Android View系统那些事一

本篇文章打算介绍下View的坐标、自定义View的手势检测以及实现View内容滚动的几种方式。希望对有需要的同学有所帮助。

View的坐标

在自定义View中,经常需要处理各种坐标之间的转换,下图展示了View中的各种坐标:
View坐标系

简单解释下上图的含义:

针对一个普通View:

  • getTop方法表示view自身的顶边到其父布局顶边的距离
  • getLeft方法表示view自身的左边到其父布局左边的距离
  • getRight方法表示view自身的右边到其父布局左边的距离
  • getBottom方法表示view自身的底边到其父布局顶边的距离。

在处理一个普通View的Touch事件时:

  • getX方法表示Touch事件在当前View坐标系中X轴上的坐标,即相对于view左边缘的距离
  • getY方法表示Touch事件在当前View坐标系中Y轴上的坐标,即相对于View上边缘的距离
  • getRawX方法表示Touch事件在屏幕坐标系中X轴上的坐标,即相对于整个屏幕左边缘的距离
  • getRawY方法表示Touch事件在屏幕坐标系中Y轴上的坐标,即相对于整个屏幕上边缘的距离。

GestureDetector手势检测

我们在自定义View时,经常需要处理Touch事件,而GestureDetector就是一个辅助我们检测用户单击、双击、长按和滚动等行为的工具类。

该工具类的使用也很简单。首先创建一个GestureDetector对象,并把实现事件监听接口的类作为参数传进到对象中。其中,可以实现的事件监听接口有两个,分别是OnGestureListener接口负责监听单击、长按和滚动等事件,和OnDoubleTapListener接口负责监听双击事件。

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GestureDetector mGestureDetector = new GestureDetector(实现上述事件监听接口的类对象);

然后,在自定义View的onTouchEvent方法中,把事件处理权委托给GestureDetector

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mGestureDetector.onTouchEvent(event);

最后,根据具体情况,在不同的事件回调方法中处理业务逻辑就OK了。

下面重点介绍一下两个事件监听接口中的回调方法:

onDown

方法签名:

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boolean onDown(MotionEvent e);

说明:每次ACTION_DOWN事件发生时,都会调用该方法,事件e表示该ACTION_DOWN事件。熟悉Android事件分发机制的同学应该知道ACTION_DOWN事件的重要性。若在该方法中返回了false(表示不消费该事件),那么后续的ACTION事件都不再会分发到当前View。因此,一般情况下,该方法要返回true。

onShowPress

方法签名:

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void onShowPress(MotionEvent e);

说明:若发生ACTION_DOWN事件后,在ViewConfiguration.TAP_TIMEOUT时间内,既没有发生ACTION_UP事件,也没有触发onScroll滚动方法,那么就会触发该方法,表示对用户行为的反馈,事件e表示ACTION_DOWN事件。

这里要特别注意和onDown方法的区别。onShowPress方法强调在一段时间内没有松开或者滚动的行为,才会触发。

onLongPress

方法签名:

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void onLongPress(MotionEvent e);

说明:若发生ACTION_DOWN事件后,在ViewConfiguration.TAP_TIMEOUT + ViewConfiguration.LONGPRESS_TIMEOUT时间内,既没有发生ACTION_UP事件,也没有触发onScroll滚动方法,那么就会触发该方法,表示用户的长按行为,事件e表示ACTION_DOWN事件。

这里结合前面两个方法看一个例子:下面是一次长按事件的日志:
GestureDetector长按事件

从日志可以看出,在我的Nexus 6p上,ACTION_DOWN事件后,100ms后触发了onShowPress方法,600ms后触发了onLongPress方法。这个时间对应于ViewConfiguration类中相应变量,即取决于Android系统,每个手机都可能不同。

onSingleTapUp

方法签名:

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boolean onSingleTapUp(MotionEvent e);

说明:当用户手指离开屏幕,生成UP事件时会触发该方法,事件e表示ACTION_UP事件。

关于该方法有几点需要注意:

  1. ACTION_DOWNACTION_UP事件之间,若触发了onScroll滚动方法,则不会触发该方法。
  2. 该方法在长按事件发生时(即上面的onLongPress方法),不会被触发。
  3. 该方法在双击事件的第一次UP事件时会被触发,但第二次UP事件时不会被触发了。也就是说触发该方法的原因可能并不是一个严格的单击事件,也有可能是双击事件中的第一个UP事件。

onDoubleTap

方法签名:

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boolean onDoubleTap(MotionEvent e);

说明:在一定时间内两次单击行为构成一次双击操作。严格来说,如果第二次单击行为的DOWN事件时间和第一次单击行为的UP事件时间之差小于ViewConfiguration.DOUBLE_TAP_TIMEOUT,那么则构成一次双击事件,事件e表示第一次单击行为的ACTION_DOWN事件。

有一点需要注意:触发该方法的确切时机是第二次单击行为的ACTION_DOWN事件,而不是ACTION_UP事件。也就是说双击事件是第二次按下屏幕的时候触发,而不是第二次离开屏幕的时候触发。关于双击事件下面还会继续介绍。

onSingleTapConfirmed

方法签名:

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boolean onSingleTapConfirmed(MotionEvent e);

说明:严格的单击操作,若该方法被触发,则说明这是一个严格的单击行为,那么后面不可能再紧跟着另一个单击行为,即这只可能是单击,而不可能是双击事件中的一次单击(这点是和onSingleTapUp方法的主要区别)。

这里要说下双击操作和严格的单击操作是怎么实现的,首先看一个示意图:
双击操作和严格的单击操作示意图

如图所示,A1、A2和A3分别表示三个时间点,时间线之上的两个变量分别表示A2和A3时间点的系统值,时间线之下的数值则是在Nexus 6P上的具体取值。

实际上在ACTION_DOWN事件发生后,系统会发出两个延时Message(假设为M1和M2),分别在A2和A3时间点触发。
其中,A2时间点的M1用于实现双击操作:若第二次单击操作发生时,M1还没有执行,那么说明在A1 ~ A2之间发生了两次单击操作,则构成了一次双击事件。
A3时间点的M2用于实现长按事件:若在A1 ~ A3时间内,没有触发onScroll滚动方法,也没有发生ACTION_UP事件,那么在A3时间点就会触发onLongPress方法。

而触发onSingleTapConfirmed方法的时机有两个:

  1. 若在A1 ~ A2之间只有一次单击行为(即只有一次ACTION_UP事件,且没有触发onScroll滚动方法),那么就会在A2时间点会触发onSingleTapConfirmed方法,表示这是一次严格的单击操作。之所以要等到A2时间点,而不是UP事件发生时就触发该方法,是因为在该次UP事件有可能是双击事件中的第一次单击操作,只有等到A2时间点,才能确定这是一次严格的单击操作,而不是双击操作的一部分。此时,方法签名中的事件e表示ACTION_DOWN事件。

  2. 若唯一的一次单击行为发生在A2 ~ A3之间(即只有一次ACTION_UP事件,且没有触发onScroll滚动方法),那么在ACTION_UP事件发生时,就会触发onSingleTapConfirmed方法,表示这是一次严格的单击操作。此时,方法签名中的事件e表示ACTION_UP事件。

总结一下,只有在[A2,A3)时间区间内,才会触发onSingleTapConfirmed方法,以表明这是一次严格的单击操作。而且双击操作和严格的单击操作是不可能同时发生的。

onDoubleTapEvent

方法签名:

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boolean onDoubleTapEvent(MotionEvent e);

说明:在触发onDoubleTap方法之后,就可以在onDoubleTapEvent方法中监听到双击事件发生后,从按下到弹起的所有触屏事件。也就是说双击事件中的第二次单击行为的ACTION_DOWN事件之后的所有ACTION事件都会触发该方法

onScroll

方法签名:

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/**
该方法在滚动期间,会多次被调用

e1表示初始的ACTION_DOWN事件
e2表示滚动过程中的ACTION_MOVE事件
distanceX为本次在X轴上的滚动距离
distanceY为本次在Y轴上的滚动距离
这里的滚动距离是相对于上一次onScroll事件的距离,而不是e1 down事件和e2 move事件的距离
*/

boolean onScroll(MotionEvent e1, MotionEvent e2, float distanceX, float distanceY);

