比较难，因为关心的要素比以往的布局要多。

本文比较简单，因为用了一段时间了，便将之前用到的部分进行了简单的总结，主要是1.0的基本运用，还包含了2.0的一些新特性。对于运用的知识加以理解和深入，并进行内化，最好的方式就是实践加总结。再者是通过实践后用文章检验纠错，不断调整，不断学习。最好的输入就是输出，文章是众多输出方式中的一种。

1. What is?

ConstraintLayout作为最受欢迎的Jetpack库之一，TA是一个ViewGroup。TA的出现主要是为了解决布局嵌套过多的问题，以灵活的方式定位和调整部件。几个月前2.0也发布了，最新稳定版为2.0.4(December 17, 2020；Alpha Release:2.1.0-alpha2)，从studio 2.3以后布局中默认开始使用Constraint Layout。

2. Why use?

ConstraintLayout可以使用扁平视图层次结构创建复杂的布局，降低页面布局层级，提升页面渲染性能。与RelativeLayout相似，却有更高的灵活性，并且更易于与Android Studio的布局编辑器配合使用。

先来感受下约束的效果~~

比如一张图片在布局中水平对齐，如下代码

    app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"
    app:layout_constraintRight_toRightOf="parent"

在studio中Design视图下可以直接进行操作。

视图中添加了正反约束，约束线像是弹簧一样弯弯曲曲的拉着imageview，在两个约束条件下显示水平居中。

1.gif

还可以添加约束偏差，上边视图在两个约束条件之间居中且默认偏差为50%，下图可以在属性窗口中进行自由调整。

2.gif

视图绘制大致分为测量、布局和绘制三个阶段，在绘制过程的每个阶段都需要对视图树进行自顶向下的遍历操作，因此视图层次结构嵌套越多，绘制所需时间和计算功耗就会越多，通过扁平化的层次是解决该问题的方式之一。

官方用LinearLayout和RelativeLayout进行布局，然后使用Constraintlayout做同样界面的布局结构，用OnFrameMetricsAvailableListener分析了两种布局所执行的每次测量和布局操作所花费时间，以收集有关应用界面渲染的逐帧时间信息。结果为ConstraintLayout在测量和布局阶段的性能比传统布局大约高40%(蓝色为Traditional，红色为Constraintlayout)。

3.png

3. Usage

本文使用Android Studio 4.0(Build #AI-193.6911.18.40.6514223)和Constraintlayout:2.0.4

对于相对位置(layout_constraintLeft_toLeftOf、layout_constraintLeft_toRightOf等)，边距(android:layout_marginStart、android:layout_marginEnd、android:layout_marginRight、layout_goneMarginLeft等)，水平垂直居中，水平垂直偏移(layout_constraintHorizontal_bias、layout_constraintVertical_bias)不再进行讲解，可以参考官方文档。

3.1 Add ConstraintLayout to your project

// Add the dependencies for the artifacts you need in the build.gradle file for your app or module:
// Need Sync Project with Gradle Files

dependencies {
    // latest version 2.1.0-alpha2 
    // December 17, 2020
    
    implementation "androidx.constraintlayout:constraintlayout:2.0.4"
}

4.png

3.2 Margin

边距，这里主要介绍个新特性，就是layout_goneMarginStart、layout_goneMarginLeft、layout_goneMarginTop，当目标控件设置为隐藏(GONE)的时候，gonemargin*边距值仍然生效。其他对应的属性查看官方文档即可，这里不再叙述。

举个栗子：
假设text2的左边约束在text1的右边，并给TextView2设置app:layout_goneMarginLeft="16dp",效果如下：

5.png

当将text1的可见性设为android:visibility=gone时，左侧的16dp生效了，效果如下：

6.png

说明: 如Text1显示时距左侧是6dp，当不显示时Text2也应该是距离左侧6dp(但当Text1显示时，Text2距离左侧是0dp)，那么使用goneMarginLeft则可以满足该场景。

