Android应用界面开发——Fragment(实现图书详情界面)

Android3.0引入Fragment的初衷是为了适应大屏幕的平板电脑，由于平板电脑的屏幕比手机屏幕更大，因此可以容纳更多的UI组件，且这些UI组件之间存在交互关系。本篇文章主要介绍什么是Fragment以及如何使用Fragment，最后实现一个显示图书详情的Fragment Demo。

什么是Fragment？

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Fragment代表了Activity的子模块，因此可以把Fragment理解成Activity片段。

Fragment的几个特征：

• Fragment总是作为Activity界面的组成部分。Fragment可调用getActivity()方法获取它所在的Activity，Activity可调用FragmentManager的findFragmentById()或findFragmentByTag()方法来获取Fragment。
• 在Activity运行过程中，可调用FragmentManager的add()、remove()、replace()方法动态地添加、删除或替换Fragment。
• 一个Activity可以同时组合多个Fragment；反过来，一个Fragment也可以被多个Activity复用。
• Fragment可以响应自己的输入事件，并拥有自己的生命周期，但它们的生命周期直接被其所属的Activity的生命周期控制。

为什么使用Fragment？

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Fragment简化了大屏幕UI的设计，它不需要开发者管理组件包含关系的复杂变化，开发者使用Fragment对UI组件进行分组、模块化管理，就可以更方便地在运行过程中动态更新Activity的用户界面。如下图：

通过使用上面的Fragment设计机制，可以取代传统的让一个Activity显示列表，另一个Activity显示内容的设计。

如何使用Fragment？

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这里通过使用Fragment实现一个显示图书详情界面。

创建Fragment

与创建Activity类似，实现Fragment必须继承Fragment基类，Fragment继承体系图如下：

可以根据需要继承图中Fragment基类或它的任意子类。

接下来实现它的回调方法，例如：onCreate()、onCreateView()、onStart()、onResume()、onPause()、onStop()等等。

通常创建Fragment需要实现如下三个方法：

• onCreate()：系统创建Fragment对象后回调该方法，在实现代码中只初始化想要在Fragment中保持的必要组件。
• onCreateView()：当Fragment绘制界面组件时会回调该方法。该方法必须返回一个View，该View也就是该Fragment所显示的View。
• onPause()：当用户离开该Fragment时将回调该方法。

创建一个BookDetailFragment，将会加载并显示一份简单的界面布局文件，并根据传入的参数来更新界面组件。BookDetailFragment代码如下：

public class BookDetailFragment extends Fragment {

    public static final String ITEM_ID = "item_id";
    BookContent.Book book; //保存该Fragment显示的Book对象

    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        //如果启动该Fragment时包含了ITEM_ID参数
        if (getArguments().containsKey(ITEM_ID)){
            book = BookContent.ITEM_MAP.get(getArguments().get(ITEM_ID));//①
        }
    }

    //重写该方法，该方法返回的View将作为Fragment显示的组件
    @Nullable
    @Override
    public View onCreateView(LayoutInflater inflater, ViewGroup container, Bundle savedInstanceState) {
        //加载/res/layout/目录下的fragment_book_detail.xml布局文件
        View rootView = inflater.inflate(R.layout.fragment_book_detail, container, false);
        if (book != null){
            ((TextView)rootView.findViewById(R.id.book_title)).setText(book.title);
            ((TextView)rootView.findViewById(R.id.book_desc)).setText(book.desc);
        }
        return rootView;
    }
}

上面的Fragment将会加载并显示res/layout/目录下的fragment_book_detail.xml界面布局文件。①号代码获取启动该Fragment时传入的ITEM_ID参数，并根据该ID获取BookContent的ITEM_MAP中的图书信息。

BookContent类用于模拟系统的数据模型，该模拟类的代码如下：

public class BookContent {

    //定义一个内部类，作为系统的业务对象
    public static class Book {
        public Integer id;
        public String title;
        public String desc;

        public Book(Integer id, String title, String desc) {
            this.id = id;
            this.title = title;
            this.desc = desc;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return title;
        }
    }

