【朝花夕拾】Android自定义View篇之（十一）View的滑动，弹性滑动与自定义PagerView
前言
由于手机屏幕尺寸有限，但是又经常需要在屏幕中显示大量的内容，这就使得必须有部分内容显示，部分内容隐藏。这就需要用一个Android中很重要的概念——滑动。滑动，顾名思义就是view从一个地方移动到另外一个地方，我们平时看到的各种很炫的移动效果，都是在基本的滑动基础上加入一些动画技术实现的。在Android中实现滑动的方式有多种，比如通过scrollTo/scrollBy，动画位移，修改位置参数等。本文主要介绍通过scrollTo/scrollBy方式来实现View的滑动，并通过该方法来实现一个自定义PagerView。
本文的主要内容如下：
一、 scrollTo/scrollBy实际滑动的是控件的内容
这里我们必须要先理解一个基本概念：使用scrollTo/scrollBy来实现滑动时，滑动的不是控件本身的位置，而是控件的内容。理解这一点，可以结合ScrollView控件，我们平时使用的使用会在xml布局文件中固定ScrollView的大小和位置，这也是我们肉眼看到的信息。但是如果我们左右/上下滑动滚动条，会发现里面原来还“藏”了许多“风景”。控件就像一个窗户，我们看到的只有窗户大小的内容，实际上窗户中“另有乾坤”。就像下面这张图显示的一样：
当我们手指在控件上滑动时，移动的其实是橙色部分表示的内容，而不是灰色部分表示的控件位置。
二、scrollBy实际上通过调用scrollTo来实现
scrollTo（int x, int y）方法的作用是：滑动到(x,y)这个坐标点，是一个绝对位置。
scrollBy（int x, int y）方法的作用是：在原来的位置上，水平方向向左滑动x距离，竖直方向向上滑动的y距离（滑动方向问题我们后面会详细讲），是一个相对位置。
这里我们先看看这两个函数的源码：
//===========View.java=========
/**
* Set the scrolled position of your view. This will cause a call to
* {@link #onScrollChanged(int, int, int, int)} and the view will be
* invalidated.
* @param x the x position to scroll to
* @param y the y position to scroll to
*/
public void scrollTo(int x, int y) {
if (mScrollX != x || mScrollY != y) {
int oldX = mScrollX;
int oldY = mScrollY;
mScrollX = x;
mScrollY = y;
invalidateParentCaches();
onScrollChanged(mScrollX, mScrollY, oldX, oldY);
if (!awakenScrollBars()) {
postInvalidateOnAnimation();
}
}
}
/**
* Move the scrolled position of your view. This will cause a call to
* {@link #onScrollChanged(int, int, int, int)} and the view will be
* invalidated.
* @param x the amount of pixels to scroll by horizontally
* @param y the amount of pixels to scroll by vertically
*/
public void scrollBy(int x, int y) {
scrollTo(mScrollX + x, mScrollY + y);
}
注释中也说明了这两个方法的功能，也可以看到scrollBy，就是调用的scrollTo来实现的，所以实际上这两个方法功能一样，实际开发中看那个方便就用那个。这部分源码逻辑比较简单，这里就不啰嗦了，需要注意的是mScrollX/mScrollY这两个变量，后面会用到，它们表示当前内容已经滑动的距离（向左/上滑动为正，向右/下滑动为负，方向问题下面详细讲）。
三、滑动坐标系和View坐标系正好相反
上面一节中介绍过，内容向左/上滑动时mScrollX/mScrollY为正，向右/下滑动时为负，这似乎和我们所理解的正好相反。我们平时理解的是基于View的坐标系，水平向右为X轴正方向，竖直向下为Y轴正方向。但是滑动坐标系和View坐标系正好相反，对于滑动而言，水平向左为X轴正方向，竖直向上为Y轴正方向，原点都还是View控件的左上角顶点。如下图所示：
仅从数值上看，mScrollX表示控件内容左边缘到控件左边缘的偏移距离，mScrollY表示控件内容上边缘的距离与控件上边缘的偏移距离。在实际开发中，经常通过getScrollX()/getScrollY()来获取mScrollX/mScrollY的值。
//===========View.java=========
public final int getScrollX() {
return mScrollX;
}
......