3.3 Ratio

宽高比,使用app:layout_constraintDimensionRatio来设置宽高比，该比率有两种设置方式，如下：

浮点值：表示宽度和高度之间的比率（比如：1.0F）；
比率：'宽度:高度'形式的比率（比如：1:1）。

// formula -> height:width=ratio
h:w=ratio

在使用过程中，刚开始理解有误，所以主要针对比率进行说明。

1、app:layout_constraintDimensionRatio="16:9"表示宽:高=16:9
2、app:layout_constraintDimensionRatio="w,3:4"表示宽:高=4:3，w表示分母是宽。
3、app:layout_constraintDimensionRatio="h,16:9"表示宽:高=16:9，h表示分母是高。
4、指定值情况下：
举栗:
① w已经设定固值，无法通过先获取h再通过ratio进行计算。w=100dp(方便计算)，h=0dp，当w,2:1时，有w:h=1:2，然后将值代入，100:h=1:2，换算为1h=200，则h=200。
② w=100dp，h=0p，当h,2:1时，有h已经设置为固定值，不能通过ratio计算h值，有w:h=2:1，为2h=100dp，则h=50dp。

3.4 Chain

链,在横轴或或者竖轴上的控件相互约束时，可以组成一个线性的链式约束，在一个维度(水平or垂直)上，管理一组控件的方式。

多个view相互引用即创建了一个链，第一个为链头，链的属性也由链头的属性进行控制。水平方向左边第一个控件为链头，垂直方向上最上边控件为链头。

总共分为4中样式，可以通过 app:layout_constraintHorizontal_chainStyle或 app:layout_constraintVertical_chainStyle设置链式控件的样式，包含spread、spread inside 和 packed 。

1) Spread(default)

元素均匀的分散进行分布。

// 省略了layout_width、layout_height等属性
// textX为head，链的属性由链头控制
<TextView
    android:id="@+id/textX"
    android:text="A"
    app:layout_constraintHorizontal_chainStyle="spread"
    app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"
    app:layout_constraintRight_toLeftOf="@id/textD"
    />

<TextView
    android:id="@+id/textD"
    android:text="Better"
    app:layout_constraintLeft_toRightOf="@id/textX"
    app:layout_constraintRight_toLeftOf="@id/textF" />

<TextView
    android:id="@+id/textF"
    android:text="You"
    app:layout_constraintLeft_toRightOf="@id/textD"
    app:layout_constraintRight_toRightOf="parent" />

执行以上代码，效果如下：

7.png

2) Spread inside

类似spread模式，但链的端点不会分散。即第一个和最后一个视图固定在链两端的约束边界上，其余视图均匀分布。

// 其余代码省略
...
app:layout_constraintHorizontal_chainStyle="spread_inside"

9.png

执行以上代码，效果如下：

8.png

当设置为spread或spread inside模式时，可以通过将一个或多个视图设置为“match constraints”(0dp)来填充剩余空间。默认情况下，设置为“match constraints”的每个视图之间的空间均匀分布。也就引出下一模式：权重模式。

android:layout_width="0dp"

效果如下：

3) Weighted

权重模式，类似于LinearLayout中的layout_weight,原理是相同的。权重值最高的视图获得的空间最大；相同权重的视图获得同样大小的空间。

// 省略部分代码
// chain style is spread or spread_inside
<TextView
    android:id="@+id/textX"
    android:layout_width="wrap_content"
    app:layout_constraintHorizontal_chainStyle="spread" />

// 文本D占用2份可用空白空间
<TextView
    android:id="@+id/textD"
    android:layout_width="0dp"
    app:layout_constraintHorizontal_weight="2" />

// 文本F占用2份可用空白空间
<TextView
    android:id="@+id/textF"
    android:layout_width="0dp"
    app:layout_constraintHorizontal_weight="2" />

