教你步步为营掌握自定义ViewGroup

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0.9 2016.08.14 22:26* 字数 4086

本篇是《教你步步为营掌握自定义View》一文的姊妹篇。

一、自定义ViewGroup必须清楚的基本原理

在学习一个技术点的时候,我会先搞清楚它的基本原理,然后再动手编码,因为我希望对自己写的每一行代码最终将会怎样执行有精准的把握。否则,我写代码时就没有底气,就像在棉花堆上走路,每一步都会心里发虚。学习自定义ViewGroup当然也不例外。下面,我们就一起看看自定义ViewGroup的原理吧。

1、自定义ViewGroup本质上就干一件事-layout

通过上篇文章,我们知道ViewGroup是一个组合View,它与普通的基本View(只要不是ViewGroup,都是基本View)最大的区别在于,它可以容纳其他View,这些View既可以是基本View,也可以ViewGroup,但是在我们的ViewGroup眼中,不管是View还是ViewGroup,它们都抽象成了一个普通的View,ViewGroup的最最根本的职责就是,在自己内部,给它们每一个人找一个合适的位置,也就是调用它们的如下方法:

public void layout(int left, int top, int right, int bottom)

如下图所示:

ViewGroup-demo.png

这个方法,可谓是一箭双雕,既确定了子View的位置,也确定了子View的大小,请注意,这个大小是由我们的ViewGroup最后决定的分给该子View的屏幕区域大小,一般情况下,作为老大哥,我们的ViewGroup在设定这个大小时,会考虑子View的自身要求的,也就是它们measured的大小(getMeasuredWidth , getMeasuredHeight),通常最后给每个子View设定的大小就是它们所要求的大小,但这不是绝对的。假如有一个二愣子性格的ViewGroup,它宣称:“我所有的子View的大小都必须是30*30的尺寸!”,这种SB的ViewGroup在调用每个子View的layout方法时,通过让bottom-top=right-left=30,就把所有的子View最后占据的屏幕区域设定为30*30了,不管各个子View所要求的大小是多少,此时都没有任何用处了。当然,除了有特殊需求,我相信没人愿意用这种ViewGroup的,这里我们可以知道,我们自定义ViewGroup,大体上有两条路可选,一条就是让这个ViewGroup满足我们开发中的特定需求,这个时候,你可以随心所欲地去定义ViewGroup,反正我也只是自己用,不打算给别人用的。另一条就是自定义一个ViewGroup,提供给更多的人使用,这个时候,你就要遵守一些基本的规矩,让你的ViewGroup符合使用者的使用习惯和期望,这样大家才能愿意用你的ViewGroup。那么使用者使用一个ViewGroup最基本的期望是什么?我想,应该是使用者放入这个ViewGroup中的子View layout出来的尺寸和每个子View measured的尺寸相符。只有这样,才能确保使用者的每个子View顺利完成自己的交互任务。

对于上面的图,有两点非常容易让人产生误解,需要解释一下:

  • 关于left、right、top、bottom。它们都是坐标值,既然是坐标值,就要明确坐标系,这个坐标系是什么?我们知道,这些值都是ViewGroup设定的,那么,这个坐标系自然也是由ViewGroup决定的了。没错,这个坐标系就是以ViewGroup左上角为原点,向右x,向下y构建起来的。进一步我们又想问,ViewGroup的左上角又在哪里呢?我们知道,在ViewGroup的parent(也是ViewGroup)眼中,我们的ViewGroup就是一个普通的View,parent也会调用我们的ViewGroup的如下方法:
//注意,这个layout方法是ViewGroup的parent在layout我们的ViewGroup,
//不要和我们的ViewGroup layout自己的子View搞混了。
public void layout(int left, int top, int right, int bottom)

此时,我们的ViewGroup的左上角,就是在parent的坐标系内的点(left,top)。好奇的你可能又问,假如我们的ViewGroup没有parent,它的左上角在屏幕上的位置又该如何确定?上篇文章中,我们提到,系统控制的Window都有一个DecorView,我们所能创建的View也好,ViewGroup也好,都是它的儿子、孙子、重孙、重重孙......,所以不用担心我们的ViewGroup没有parent,至于DecorView左上角在屏幕上的位置,是由系统帮我们决定的,我们不用操那么多心。
由此我们看到,Google创建的这一套坐标系统非常的高效,只要确定DecorView左上角在屏幕上的位置,那么,所有的View在屏幕上的相对位置都可以精准地确定。