说明:手指按下屏幕并滚动会触发该方法,即由初始的DOWN事件和一些列的MOVE事件驱动该方法。

onFling

方法签名:

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/**
e1表示初始的ACTION_DOWN事件
e2表示手指离开View时的ACTION_UP事件
veloctiyX,velocitY为手指离开当前View时的滚动速度,以这两个速度为初始速度做匀减速运动,就是现在快速拖动列表后的延迟滚动效果。
*/

boolean onFling(MotionEvent e1, MotionEvent e2, float velocityX, float velocityY);

说明:在快速滚动屏幕,抬起手指后,滚动效果并不会立即停止。而是会以当前的滚动速度,做匀减速运动,直接速度为0,才会停止滚动。onFling方法就是在手指离开屏幕时触发的。

View的内容滚动

这里讨论的View滚动指的是View内容的滚动,而不是View位置的移动。当View的内容过长时,通过Scroll的方式,可以一点点的查看。View的内容滚动实际是修改View的mScrollXmScrollY属性。

要实现对View的滚动,可以通过View的scrollTo或者scrollBy方法来实现(scrollBy最终也是通过scrollBy来实现的)。同时,View滚动后,会回调onScrollChanged方法。如下所示:

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 //这里是滚动到具体的位置
public void scrollTo(int x, int y) {
if (mScrollX != x || mScrollY != y) {
int oldX = mScrollX;
int oldY = mScrollY;
mScrollX = x;
mScrollY = y;
invalidateParentCaches();
//回调方法
onScrollChanged(mScrollX, mScrollY, oldX, oldY);
if (!awakenScrollBars()) { //唤醒滚动条
postInvalidateOnAnimation();
}
}
}

这里要明确下mScrollX和mScrollY属性的具体含义:

  1. mScrollX:View左边缘和View内容左边缘在水平方向上的距离,并且当View内容左边缘在View左边缘的左边时,mScrollX为正值,否则为负值。
  2. mScrollY:View上边缘和View内容上边缘在垂直方向上的距离,并且当View内容上边缘在View上边缘的上边时,mScrollY为正值,否则为负值。

下面来看个几个例子,如下所示:
ScrollX
上图是分别在X轴上滚动100和-100的示意图。

ScrollY
上图是分别在Y轴上滚动100和-100的示意图。

ScrollXY
上图是分别在X轴和Y轴上滚动100和-100的示意图。

通过上面几个示意图,应该对mScrollXmScrollY属性有一定认识了。

OverScroller类三个滚动相关的方法

下面看下如何通过OverScroller类实现View内容的弹性滑动。

上面介绍的scrollTo方法会瞬间把View内容滑动到指定位置,没有任何动画效果,显得比较突兀。但是我们可以通过OverScroller(OverScroller是Scroller的超集,在Scroller的基础上添加了对OverScroll的支持)实现弹性滑动。典型的实现如下所示:

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OverScroller mScroller = new OverScroller(mContext);

public void smoothScrollTo(int destX,int destY,int duration){
//计算出需要滚动的距离
int deltaX = destX - getScrollX();
int deltaY = destY - getScrollY();
//开始滚动(表示在指定时间内,滚动指定的偏移量。)
mScroller.startScroll(getScrollX(),getScrollY(),deltaX,deltaY,duration);
invalidate();
}

//需要在自定义View中实现该方法
@Override
public void computeScroll(){
if(mScroller.computeScrollOffset()){ //判断滚动是否结束
//真正的滚动操作
scrollTo(mScroller.getCurrX(),mScroller.getCurrY());
postInvalidate();
}
}

整个弹性滚动是靠着View绘制来驱动的,当调用OverScroller.startScroll()方法后,会触发View重绘,而在View.draw方法中就会调用上面的computeScroll方法。正如上述代码所示,在computeScroll方法中,获取当前的scrollX和scrollY,然后通过scrollTo来实现滚动,接着又通过postInvalidate方法触发下一次重绘,如此反复,直到整个滚动过程结束。