执行代码，效果如下：

10.png

4) Packed

视图将被包装在一起(在考虑外边距之后)。也可以通过更改链的头视图偏差(Bias,下边有介绍)调整整条链的偏差(左/右或上/下)。

执行代码，效果如下：

11.png

举栗子：
在开发中有显示用户头像、姓名和编号的区域，有个需求是当有编号时三项全部显示，没有编号则只显示头像和姓名，那么采用这种方式能容易的实现。

//  省略layout_width、layout_margin*等基础属性代码

<ImageView
    android:id="@+id/iv_avatar" />

<TextView
    android:id="@+id/tv_name"
    app:layout_constraintLeft_toRightOf="@id/iv_avatar"
    app:layout_constraintTop_toTopOf="@id/iv_avatar"
    app:layout_constraintBottom_toBottomOf="@id/iv_avatar"
    
    app:layout_constraintBottom_toTopOf="@id/tv_code"
    app:layout_constraintVertical_chainStyle="packed"

    tools:text="姓名" />

<ImageView
    android:id="@+id/iv_switch_identity"
    
    app:layout_constraintBottom_toBottomOf="@id/tv_name"
    app:layout_constraintLeft_toRightOf="@id/tv_name"
    app:layout_constraintTop_toTopOf="@id/tv_name" />

<TextView
    android:id="@+id/tv_code"
    
    app:layout_constraintLeft_toRightOf="@id/iv_avatar"
    app:layout_constraintTop_toBottomOf="@id/tv_name"
    app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"/>

12.png

3.5 Center

居中，这个比较有特色的是彼此互为冲突即可居中。

// 水平居中
<TextView
    app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"
    app:layout_constraintRight_toRightOf="parent/>

// 垂直居中
<TextView 
    app:layout_constraintTop_toTopOf="parent"
    app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent/>

3.6 Bias

定义控件的方向偏差，使用Bias可以改变两边的权重，类似于LinearLayout的weight属性。

属性说明

layout_constraintHorizontal_bias: 水平偏差，取值范围：0.0~1.0。
layout_constraintVertical_bias: 垂直偏差，取值范围：0.0~1.0。

<TextView 
    // 水平占比30%
    app:layout_constraintHorizontal_bias="0.3"
    app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"
    app:layout_constraintRight_toRightOf="parent/>

4. 辅助工具

4.1 Guideline

像辅助线，引导线一样，可以添加垂直或水平的引导线来约束视图，并且应用用户看不到该引导线(不显示在设备上，因为默认设置为View.GONE)。可以根据相对于布局边缘的dp单位或百分比在布局中定位引导线。

android_orientation控制是横向or纵向。

三种定位方式：

layout_constraintGuide_begin：距离父容器起始位置的距离(对于垂直和水平来讲为左侧或顶部)。
layout_constraintGuide_end：距离父容器结束位置的距离(右侧或底部)。
layout_constraintGuide_percent：距离父容器宽度或高度的百分比，取值范围0.0-1.0，优先级高于begin和end。

<TextView
    ... // 省略代码
    app:layout_constraintRight_toLeftOf="@id/guideline"
    app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

<TextView
    ... // 省略代码
    app:layout_constraintLeft_toRightOf="@id/guideline"
    app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

<androidx.constraintlayout.widget.Guideline
    android:id="@+id/guideline"
    android:layout_width="wrap_content"
    android:layout_height="wrap_content"
    android:orientation="vertical"
    app:layout_constraintGuide_percent="0.5" />

运行效果如下：

13.png

4.2 Barrier

直译为屏障、分界线，可以用它来约束视图，不会定义自己的位置。相反，屏障的位置会随着其中所含视图的位置而移动。

比如填写收货地址的表单中，左侧为标签内容提示文案，右侧为输入文本区域，中间一条垂直分界屏障线，左右两侧据此则可以向中间靠拢。当然实现这个效果也可以使用Guideline，需要根据具体需求进行选择。

属性说明

barrierDirection: 屏障所在的位置，可设置的值有：start、end、left、right、top、bottom。
constraint_referenced_ids: 屏障引用的控件，可设置多个(用逗号“,”隔开)。

