Flutter学习：几个Demo学习Animation、Tween和CustomPaint的使用，

参考文档：https://medium.com/flutter/zero-to-one-with-flutter-part-two-5aa2f06655cb
原github地址：https://github.com/mravn/charts

概述

本篇文章从几个Demo出发介绍了Animation、Tween和CustomPaint的使用，并且几个Demo实现效果是层层递进的，下面会详细记录Demo的编写过程，以及简要地介绍以上三个类的使用和注意事项。本文涉及到的知识点：

• Animation、Tween和CustomPaint的使用
• 单个bar的动画
• barChart的动画

单个bar动画Demo

首先上图，该demo完成后的效果如下：

那么如何实现这么一个效果呢？这就需要使用到Animation、Tween和CustomPaint这三个类了，需要以下几个步骤：

• 需要创建一个Bar类，用来表示bar的属性；
• 创建一个继承Tween的BarTween类，并且必须重写lerp方法，待会从源码角度分析；
• 创建一个继承CustomPainter的BarPainter类，在其内部基于画板canvas，用Paint类创建画笔（并且可以指定画笔的属性），来绘制图形。
• 创建一个继承StatefulWidget的BarPage类，用状态来刷新界面显示

Bar类

class Bar {
  static final Random _random = new Random();
  static final double _maxHeight = 100.0;
  final Color color;
  final double height;

  Bar(this.color, this.height);

  /// 空bar
  factory Bar.empty() => Bar(Colors.transparent, 0.0);

  /// 带有随机颜色和随机高度的bar,高度范围
  factory Bar.random() =>
      Bar(ColorPalette.primary.random(), _random.nextDouble() * _maxHeight);

  static Bar lerp(Bar begin, Bar end, double t) {
    return Bar(Color.lerp(begin.color, end.color, t),
        lerpDouble(begin.height, end.height, t));
  }
}

值得注意的是，以上使用了factory工厂构造函数创建对象，还有在lerp静态函数中，使用了Color.lerp和lerpDouble（这个需要引入dart:math包），这个方法是为了之后的BarTween对象服务。

BarTween类

/// Bar属性线性变换插值器
class BarTween extends Tween {
  BarTween(Bar begin, Bar end) : super(begin: begin, end: end);

  @override
  Bar lerp(double t) {
    return Bar.lerp(begin, end, t);
  }
}

其中lerp在本demo中必须重写，否则会没有动画过程。这个方法指代的是在动画t位置的状态，t的取值为[0.0,1.0]。根据Tween源代码可以看到，transform方法中调用了lerp，而在lerp方法中只是对begin,end进行了+，-，*计算当前t的状态，并且本例Bar类并没有对这几个操作符进行重写，但是在我注释掉Bar类的重写之后，也没有报错，这个就搞不清了。

  /// Returns the value this variable has at the given animation clock value.
  ///
  /// The default implementation of this method uses the [+], [-], and [*]
  /// operators on `T`. The [begin] and [end] properties must therefore be
  /// non-null by the time this method is called.
  @protected
  T lerp(double t) {
    assert(begin != null);
    assert(end != null);
    return begin + (end - begin) * t;
  }

  /// Returns the interpolated value for the current value of the given animation.
  ///
  /// This method returns `begin` and `end` when the animation values are 0.0 or
  /// 1.0, respectively.
  ///
  /// This function is implemented by deferring to [lerp]. Subclasses that want
  /// to provide custom behavior should override [lerp], not [transform] (nor
  /// [evaluate]).
  ///
  /// See the constructor for details about whether the [begin] and [end]
  /// properties may be null when this is called. It varies from subclass to
  /// subclass.
  @override
  T transform(double t) {
    if (t == 0.0)
      return begin;
    if (t == 1.0)
      return end;
    return lerp(t);
  }

BarPainter

Bar类和动画变换规则类BarTween都已经编写就绪，下面就是绘制bar图形了。

/// BarChart绘制器 根据传入的动画对象，在画板canvas上用画笔paint绘制出对应的图形
class BarPainter extends CustomPainter {
  final Animation animation;
  static const barWidth = 10.0;

  /// 需要将动画对象传递进来，并且指定repaint:animation
  /// repaint是The painter will repaint whenever `repaint` notifies its listeners.
  BarPainter(Animation animation)
      : animation = animation,
        super(repaint: animation);

  @override
  void paint(Canvas canvas, Size size) {
    final bar = animation.value;
    final paint = new Paint()
      ..color = bar.color
      ..style = PaintingStyle.fill;
    canvas.drawRect(
        Rect.fromLTWH((size.width - barWidth) / 2.0, size.height - bar.height,
            barWidth, bar.height),
        paint);
  }

  @override
  bool shouldRepaint(CustomPainter oldDelegate) {
    return false;
  }
}

