新手学自定义View系列(一)之canvas绘制API

简述:

Android中自定义View开发的遇到的问题？

Android开发中自定义View可以说是常见的技术，不管是新手还是老司机都非常了解。但是目前Android自定义View的现状是很多人对自定义View都能说得出来一些，但是实际上根据需求开发起来却比较难。老实说这也是我之前的想法，我也一直在思考这个原因，个人觉得原因是:
第一对自定义View中的API不熟悉;
第二对自定义View没有一个系统认识和深入了解;
第三对掌握的自定义View的掌握没有一个分类管理思想;

canvas绘制的API的细节深入的学习能解决什么问题？
此篇博客canvas的API的学习可以系统掌握canvas.drawxxx()系列的方法
以及绘制原理。
本系列博客能给你带来什么？
个人认为Android中的自定义View API的学习主要分为几个方面：
第一 Canvas绘制系列的API的学习；
第二 Paint 画笔系列的API的学习；
第三辅助绘制(clipxxx系列方法)canvas的几何变换(位移、旋转、错切)API的学习；
第四自定义View的测量、绘制(onMeasure、onSizeChange、onDraw)；
第五自定义ViewGroup的测量、布局、绘制(onMeasure、onSizeChange、onLayout、onDraw)；
第六事件分发、事件拦截、滑动冲突以及触摸反馈的接口的回调设计；

1、canvas绘制颜色

一般用于在绘制之前设置底色，或者在绘制之后为界面设置半透明蒙版
canvas中绘制颜色主要几种方法:

canvas.drawColor(int color)
canvas.drawRGB(int r, int g, int b)
canvas.drawARGB(int a, int r, int g, int b)

canvas.drawColor(Color.parseColor("#00bfa5"));//int color
canvas.drawRGB(100, 200, 100);//设置red值(0~255),green值(0~255),blue值(0~255)
canvas.drawARGB(100, 100, 200, 100);//设置alpha值(0~255),设置red值(0~255),green值(0~255),blue值(0~255)

2、canvas绘制形状

绘制圆形:
canvas.drawCircle(float dx, float dy, float radius, Paint paint)

mPaint.setStyle(Paint.Style.FILL);//设置填充style为FILL
mPaint.setStyle(Paint.Style.STROKE);//设置填充style为STROKE
canvas.drawCircle(mWidth / 2, mHeight / 2, 200, mPaint);//(dx:圆心横坐标 dy:圆心纵坐标 radius:半径 paint 画笔)

绘制矩形:
canvas中绘制矩形主要几种方法:
Rect和RectF的细微区别是Rect的绘制的单位类型是int,而RectF的绘制单位类型是float
canvas.drawRect(int left, int top, int right, int bottom, Paint paint);
canvas.drawRect(Rect rect, Paint paint);
canvas.drawRect(RectF rectF, Paint paint);

mPaint.setStyle(Paint.Style.FILL);//设置填充style为FILL
mPaint.setStyle(Paint.Style.STROKE);//设置填充style为STROKE
mPaint.setColor(Color.parseColor("#e91e63"));
canvas.drawRect(mWidth / 2 - 200, 200, mWidth / 2 + 200, 600, mPaint);//left:矩形的左边离Y轴的距离；top:矩形的顶边离X轴的距离；right的右边离Y轴的距离；bottom:矩形的底部边离X轴的距离