// 省略部分代码
<!-- 图中width变化为50和150切换 -->
<TextView
    android:id="@+id/tvName"
    android:layout_width="150dp"
    android:text="name"
    app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

<TextView
    android:id="@+id/tvSchoolAddress"
    android:text="SchoolAddress"
    app:layout_constraintTop_toBottomOf="@id/tvName" />

<androidx.constraintlayout.widget.Barrier
    android:id="@+id/barrier"
    android:layout_width="wrap_content"
    android:layout_height="wrap_content"
    app:barrierDirection="right"
    app:constraint_referenced_ids="tvName,tvSchoolAddress" />

<TextView
    android:id="@+id/tvClassTime"
    android:text="ClassTime"
    app:layout_constraintLeft_toRightOf="@id/barrier" />

14.gif

4.3 Group

这个很容易理解，用于控制一组控件的是否显示，继承于ConstraintHelper。

使用时注意两点：一是组内某个控件设置View.setVisibility(int)来控制控件显示/隐藏时是无效的。二是控件存在于多个group中，只有最后一个生效。

属性说明

constraint_referenced_ids：以逗号分隔的ID列表来引用控件。

//  控件代码省略,通过group设置一组控件(id1、id2......)的显示状态
<androidx.constraintlayout.widget.Group
    android:id="@+id/group"
    android:layout_width="wrap_content"
    android:layout_height="wrap_content"
    app:constraint_referenced_ids="id1,id2"
    android:visibility="invisible"
    />

4.4 Circular positioning

圆形定位，以角度和半径距离约束控件中心相对于另一个控件中心。

属性说明

layout_constraintCircle: 引用的另一个控件(目标控件)ID值。
layout_constraintCircleRadius: 源控件的中心到其他控件(目标控件)中心的距离。
layout_constraintCircleAngle: 源控件应该处于哪个角度(以度为单位，从0到360)。

// 省略宽高边距等设置代码
<ImageView
    android:id="@+id/iv_header"
    android:layout_marginLeft="19dp"
    android:layout_marginTop="19dp"
    app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"
    app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

<ImageView
    android:id="@+id/iv_gender"
    app:layout_constraintCircle="@id/iv_header"
    app:layout_constraintCircleRadius="35dp"
    app:layout_constraintCircleAngle="140"/>

图片iv_gender在图片iv_header的140度角半径为35dp的位置上，效果如下：

15.png

5. Summary

嵌套层级少。当一个复杂布局中，有id强关联的，要复用比较难。所以需要在开发前进行拆分设计，复杂布局要分拆到不同的文件中。
可视化编辑: ConstraintLayout还有一个独立的编辑器，文章开始页展示了操作效果，只需要托拽就可以完成整个布局。
布局高效，轻松应对复杂布局，适配性好，有百分比布局、设置自身宽高比例，各种辅助组件。

减少测绘/布局时间，提升效率。性能检测方式如下：

// 1、记录每个帧的界面操作
window.addOnFrameMetricsAvailableListener(
        frameMetricsAvailableListener, frameMetricsHandler);

// 2、触发OnFrameMetricsAvailableListener回调
Window.OnFrameMetricsAvailableListener {
        _, frameMetrics, _ ->
        val frameMetricsCopy = FrameMetrics(frameMetrics);
        
        // 布局测量采用纳秒级
        val layoutMeasureDurationNs = 
                frameMetricsCopy.getMetric(FrameMetrics.LAYOUT_MEASURE_DURATION);

<font size=3 color=#999999>输出是最好的输入方式！</font>

Constraint Layout Practice and S

1. What is?

2. Why use?

3. Usage

3.1 Add ConstraintLayout to your project

3.2 Margin

3.3 Ratio

3.4 Chain

1) Spread(default)

2) Spread inside

3) Weighted

4) Packed

3.5 Center

3.6 Bias

4. 辅助工具

4.1 Guideline

4.2 Barrier

4.3 Group

4.4 Circular positioning

5. Summary

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