Android 自定义View之: 时钟控件

学习自定义View,遂动手写了一个时钟控件,欢迎批评指正。

首先上效果图:


image

GitHub地址 代码下载

首先,按需求分析思路:

绘制步骤

  1. 绘制大圆圈、刻度、
  2. 绘制数字
  3. 绘制指针

其他操作

  • 自动开启计时
  • 适配wrap_content和固定width、height值;
  • 自定义属性:时钟颜色、各个刻度颜色、三种指针颜色等

接下来按步骤绘制:

我们先看onDraw方法中我们的操作,这里对应我们上面说的步骤:

@Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        super.onDraw(canvas);
        // 坐标原点移动到View 中心
        canvas.translate(mCenterX, mCenterY);
        drawCircle(canvas);
        drawText(canvas);
        drawPointer(canvas);
    }

绘制圆圈和刻度

/**
     * 绘制时钟的圆形和刻度
     */
    private void drawCircle(Canvas canvas) {

        mDefaultPaint.setStrokeWidth(mDefaultScaleWidth);
        mDefaultPaint.setColor(mClockColor);

        canvas.drawCircle(0, 0, mRadius, mDefaultPaint);

        for (int i = 0; i < 60; i++) {
            if (i % 5 == 0) { // 特殊时刻

                mDefaultPaint.setStrokeWidth(mParticularlyScaleWidth);
                mDefaultPaint.setColor(mColorParticularyScale);

                canvas.drawLine(0, -mRadius, 0, -mRadius + mParticularlyScaleLength, mDefaultPaint);

            } else {          // 一般时刻

                mDefaultPaint.setStrokeWidth(mDefaultScaleWidth);
                mDefaultPaint.setColor(mColorDefaultScale);

                canvas.drawLine(0, -mRadius, 0, -mRadius + mDefaultScaleLength, mDefaultPaint);

            }
            canvas.rotate(6);
        }
    }

这里主要有两点:

1、表示小时的刻度,我们作为特殊刻度,其线的长度、宽度、颜色,与普通刻度做区别;

2、每次绘制完一个刻度,我们调用canvas.rotate(6)方法,让其旋转6度(360度/60),这样绘制起来比较方便,避免了计算每一个刻度的坐标值。

绘制文字:

 /**
     * 绘制特殊时刻(12点、3点、6点、9点)的文字
     */
    private void drawText(Canvas canvas) {

        setTextPaint();

        Paint.FontMetrics fontMetrics = mTextPaint.getFontMetrics();

        // 文字顶部与基线距离
        float ascent=Math.abs(fontMetrics.ascent);
        // 文字底部与基线距离
        float descent=Math.abs(fontMetrics.descent);
        // 文字高度
        float fontHeight = ascent+descent;
        // 文字竖直中心点距离基线的距离;
        float offsetY = fontHeight / 2 - Math.abs(fontMetrics.descent);
        // 文字宽度
        float fontWidth;

        // drawText(@NonNull String text, float x, float y, @NonNull Paint paint) 参数:y,为基线的y坐标,并非文字左下角的坐标
        // 文字距离圆圈的距离为 特殊刻度长度+宽度

        String h = "12";
        // y轴坐标为: -(半径-特殊刻度长度-特殊刻度宽度(作为间距)-文字顶部距离基线的距离)
        float y=-(mRadius-mParticularlyScaleLength-mParticularlyScaleWidth-ascent);
        canvas.drawText(h, 0,y, mTextPaint);

        h = "3";
        fontWidth = mTextPaint.measureText(h);
        // y轴坐标为: 半径-特殊刻度长度-特殊刻度宽度(作为间距)-文字长度/2(绘制原点在文字横向中心)
        y=mRadius - mParticularlyScaleLength-mParticularlyScaleWidth - (fontWidth / 2);
        canvas.drawText(h,y, 0 + offsetY, mTextPaint);

        h = "6";
        // y轴坐标为: 半径-特殊刻度长度-特殊刻度宽度(作为间距)-文字底部与基线的距离
        y=mRadius - mParticularlyScaleLength -mParticularlyScaleWidth-descent;
        canvas.drawText(h, 0,y, mTextPaint);

