Android控件架构与自定义控件

作者: 张文靖同学 | 来源:发表于2017-08-31 00:16 被阅读28次

前言

最近在开发的路上越走越远了，每天在看各位大神公众号更新内容是自定义View的时候，一些小的内容有点模具，决定回过头来温习一下过往的内容。此篇也是根据android群英传来总结的一篇文章。

1 Android控件架构

Android的每个控件都是占一块矩形的区域，大致的分两类，继承View和ViewGroup，ViewGroup相当于一个容器，他可以管理多个字View，整个界面上的控件形成了一个树形结构，也就是我们常说的控件树，上层控件负责下层控件的测量和绘制，并且传递交互事件，通过findviewbyid（）这个方法来获取，其实就是遍历查找，在树形图的顶部都有一个ViewParent对象，这就是控制核心，所有的交互管理事件都是由它统一调度和分配，从而进行整个视图的控制

2 View的测量

我们想要绘制一个View，首先还是得知道这个View的大小，系统是如何把他绘制出来的，在Android中，我们要想绘制一个View，就必须要知道这个View的大小，然后告诉系统，这个过程在onMeasure()中进行。

Android给我们提供了一个设计短小精悍的类——MeasureSpec类，通过他来帮助我们测量View, MeasureSpec是一个32位的int值，其中高2位为测量模式，低30为测量的大小，在计算中使用位运算时为了提高并且优化效率
三种测量模式如下：

EXACTLY 精确值模式
表示父视图希望子视图的大小应该是由specSize的值来决定的，系统默认会按照这个规则来设置子视图的大小，开发人员当然也可以按照自己的意愿设置成任意的大小。
AT_MOST最大值模式
控件的尺寸不超过父控件允许的最大尺寸即可
UNSPECIFIED
表示开发人员可以将视图按照自己的意愿设置成任意的大小，没有任何限制。这种情况比较少见，不太会用到。

一份模板代码：

private int measureWidth(int measureSpec) {
        int result = 0;
        int specMode = MeasureSpec.getMode(measureSpec);
        int specSize = MeasureSpec.getSize(measureSpec);

        if (specMode == MeasureSpec.EXACTLY) {
            result = specSize;

        } else {
            result = 200;
            if (specMode == MeasureSpec.AT_MOST) {
                result = Math.min(result, specSize);
            }
        }
        return result;
    }

3 View的绘制

Canvas顾名思义，画布的意思，而onDraw()就一个参数，就是Canvas了，我们要在其他地方绘制的话，就需要new对象了

Canvas canvas = new Canvas(Bitmap);

//绘制直线
canvas.drawLine(float startX, float startY, float stopX, float stopY, Paint paint);
//绘制矩形
canvas.drawRect(float left, float top, float right, float bottom, Paint paint);
//绘制圆形
canvas.drawCircle(float cx, float cy, float radius, Paint paint);
//绘制字符
canvas.drawText(String text, float x, float y, Paint paint);
//绘制图形
canvas.drawBitmap(Bitmap bitmap, float left, float top, Paint paint);

4 ViewGroup的测量

前面也说过，ViewGroup是老大，他是用来管理View的，包括View的大小什么的，当我们的ViewGroup大小是包裹内容的时候，实际上ViewGroup会遍历所有的子View，来获取View的大小，从而决定自身的大小，而在其他模式下，会通过具体的值来自定自身的大小

ViewGroup遍历所有的View会调用所有的View的onMeasure()方法来获取测量结果,当子View测量完毕之后，，就需要将子View放在合适的地方，这部分是由onLayout()来进行的，在我们自定义ViewGroup的时候，一般都要重写onLayout()方法控制子View显示位置的逻辑，同样，如果需要wrap_content属性，那就必须重写onLayout()方法了，这点和View是相同的

5 ViewGroup的绘制

ViewGroup在一般情况下是不会绘制的，因为他本身没有需要绘制的东西，如果不是指定ViewGroup的背景颜色，他连onDraw()都不会调用，但是ViewGroup会使用dispatchDraw()来绘制其他子View，其过程同样是遍历所哟普的子View,并调用子View的绘制方法来完成绘制的

6 自定义View

自定义View一直是个难点，Android自带的控件很难满足我们的需求，所欲我们需要重写控件或者自定义一个View，但是一般强大的View，都还是存在少许的bug的，而且现在Android ROM的多样性，适配问题也越来越麻烦了，当然，自定义View你熟悉之后，可以了解系统绘制控件的原理，而且能让你的APP更加美观，强大。