关于画板Canvas和画笔Paint对象的使用，和Android原生使用类似，Canvas中提供了以下绘制方法：

• void drawLine(Offset p1, Offset p2, Paint paint) 绘制直线
• void drawRect(Rect rect, Paint paint) 绘制矩形
• void drawRRect(RRect rrect, Paint paint) 绘制圆角矩形
• void drawDRRect(RRect outer, RRect inner, Paint paint) 绘制内外两个圆角矩形
• void drawOval(Rect rect, Paint paint) 绘制椭圆
• void drawCircle(Offset c, double radius, Paint paint) 绘制圆形
• void drawArc(Rect rect, double startAngle, double sweepAngle, bool useCenter, Paint paint) 绘制弧线
• 。。。

SingleBarPage类

class SingleBarPage extends StatefulWidget {
  @override
  _SingleBarPageState createState() => _SingleBarPageState();
}

class _SingleBarPageState extends State
    with SingleTickerProviderStateMixin {
  AnimationController _animation;
  BarTween _barTween;

  @override
  void initState() {
    super.initState();
    _animation =
        AnimationController(vsync: this, duration: Duration(milliseconds: 300));
    _barTween = BarTween(Bar.empty(), Bar.random());
    _animation.forward();
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(
        title: Text("Charts"),
      ),
      body: Center(
        child: CustomPaint(
          painter: BarPainter(_barTween.animate(_animation)),
          size: Size(200.0, 100.0),
        ),
      ),
      floatingActionButton: FloatingActionButton(
        child: Icon(Icons.refresh),
        onPressed: changeData,
      ),
    );
  }

  // 通过改变BarTween，指定初始和结束Bar状态，来达到动画的效果
  void changeData() {
    setState(() {
      _barTween = BarTween(_barTween.evaluate(_animation), Bar.random());
      _animation.forward(from: 0.0);
    });
  }
}

值得主要的是，一个Bar的动画，需要指定AnimationController动画控制器、BarTween动画变换规则。还有bar图形的绘制需要用CustomPaint承载。

• AnimationController需要指定TickerProvider，这个用来创建一个ticker来进行动画操作，那么TickerProvider如何创建呢？一般是指定当前类with TickerProvider或者其子类。
• Tween类继承了Animatable类，其主要的一些方法有：
  • T transform(double t); 返回t位置的状态
  • T evaluate(Animation animation) ：内部调用了transform，同样是返回动画的当前状态
  • Animation animate(Animation parent):返回一个新的Animation对象
  • Animatable chain(Animatable parent)：链式动画

Barchart动画

同样先上图，效果如下：

与第一个动画实例类似，也是需要四个步骤：

• 创建BarChart类，里面需要指定一个List来包含需要绘制的bars
• 创建BarChartTween
• 创建BarChartPainter，绘制每一个状态下的BarChart，以及变成这个状态的动画
• 创建BarChartPage，封装成一个空间，可以在主页面上显示。
  代码如下：

import 'package:flutter/material.dart';

import 'bar.dart';

class BarChart {
  static const int barCount = 5;
  final List bars;

  BarChart(this.bars) : assert(bars.length == barCount);

  factory BarChart.empty() => BarChart(List.filled(barCount, Bar.empty()));

  factory BarChart.random() =>
      BarChart(List.generate(barCount, (i) => Bar.random()));

  static BarChart lerp(BarChart begin, BarChart end, double t) {
    return BarChart(List.generate(
        barCount, (i) => Bar.lerp(begin.bars[i], end.bars[i], t)));
  }
}

class BarChartTween extends Tween {
  BarChartTween(BarChart begin, BarChart end) : super(begin: begin, end: end);

  @override
  BarChart lerp(double t) {
    return BarChart.lerp(begin, end, t);
  }
}

class BarChartPainter extends CustomPainter {
  Animation animation;
  static const double barWidthFraction = 0.75;

  BarChartPainter(this.animation) : super(repaint: animation);

  @override
  void paint(Canvas canvas, Size size) {
    void drawBar(Bar bar, double x, double barWidth, Paint paint) {
      // 将bar的颜色赋给画笔
      paint..color = bar.color;
      canvas.drawRect(
          Rect.fromLTWH(x, size.height - bar.height, barWidth, bar.height),
          paint);
    }

    final paint = Paint()..style = PaintingStyle.fill;
    final chart = animation.value;
    final barDistance = size.width / (1 + chart.bars.length);
    final barWidth = barDistance * barWidthFraction;

    // bar的x轴开始位置
    var x = barDistance - barWidth / 2;

    chart.bars.forEach((bar) {
      drawBar(bar, x, barWidth, paint);
      x += barDistance;
    });
  }

  @override
  bool shouldRepaint(CustomPainter oldDelegate) {
    return false;
  }
}

这篇文章到此打住，已经够长了。下一篇文章介绍几种更加复杂的Bar Demo。

该demo项目，完整代码，我的github地址：
https://github.com/shengleiRain/flutter_app/tree/master/animation_bar_demo