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让控件如此丝滑Scroller和VelocityTracker的API讲解与实战——Android高级UI

目录

一、前言

二、Scroller

三、VelocityTracker

四、实战——带惯性滑动的柱状图

五、写在最后

一、前言

自定义控件中,难免会遇到需要滑动的场景。而Canvas提供的scrollTo和scrollBy方法只能达到移动的效果,需要达到真正的滑动便需要我们今天分享的两把基础利器ScrollerVelocityTracker。老规矩,先上实战图,再进行分享。

带惯性滑动的柱状图

二、Scroller

1、作用

童鞋们可以先看下下面这段官方的英文类注释。小盆友以自己的理解给出这个类的作用是,Scroller 是一个让视图 滚动起来的工具类,负责根据我们提供的数据计算出相应的坐标,但是具体的滚动逻辑还是由我们程序猿来进行 移动内容 实现(😅为啥说是移动内容,我们在实战一节中便知道了,稍安勿躁)。

* <p>This class encapsulates scrolling. You can use scrollers ({@link Scroller}
* or {@link OverScroller}) to collect the data you need to produce a scrolling
* animation&mdash;for example, in response to a fling gesture. Scrollers track
* scroll offsets for you over time, but they don't automatically apply those
* positions to your view. It's your responsibility to get and apply new
* coordinates at a rate that will make the scrolling animation look smooth.</p>
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2、API讲解

这一小节是对 Scroller构造方法常用的公有方法 进行讲解,如果您已经对这些方法很熟悉,可以跳过。

构造方法

(1) Scroller(Context context)

public Scroller(Context context) 
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方法描述:

创建一个 Scroller 实例。

参数解析:

第一个参数 context: 上下文;

(2) Scroller(Context context, Interpolator interpolator)

public Scroller(Context context, Interpolator interpolator)
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方法描述:

创建一个 Scroller 实例。

参数解析:

第一个参数 context: 上下文;

第二个参数 interpolator: 插值器,用于在 computeScrollOffset 方法中,并且是在 SCROLL_MODE 模式下,根据时间的推移计算位置。为null时,使用默认 ViscousFluidInterpolator 插值器。

(3) Scroller(Context context, Interpolator interpolator, boolean flywheel)

public Scroller(Context context, Interpolator interpolator, boolean flywheel)
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方法描述:

创建一个 Scroller 实例。

参数解析:

第一个参数 context: 上下文;

第二个参数 interpolator: 插值器,用于在 computeScrollOffset 方法中,并且是在 SCROLL_MODE 模式下,根据时间的推移计算位置。为null时,使用默认 ViscousFluidInterpolator 插值器。

第三个参数 flywheel: 支持渐进式行为,该参数只作用于 FLING_MODE 模式下。

常用公有方法

(1) setFriction(float friction)

public final void setFriction(float friction) 
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方法描述:

用于设置在 FLING_MODE 模式下的摩擦系数

参数解析:

第一个参数 friction: 摩擦系数

(2) isFinished()

public final boolean isFinished()
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方法描述:

滚动是否已结束,用于判断 Scroller 在滚动过程的状态,我们可以做一些终止或继续运行的逻辑分支。

(3) forceFinished(boolean finished)

public final void forceFinished(boolean finished) 
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方法描述:

强制的让滚动状态置为我们所设置的参数值 finished 。

(4) getDuration()

public final int getDuration()
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方法描述:

返回 Scroller 将持续的时间(以毫秒为单位)。

(5) getCurrX()

public final int getCurrX()
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方法描述:

返回滚动中的当前X相对于原点的偏移量,即当前坐标的X坐标。

(6) getCurrY()

public final int getCurrY()
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方法描述:

返回滚动中的当前Y相对于原点的偏移量,即当前坐标的Y坐标。

(7) getCurrVelocity()

public float getCurrVelocity() 
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方法描述:

获取当前速度。

(8) computeScrollOffset()

public boolean computeScrollOffset()
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方法描述:

计算滚动中的新坐标,会配合着 getCurrXgetCurrY 方法使用,达到滚动效果。值得注意的是,如果返回true,说明动画还未完成。相反,返回false,说明动画已经完成或是被终止了。

(9) startScroll

public void startScroll(int startX, int startY, int dx, int dy) 

public void startScroll(int startX, int startY, int dx, int dy, int duration)
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方法描述:

通过提供起点,行程距离和滚动持续时间,进行滚动的一种方式,即 SCROLL_MODE。该方法可以用于实现像ViewPager的滑动效果。

参数解析:

第一个参数 startX: 开始点的x坐标

第二个参数 startY: 开始点的y坐标

第三个参数 dx: 水平方向的偏移量,正数会将内容向左滚动。

第四个参数 dy: 垂直方向的偏移量,正数会将内容向上滚动。

第五个参数 duration: 滚动的时长

(10) fling

public void fling(int startX, int startY, int velocityX, int velocityY,
                      int minX, int maxX, int minY, int maxY)
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方法描述:

用于带速度的滑动,行进的距离将取决于投掷的初始速度。可以用于实现类似 RecycleView 的滑动效果。

参数解析: 第一个参数 startX: 开始滑动点的x坐标

第二个参数 startY: 开始滑动点的y坐标

第三个参数 velocityX: 水平方向的初始速度,单位为每秒多少像素(px/s)

第四个参数 velocityY: 垂直方向的初始速度,单位为每秒多少像素(px/s)

第五个参数 minX: x坐标最小的值,最后的结果不会低于这个值;

第六个参数 maxX: x坐标最大的值,最后的结果不会超过这个值;

第七个参数 minY: y坐标最小的值,最后的结果不会低于这个值;

第八个参数 maxY: y坐标最大的值,最后的结果不会超过这个值;

值得一说:
minX <= 终止值的x坐标 <= maxX
minY <= 终止值的y坐标 <= maxY

(11) abortAnimation()

public void abortAnimation() 
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方法描述:

停止动画,值得注意的是,此时如果调用 getCurrX()getCurrY() 移动到的是最终的坐标,这一点和通过 forceFinished 直接将动画停止是不相同的。

3、小结

从上面的 API 讲解中,我们会发现,至始至终都没有对我们需要作用的View有任何的关联,而是通过计算,然后获取当前时间点对应的坐标,如此而已。这也就印证了前面的定义,至于怎么真正的使用,我们留到实战篇。

三、VelocityTracker

1、作用

同样先给出官方的英文类注释。小盆友以自己的理解给出这个的定义,VelocityTracker 是一个根据我们手指的触摸事件,计算出滑动速度的工具类,我们可以根据这个速度自行做计算进行视图的移动,达到粘性滑动之类的效果。

 * Helper for tracking the velocity of touch events, for implementing
 * flinging and other such gestures.
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2、API讲解

这一小节是对 VelocityTracker 公有方法 进行讲解,如果您已经对这些方法很熟悉,可以跳过。

(1) obtain()

static public VelocityTracker obtain()
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方法描述:

获取一个 VelocityTracker 对象。VelocityTracker的构造函数是私有的,也就是不能通过new来创建。

(2) recycle()

public void recycle()
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方法描述:

回收 VelocityTracker 实例。

(3) clear()

public void clear()
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方法描述:

重置 VelocityTracker 回其初始状态。

(4) addMovement(MotionEvent event)

public void addMovement(MotionEvent event)
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方法描述:

为 VelocityTracker 传入触摸事件(包括ACTION_DOWNACTION_MOVEACTION_UP等),这样 VelocityTracker 才能在调用了 computeCurrentVelocity 方法后,正确的获得当前的速度。

(5) computeCurrentVelocity(int units)

public void computeCurrentVelocity(int units)
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方法描述:

根据已经传入的触摸事件计算出当前的速度,可以通过getXVelocitygetYVelocity进行获取对应方向上的速度。值得注意的是,计算出的速度值不超过Float.MAX_VALUE

参数解析:

第一个参数 units: 速度的单位。值为1表示每毫秒像素数,1000表示每秒像素数。

(6) computeCurrentVelocity(int units, float maxVelocity)

public void computeCurrentVelocity(int units, float maxVelocity)
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方法描述:

根据已经传入的触摸事件计算出当前的速度,可以通过getXVelocitygetYVelocity进行获取对应方向上的速度。值得注意的是,计算出的速度值不超过maxVelocity

参数解析:

第一个参数 units: 速度的单位。值为1表示每毫秒像素数,1000表示每秒像素数。

第二个参数 maxVelocity: 最大的速度,计算出的速度不会超过这个值。值得注意的是,这个参数必须是正数,且其单位就是我们在第一参数设置的单位。

(7) getXVelocity()

public float getXVelocity()
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方法描述:

获取最后计算的水平方向速度,使用此方法前需要记得先调用computeCurrentVelocity

(8) getYVelocity()

 public float getYVelocity() 
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方法描述:

获取最后计算的垂直方向速度,使用此方法前需要记得先调用computeCurrentVelocity

(9) getXVelocity(int id)

public float getXVelocity(int id)
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方法描述:

