自定义View实现圆形水波进度条

作者: Code4Android | 来源:发表于2016-09-14 08:53 被阅读857次

每次听到某大牛谈论自定义View，顿时敬佩之心，如滔滔江水连绵不绝，心想我什么时候能有如此境界，好了，心动不如行动，于是我开始了自定义View之路，虽然过程有坎坷，但是结果我还是挺满意的。我知道大牛还遥不可及，但是我已使出洪荒之力。此篇博客记录本人初入自定义View之路。

既然是初出茅庐，自然是按部就班的进行,先来一张效果图

这里写图片描述

项目源码【传送门】

自定义属性

自定义属性，就是在资源文件夹下values目录中创建一个attrs.xml文件，
文件结构如下所示，atrr标签就是我们要自定义的一些属性，name就是自定义属性的名字，那么format是做什么的呢？

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<resources>
    <declare-styleable name="">
        <attr name="centerText" format=""></attr>
        <attr name=" ">
            <enum name=""  value=" "></enum>
            <enum name="" value=" "></enum>
        </attr>
    </declare-styleable>
</resources>

format是属性对应的值的类型，有十个值

enm 枚举类型，例 android:orientation="vertical" 此值有horizontal，和 vertical
dimension 尺寸值
color 颜色值，例 android:textColor = "#00FF00"
boolean 布尔值，true or false
flag 位或运算
float 浮点型
fraction 百分数，
reference 参考某一资源ID,例 android:background = "@drawable/ic_launcher"
string 字符串类型
integer 整型值

知道了这些值得含义，就可以自定义我们自己的属性了，对于这个进度条，我们可以自定义圆的半径，颜色，和圆中心文本的大小，颜色，文本，最后attrs.xml文件为

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<resources>
    <declare-styleable name="CustomBallView">
        <attr name="centerText" format="string"></attr>
        <attr name="centerTextSize" format="dimension"></attr>
        <attr name="centerTextColor" format="color"></attr>
        <attr name="ballColor" format="color"></attr>
        <attr name="ballRadius" format="dimension"></attr>
    </declare-styleable>
</resources>

布局文件配置相关内容

在布局文件要配置我们自定义的属性，首先要自定义命名空间，

这里写图片描述
如上图，如果在as中命名空间写成http://schemas.android.com/apk/res/包名此时as会报错，这是gradle造成的，在eclipse中如果自定义的属性是不能用res-auto的必须得替换成你自定义view所属的包名，如果你在恰好使用的自定义属性被做成了lib 那就只能使用res-auto了，而在android-studio里，无论你是自己写自定义view 还是引用的lib里的自定义的view 都只能使用res-auto这个写法。以前那个包名的写法在android-studio里是被废弃无法使用的
所以配置后的布局文件如下

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:customBallView="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical"
    tools:context="com.example.xh.customball.MainActivity"
    tools:showIn="@layout/activity_main">

    <TextView
        android:id="@+id/textView"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:visibility="gone"
        android:text="Hello World!" />

    <com.example.xh.customball.CustomBall
        android:background="@color/colorPrimary"
        android:layout_centerInParent="true"
        android:layout_margin="10dp"
        customBallView:centerText="30%"
        customBallView:centerTextSize="28dp"
        customBallView:centerTextColor="#000000"
        customBallView:ballColor="@color/colorAccent"
        customBallView:ballRadius="30dp"
        android:layout_width="260dp"
        android:layout_height="260dp">
    </com.example.xh.customball.CustomBall>
</LinearLayout>

自定义控件

有了上边的操作，接下来就开始到了真正自定义控件的时候了，创建一个CustomBall类继承View类，先看构造方法，我们写成构造方法最终调用三个参数的构造方法，获取自定义属性的值及初始化工作就在三个参数构造方法中进行。下面我先先来绘制一个圆，文字画在圆心试试手，效果如图

这里写图片描述

当然绘制这个图形，首先获取我们自定义属性值，可通过下面获取属性值
注意通过TypedArray 获取属性值后要执行typedArray.recycle();回收内存，防止内存泄漏。