    //使用List集合记录系统所包含的Book对象
    public static List ITEMS = new ArrayList<>();
    //使用Map集合记录系统所包含的Book对象
    public static Map ITEM_MAP = new HashMap<>();

    static {
        //使用静态初始化代码，将Book对象添加到List集合、Map集合中
        addItem(new Book(1, "Head First Java", "一本基础、入门的Java学习书籍，深受读者喜欢。"));
        addItem(new Book(2, "Head First Android", "一本基础、入门的Android学习书籍，深受读者喜欢。"));
        addItem(new Book(3, "Thinking in Java", "一本全面、深入的Java学习书籍，深受读者喜欢。"));
    }

    private static void addItem(Book book) {
        ITEMS.add(book);
        ITEM_MAP.put(book.id, book);
    }
}

BookDetailFragment只是加载并显示一份简单的布局文件，这份布局文件（fragment_book_detail.xml）中通过LinearLayout包含两个文本框。该布局文件的代码如下：

创建ListFragment

如果开发ListFragment的子类，无须重写onCreateView()方法，只要调用ListFragment的setAdapter()方法为该Fragment设置Adapter即可。该ListFragment将会显示该Adapter提供的列表项。

本Demo实现了一个ListFragment的子类用于显示书目列表。

public class BookListFragment extends ListFragment {

    private Callbacks mCallbacks;

    //定义一个回调接口，该Fragment所在Activity需要实现该接口
    //该Fragment将通过该接口与它所在的Activity交互
    public interface Callbacks {
        public void onItemSelected(Integer id);
    }

    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        //为该ListFragment设置Adapter
        setListAdapter(new ArrayAdapter(getActivity(), android.R.layout.simple_list_item_activated_1, android.R.id.text1, BookContent.ITEMS));
    }

    //当该Fragment被添加、显示到Activity时，回调该方法


    @Override
    public void onAttach(Activity activity) {
        super.onAttach(activity);
        //如果Activity没有实现Callbacks接口，抛出异常
        if (!(activity instanceof Callbacks)) {
            throw new IllegalStateException("BookListFragment所在的Activity必须实现 Callbacks接口！");
        }
        //把该Activity当成Callbacks对象
        mCallbacks = (Callbacks) activity;
    }

    //当该Fragment从它所属的Activity中被删除时回调该方法
    @Override
    public void onDetach() {
        super.onDetach();
        mCallbacks = null;
    }

    //当用户单击某列表时激发该回调方法
    @Override
    public void onListItemClick(ListView l, View v, int position, long id) {
        super.onListItemClick(l, v, position, id);
        //激发mCallbacks的onItemSelected方法
        mCallbacks.onItemSelected(BookContent.ITEMS.get(position).id);
    }

    public void setActivateOnItemClick(boolean activateOnItemClick) {
        getListView().setChoiceMode(activateOnItemClick ? ListView.CHOICE_MODE_SINGLE : ListView.CHOICE_MODE_NONE);
    }
}

为了控制ListFragment显示的列表项，只要调用ListFragment提供的setAdapter()方法，即可让该ListFragment显示该Adapter所提供的多个列表项。

Fragment与Activity通信

为了在Activity中显示Fragment，还必须将Fragment添加到Activity中。将Fragment添加到Activity中有如下两种方式：

• 在布局文件中使用元素添加Fragment，元素的android:name属性指定Fragment的实现类。
• 在Java代码中通过FragmentTransaction对象的add()方法来添加Fragment。

Activity的getFragmentManager()方法可返回FragmentManager，FragmentManager对象的beginTransaction()方法即可开启并返回FragmentTransaction对象。

下面Activity首先通过如下布局文件（activity_book_twopane.xml）来使用前面定义的BookListFragment。

上面布局文件中使用元素添加了BookListFragment，该Activity的左边将会显示一个ListFragment，右边只是一个FrameLayout容器，该容器将会动态更新其中显示的Fragment。下面是该Activity的代码：

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements BookListFragment.Callbacks{