绘制圆角矩形:
canvas绘制圆角矩形主要有两个方法:
但是这两个方法是等价的，绘制出来的效果都是一样的。
drawRoundRect(RectF rect, float rx, float ry, Paint paint)
drawRoundRect(float left, float top, float right, float bottom, float rx, float ry, Paint paint)

int rx = 80;//圆角矩形的圆角所处的椭圆的横向半径
int ry = 40;//圆角矩形的圆角所处的椭圆的纵向半径
int left = mWidth / 2 - 200;//left:矩形的左边离Y轴的距离；
int top = 200;//top:矩形的顶边离X轴的距离；
int right = mWidth / 2 + 200;//right的右边离Y轴的距离；
int bottom = 400;//bottom:矩形的底部边离X轴的距离

mPaint.setStyle(Paint.Style.FILL);//设置填充style为FILL
mPaint.setStyle(Paint.Style.STROKE);//设置填充style为STROKE
mPaint.setStrokeWidth(5f);//设置stroke线形的宽度
mPaint.setColor(Color.parseColor("#e91e63"));

canvas.drawRoundRect(left, top, right, bottom, rx, ry, mPaint);//绘制圆角矩形

提出问题：圆角矩形绘制的原理是怎样的？为什么会有rx,ry两个半径？

圆角矩形的四个圆角实际上对应着四个椭圆弧的一部分，注意是椭圆弧不是正圆弧。那么rx也就是椭圆弧的横向半径，ry是椭圆弧的纵向半径，正好对应着椭圆的短半径和长半径。

这里写图片描述

(图片来源于GcsSloop大神，地址: http://ww3.sinaimg.cn/large/005Xtdi2jw1f2748fjw2bj308c0dwmx8.jpg)
结论：

当rx等于ry时，此时的四个椭圆弧也就变成四个正圆弧，那么每个圆角即为正圆弧的1/4;

当rx等于矩形宽度的一半，ry等于矩形高度的一半时，此时四个圆角所处的椭圆的重合，正好为矩形的内接椭圆；

当rx大于矩形宽度的一半，ry大于矩形高度的一半时,此时四个圆角所处椭圆实际上是无法计算出圆弧的，所以drawRoundRect对大于该数值的参数进行了修改，如果大于rx大于矩形宽度一半，ry大于矩形高度一半的参数均按照一半来处理。

结论论证：
可以针对圆角矩形绘制四个半径rx,ry椭圆来验证，若椭圆中有一部分圆弧与之重合，正好就证实我们的原理。

int rx = 80;//圆角矩形的圆角所处的椭圆的横向半径
int ry = 40;//圆角矩形的圆角所处的椭圆的纵向半径
int left = mWidth / 2 - 200;//left:矩形的左边离Y轴的距离；
int top = 200;//top:矩形的顶边离X轴的距离；
int right = mWidth / 2 + 200;//right的右边离Y轴的距离；
int bottom = 400;//bottom:矩形的底部边离X轴的距离

mPaint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
mPaint.setStrokeWidth(5f);
mPaint.setColor(Color.parseColor("#e91e63"));

canvas.drawRoundRect(left, top, right, bottom, rx, ry, mPaint);//绘制圆角矩形

canvas.drawOval(left, top, left + 2 * rx, top + 2 * ry, mPaint);//绘制左上角圆角的所处的椭圆
canvas.drawOval(right - 2 * rx, top, right, top + 2 * ry, mPaint);//绘制右上角圆角的所处的椭圆
canvas.drawOval(left, bottom - 2 * ry, left + 2 * rx, bottom, mPaint);//绘制左下角圆角的所处的椭圆
canvas.drawOval(right - 2 * rx, bottom - 2 * ry, right, bottom, mPaint);//绘制右下角圆角的所处的椭圆

当rx等于ry时，此时的四个椭圆弧也就变成四个正圆弧，那么每个圆角即为正圆弧的1/4;