public final int getScrollY() {
return mScrollY;
}
对于其值的正负问题，读者可以自己通过打印log的方式来演示一下，比较简单，此处不赘述了。这里再提供几个图来体会一下滑动方向的问题。
水平方向的滑动
竖直方向的滑动
四、通过Scroller实现弹性滑动
通过scrollTo/scrollBy实现滑动时，是一瞬间来实现的。这样看起来会比较生硬和突兀，用户体验显然是不友好的，很多场景下，我们希望这个滑动是一个渐近式的，在给定的一段时间内缓慢移动到目标坐标。Android提供了一个Scroller类，来辅助实现弹性滑动，至于它的使用方法，下一点的代码中有详细演示，红色加粗的文字部分显示了使用步骤，这里结合该示例进行讲解。
通过Scroller实现弹性滑动的基本思想是，将一整段的滑动分为很多段微小的滑动，并在一定时间段内一一完成。
我们来看看CustomPagerView中第111行startScroll方法的源码：
//===================Scroller.java==================
/**
* Start scrolling by providing a starting point, the distance to travel,
* and the duration of the scroll.
*
* @param startX Starting horizontal scroll offset in pixels. Positive
* numbers will scroll the content to the left.
* @param startY Starting vertical scroll offset in pixels. Positive numbers
* will scroll the content up.
* @param dx Horizontal distance to travel. Positive numbers will scroll the
* content to the left.
* @param dy Vertical distance to travel. Positive numbers will scroll the
* content up.
* @param duration Duration of the scroll in milliseconds.
*/
public void startScroll(int startX, int startY, int dx, int dy, int duration) {
mMode = SCROLL_MODE;
mFinished = false;
mDuration = duration;
mStartTime = AnimationUtils.currentAnimationTimeMillis();
mStartX = startX;
mStartY = startY;
mFinalX = startX + dx;
mFinalY = startY + dy;
mDeltaX = dx;
mDeltaY = dy;
mDurationReciprocal = 1.0f / (float) mDuration;
}
startScroll方法实际上没有做移动的操作，只是提供了本次完整滑动的开始位置，需要滑动的距离，以及完成这次滑动所需要的时间。
第113行的invalidate()方法会让CustomPagerView重绘，这会调用View中的draw(...)方法，
boolean draw(Canvas canvas, ViewGroup parent, long drawingTime) {
......
computeScroll();
......
}
......
/**
* Called by a parent to request that a child update its values for mScrollX
* and mScrollY if necessary. This will typically be done if the child is
* animating a scroll using a {@link android.widget.Scroller Scroller}
* object.
*/
public void computeScroll() {
}
draw()方法调用了computeScroll()，这是一个空方法，在CustomPagerView的126行重写了该方法，重绘时会进入到这个方法体中。第127行中有一个判断条件，看看它的源码：
/**
* Call this when you want to know the new location. If it returns true,
* the animation is not yet finished.
*/
public boolean computeScrollOffset() {
if (mFinished) {
return false;
}
int timePassed = (int)(AnimationUtils.currentAnimationTimeMillis() - mStartTime);
if (timePassed < mDuration) {
switch (mMode) {
case SCROLL_MODE:
final float x = mInterpolator.getInterpolation(timePassed * mDurationReciprocal);
mCurrX = mStartX + Math.round(x * mDeltaX);
mCurrY = mStartY + Math.round(x * mDeltaY);
break;
case FLING_MODE:
......
break;
}
}
else {
mCurrX = mFinalX;
mCurrY = mFinalY;
mFinished = true;
}
return true;
}
这个判断语句是在判断本次滑动是否在在继续，如果还没结束，会返回false，重写的computeScroll()中第130~135行会继续执行，直到滑动完成为止。同时这个方法还会根据已经滑动的时间来更新当前需要移动到位置mCurrX/mCurrY。所以我们可以看到，在滑动还没结束时，第134行就执行scrollTo方法来滑动一段距离。第134行又是一个刷新，让CustomPagerView重绘，又会调用draw(...)方法，computeScroll方法又被调用了，这样反复调用，直到整个滑动过程结束。（至于多长时间会执行一直刷新，笔者目前还没找到更深入的代码，有兴趣的读者可以自己再深入研究研究）
最后这里做个总结，Scroller辅助实现弹性滑动的原理为： Scroller本身不能实现滑动，而是通过startScroll方法传入起始位置、要滑动的距离和执行完滑动所需的时间，再通过invalidate刷新界面来调用重写的computeScroll方法，在没有结束滑动的情况下，computeScroll中执行scrollTo方法来滑动一小段距离，并再次刷新界面调用重写的computeScroll方法，如此反复，直到滑动过程结束。