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_book_twopane);
    }

    @Override
    public void onItemSelected(Integer id) {
        //创建Bundle，准备向Fragment传入参数
        Bundle arguments = new Bundle();
        arguments.putInt(BookDetailFragment.ITEM_ID, id);
        //创建BookDetailFragment对象
        BookDetailFragment fragment = new BookDetailFragment();
        //向Fragment传入参数
        fragment.setArguments(arguments);
        //使用fragment替换book_detail_container容器当前显示的Fragment
        getFragmentManager().beginTransaction().replace(R.id.book_detail_container, fragment).commit();//①
    }
}

上面的①号代码调用了FragmentTransaction的replace()方法动态更新了ID为book_detail_container容器中显示的Fragment。

Fragment与Activity相互传递数据的方式：

• Activity向Fragment传递数据：在Activity中创建Bundle数据包，并调用Fragment的setArgument(Bundle bundle)方法即可将Bundle数据包传给Fragment。
• Fragment向Activity传递数据或Activity需要在Fragment运行中进行实时通信：在Fragment中定义一个内部回调接口，再让包含该Fragment的Activity实现该回调接口，这样Fragment即可调用该回调方法将数据传给Activity。

上面示例定义了两个Fragment，并使用一个Activity来组合这两个Fragment，使用大屏幕设备运行该程序，可以看到：

Fragment管理与Fragment事务

Activity管理Fragment主要依靠FragmentManager。

FragmentManager可以完成如下几方面的功能：

• 使用findFragmentById()或findFragmentByTag()方法来获取指定Fragment。
• 调用popBackStack()方法将Fragment从后台栈中弹出（模拟用户按下Back键）。
• 调用addOnBackStackChangeListener()注册一个监听器，用于监听后台栈的变化。

如果需要添加、删除、替换Fragment，则需要借助于FragmentTransaction对象，FragmentTransaction代表Activity对Fragment执行的多个改变。

可通过FragmentManager来获得FragmentTransaction，代码片段如下：

FragmentManager fragmentManager = getFragmentManager();
FragmentTransaction fragmentTransaction = fragmentManager.beginTransaction();

每个FragmentTransaction可以包含多个对Fragment的修改，比如包含调用了多个add()、remove()、replace()操作，最后调用commit()方法提交事务即可。

在调用commit()之前，也可以调用addToBackStack()将事务添加到Back栈，该栈由Activity负责管理，这样允许用户按下Back键返回到前一个Fragment状态。

//创建一个新的Fragment并打开事务
Fragmentr newFragment = new ExampleFragment();
FragmentManager fragmentManager = getFragmentManager();
FragmentTransaction fragmentTransaction = fragmentManager.beginTransaction();
//替换该界面中fragment_container容器内的Fragment
fragmentTransaction.replace(R.id.fragment_container, newFragment);
//将事务添加到Back栈，允许用户按Back键返回到替换Fragment之前的状态
fragmentTransaction.addToBackStack(null);
//提交事务
fragmentTransaction.commit();

Fragment的生命周期

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• onAttach()：当该Fragment被添加到Activity时被回调。该方法只会被调用一次。
• onCreate()：创建Fragment时回调，该方法只会被调用一次。
• onCreateView()：每次创建、绘制该Fragment的View组件时回调该方法，Fragment将会显示该方法返回的View组件。
• onActivityCreated()：当Fragment所在Activity被启动完成后回调该方法。
• onStart()：启动Fragment时被回调。
• onResume()：恢复Fragment时被回调，在onStart()方法后一定会回调onResume()方法。
• onPause()：暂停Fragment时被回调。
• onStop()：停止Fragment时被回调。
• onDestroyView()：销毁该Fragment所包含的View组件时调用。
• onDestroy()：销毁Fragment时调用。该方法只调用一次。
• onDetach()：将该Fragment从Activity中删除、替换完成时回调该方法，在onDestroy()方法后一定会回调onDatach()方法，该方法只会被调用一次。

参考资料：《疯狂Android讲义》