当rx接近矩形宽度的一半，ry接近矩形高度的一半时，此时四个圆角所处的椭圆接近重合

int rx = 195;//矩形宽度的一半为200
int ry = 95;//矩形高度的一半为100
int left = mWidth / 2 - 200;//left:矩形的左边离Y轴的距离；
int top = 200;//top:矩形的顶边离X轴的距离；
int right = mWidth / 2 + 200;//right的右边离Y轴的距离；
int bottom = 400;//bottom:矩形的底部边离X轴的距离

mPaint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
mPaint.setStrokeWidth(5f);
mPaint.setColor(Color.parseColor("#e91e63"));

canvas.drawRoundRect(left, top, right, bottom, rx, ry, mPaint);//绘制圆角矩形

canvas.drawOval(left, top, left + 2 * rx, top + 2 * ry, mPaint);//绘制左上角圆角的所处的椭圆
canvas.drawOval(right - 2 * rx, top, right, top + 2 * ry, mPaint);//绘制右上角圆角的所处的椭圆
canvas.drawOval(left, bottom - 2 * ry, left + 2 * rx, bottom, mPaint);//绘制左下角圆角的所处的椭圆
canvas.drawOval(right - 2 * rx, bottom - 2 * ry, right, bottom, mPaint);//绘制右下角圆角的所处的椭圆

image.png

当rx等于矩形宽度的一半，ry等于矩形高度的一半时，此时四个圆角所处的椭圆的重合，正好为矩形的内接椭圆；

image.png

当rx大于矩形宽度的一半，ry大于矩形高度的一半时,此时四个圆角所处椭圆实际上是无法计算出圆弧的，所以drawRoundRect对大于该数值的参数进行了修改，如果大于rx大于矩形宽度一半，ry大于矩形高度一半的参数均按照一半来处理。(为了便于区别把椭圆的颜色绘制为grey)

image.png

绘制点:
canvas绘制点主要有几种方法:
canvas.drawPoint(float x, float y, Paint paint)//绘制单个点
canvas.drawPoints(float[] pts, int offset, int count, Paint paint)//有选择性绘制多个点
canvas.drawPoints(float[] pts, Paint paint)//绘制多个点

mPaint.setColor(Color.parseColor("#dd2c00"));
mPaint.setStrokeWidth(80f);
mPaint.setStrokeCap(Paint.Cap.ROUND);//绘制点Point，canvas.drawPoint默认绘制方形点，设置画笔的setStrokeCap可以绘制圆点
canvas.drawPoint(mWidth / 2, mHeight / 2, mPaint);


//绘制多个点:drawPoints(float[] opts, Paint paint)
//opts 点的一对(x,y)坐标的数组。(相邻的两个数分为一个点的x,y)

mPaint.setColor(Color.parseColor("#304ffe"));
float[] points = {mWidth / 2 - 200, 200, mWidth / 2 + 200, 200, mWidth / 2 - 200, 600, mWidth / 2 + 200, 600};
canvas.drawPoints(points, mPaint);

//有选择绘制多个点: drawPoints(float[] opts, offset, count, Paint paint)
//opts 点的一对(x,y)坐标的数组。(相邻的两个数分为一个点的x,y)
//offset:是相对于对points数组的元素下标做偏移
//count: 设置points数组从offset偏移算起元素的个数
//经过offset和count操作产生新的点的数组

mPaint.setColor(Color.RED);
canvas.drawPoints(points, 4, 4, mPaint);//在前两个点后画两个点

image.png

绘制椭圆:
canvas绘制椭圆主要有两种方法:
但是这两个方法是等价的，绘制出来的效果都是一样的。
drawOval(RectF oval, Paint paint)
drawOval(float left, float top, float right, float bottom, Paint paint)

mPaint.setStyle(Paint.Style.FILL);
mPaint.setColor(Color.parseColor("#FF9800"));

canvas.drawOval(mWidth / 2 - 400, 200, mWidth / 2 + 400, 600, mPaint);//外接矩形的left,top,right,bottom

image.png

mPaint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
mPaint.setStrokeWidth(5f);
mPaint.setColor(Color.parseColor("#0091EA"));
RectF rectF = new RectF(mWidth / 2 - 200, 0, mWidth / 2 + 200, 800);//外接矩形的left,top,right,bottom

canvas.drawOval(rectF, mPaint);