/**
* 获取自定义属性
*/
TypedArray typedArray=context.obtainStyledAttributes(attrs,R.styleable.customBallView);
        centerText=typedArray.getString(R.styleable.customBallView_centerText);
        Log.e("TAG","centerText"+centerText);
        centerTextSize=typedArray.getDimension(R.styleable.customBallView_centerTextSize,24f);
        centerTextColor=typedArray.getColor(R.styleable.customBallView_centerTextColor,0xFFFFFF);
        ballColor=typedArray.getColor(R.styleable.customBallView_ballColor,0xFF4081);
        radius=typedArray.getDimension(R.styleable.customBallView_ballRadius,260f);
        typedArray.recycle();

初始化画笔

    /**
     * 初始化画笔
     */
    private void initPaint() {
        roundPaint = new Paint();
        roundPaint.setColor(ballColor);
        roundPaint.setAntiAlias(true);//抗锯齿
        fontPaint = new Paint();
        fontPaint.setTextSize(centerTextSize);
        fontPaint.setColor(centerTextColor);
        fontPaint.setAntiAlias(true);
        fontPaint.setFakeBoldText(true);//粗体

    }

接下来我们先画一个圆，先通过下面方法获取空间本身的宽和高，然后调用canvas.drawCircle(width/2, height/2, radius, roundPaint);画圆，在原点设置为控件中心位置，即点（width/2, height/2），半径为radius，画笔roundPaint，接下来绘制文字，将位子绘制在圆的中心。

        width = getWidth() ;
        height = getHeight();

如果我们通过canvas.drawText(centerText, width/2, height/2, fontPaint);绘制文字的话，发现文字并不是在中心位置，那么我们可以做一下调整，canvas.drawText(centerText, width/2, height/2, fontPaint);先通过float textWidth = fontPaint.measureText(centerText);获取文字的宽度，canvas.drawText(centerText, width/2-textWidth /2, height/2, fontPaint);此时文字依然不在中心，那么此时我们研究一下文字到底是怎么绘制的，为什么坐标试试中心了，绘制出来的效果依然有偏差呢。

要关注文字绘制的话，FontMetrics这个类是必须要知道的因为它的作用是测量文字，它里面呢就定义了top,ascent,descent,bottom,leading五个成员变量其他什么也没有。先看源码

public static class FontMetrics {
        /**
         * The maximum distance above the baseline for the tallest glyph in
         * the font at a given text size.
         */
        public float   top;
        /**
         * The recommended distance above the baseline for singled spaced text.
         */
        public float   ascent;
        /**
         * The recommended distance below the baseline for singled spaced text.
         */
        public float   descent;
        /**
         * The maximum distance below the baseline for the lowest glyph in
         * the font at a given text size.
         */
        public float   bottom;
        /**
         * The recommended additional space to add between lines of text.
         */
        public float   leading;
    }

这个类是Paint的静态内部类，通过注释我们就知道了每个变量的含义，为了更生动的理解这几个变量含义，我们通过下面的一张图来分别解释每个变量的含义

这里写图片描述

Baseline（基线）在Android中，文字的绘制都是从Baseline处开始的
ascent（上坡度）Baseline往上至文字“最高处”的距离我们称之为ascent，
descent（下坡度）Baseline往下至文字“最低处”的距离我们称之为descent（下坡度）
leading（行间距）表示上一行文字的descent到该行文字的ascent之间的距离
top 对于ascent上面还有一部分内边距，内边距加上ascent即为top值
bottom descent和内边距的加上descent距离

值得注意的一点，Baseline上方的值为负，下方的值为正如下图文字30%的ascent,descent，top,bottom。

这里写图片描述

通过上面的分析，我们就得出了将文本绘制中心的代码如下

//测量文字的宽度
float textWidth = fontPaint.measureText(centerText);
        float x = width / 2 - textWidth / 2;
        Paint.FontMetrics fontMetrics = fontPaint.getFontMetrics();
        float dy = -(fontMetrics.descent + fontMetrics.ascent) / 2;
        float y = height / 2  + dy;
        canvas.drawText(centerText, x, y, fontPaint);