在View中通常有以下比较重要的回调方法
首先,我们应该了解一下比较重要的回调方法:

onDraw() 绘制View的显示内容
onMeasure() 使用此方法时多是该View支持wrap_content属性
onFinishInflate() 从XML加载组件后回调
onSizeChanged() 组件大小改变后回调
onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec)回调该方法进行测量
onLayout(boolean changed, int left, int top, int right, int bottom)回调该方法确定显示位置
onTouchEvent(MotionEvent event) 监听到触摸事件时的回调

以上就是几种常用的回调的方法.上面的方法并不需要全部写出来，看个人需要，一般我们实现自定义控件有三种方法

对现有的控件进行扩展
通过组件来实现新的控件
重写View来实现全新的控件

6.1 对现有控件进行扩展
这是一个我们十分常用的一个方法，用来对现有的控件进行扩展，比如TextView需要渐变啊什么的，挺常用的，这里我们就来写一个小栗子，我們先來看下效果

    public class MyTextView extends TextView {
    private Paint mPaint1, mPaint2;

    public MyTextView(Context context) {
        super(context);
        initView();
    }

    public MyTextView(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
        initView();
    }

    public MyTextView(Context context, AttributeSet attrs,
                      int defStyleAttr) {
        super(context, attrs, defStyleAttr);
        initView();
    }

    private void initView() {
        mPaint1 = new Paint();
        mPaint1.setColor(getResources().getColor(
                android.R.color.holo_blue_light));
        mPaint1.setStyle(Paint.Style.FILL);
        mPaint2 = new Paint();
        mPaint2.setColor(Color.YELLOW);
        mPaint2.setStyle(Paint.Style.FILL);
    }

    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        // 绘制外层矩形
        canvas.drawRect(
                0,
                0,
                getMeasuredWidth(),
                getMeasuredHeight(),
                mPaint1);
        // 绘制内层矩形
        canvas.drawRect(
                10,
                10,
                getMeasuredWidth() - 10,
                getMeasuredHeight() - 10,
                mPaint2);
        canvas.save();
        // 绘制文字前平移10像素
        canvas.translate(10, 0);
        // 父类完成的方法，即绘制文本
        super.onDraw(canvas);
        canvas.restore();
    }}

一个稍微复杂的TextView：

这个可以利用LinearGradient，Shader，Matrix，来完成，来实现一个闪闪发光的闪动效果，我们充分的利用Shader渲染器，来设置一个不断变化的LinearGradient，首先我们要在onSizeChanged()方法中完成一些初始化操作

public class CoolTextView extends TextView {
    private int mViewWidth;
    //初始化画笔
    private Paint mPaint;
    //渲染器
    private LinearGradient mLinearGradient;
    //矩阵
    private Matrix matrix;

    private int mTranslate;



    public CoolTextView(Context context) {
        super(context);
    }

    public CoolTextView(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
    }

    @Override
    protected void onSizeChanged(int w, int h, int oldw, int oldh) {
        super.onSizeChanged(w, h, oldw, oldh);
        mPaint=new Paint();
        if (mViewWidth==0){
            mViewWidth=getMeasuredWidth();
            if (mViewWidth>0){
                //获取当前TextView的画笔
                mPaint=getPaint();
                //渲染器
                mLinearGradient=new LinearGradient(0,0,mViewWidth,0,
                        new int[]{Color.BLUE, 0xffffffff, Color.BLUE},
                        null, Shader.TileMode.CLAMP);
                mPaint.setShader(mLinearGradient);
                matrix=new Matrix();
            }
        }
    }

    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        super.onDraw(canvas);
        if (matrix!=null){
            //修改可以改变显示的速度
            mTranslate+=mViewWidth/10;
            if (mTranslate>1*mViewWidth){
                mTranslate=-mViewWidth;
            }
            matrix.setTranslate(mTranslate,0);
            mLinearGradient.setLocalMatrix(matrix);
            //每隔100毫秒闪动一下
            postInvalidateDelayed(100);
        }
    }
    /*
    LinearGradient参数:
    float x0: 渐变起始点x坐标
    float y0:渐变起始点y坐标
    float x1:渐变结束点x坐标
    float y1:渐变结束点y坐标
    int[] colors:颜色 的int 数组
    float[] positions: 相对位置的颜色数组,可为null,  若为null,可为null,颜色沿渐变线均匀分布
    Shader.TileMode tile: 渲染器平铺模式*/
}