image.png

绘制线段:
canvas绘制线段主要有几种方法:
drawLine(float startX, float startY, float stopX, float stopY, Paint paint)
drawLines(float[] pts, int offset, int count, Paint paint)
drawLines(float[] pts, Paint paint)

mPaint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
mPaint.setStrokeWidth(5f);
mPaint.setColor(Color.GREEN);

canvas.drawLine(mWidth / 2 - 200, 200, mWidth / 2 + 200, 600, mPaint);//startX线的起点X坐标，startY线的起点Y坐标,endX线的终点X坐标,endY线的终点Y坐标

image.png

float[] points2 = {
                mWidth / 2 - 200, 200,
                mWidth / 2 + 200, 600,
                mWidth / 2 + 200, 200,
                mWidth / 2 - 200, 600,
                mWidth / 2, 200,
                mWidth / 2, 600,
                mWidth / 2 - 200, 400,
                mWidth / 2 + 200, 400
        };//points2 点的一对(startX,startY,endX,endY)坐标的数组。(相邻的四个数为一条线的起点和终点的x,y坐标)
        
canvas.drawLines(points2, mPaint);//绘制多条线段

image.png

float[] points2 = {
                mWidth / 2 - 200, 200,
                mWidth / 2 + 200, 600,
                mWidth / 2 + 200, 200,
                mWidth / 2 - 200, 600,
                mWidth / 2, 200,
                mWidth / 2, 600,
                mWidth / 2 - 200, 400,
                mWidth / 2 + 200, 400
        };//points2 点的一对(startX,startY,endX,endY)坐标的数组。(相邻的四个数为一条线的起点和终点的x,y坐标)

//offset:原理和drawPonits一样，是相对于对points2数组的元素下标做偏移
//count: 设置points2数组从offset偏移算起元素的个数
//经过offset和count产生新的点的数组

canvas.drawLines(points2, 4, 8, mPaint);

image.png

绘制弧形或者扇形(是针对所在椭圆来绘制弧形和扇形):
canvas绘制弧形或者扇形(是针对所在椭圆来绘制弧形和扇形)主要有两种方法:但是这两个方法是等价的，绘制出来的效果都是一样的。
drawArc(RectF oval, float startAngle, float sweepAngle, boolean useCenter, Paint paint)
drawArc(float left, float top, float right, float bottom, float startAngle, float sweepAngle, boolean useCenter, Paint paint)

//canvas.drawArc(left,top,right,bottom,startAngle,sweepAngle,userCenter,paint)
//left,top,right,bottom: 固定出椭圆
//startAngle起始角度(0度为圆心横坐标向左，正数为顺时针，负数为逆时针)
//sweepAngle扫过的角度
//userCenter是否连接圆心(true:连接圆心,画扇形；false:不连接圆心,画弧形)

mPaint.setStyle(Paint.Style.STROKE);//设置椭圆填充style为STROKE
RectF rectF1 = new RectF(mWidth / 2 - 400, 200, mWidth / 2 + 400, 600);

mPaint.setStyle(Paint.Style.FILL);//设置扇形填充style为FILL
mPaint.setStyle(Paint.Style.STROKE);//设置扇形填充style为STROKE
canvas.drawOval(rectF1,mPaint);//绘制扇形所处的椭圆
canvas.drawArc(rectF1, 0, 120, true, mPaint);//扇形

image.png

image.png

//canvas.drawArc(left,top,right,bottom,startAngle,sweepAngle,userCenter,paint)
//left,top,right,bottom: 固定出椭圆
//startAngle起始角度(0度为圆心横坐标向左，正数为顺时针，负数为逆时针)
//sweepAngle扫过的角度
//userCenter是否连接圆心(true:连接圆心,画扇形；false:不连接圆心,画弧形)

mPaint.setStyle(Paint.Style.STROKE);//设置椭圆填充style为STROKE
RectF rectF1 = new RectF(mWidth / 2 - 400, 200, mWidth / 2 + 400, 600);