至此这个简单自定义的View基本实现，此时我改了布局配置文件为宽高

        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"

或者

        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"

Oh my God，为什么效果是一样的啊，此时再回到自定义的类，我们发现我们没有实现onMeasure里面测量的代码，接下来让我们实现onMeasure操作，如下

    @Override
    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
        super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
        //测量模式
        int widthMode = MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec);
        int heightMode = MeasureSpec.getMode(heightMeasureSpec);
        //测量规格大小
        int widthSize = MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec);
        int heightSize = MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec);

        int width;
        int height;
        if (widthMode == MeasureSpec.EXACTLY) {
            width=widthSize;
        } else if (widthMode == MeasureSpec.AT_MOST) {
            width=(int)Math.min(widthSize,radius*2);
        } else {

            width=windowWidth;
        }
        if (heightMode == MeasureSpec.EXACTLY) {
            height=heightSize;
        } else if (heightMode == MeasureSpec.AT_MOST) {
            height=(int)Math.min(heightSize,radius*2);
        } else {
            height=windowHeight;
        }
        setMeasuredDimension(width,height);
    }

测量主要依靠MeasureSpec，MeasureSpec（测量规格）是一个32位的int数据.其中高2位代表SpecMode即某种测量模式,低32位为SpecSize代表在该模式下的规格大小，测量模式有三种

EXACTLY 确切的，在布局文件中设置的宽高是固定的，此时测量大小就是我们设置的宽高
AT_MOST 至多，不能超出
UNSPECIFIED 未指定

MeasureSpec的详细解释

通过上面的分析，绘制此图形的完整代码为点击查看

控件升级

上面我们已经实现了圆形和文本的绘制，那么接下来，我们先开始实现中心新进度的更新绘制。先看效果图

这里写图片描述

通过效果图，我们看到实现此效果就是不断的更新进度值，然后重绘，，那么我们只需开启一个线程实现更新进度值，为了更好的控制我们再加点击事件，当单机时开始增大进度，双击时暂停进度，并弹出Snackbar，其中有一个重置按钮，点击重置时将进度设置为0，重绘界面。

响应点击事件
因为要实现双击事件，我们可以直接用GestureDetector（手势检测），通过这个类我们可以识别很多的手势，主要是通过他的onTouchEvent(event)方法完成了不同手势的识别GestureDetector里有一个内部类 SimpleOnGestureListener。SimpleOnGestureListener类是GestureDetector提供给我们的一个更方便的响应不同手势的类，这个类实现了上述两个接口（OnGestureListener, OnDoubleTapListener，但是所有的方法体都是空的），该类是static class，也就是说它实际上是一个外部类。程序员可以在外部继承这个类，重写里面的手势处理方法

    public static class SimpleOnGestureListener implements OnGestureListener, OnDoubleTapListener,
            OnContextClickListener {
//单击抬起
        public boolean onSingleTapUp(MotionEvent e) {
            return false;
        }
//长按
        public void onLongPress(MotionEvent e) {
        }
//滚动
        public boolean onScroll(MotionEvent e1, MotionEvent e2,
                float distanceX, float distanceY) {
            return false;
        }
//快速滑动
        public boolean onFling(MotionEvent e1, MotionEvent e2, float velocityX,
                float velocityY) {
            return false;
        }
//
        public void onShowPress(MotionEvent e) {
        }

        public boolean onDown(MotionEvent e) {
            return false;
        }

        public boolean onDoubleTap(MotionEvent e) {
            return false;
        }

        public boolean onDoubleTapEvent(MotionEvent e) {
            return false;
        }

        public boolean onSingleTapConfirmed(MotionEvent e) {
            return false;
        }

        public boolean onContextClick(MotionEvent e) {
            return false;
        }
    }