        h = "9";
        fontWidth = mTextPaint.measureText(h);
        // y轴坐标为: -(半径-特殊刻度长度-特殊刻度宽度(作为间距)-文字长度/2(绘制原点在文字横向中心))
        y= -(mRadius - mParticularlyScaleLength -mParticularlyScaleWidth -(fontWidth/2));
        canvas.drawText(h,y, 0 + offsetY, mTextPaint);
    }

    private void setTextPaint(){
        mTextPaint.setStrokeWidth(mDefaultScaleWidth / 2);
        mTextPaint.setTextSize(mParticularlyScaleWidth * 4);
        // 文字绘制中心点移动到横向中心
        mTextPaint.setTextAlign(Paint.Align.CENTER);
    }

这里只绘制了四个时间的文字,但是这四个数字坐标规则都不相同,我们需要分开绘制;

首先,我们了解一下文字绘制方法:

canvas. drawText(String text, float x, float y,Paint paint)

这里的x和y就是文字绘制的坐标,如图:(图片来自http://www.gcssloop.com/customview/Canvas_PictureText

image

这里看上去,x和y像是文字左下角的坐标,可是,这里其实是文字的基线(BaseLine )起点的的坐标,什么是基线呢?

我们先了解Paint.FontMetrics 类,他是用来描述文字的上下高度的类,包含属性如下:


FontMetrics类

图解(来源见水印):


FontMetrics
FontMetrics

对照着这两个图,再看代码的时候,应该就懂了。

绘制指针:

/**
     * 绘制指针
     */
    private void drawPointer(Canvas canvas) {

        drawHourPointer(canvas);
        drawMinutePointer(canvas);
        drawSecondPointer(canvas);

        mPointerPaint.setColor(mClockColor);
        // 绘制中心原点,需要在指针绘制完成后才能绘制
        canvas.drawCircle(0, 0, mPointRadius, mPointerPaint);
    }

首先绘制时针,我们可以联想一下,当现在时间是3:30的时候,时针应该在那个位置呢?指在3上吗?不是的,因为现在已经是45分了,时针应该在3到4之间,在二分之一的位置,更精确一点的话,我们还要考虑秒针的状态。那么,我们就可以通过当前时间,算出指针与x轴的角度,从而通过三角函数,计算出指针的目标坐标值:

/**
     * 绘制时针
     */
    private void drawHourPointer(Canvas canvas) {

        mPointerPaint.setStrokeWidth(mHourPointerWidth);
        mPointerPaint.setColor(mColorHourPointer);

        // 当前时间的总秒数
        float s = mH * 60 * 60 + mM * 60 + mS;
        // 百分比
        float percentage = s / (12 * 60 * 60);
        // 通过角度计算弧度值,因为时钟的角度起线是y轴负方向,而View角度的起线是x轴正方向,所以要加270度
        float angle = 270 + 360 * percentage;

        float x = (float) (mHourPointerLength * Math.cos(Math.PI * 2 / 360 * angle));
        float y = (float) (mHourPointerLength * Math.sin(Math.PI * 2 / 360 * angle));

        canvas.drawLine(0, 0, x, y, mPointerPaint);
    }

    /**
     * 绘制分针
     */
    private void drawMinutePointer(Canvas canvas) {

        mPointerPaint.setStrokeWidth(mMinutePointerWidth);
        mPointerPaint.setColor(mColorMinutePointer);

        float s = mM * 60 + mS;
        float percentage = s / (60 * 60);
        float angle = 270 + 360 * percentage;

        float x = (float) (mMinutePointerLength * Math.cos(Math.PI * 2 / 360 * angle));
        float y = (float) (mMinutePointerLength * Math.sin(Math.PI * 2 / 360 * angle));

        canvas.drawLine(0, 0, x, y, mPointerPaint);
    }

    /**
     * 绘制秒针
     */
    private void drawSecondPointer(Canvas canvas) {

        mPointerPaint.setStrokeWidth(mSecondPointerWidth);
        mPointerPaint.setColor(mColorSecondPointer);

        float s = mS;
        float percentage = s / 60;
        float angle = 270 + 360 * percentage;

        float x = (float) (mSecondPointerLength * Math.cos(Math.PI * 2 / 360 * angle));
        float y = (float) (mSecondPointerLength * Math.sin(Math.PI * 2 / 360 * angle));

        canvas.drawLine(0, 0, x, y, mPointerPaint);
    }

到这里,自定义View的绘制部分已完成,下面就是属于一些自定义View中经常用到的操作;