仔细看下OverScroller的API,就会发现除了可以通过startScroll方法实现弹性滚动外,还有两个特殊的API:flingspringBack,它们可以分别实现Fling效果和回弹效果。

所谓Fling效果,就是当我们快速滑动列表时,手指离开屏幕后,列表会以当前的滚动速度,以一个摩擦系数,做匀减速运动,直到滚动速度为0为止。
看下fling的方法签名:

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/**
startX和startY表示初始的滚动值,一般设置为当前的mScrollX和mScrollY即可
velocityX和velocityY分别表示X轴和Y轴上的速度,单位:像素/秒。
minX和maxX表示在X轴上最小和最大的滚动值,即最终的mScrollX值要在这个区间之内。
minY和maxY表示在Y轴上最小和最大的滚动值,即最终的mScrollY值要在这个区间之内。
overX表示在X轴上可以过度滚动的长度,也就是说,若mScrollX达到了[minX,maxX]的边界值,但是滚动速度还不为0,那么可以在边界值的基础上再滚动overX距离,但是最终还是会回弹到[minX,maxX]区间,即会有一个回弹的效果。
overY表示在Y轴上可以过度滚动的长度,也就是说,若mScrollY达到了[minY,maxY]的边界值,但是滚动速度还不为0,那么可以在边界值的基础上再滚动overY距离,但是最终还是会回弹到[minY,maxY]区间,即会有一个回弹的效果。
*/

public void fling(int startX, int startY, int velocityX, int velocityY,int minX, int maxX, int minY, int maxY, int overX, int overY);

fling方法的参数含义如上,下面看一个具体的案例:

以5000/S的速度在Y轴上进行fling,最终停止在[0,300]这个mScrollY区间,过度滚动的距离overY为300。
核心代码如下所示:

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mScroller.fling(getScrollX(), getScrollY(), 0, 5000, 0, 0, 0, 300, 0, 300);
myView.invalidate();

具体的效果如下所示:
fling效果图

从上图可以看到,因为速度过大,当mScrollY达到边界300时,又滚动了一段距离(overY),但是最终又回弹到了边界值。

因此,我们可以通过OverScroller.fling方法模拟这种带有回弹效果的fling过程。


最后一个是用于实现回弹效果的springBack方法。
首先看下方法签名:

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/**
startX和startY表示初始的滚动值,一般设置为当前的mScrollX和mScrollY即可
minX和maxX表示在X轴上最小和最大的滚动值,即最终的mScrollX值要在这个区间之内。
minY和maxY表示在Y轴上最小和最大的滚动值,即最终的mScrollY值要在这个区间之内。
minX,maxX,minY,maxY这4个滚动值构成了一个矩形区域。表示回弹后的(mScrollX,mScrollY)要在这个矩形区域内。

返回值若为true,则表示初始的startX和startY还不在最终的矩形区间内,需要进行回弹;若为false,则表示初始的startX和startY已经在最终的矩形区间内,不需要进行回弹了。
*/

public boolean springBack(int startX, int startY, int minX, int maxX, int minY, int maxY);

springBack方法的参数含义如上,下面看一个具体的案例:
首先把View滚动到(0,-500)位置,然后把mScrollY回弹到[0,100]区间,核心代码如下所示:

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//首先在2S内把mScrollX和mScrollY滚动到(0,-500)
myView.smoothScrollTo(0,-500,2000)

//在当前的位置上进行回弹,目标是mScrollX为0,mScrollY落在[0,100]区间内
if (mScroller.springBack(getScrollX(), getScrollY(), 0, 0, 0, 100)) {
myView.invalidate();
}

具体的效果如下所示:
springBack效果图

从上图可以看出,mScrollX回弹到0就结束了(只要落在[minY,maxY]区间内就可以了)。

因此,通过OverScroller.springBack方法,我们可以轻而易举的把View的内容回弹到我们期望的位置。

OK,至此`OverScroller类三个滚动相关的方法都介绍完了。它们有一个共同点:这三个函数都仅是初始化函数,都是借助View的不断重绘,通过View.computeScroll方法和OverScroller.computeScrollOffset方法,把每一帧的scrollX和scrollY值,设置到View上,达到滚动View内容的目的。