  • 第二点就是上图中代表ViewGroup的那个方框。这个方框是什么意思,是代表ViewGroup的大小吗?如果是的话,这个大小是不是ViewGroup在onMeasure方法中设定的各个子View大小的和?正确的答案是,这个方框是ViewGroup的parent在layout我们的ViewGroup时,给ViewGroup设定的大小,parent调用我们的ViewGroup的如下layout方法:
//注意,这个layout方法是ViewGroup的parent在layout我们的ViewGroup,
//不要和我们的ViewGroup layout自己的子View搞混了。
public void layout(int left, int top, int right, int bottom)

上图中,代表ViewGroup的方框的宽是上述方法中的right-left,方框的高是bottom-top。我们一般将这个宽高称为availableWidth和availableHeight(请记住这两个值,下面还要用到),它们表示的是我们的ViewGroup总共可以获得的屏幕区域大小(请仔细体会available的含义)。那么问题来了,假如我们的ViewGroup的parent是二球货,给我们的ViewGroup设定的宽高小于我们的ViewGroup measured的宽高,让我们的ViewGroup怎么优雅地layout自己的子View 呢?

答案是:我们的ViewGroup在layout自己的子View时,想怎么layout就怎么layout,可以diao,也可以不diao parent给自己设定的尺寸。

为什么是这样呢?既然可以不diao这个尺寸,为什么我们的ViewGroup还要辛苦地在onMeasure方法中计算每一个子View的宽高,还二乎乎地将它们的尺寸加起来,告诉它的parent呢?我头有点晕,让我歇一会儿。好吧,看张美图提提神!

图片来源网络-如侵删

2、为了优雅地layout,必须先把尺寸的问题搞明白

上文中,ViewGroup在自己的layout方法中,获得了parent给自己设定的尺寸大小,即availableWidth和availableHeight,这个值相当于parent告诉ViewGroup:“请以你的左上角为圆点,向右为x,向下为y的坐标系,给你的每一个子View确定位置和大小。我可以向你保证,这个坐标系中的点P1(0,0)、点P2(availableWidth,0)、点P3(0,availableHeight)、点P4(availableWidth,availableHeight)组成的方框区域内的子View都可以获得在手机屏幕(这里指硬件意义上的屏幕)上展示自己的机会。这个方框之外的子View,能不能在手机屏幕上展示自己,我就管不了了。”从这里我们看到,parent给我们的ViewGroup设定的尺寸,并不一定就完全对应着手机屏幕上的一块相同大小的区域,在有些情况下,parent给我们的ViewGroup设定的这个尺寸可能比整个手机屏幕还大。但是,parent仍然向我们保证,在该区域内layout的子View,都能获得在手机屏幕上展示自己的机会,parent是如何做到这一点的呢?答案是:通过parent的scroll功能。这里我们不详细叙述scroll,如果你不是很理解,请查看相关资料。

好奇的我们可能要问:“假如我是一个ViewGroup,我把一个子View的一部分layout在了parent给定的区域内,另一部分超出了该区域,这个子View是不是最多只能获得部分展示自己的机会?”不用怀疑,答案是:Yes!

你可能还要问:“那些完全被layout在parent限定的区域之外的子View怎么办呢?它们难道就该在无边黑暗中永不见天日吗?”这确实有点残酷,所以,作为一个ViewGroup,你可以有三个选择:
选择一:很简单,不要将子View 放到这个区域之外,万事大吉!
如果这个ViewGroup的子View数量太多,parent给限定的区域实在放不下它们怎么办?此时ViewGroup可以让子View重叠,以便所有的子View能够在parent限定的区域内layout出来。像下面这样:

dieluohan.jpg

选择二:让你的ViewGroup实现scroll功能,从而确保parent限定区域外的子View也能够有机会展示自己。
选择三:将你的ViewGroup的parent换成ScrollView。这样你的ViewGroup就不用自己实现scroll功能了。但是ScrollView只能允许子View的高度超过自己,不允许子View的宽度超过自己。所以,作为ViewGroup,可以在不超过availableWidth的情况下,将子View layout 到任意的高度上。如下图所示:

ViewGroup-demo1.png

看到没?作为一个优秀的ViewGroup,当你layout自己的子View时,只要保证子View在availableWidth之内,即使超过了parent要求的高度也没有关系,开发者还是愿意使用你的,因为他们可以为你指定ScrollView作为parent。这就是我们看到许多的ViewGroup在layout 子View时,宁超高度,不超宽度的原因。
关于ScrollView怎样实现的scroll功能,讲起来比较复杂,我们暂时放下不表。

至此,你应该明白,上文中我们提出的,对于parent指定的availableWidth和availableHeight,作为ViewGroup还是要尽量不超过parent限定的区域,如果一定要超过的话,那就超availableHeight,而不要超availableWidth。

3、让我们了解一下layout_gravity

我们看到,Android系统提供的FrameLayout、LinearLayout等都支持子View设定layout_gravity,它到底是干什么用的?我们自己自定义ViewGroup时能不能也用上它?

关于它的作用,一句话就能说明白,当ViewGroup给子View分配的空间超过子View要求的大小时,就需要gravity帮助ViewGroup为子View精确定位。可见,layout_gravity就是ViewGroup在layout阶段,协助ViewGroup给它的子View确定位置的,没错,就是协助确定子View的 left,top,bottom,right四个值。
下面,我们以FrameLayout为例来进行说明。假设FrameLayout中有一个子View,这个子View的所要求的展示尺寸(measuredWidth,measuredHeight)小于FrameLayout的尺寸,但是FrameLayout是个实心眼,它不管子View要求多大,都会把它所有的屏幕区域给子View,这样就可以保证,用户在这个区域中的交互动作,都是与子View的交互。那么问题来了,FrameLayout在layout子View时,总不能让它的left和top为0,right和bottom等于自己的宽和高吧。如果这么干,子View就要在这个尺寸下,绘制自己,就不可避免地要对它包含的drawables进行拉伸,展示效果必然受到影响,那怎么办?

FrameLayout会提取子View的 LayoutParams中的gravity,看看子View想在哪个位置,假设子View的layout_gravity的值是"top|left",那么FrameLayout就会把子View layout到自己的左上角,大小嘛就是子View所要求的大小。但是请注意,虽然此时子View绘制时是按照自己要求的大小绘制的,但是,能与它发生交互的区域却是整个FrameLayout所占的屏幕区域。

所以,要不要使用layout_gravity,就看你自定义的ViewGroup是不是给子View分配大于它们要求的空间。

2016.08.15增加内容
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有的朋友很好奇,私信问我,到底layout_gravity怎么使用?
我们就简单说说。在Android中,layout_gravity能够取的值有left、bottom、center_horizontal等,这些值不是随随便便取的,也不是你想怎么取就怎么取,实际上,这些可取的值是一个有限的集合,定义在一个叫Gravity的类里面。如下所示:

  //该代码段摘自Gravity.java类

    public static final int TOP = (AXIS_PULL_BEFORE|AXIS_SPECIFIED)<<AXIS_Y_SHIFT;
   
    public static final int BOTTOM = (AXIS_PULL_AFTER|AXIS_SPECIFIED)<<AXIS_Y_SHIFT;
   
    public static final int LEFT = (AXIS_PULL_BEFORE|AXIS_SPECIFIED)<<AXIS_X_SHIFT;
  
    public static final int RIGHT = (AXIS_PULL_AFTER|AXIS_SPECIFIED)<<AXIS_X_SHIFT;
    
    public static final int CENTER_VERTICAL = AXIS_SPECIFIED<<AXIS_Y_SHIFT;
   
    public static final int FILL_VERTICAL = TOP|BOTTOM;
    
    public static final int CENTER_HORIZONTAL = AXIS_SPECIFIED<<AXIS_X_SHIFT;
    
    public static final int FILL_HORIZONTAL = LEFT|RIGHT;
   
    public static final int CENTER = CENTER_VERTICAL|CENTER_HORIZONTAL;
  
    public static final int FILL = FILL_VERTICAL|FILL_HORIZONTAL;

在ViewGroup的layout阶段,也是Gravity类帮助我们处理子View的layout_gravity请求的。

下面我就举一个简单的例子来说明。

假设ViewGroup现在要layout一个子View,如下是该子View要求的尺寸大小:
final int childWidth = child.getMeasuredWidth(); final int childHeight = child.getMeasuredHeight();