**6.2 复合控件 **
创建一个复核人控件可以很好的创建出具有重要功能的控件集合，这种方式经常需要继承一个合适的ViewGroup，再给他添加指定功能的控件，从而组成一个新的合适的控件，通过这种方式创建的控件，我们一般都会给他指定的一些属性，让他具有更强的扩展性，下面就以一个TopBar为例子，讲解如何创建复合控件

定义属性
我们需要给他定义一些属性，这样的话，我们需要在values下新建一个attrs.xml文件

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<resources>
    <declare-styleable name="TopBar">
        <attr name="title" format="string" />
        <attr name="titleTextSize" format="dimension" />
        <attr name="titleTextColor" format="color" />
        <attr name="leftTextColor" format="color" />
        <attr name="leftBackground" format="reference|color" />
        <attr name="leftText" format="string" />
        <attr name="rightTextColor" format="color" />
        <attr name="rightBackground" format="reference|color" />
        <attr name="rightText" format="string" />
    </declare-styleable>
</resources>

我们在代码中是可以用< declare-styleable >标签去声明一些属性的，然后name相当于ID让我们的类可以找到，，确定好之后，我们新建一个类，就叫TopBarView

package com.zc.demo;

import android.content.Context;
import android.content.res.TypedArray;
import android.graphics.drawable.Drawable;
import android.util.AttributeSet;
import android.view.ViewGroup;

/**
 * TopBar
 * Created by Zc on 17/8/31.
 */
public class TopBarView extends ViewGroup {

    private int mLeftTextColor;
    private Drawable mLeftBackground;
    private String mLeftText;
    private int mRightTextColor;
    private Drawable mRightBackgroup;
    private String mRightText;
    private float mTitleSize;
    private int mTitleColor;
    private String mTitle;
    //带参构造方法
    public TopBarView(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);

        //通过这个方法，你可以从你的attrs.xml文件下读取读取到的值存储在你的TypedArray
        TypedArray ta = context.obtainStyledAttributes(attrs, R.styleable.TopBar);
        //读取出相应的值设置属性
        mLeftTextColor = ta.getColor(R.styleable.TopBar_leftTextColor, 0);
        mLeftBackground = ta.getDrawable(R.styleable.TopBar_leftBackground);
        mLeftText = ta.getString(R.styleable.TopBar_leftText);
        mRightTextColor = ta.getColor(R.styleable.TopBar_rightTextColor, 0);
        mRightBackgroup = ta.getDrawable(R.styleable.TopBar_rightBackground);
        mRightText = ta.getString(R.styleable.TopBar_rightText);
        mTitleSize = ta.getDimension(R.styleable.TopBar_titleTextSize, 10);
        mTitleColor = ta.getColor(R.styleable.TopBar_titleTextColor, 0);
        mTitle = ta.getString(R.styleable.TopBar_title);
        //获取完TypedArray的值之后，一般要调用recyle方法来避免重复创建时候的错误
        ta.recycle();
    }

6.3 重写View来实现全新的控件
当我们Android原生的控件不满足的话，我们可以继承原来的控件修改，也可以组合起来使用，更加可以继承View创建一个新的控件View

效果如图所示


public class CircleProgressView extends View {

    private int mMeasureHeigth;
    private int mMeasureWidth;

    private Paint mCirclePaint;
    private float mCircleXY;
    private float mRadius;

    private Paint mArcPaint;
    private RectF mArcRectF;
    private float mSweepAngle;
    private float mSweepValue = 66;

    private Paint mTextPaint;
    private String mShowText;
    private float mShowTextSize;

    public CircleProgressView(Context context, AttributeSet attrs,
                              int defStyleAttr) {
        super(context, attrs, defStyleAttr);
    }

    public CircleProgressView(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
    }

    public CircleProgressView(Context context) {
        super(context);
    }

    @Override
    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec,
                             int heightMeasureSpec) {
        mMeasureWidth = MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec);
        mMeasureHeigth = MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec);
        setMeasuredDimension(mMeasureWidth, mMeasureHeigth);
        initView();
    }