获取对应的手指id最后计算的水平方向速度,使用此方法前需要记得先调用computeCurrentVelocity

参数解析:

第一个参数 id: 触碰的手指的id

(10) getYVelocity(int id)

public float getYVelocity(int id)
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方法描述:

获取对应的手指id最后计算的垂直方向速度,使用此方法前需要记得先调用computeCurrentVelocity

参数解析:

第一个参数 id: 触碰的手指的id

3、小结

VelocityTracker 的 API 简单明了,我们可以用记住一个套路。

  1. 在触摸事件为 ACTION_DOWN 或是进入 onTouchEvent 方法时,通过 obtain 获取一个 VelocityTracker ;
  2. 在触摸事件为 ACTION_UP 时,调用 recycle 进行释放 VelocityTracker;
  3. 在进入 onTouchEvent 方法或将 ACTION_DOWNACTION_MOVEACTION_UP 的事件通过 addMovement 方法添加进 VelocityTracker;
  4. 在需要获取速度的地方,先调用 computeCurrentVelocity 方法,然后通过 getXVelocitygetYVelocity 获取对应方向的速度;

四、实战——带惯性滑动的柱状图

1、效果图

github 地址:传送门

虽然我们是 ScrollerVelocityTracker 的实战,但我们还是有必要先略提一下柱子和点的绘制,以及其动画的大致思路。然后再加入 ScrollerVelocityTracker

2、绘制思路

我们来看下面这张小盆友手绘的解析图😂,黑色的框代表CANVAS,蓝色的框代表用户看到的手机屏幕,深蓝色的框是我们真正每次需要绘制的区域。

从上图中,我们其实会发现一个规律,就是每隔一个 BarInterval 就绘制一个下图所示的柱子,循环的次数则由传入的数据量的个数决定。
但是,(敲黑板啦!!)值得注意的,在屏幕之外的柱子,其实对于用户来说是看不到的,我们也就没必要耗费这部分的资源来进行绘制,可以通过下面这段代码,判断柱子是否在可视区域内,可视区域的范围为屏幕的宽度各自往左和往右扩一个柱子的间隔 mBarInterval。这样做的原因是,描述的文字或小红点刚好在屏幕的左边界或右边界时,不会出现没有绘制的情况。

/**
 * 是否在可视的范围内
 *
 * @param x
 * @return true:在可视的范围内;false:不在可视的范围内
 */
private boolean isInVisibleArea(float x) {
    float dx = x - getScrollX();

    return -mBarInterval <= dx && dx <= mViewWidth + mBarInterval;
}
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至此,图像的绘制问题就解决了,代码就不粘贴出来了,童鞋们可以进入传送门 跟着思路捋一捋。

还有一个问题,就是如何让画面跟着手指 移动 起来,这就需要重写 onTouchEvent 方法了,计算出手指的水平移动距离,然后通过 scrollBy 方法让内容移动起来。

值得一提,scrollToscrollBy 方法,都是针对 内容 或是说 canvas 进行移动。

至于如何让小红点动起来,这里使用了 ValueAnimator 进行从零至一的增加,达到不断接近目标坐标的效果。

对属性动画源码感兴趣的童鞋,可以移步小盆友的另一片博文:带有活力的属性动画源码分析与实战

3、如何惯性滑动起来

经过上一小节,我们已经知道如何绘制这一简单却又常见的柱形图了,但美中不足的就是没有 fling 的效果。所以我们需要先借住 VelocityTracker 进行获取我们当前手指的滑动速度,但这里需要注意的是,要限制其最大和最小速度。因为速度过快和过慢,都会导致交互效果不佳。获取代码如下

mMaximumVelocity = ViewConfiguration.get(context).getScaledMaximumFlingVelocity();
mMinimumVelocity = ViewConfiguration.get(context).getScaledMinimumFlingVelocity();
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然后根据我们在 VelocityTracker小结 中的套路,进行获取手指离屏时的水平速度。以下是只保留 VelocityTracker 相关代码

/**
 * 控制屏幕不越界
 *
 * @param event
 * @return
 */
@Override
public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
   	// 省略无关代码...
   	
    if (mVelocityTracker == null) {
        mVelocityTracker = VelocityTracker.obtain();
    }
    mVelocityTracker.addMovement(event);

    if (MotionEvent.ACTION_DOWN == event.getAction()) {
        // 省略无关代码...
    } else if (MotionEvent.ACTION_MOVE == event.getAction()) {
        // 省略无关代码...
    } else if (MotionEvent.ACTION_UP == event.getAction()) {
        // 计算当前速度, 1000表示每秒像素数等
        mVelocityTracker.computeCurrentVelocity(1000, mMaximumVelocity);
        // 获取横向速度
        int velocityX = (int) mVelocityTracker.getXVelocity();