下面是我们自定继承SimpleOnGestureListener，由于我们只要响应单击和双击事件，那么我们只需要重写onDoubleTap双击（），onSingleTapConfirmed（单击）方法即可，

    public class MyGestureDetector extends GestureDetector.SimpleOnGestureListener {

        @Override
        public boolean onDoubleTap(MotionEvent e) {
            getHandler().removeCallbacks(singleTapThread);
            singleTapThread=null;
            Snackbar.make(CustomBall.this, "暂停进度，是否重置进度？", Snackbar.LENGTH_LONG).setAction("重置", new OnClickListener() {
                @Override
                public void onClick(View v) {
                    currentProgress=0;
                    invalidate();
                }
            }).show();
            return super.onDoubleTap(e);
        }

        @Override
        public boolean onSingleTapConfirmed(MotionEvent e) {
            Snackbar.make(CustomBall.this, "单机了", Snackbar.LENGTH_LONG).setAction("Action", null).show();
            startProgressAnimation();
            return super.onSingleTapConfirmed(e);
        }
    }

当点击时Snackbar做个提醒单击了View,然后调用startProgressAnimation（）方法初始化一个线程，通过postDelayed将线程加入的消息队列，延迟100ms执行，通过singleTapThread == null判断条件，避免过多的创建对象

    private void startProgressAnimation() {
        if (singleTapThread == null) {
            singleTapThread = new SingleTapThread();
            getHandler().postDelayed(singleTapThread, 100);
        }
    }

我们将SingleTapThread 实现Runnable接口，在run方法里书写我们的处理逻辑，其实很简单，先判断当前进度值是不是大于最大进度（100），如果小于最大的值，我们就将currentProgress（当前进度值）加1的操作，然后调用invalidate()方法重绘界面，之后还需要再次将线程加入消息队列，依然延迟100ms执行。对于当如果当前进度已经加载到100%,此时我们将此线程从消息队列移除。

    private class SingleTapThread implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            if (currentProgress < maxProgress) {
                currentProgress++;
                invalidate();
                getHandler().postDelayed(singleTapThread, 100);

            } else {
                getHandler().removeCallbacks(singleTapThread);
            }
        }
    }

接下来还需要注册事件，我们可以在onDraw()方法中通过GestureDetector的构造方法可以将自定义的MyGestureDetector对象传递进去，然后通setOnTouchListener设置监听器，这样GestureDetector能处理不同的手势了

      if (detector==null){
            detector = new GestureDetector(new MyGestureDetector());
            setOnTouchListener(new OnTouchListener() {
                @Override
                public boolean onTouch(View v, MotionEvent event) {
                    return detector.onTouchEvent(event);
                }
            });

        }

还有最重要的一点是，View默认是不可点击的，所以我们需要 setClickable(true)设置View可点击的，OK，到这里我们就完成的中心进度值得更新，接下来就开始绘制里面的波浪形状，效果图如下

这里写图片描述

实现水波浪效果

水波纹效果是通过二阶贝塞尔曲线实现的，先简单看下什么是贝塞尔曲线

在数学的数值分析领域中，贝塞尔曲线（英语：Bézier curve）是电脑图形学中相当重要的参数曲线。更高维度的广泛化贝塞尔曲线就称作贝塞尔曲面，其中贝塞尔三角是一种特殊的实例。
贝塞尔曲线于1962年，由法国工程师皮埃尔·贝塞尔（Pierre Bézier）所广泛发表，他运用贝塞尔曲线来为汽车的主体进行设计。贝塞尔曲线最初由Paul de Casteljau于1959年运用de Casteljau算法开发，以稳定数值的方法求出贝塞尔曲线 - - - - -维基百科