现在,ViewGroup要给这个子View设定位置和大小了。设定的位置和大小用如下四个参数表示:
bigLeft,bigTop,bigRight,bigBottom。
这四个值在ViewGroup的以左上角为原点,向右x,向下y的坐标系中构成了一个矩形。如下:
Rect bigRect = new Rect( bigLeft, bigTop, bigRight, bigBottom);
进一步假设这个bigRect的宽高大于子View要求的宽高(是为了更明显地说明layout_gravity的作用,实际情况可能不是这样的),如下图所示:

gravity_demo.png

现在ViewGroup准备把bigRect区域全部分给子View,但是ViewGroup显然不能直接这样layout 子View:
child.layout(bigLeft,bigTop,bigRight,bigBottom);
这样的话,child就要在bigRect区域内绘制自己,不可避免地要拉伸自己,导致展示的效果变差(想像一下10*10的图片扩成100*100是什么效果)。所以,我们需要在bigRect内进一步为子View定位,怎么定位?

第一步就是读出子View的LayoutParams对象中的layout_gravity值。如下:
final LayoutParams lp = (LayoutParams) child.getLayoutParams(); int child_layout_gravity = lp.gravity;
从上面代码可以看出,layout_gravity最终是以整数的形式存放于子View的LayoutParams中的。

第二步就是构建一个空的Rect,准备接收为子View定位后的四个坐标值,如下:
Rect smallRect = new Rect();

第三步就是见证奇迹的时刻,如下:
Gravity.apply(child_layout_gravity, childWidth, childHeight, bigRect, smallRect);
经过上面的调用,Gravity会在smallRect中存入依据子View的layout_gravity以及子View要求的尺寸,在bigRect中为子View精确定位后的坐标值,注意这个坐标值所在的坐标系还是ViewGroup的坐标系。所以,我们现在可以愉快地layout子View了。

child.layout(smallRect.left, smallRect.top, smallRect.right, smallRect.bottom);

二、实战自定义ViewGroup

好了,下面我们就通过实战来检验下我们刚学到的自定义ViewGroup的知识。我们将定义的ViewGroup,名为StaggerLayout。它展示的效果是这样的:

StaggerLayout-demo.png

代码如下:

package com.milter.www.customviewgroupforblog;

import android.content.Context;
import android.util.AttributeSet;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.view.ViewGroup;

/**
 * Created by Administrator on 2016/8/14.
 */
public class StaggerLayout extends ViewGroup {
    public static final String TAG = "StaggerLayout" ;

    /*
    首先,定义好我们的四个构造方法,注意,ViewGroup的构造方法与上篇中的自定义View AnalogClock遵循相同的最佳实践。
     */

    //第一个构造方法
    public StaggerLayout(Context context) {
        this(context, null);
    }
    //第二个构造方法
    public StaggerLayout(Context context, AttributeSet attrs) {
        this(context, attrs, 0);
    }
    //第三个构造方法
    public StaggerLayout(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {
        this(context, attrs, defStyleAttr, 0);

    }
    //第四个构造方法
    public StaggerLayout(Context context, AttributeSet attrs,
                         int defStyleAttr, int defStyleRes) {

        super(context, attrs, defStyleAttr, defStyleRes);

    }


    @Override
    protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {


        /*
        maxHeight和maxWidth就是我们最后计算汇总后的ViewGroup需要的宽和高。用来报告给ViewGroup的parent。

        在计算maxWidth时,我们首先简单地把所有子View的宽度加起来,
        如果该ViewGroup所有的子View的宽度加起来都没有
        超过parent的宽度限制,那么我们把该ViewGroup的measured宽度设为maxWidth,
        如果最后的结果超过了parent的宽度限制,我们就设置measured宽度为parent的限制宽度,
        这是通过对maxWidth进行resolveSizeAndState处理得到的。

        对于maxHeight,在每一行中找出最高的一个子View,然后把所有行中最高的子View加起来。
        这里我们在报告maxHeight时,也进行一次resolveSizeAndState处理。


         */
        int maxHeight = 0;
        int maxWidth = 0;

        /*
            mLeftHeight表示当前行已有子View中最高的那个的高度。当需要换行时,把它的值加到maxHeight上,
            然后将新行中第一个子View的高度设置给它。
            mLeftWidth表示当前行中所有子View已经占有的宽度,
当新加入一个子View导致该宽度超过parent的宽度限制时,
增加maxHeight的值,同时将新行中第一个子View的宽度设置给它。