        // 速度要大于最小的速度值,才开始滑动
        if (Math.abs(velocityX) > mMinimumVelocity) {
        	// 省略无关代码...
        }

        if (mVelocityTracker != null) {
            mVelocityTracker.recycle();
            mVelocityTracker = null;
        }
    }
    return super.onTouchEvent(event);
}
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获取完水平的速度,接下来我们需要进行真正的 fling 效果。通过一个线程来进行不断的 移动 画布,从而达到滚动效果(RecycleView中的滚动也是通过线程达到效果,有兴趣的同学可以进入RecycleView 的源码进行查看,该线程类的名字为 ViewFlinger )。

/**
 * 滚动线程
 */
private class FlingRunnable implements Runnable {

    private Scroller mScroller;

    private int mInitX;
    private int mMinX;
    private int mMaxX;
    private int mVelocityX;

    FlingRunnable(Context context) {
        this.mScroller = new Scroller(context, null, false);
    }

    void start(int initX,
               int velocityX,
               int minX,
               int maxX) {
        this.mInitX = initX;
        this.mVelocityX = velocityX;
        this.mMinX = minX;
        this.mMaxX = maxX;

        // 先停止上一次的滚动
        if (!mScroller.isFinished()) {
            mScroller.abortAnimation();
        }

        // 开始 fling
        mScroller.fling(initX, 0, velocityX,
                0, 0, maxX, 0, 0);
        post(this);
    }

    @Override
    public void run() {

        // 如果已经结束,就不再进行
        if (!mScroller.computeScrollOffset()) {
            return;
        }

        // 计算偏移量
        int currX = mScroller.getCurrX();
        int diffX = mInitX - currX;

        // 用于记录是否超出边界,如果已经超出边界,则不再进行回调,即使滚动还没有完成
        boolean isEnd = false;

        if (diffX != 0) {

            // 超出右边界,进行修正
            if (getScrollX() + diffX >= mCanvasWidth - mViewWidth) {
                diffX = (int) (mCanvasWidth - mViewWidth - getScrollX());
                isEnd = true;
            }

            // 超出左边界,进行修正
            if (getScrollX() <= 0) {
                diffX = -getScrollX();
                isEnd = true;
            }
            
            if (!mScroller.isFinished()) {
                scrollBy(diffX, 0);
            }
            mInitX = currX;
        }

        if (!isEnd) {
            post(this);
        }
    }

    /**
     * 进行停止
     */
    void stop() {
        if (!mScroller.isFinished()) {
            mScroller.abortAnimation();
        }
    }
}
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最后就是使用起这个线程,而使用的地方主要有两个点,一个手指按下时(即MotionEvent.ACTION_DOWN)和手指抬起时(即 MotionEvent.ACTION_UP ),删除了不相关代码,剩余代码如下。

public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
    // 省略不相关代码...

    if (MotionEvent.ACTION_DOWN == event.getAction()) {
		// 省略不相关代码...
        mFling.stop();
    } else if (MotionEvent.ACTION_MOVE == event.getAction()) {
        // 省略不相关代码...
    } else if (MotionEvent.ACTION_UP == event.getAction()) {
        // 省略不相关代码...

        // 速度要大于最小的速度值,才开始滑动
        if (Math.abs(velocityX) > mMinimumVelocity) {

            int initX = getScrollX();

            int maxX = (int) (mCanvasWidth - mViewWidth);
            if (maxX > 0) {
                mFling.start(initX, velocityX, initX, maxX);
            }
        }
        // 省略不相关代码...
    }

    return super.onTouchEvent(event);

}
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当我们 MotionEvent.ACTION_DOWN 时,我们需要停止滚动的效果,达到立马停止到手指触碰的地方。

当我们 MotionEvent.ACTION_UP 时,我们需要计算 fling 方法所需的最小值和最大值。根据我们在线程中的计算方式,所以我们的最小值初始值getScrollX() 的值 而最大值mCanvasWidth - mViewWidth

最后开启线程,便达到了我们看到的效果。

完整代码的github 地址:传送门

五、写在最后

ScrollerVelocityTracker 的搭配使用,能让我们的控件使用起来更加丝滑,交互感更强,当然用户体验就越好。最后如果你从这篇文章有所收获,请给我个赞❤️,并关注我吧。文章中如有理解错误或是晦涩难懂的语句,请评论区留言,我们进行讨论共同进步。你的鼓励是我前进的最大动力。

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