五、实现一个自定义PagerView
本示例结合了该系列前面文章中提到的自定义View，View的绘制流程，触摸事件处理，速度等方面的知识，不明白的可以先去看看这些文章，打一下基础。本示例的项目结构非常简单，这里就不提供下载地址了。
这里先看看效果，一睹为快吧。
自定义一个view，继承自ViewGroup
public class CustomPagerView extends ViewGroup {
private static final String TAG = "songzheweiwang";
private Scroller mScroller;
private VelocityTracker mVelocityTracker;
private int mMaxVelocity;
private int mCurrentPage = 0;
private int mLastX = 0;
private List<Integer> mImagesList;
public CustomPagerView(Context context, @Nullable AttributeSet attrs) {
super(context, attrs);
init(context);
}
private void init(Context context) {
//第一步：实例化一个Scroller实例
mScroller = new Scroller(context);
mVelocityTracker = VelocityTracker.obtain();
mMaxVelocity = ViewConfiguration.get(context).getScaledMinimumFlingVelocity();
Log.i(TAG, "mMaxVelocity=" + mMaxVelocity);
}
//添加需要显示的图片，并显示
public void addImages(Context context, List<Integer> imagesList) {
if (imagesList == null) {
mImagesList = new ArrayList<>();
}
mImagesList = imagesList;
showViews(context);
}
private void showViews(Context context) {
if (mImagesList == null) {
return;
}
for (int i = 0; i < mImagesList.size(); i++) {
ImageView imageView = new ImageView(context);
LayoutParams params = new LayoutParams(LayoutParams.MATCH_PARENT, LayoutParams.MATCH_PARENT);
imageView.setLayoutParams(params);
imageView.setBackgroundResource(mImagesList.get(i));
addView(imageView);
}
}
@Override
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
int count = getChildCount();
for (int i = 0; i < count; i++) {
View childView = getChildAt(i);
childView.measure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
}
}
@Override
protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {
int count = getChildCount();
for (int i = 0; i < count; i++) {
View childView = getChildAt(i);
childView.layout(i * getWidth(), t, (i + 1) * getWidth(), b);
}
}
@Override
public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
mVelocityTracker.addMovement(event);
int x = (int) event.getX();
switch (event.getActionMasked()) {
case MotionEvent.ACTION_DOWN:
//如果动画没有结束，先停止动画
if (!mScroller.isFinished()) {
mScroller.abortAnimation();
}
mLastX = x;
break;
case MotionEvent.ACTION_MOVE:
int dx = x - mLastX;
//滑动坐标系正好和View坐标系是反的，dx为负数表示向右滑，为正表示向左滑
scrollBy(-dx, 0);
mLastX = x;
break;
case MotionEvent.ACTION_UP:
mVelocityTracker.computeCurrentVelocity(1000);
int xVelocity = (int) mVelocityTracker.getXVelocity();
Log.i(TAG, "xVelocity=" + xVelocity);
if (xVelocity > mMaxVelocity && mCurrentPage > 0) {
//手指快速右滑后抬起，且当前页面不是第一页
scrollToPage(mCurrentPage - 1);
} else if (xVelocity < -mMaxVelocity && mCurrentPage < getChildCount() - 1) {
//手指快速左滑后抬起，且当前页面不是最后一页
scrollToPage(mCurrentPage + 1);
} else {
slowScrollToPage();
}
break;
}
return true;
}
private void scrollToPage(int pageIndex) {
mCurrentPage = pageIndex;
if (mCurrentPage > getChildCount() - 1) {
mCurrentPage = getChildCount() - 1;
}
int scrollX = getScrollX();
int dx = mCurrentPage * getWidth() - scrollX;
int duration = Math.abs(dx) * 2;
Log.i(TAG, "[scrollToPage]scrollX=" + scrollX + ";dx=" + dx + ";duration=" + duration);
//第二步：调用startScroll方法，指定起始坐标，目的坐标和滑动时长
mScroller.startScroll(scrollX, 0, dx, 0, duration);