         */

        int mLeftHeight = 0;
        int mLeftWidth = 0;

        final int count = getChildCount();
        Log.d(TAG,"Child count is " + count);
        final int widthSize =  MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec);

        Log.d(TAG,"widthSize in Measure is :"+ widthSize);


        // 遍历我们的子View,并测量它们,根据它们要求的尺寸进而计算我们的StaggerLayout需要的尺寸。
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            final View child = getChildAt(i);

            //可见性为gone的子View,我们就当它不存在。
            if (child.getVisibility() == GONE)
                continue;

            // 测量该子View
            measureChild(child, widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);

            //简单地把所有子View的测量宽度相加。
            maxWidth += child.getMeasuredWidth();
            mLeftWidth += child.getMeasuredWidth();

            //这里判断是否需将index 为i的子View放入下一行,如果需要,就要更新我们的maxHeight,mLeftHeight和mLeftWidth。
            if (mLeftWidth > widthSize) {
                maxHeight += mLeftHeight;
                mLeftWidth = child.getMeasuredWidth();
                mLeftHeight = child.getMeasuredHeight();

            } else {

                mLeftHeight = Math.max(mLeftHeight,   child.getMeasuredHeight());
            }

        }

        //这里把最后一行的高度加上,注意不要遗漏。
        maxHeight += mLeftHeight;

        //这里将宽度和高度与Google为我们设定的建议最低宽高对比,确保我们要求的尺寸不低于建议的最低宽高。
        maxHeight = Math.max(maxHeight, getSuggestedMinimumHeight());
        maxWidth = Math.max(maxWidth, getSuggestedMinimumWidth());

        //报告我们最终计算出的宽高。
        setMeasuredDimension(resolveSizeAndState(maxWidth, widthMeasureSpec, 0),
                resolveSizeAndState(maxHeight, heightMeasureSpec, 0));
    }

    @Override
    protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {

            final int count = getChildCount();

            //childLeft和childTop代表在StaggerLayout的坐标系中,能够用来layout子View的区域的
            //左上角的顶点的坐标。
            final int childLeft = getPaddingLeft();
            final int childTop = getPaddingTop();

            //childRight代表在StaggerLayout的坐标系中,能够用来layout子View的区域的
            //右边那条边的坐标。
            final int childRight = r -  l - getPaddingRight();


        /*
          curLeft和curTop代表StaggerLayout准备用来layout子View的起点坐标,这个点的坐标随着
          子View一个一个地被layout,在不断变化,有点像数据库中的Cursor,指向下一个可用区域。
          maxHeight代表当前行中最高的子View的高度,当需要换行时,curTop要加上该值,以确保新行中
          的子View不会与上一行中的子View发生重叠。
         */
           int curLeft, curTop, maxHeight;

            maxHeight = 0;
            curLeft = childLeft;
            curTop = childTop;

            for (int i = 0; i < count; i++) {
                View child = getChildAt(i);

                if (child.getVisibility() == GONE)
                   continue;

                int curWidth, curHeight;
                curWidth = child.getMeasuredWidth();
                curHeight = child.getMeasuredHeight();
                //用来判断是否应当将该子View放到下一行
                if (curLeft + curWidth >= childRight) {
                    /*
                    需要移到下一行时,更新curLeft和curTop的值,使它们指向下一行的起点
                    同时将maxHeight清零。
                     */
                    curLeft = childLeft;
                    curTop += maxHeight;
                    maxHeight = 0;
                }
                //所有的努力只为了这一次layout
                child.layout(curLeft, curTop, curLeft + curWidth, curTop + curHeight);
                //更新maxHeight和curLeft
                if (maxHeight < curHeight)
                    maxHeight = curHeight;
                curLeft += curWidth;
            }
    }


}

好了,这样我们就基本掌握了自定义ViewGroup了。实际上,自定义ViewGroup是一个可难可简的事,关键是要满足自己的需求。如果要定义出一个能够满足大多数开发者使用需求的自定义ViewGroup,就像LinearLayout和RelativeLayout那样的,还是很有难度的,如果你不信,你可以看看它们的源码。本项目的源代码已上传到GitHub,请猛戳:https://github.com/like4hub/CustomViewGroupForBlog

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