其他操作

开启计时

当然,时钟是动态的,每一秒都在变化,我们需要在线程中不断刷新当前View:

/**
     * 开始计时
     */
    private void startTime() {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    getTime();
                }
            }
        }).start();
    }

    /**
     * 获取当前系统时间
     */
    private void getTime() {
        Calendar calendar = Calendar.getInstance();
        int hour = calendar.get(Calendar.HOUR);
        hour = hour % 12;
        int minute = calendar.get(Calendar.MINUTE);
        int second = calendar.get(Calendar.SECOND);

        if (hour != mH || minute != mM || second != mS) {
            setTime(hour, minute, second);
            postInvalidate();
        }
    }

    /**
     * 设置时间
     */
    private void setTime(int h, int m, int s) {
        mH = h;
        mM = m;
        mS = s;
    }

startTime()方法需要在构造方法中调用;

适配不同大小:

我们首先在onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec)中,对尺寸进行测量,并当wrap_content模式下,默认尺寸为48dp。

这部分代码基本每个自定义View中都会用到,比较通用,也比较常见,代码就不贴了,可以clone源码看一下。

而对于时钟的尺寸属性,我们可以通过与半径的比例计算,这样就比较好的适配了不同尺寸下的时钟大小:

 @Override
    protected void onSizeChanged(int w, int h, int oldw, int oldh) {
        super.onSizeChanged(w, h, oldw, oldh);
        mWidth = w;
        mHeight = h;
        mCenterX = w / 2;
        mCenterY = h / 2;
        mRadius = (float) (w / 2 * 0.8);

        initClockPointerLength();
    }

    /**
     * 根据控件的大小,初始化时钟刻度的长度和宽度、指针的长度和宽度、时钟中心点的半径
     */
    private void initClockPointerLength() {

        /*
        * 默认时钟刻度长=半径/10;
        * 默认时钟刻度宽=长/6;
        *
        * */
        mDefaultScaleLength = mRadius / 10;
        mDefaultScaleWidth = mDefaultScaleLength / 6;

        /*
        * 特殊时钟刻度长=半径/5;
        * 特殊时钟刻度宽=长/6;
        *
        * */
        mParticularlyScaleLength = mRadius / 5;
        mParticularlyScaleWidth = mParticularlyScaleLength / 6;

        /*
        * 时针长=半径/3;
        * 时针宽=特殊时钟刻度宽;
        *
        * */
        mHourPointerLength = mRadius / 3;
        mHourPointerWidth = mParticularlyScaleWidth;

         /*
        * 分针长=半径/2;
        * 分针宽=特殊时钟刻度宽;
        *
        * */
        mMinutePointerLength = mRadius / 2;
        mMinutePointerWidth = mParticularlyScaleWidth;

        /*
        * 秒针长=半径/3*2;
        * 秒针宽=默认时钟刻度宽;
        *
        * */
        mSecondPointerLength = mRadius / 3 * 2;
        mSecondPointerWidth = mDefaultScaleWidth;

        // 中心点半径=(默认刻度宽+特殊刻度宽)/2
        mPointRadius = (mDefaultScaleWidth + mParticularlyScaleWidth) / 2;
    }

自定义属性值

attr.xml:

<declare-styleable name="ClockView">
        <attr name="clockColor" format="color"/>
        <attr name="defaultScaleColor" format="color"/>
        <attr name="particularlyScaleColor" format="color"/>
        <attr name="hourPointerColor" format="color"/>
        <attr name="minutePointerColor" format="color"/>
        <attr name="secondPointerColor" format="color"/>
    </declare-styleable>

对应:

// 时钟颜色、默认刻度颜色、时刻度颜色、时针颜色、分针颜色、秒针颜色
    private int mClockColor,mColorDefaultScale,mColorParticularyScale,mColorHourPointer,
            mColorMinutePointer, mColorSecondPointer;

GitHub地址 代码下载

好了,这是自定义View系列的第一篇博文,后面会继续这方面的博文,共勉!

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