//第三步：让界面重绘
invalidate();
}
private void slowScrollToPage() {
int scrollX = getScrollX();
//缓慢滑动式，滑动一半以上后自动换到下一张，滑动不到一半则还原
int whichPage = (scrollX + getWidth() / 2) / getWidth();
Log.i(TAG, "[slowScrollToPage]scrollX=" + scrollX + ";whichPage=" + whichPage);
scrollToPage(whichPage);
}
//第四步：重写computeScroll方法，在该方法中通过scrollTo方法来完成滑动，并重绘
@Override
public void computeScroll() {
boolean isAnimateRun = mScroller.computeScrollOffset();
Log.i(TAG, "[computeScroll]isAnimateRun=" + isAnimateRun);
if (isAnimateRun) {
//当前页面的右上角，相对于第一页右上角的坐标
int curX = mScroller.getCurrX();
int curY = mScroller.getCurrY();
Log.i(TAG, "[computeScroll]curX=" + curX + ";curY=" + curY);
scrollTo(curX, curY);
postInvalidate();
}
}
@Override
protected void onDetachedFromWindow() {
super.onDetachedFromWindow();
if (mVelocityTracker != null) {
mVelocityTracker.recycle();
mVelocityTracker = null;
}
}
}
代码看起来有点长，其实逻辑很简单。基本思路是，使用者添加要显示的图片资源id列表，在CustomPagerView中为每一个要显示的图片实例一个ImageView进行显示。在滑动的过程中，如果速度比较快（大于某个阈值），手指抬起后，就会滑动下一页。如果速度很慢，手指抬起时，如果手指滑动的距离超过了屏幕的一半，则自动滑到下一页，如果没滑到一半，本次就不翻页，仍然停留在本页。
在布局文件中引入该控件
//=========activity_scroller_demo.xml========= <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" android:orientation="vertical"> <com.example.demos.customviewdemo.CustomPagerView android:id="@+id/viewpager" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="300dp" /> </LinearLayout>
在Activity中使用该控件
public class ScrollerDemoActivity extends AppCompatActivity {
private static final String TAG = "ScrollerDemoActivity";
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_scroller_demo);
initViews();
}
private void initViews() {
List<Integer> mImageList = new ArrayList<>();
mImageList.add(R.drawable.dog);
mImageList.add(R.drawable.test2);
mImageList.add(R.drawable.test3);
mImageList.add(R.drawable.test4);
CustomPagerView customPagerView = findViewById(R.id.viewpager);
customPagerView.addImages(this, mImageList);
}
}
这里再啰嗦一句，本示例很好地演示了一个自定义View的开发，包含了不少自定义View需要掌握的基础知识点。通过该代码，希望能够强化理解前面文章中介绍的相关知识。
六、其他实现滑动及弹性滑动的方法
前面只介绍了通过scrollTo/scrollBy，并结合Scroller来实现滑动和弹性滑动的方式，实际上还有很多方式来实现这些效果。比如，要实现滑动，还有使用动画以及修改控件位置参数等方式。要实现弹性滑动，已经知道了基本思路是把一整段滑动分为很多小段滑动来一一实现，那么还可以使用定时器，Handler，Thread/sleep等方式来实现。这些方法就不一一介绍了，在使用时可以根据实际的场景和需求选择实现方式。
结语
本文主要介绍通过scrollTo/scrollBy来实现控件内容的滑动，以及结合Scroller实现弹性滑动的方式。由于笔者水平和经验有限，有描述不准确或不正确的地方，欢迎来拍砖，谢谢！
参考资料
《Android开发艺术探索》
- Android自定义ViewPager:水平滑动弹性效果，侧滑刷新加载的ViewPager
- Android自定义ViewGroup实现弹性滑动效果
- Android自定义View弹性滑动Scroller详解
- android自定义ViewPager之——水平滑动弹性效果
- Android 从0开始自定义控件之 View 的弹性滑动（三）
- android自定义ViewPager水平滑动弹性效果
- 【朝花夕拾】Android自定义View篇之（七）Android事件分发机制（下）滑动冲突解决方案总结
- 【朝花夕拾】Android自定义View篇之（七）Android事件分发机制（下）解决滑动冲突
- android 自定义ImageView实现图片手势滑动，多点触摸放大缩小效果
- Android 自定义 HorizontalScrollView 打造再多图片（控件）也不怕 OOM 的横向滑动效果
- 【朝花夕拾】Android自定义View篇之（九）多点触控（下）实践出真知
- Android嵌套RecyclerView左右滑动替代自定义view
- Android自定义LinearLayout实现左右侧滑菜单，完美兼容ListView、ScrollView、ViewPager等滑动控件
- Android面试整理之UI部分——实现View的弹性滑动的三种方式（一）
- android 仿viewpager滑动效果自定义升级版
- Androin学习笔记五十四： android 自定义ImageView实现图片手势滑动，多点触摸放大缩小效果
- android自定义View之滑动删除
- Android自定义View之ListView条目滑动删除(仿QQ5.1)
- android 自定义ViewGroup和对view进行切图动画实现滑动菜单SlidingMenu
- Android弹性滑动的HorizontalScrollView