mPaint.setStyle(Paint.Style.FILL);//设置扇形填充style为FILL
mPaint.setStyle(Paint.Style.STROKE);//设置弧形填充style为STROKE
canvas.drawOval(rectF1,mPaint);//绘制弧形所处的椭圆(注意：绘制STROKE的弧形的时候不要绘制椭圆，否则会重合不便于观察结果)
canvas.drawArc(rectF1, 0, 120, false, mPaint);//弧形

image.png

image.png

绘制图片Bitmap:
canvas图片Bitmap主要有几种方法:
drawBitmap(Bitmap bitmap, float left, float top, Paint paint)
drawBitmap(Bitmap bitmap, Rect src, RectF dst, Paint paint)
drawBitmap(Bitmap bitmap, Rect src, Rect dst, Paint paint)

canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);//移动坐标原点到View组件的正中间位置，这个操作会很方便我们绘制时算坐标。（涉及到canvas的几何变换后期会说到）
float[] points3 = {-mWidth / 2, 0, mWidth / 2, 0, 0, -mHeight / 2, 0, mHeight / 2};
canvas.drawLines(points3, mPaint);//绘制出坐标系线
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.icon);
canvas.drawBitmap(bitmap, -bitmap.getWidth() / 2, -bitmap.getHeight() / 2, mPaint);//图片左上角x,y坐标对应left,top

image.png

绘制文字:
canvas中涉及到文本的绘制的细节有很多，后期会专门说下关于文本的绘制，这里先了解下。
canvas.drawText(char[] text, int index, int count, float x, float y, Paint paint)
canvas.drawText(String text, float x, float y, Paint paint)
canvas.drawText(String text, int start, int end, float x, float y, Paint paint）
canvas.drawText(CharSequence text, int start, int end, float x, float y, Paint paint)

canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);//移动坐标原点到View组件的正中间位置
mPaint.setTextSize(50);
mPaint.setColor(Color.GREEN);
mPaint.setFakeBoldText(true);
String text = "今天好像是情人节，单身狗还是撸撸代码吧";
mPaint.getTextBounds(text, 0, text.length(), mTextBound);//通过传入mTextBound(Rect对象)，将文字的尺寸固定住，作用相当于测量文本尺寸。

canvas.drawText(text, -mTextBound.width() / 2, mTextBound.height() / 2, mPaint);//x，y指的是文本绘制起点坐标，注意文本的绘制起点是第一个字左下角还要向外偏移一点，至于为什么是这样后期会说到.

image.png

绘制Path类型自定义图型:
Path的知识在Canvas中绘制很重要，合理使用Path可以做出很多炫酷的组件以及提高绘制的效率。所以这里先给出个例子，下一期博客将会深入讲解canvas绘制中的Path。情人节了，这张图或许适合你，哈哈哈

mPaint.setStyle(Paint.Style.FILL);
mPaint.setColor(Color.RED);
mPath.arcTo(200, 200, 400, 400, -225, 225, true);
mPath.arcTo(400, 200, 600, 400, -180, 225, false);
mPath.lineTo(400, 542);

canvas.drawPath(mPath, mPaint);

image.png

结束：
到这里，这期博客就结束了，该博客旨在新手学习沉淀。感谢GcsSloop和扔物线大神对自定义View的博客的无私奉献。本系列博客均为自己学大神们自定义View总结。

小例子：本来是扔物线大神第一期的直方图的例子，在其基础上扩充几点：第一就是点击每个直方图会有监听回调的触摸返回，并把当前点击的直方图数据信息显示出来；第二就是在直方图基础上绘制了折线图。
抛出一个思考的问题：对于一个自定义View如何给某个绘制区域设置监听的点击事件触摸回调？

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例子源码下篇博客给出。

新手学自定义View系列(一)之canvas绘制API

1、canvas绘制颜色

2、canvas绘制形状

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