    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        super.onDraw(canvas);
        // 绘制圆
        canvas.drawCircle(mCircleXY, mCircleXY, mRadius, mCirclePaint);
        // 绘制弧线
        canvas.drawArc(mArcRectF, 270, mSweepAngle, false, mArcPaint);
        // 绘制文字
        canvas.drawText(mShowText, 0, mShowText.length(),
                mCircleXY, mCircleXY + (mShowTextSize / 4), mTextPaint);
    }

    private void initView() {
        float length = 0;
        if (mMeasureHeigth >= mMeasureWidth) {
            length = mMeasureWidth;
        } else {
            length = mMeasureHeigth;
        }

        mCircleXY = length / 2;
        mRadius = (float) (length * 0.5 / 2);
        mCirclePaint = new Paint();
        mCirclePaint.setAntiAlias(true);
        mCirclePaint.setColor(getResources().getColor(
                android.R.color.holo_blue_bright));


        mArcRectF = new RectF(
                (float) (length * 0.1),
                (float) (length * 0.1),
                (float) (length * 0.9),
                (float) (length * 0.9));
        mSweepAngle = (mSweepValue / 100f) * 360f;
        mArcPaint = new Paint();
        mArcPaint.setAntiAlias(true);
        mArcPaint.setColor(getResources().getColor(
                android.R.color.holo_blue_bright));
        mArcPaint.setStrokeWidth((float) (length * 0.1));
        mArcPaint.setStyle(Style.STROKE);

        mShowText = setShowText();
        mShowTextSize = setShowTextSize();
        mTextPaint = new Paint();
        mTextPaint.setTextSize(mShowTextSize);
        mTextPaint.setTextAlign(Paint.Align.CENTER);
    }

    private float setShowTextSize() {
        this.invalidate();
        return 50;
    }

    private String setShowText() {
        this.invalidate();
        return "Panda_Program";
    }

    public void forceInvalidate() {
        this.invalidate();
    }

    public void setSweepValue(float sweepValue) {
        if (sweepValue != 0) {
            mSweepValue = sweepValue;
        } else {
            mSweepValue = 25;
        }
        this.invalidate();
    }
}

在来一个例子效果如下所示

模拟音频输入

public class VolumeView extends View {

    private int mWidth;
    private int mRectWidth;
    private int mRectHeight;
    private Paint mPaint;
    private int mRectCount;
    private int offset = 5;
    private double mRandom;
    private LinearGradient mLinearGradient;

    public VolumeView(Context context) {
        super(context);
        initView();
    }

    public VolumeView(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
        initView();
    }

    public VolumeView(Context context, AttributeSet attrs,
                      int defStyleAttr) {
        super(context, attrs, defStyleAttr);
        initView();
    }

    private void initView() {
        mPaint = new Paint();
        mPaint.setColor(Color.BLUE);
        mPaint.setStyle(Paint.Style.FILL);
        mRectCount = 12; //条形数量
    }

    //条形的渐变色
    @Override
    protected void onSizeChanged(int w, int h, int oldw, int oldh) {
        super.onSizeChanged(w, h, oldw, oldh);
        mWidth = getWidth();
        mRectHeight = getHeight();
        mRectWidth = (int) (mWidth * 0.6 / mRectCount);
        mLinearGradient = new LinearGradient(
                0,
                0,
                mRectWidth,
                mRectHeight,
                Color.YELLOW,
                Color.BLUE,
                Shader.TileMode.CLAMP);
        mPaint.setShader(mLinearGradient);
    }

    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        super.onDraw(canvas);
        for (int i = 0; i < mRectCount; i++) {
            mRandom = Math.random();
            float currentHeight = (float) (mRectHeight * mRandom);
            canvas.drawRect(
                    (float) (mWidth * 0.4 / 2 + mRectWidth * i + offset),
                    currentHeight,
                    (float) (mWidth * 0.4 / 2 + mRectWidth * (i + 1)),
                    mRectHeight,
                    mPaint);
        }
        //300毫秒重新绘制一次
        postInvalidateDelayed(300);
    }
}

7 自定义ViewGroup

这个管理子View的管理者，我们来定义一下，通常我们自定义ViewGroup是需要onMeasure()来测量的，然后重写onLayout()来确定位置，重写onTouchEvent()来相应事件
接下来制作一个仿ScrollView的效果并且增加粘性事件。

public class MyScrollView extends ViewGroup {

    private int mScreenHeight;
    private Scroller mScroller;
    private int mLastY;
    private int mStart;
    private int mEnd;

    public MyScrollView(Context context) {
        super(context);
        initView(context);
    }

    public MyScrollView(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
        initView(context);
    }

    public MyScrollView(Context context, AttributeSet attrs,
                        int defStyleAttr) {
        super(context, attrs, defStyleAttr);
        initView(context);
    }

    private void initView(Context context) {
        WindowManager wm = (WindowManager) context.getSystemService(
                Context.WINDOW_SERVICE);
        DisplayMetrics dm = new DisplayMetrics();
        wm.getDefaultDisplay().getMetrics(dm);
        mScreenHeight = dm.heightPixels;
        mScroller = new Scroller(context);
    }