线性贝塞尔曲线
给定点P0、P1，线性贝塞尔曲线只是一条两点之间的直线。这条线由下式给出：

这里写图片描述

绘制效果为

这里写图片描述

二次方贝塞尔曲线
二次方贝塞尔曲线的路径由给定点P0、P1、P2的函数B（t）追踪：

这里写图片描述

三次方贝塞尔曲线
P0、P1、P2、P3四个点在平面或在三维空间中定义了三次方贝塞尔曲线。曲线起始于P0走向P1，并从P2的方向来到P3。一般不会经过P1或P2；这两个点只是在那里提供方向资讯。P0和P1之间的间距，决定了曲线在转而趋进P2之前，走向P1方向的“长度有多长”。
曲线的参数形式为：

这里写图片描述

当然贝塞尔曲线是一个很复杂的东西，他可以延伸N阶贝塞尔曲线，如果想要真正搞明白，想自定义比较复杂或者比较酷炫的动画，那高等数学知识必须要搞明白，很多时候，我们只需要了解二次贝塞尔曲线就可以了，或者说，即使贝塞尔曲线不是那么熟悉，也不用怕，android API 封装了常用的贝塞尔曲线，我们只需要传入坐标就可以实现很多动画。

首先我们需要初始化贝塞尔曲线区域的画笔设置。其中重要的一点就是setXfermode()方法，此方法可以设置与其他绘制图形的交集，合集,补集等运算，在这个项目中，我们使用了交集（绘制贝塞尔曲线区域和圆区域的交集）

       progressPaint = new Paint();
        progressPaint.setAntiAlias(true);
        progressPaint.setColor(progressColor);
        //取两层绘制交集。显示上层
        progressPaint.setXfermode(new                 PorterDuffXfermode(PorterDuff.Mode.SRC_IN));

初始化画笔后，就开始绘制我们的图形，先初始化一个
宽和高都为radius * 2的正方形画布作为缓冲区画布，我们可以先在缓冲区画布绘制，绘制完成后一次再绘制到画布上。

        bitmap = Bitmap.createBitmap((int) radius * 2, (int) radius * 2, Bitmap.Config.ARGB_8888);

        bitmapCanvas = new Canvas(bitmap);

然后绘制圆心（width / 2, height / 2）半径为radius的圆

bitmapCanvas.drawCircle(width / 2, height / 2, radius, roundPaint);

水波从圆的最下方开始（进度为0）,到最上方（进度最大值maxProgress）结束，那么我们需要根据当前进度值动态计算水波的高度

 float y = (1 - (float) currentProgress / maxProgress) * radius * 2

这里写图片描述

如图，我们就可以先将path.lineTo将每个点连起来,可以先从（width,y）绘制，那么需要调用path.moveTo(width, y);方法将操作点移动到该坐标上，接下下就开始依次连接其余三个点（width,height）,(0,height),(0,y)。由于我们之前画笔设置的是取交集（progressPaint.setXfermode(new PorterDuffXfermode(PorterDuff.Mode.SRC_IN))），所以此时会绘制与圆相交的部分，也就是圆内的部分。

这里写图片描述

下面就是绘制贝塞尔曲线

            path.rQuadTo(space, -d, space * 2, 0);
            path.rQuadTo(space, d, space * 2, 0);

第一个是绘制向下弯曲，第二个是绘制向上弯曲。为了从左到右都绘制曲线，我们根据圆的直径计算一下，需要几次才能平铺，然后循环执行上面两句，直到平铺圆形区域，为了展示当进度增大时将波纹幅度降低的效果（直到进度为100%,幅度降为0）我们根据当前进度值动态计算了幅度值，计算方法如下

float d = (1 - (float) currentProgress / maxProgress) *space;

由于我们需要以实心的方式绘制区域，那么我们调用
path.close();将所画区域封闭，也就是实心的效果。

        path.close();
        bitmapCanvas.drawPath(path, progressPaint);

Ok，到这里，自定义的水波形状的进度条就完成了，再次上效果图
（注：此水波左右移动是后来加的效果，具体实现点击代码查看）

这里写图片描述

由于本人目前水平有限，文字若有不足的地方，欢迎指正,谢谢。

自定义View实现圆形水波进度条

项目源码【传送门】

自定义属性

布局文件配置相关内容

自定义控件

控件升级

实现水波浪效果

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