    @Override
    protected void onLayout(boolean changed,
                            int l, int t, int r, int b) {
        int childCount = getChildCount();
        // 设置ViewGroup的高度
        MarginLayoutParams mlp = (MarginLayoutParams) getLayoutParams();
        mlp.height = mScreenHeight * childCount;
        setLayoutParams(mlp);
        for (int i = 0; i < childCount; i++) {
            View child = getChildAt(i);
            if (child.getVisibility() != View.GONE) {
                child.layout(l, i * mScreenHeight,
                        r, (i + 1) * mScreenHeight);
            }
        }
    }

    @Override
    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec,
                             int heightMeasureSpec) {
        super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
        int count = getChildCount();
        for (int i = 0; i < count; ++i) {
            View childView = getChildAt(i);
            measureChild(childView,
                    widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
        }
    }

    @Override
    public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
        int y = (int) event.getY();
        switch (event.getAction()) {
            case MotionEvent.ACTION_DOWN:
                mLastY = y;
                mStart = getScrollY();
                break;
            case MotionEvent.ACTION_MOVE:
                if (!mScroller.isFinished()) {
                    mScroller.abortAnimation();
                }
                int dy = mLastY - y;
                if (getScrollY() < 0) {
                    dy = 0;
                }
                if (getScrollY() > getHeight() - mScreenHeight) {
                    dy = 0;
                }
                scrollBy(0, dy);
                mLastY = y;
                break;
            case MotionEvent.ACTION_UP:
                int dScrollY = checkAlignment();
                if (dScrollY > 0) {
                    if (dScrollY < mScreenHeight / 3) {
                        mScroller.startScroll(
                                0, getScrollY(),
                                0, -dScrollY);
                    } else {
                        mScroller.startScroll(
                                0, getScrollY(),
                                0, mScreenHeight - dScrollY);
                    }
                } else {
                    if (-dScrollY < mScreenHeight / 3) {
                        mScroller.startScroll(
                                0, getScrollY(),
                                0, -dScrollY);
                    } else {
                        mScroller.startScroll(
                                0, getScrollY(),
                                0, -mScreenHeight - dScrollY);
                    }
                }
                break;
        }
        postInvalidate();
        return true;
    }
    private int checkAlignment() {
        int mEnd = getScrollY();
        boolean isUp = ((mEnd - mStart) > 0) ? true : false;
        int lastPrev = mEnd % mScreenHeight;
        int lastNext = mScreenHeight - lastPrev;
        if (isUp) {
            //向上的
            return lastPrev;
        } else {
            return -lastNext;
        }
    }
    @Override
    public void computeScroll() {
        super.computeScroll();
        if (mScroller.computeScrollOffset()) {
            scrollTo(0, mScroller.getCurrY());
            postInvalidate();
        }
    }
}

8 事件拦截机制分析
这章讲的是一个事件拦截机制的一些基本概念，，当Android系统扑捉到用户的各种输入事件之后，如何准确的传递给真正需要这个事件的控件尼？其实Android提供了一套非常完善的事件传递，处理机制，来帮助开发者完成准确的事件分配和处理要想了解拦截机制，我们首先要知道什么事触摸事件，一般MotionEvent提供的手势，我们常用的几个DOWN,UP,MOVE什么的在MotionEvent中封装了很多东西，比如获取坐标点event.getX()和getRawX()获取
一般ViewGroup我们需要重写三个方法

@Override
    public boolean dispatchTouchEvent(MotionEvent ev) {
        return super.dispatchTouchEvent(ev);
    }

    @Override
    public boolean onInterceptTouchEvent(MotionEvent ev) {
        return super.onInterceptTouchEvent(ev);
    }

    @Override
    public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
        return super.onTouchEvent(event);
    }

而View则只要重写两个方法

 @Override
    public boolean dispatchTouchEvent(MotionEvent ev) {
        return super.dispatchTouchEvent(ev);
    }

    @Override
    public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
        return super.onTouchEvent(event);
    }

小结

至此空间架构与自定义控件基础内容就完成了，日后碰见有趣的自定义控件，我会更新在我的博客上，欢迎浏览

Android控件架构与自定义控件

前言

1 Android控件架构

2 View的测量

3 View的绘制

4 ViewGroup的测量

5 ViewGroup的绘制

6 自定义View

7 自定义ViewGroup

小结

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