【Android】之屏幕适配
前言
Android 系统能发展到今天，离不开其开源性，但是随着越来越多的设备接入 Android 系统，并对 Android 系统进行各种各样的定制，导致长期以来出现了各种碎片化严重的问题。例如，Android 屏幕尺寸多种多样，如 5 寸、5.9 寸、6 寸、6.1 寸 等等，当然，屏幕分辨率也是多种多样，这很容易导致同一元素在不同手机上显示的效果不同的问题，因此，Android 应用开发中的屏幕适配工作也越来越重要。
本篇文章就介绍一下 Android 中屏幕适配相关的知识。
屏幕适配基本概念
屏幕尺寸
屏幕尺寸是指手机对角线的物理长度，单位是 英寸（inch，1 inch = 2.54 cm），
例如我们常见的 6 英寸手机，表示手机的对角线长度是 6 * 2.54 = 15.24 cm 。
屏幕分辨率
指的是手机在横向、纵向上的像素点数总和，单位是 px（pixel，1 pixel = 1 像素点） ，
分辨率一般描述成 A * B ，例如：1080 * 1920，表示屏幕每一行有 1080 个像素点，每一列有 1920 个像素点。
对于 Android 设备，我们可以通过 ADB 命令快速查看屏幕分辨率信息：
adb shell wm size
屏幕像素密度
指的是每英寸的像素点数量，单位是 dpi（dots per ich），假设设备内每英寸有160个像素，那么该设备的屏幕像素密度为 160 dpi 。
屏幕像素点的计算公式如下：
屏幕像素密度 = 单行像素点 数 2 + 单列像素点 数 2 屏幕尺寸 屏幕像素密度 = \frac{\sqrt{单行像素点数^2 + 单列像素点数^2}}{屏幕尺寸} 屏幕像素密度=屏幕尺寸单行像素点数2+单列像素点数2
即，先用勾股定理计算出对角上的像素点数量，再用该数量除以屏幕尺寸。
例如：4.7 英寸，1080 * 1920 分辨率的手机，它的像素密度为：
屏幕像素密度 = 108 0 2 + 192 0 2 4.7 ≈ 469 d p i 屏幕像素密度 = \frac{\sqrt{1080^2 + 1920^2}}{4.7} ≈ 469 dpi 屏幕像素密度=4.710802+19202≈469dpi
对于 Android 设备，我们可以通过 ADB 命令快速查看屏幕像素密度信息：
adb shell wm density
密度无关像素
密度无关像素，英文名 density-independent pixel，单位 dp，它是 Android 特有的单位，它与设备上的实际物理像素点无关，只与屏幕像素密度有关，它可以保证在不同屏幕像素密度的设备上显示相同的效果。
注意：在 Android 中，1 英寸 = 160 dp 。
为什么要用 dp 而不直接用 px 呢？我们举个简单的例子：
假设需要在屏幕上显示一条长度为屏幕宽度一半的线，用 px 来表示的话，那么：
- 在分辨率 480 * 800 ，屏幕密度 240 dpi 的设备上（约 3.89 英寸），这条线的长度应该为 240 px
- 在分辨率 320 * 480 ，屏幕密度 160 dpi 的设备上（约 3.61 英寸），这条线的长度应该为 160 px
对于以上情况，如果使用 px 设置这条线的长度，需要使用两个不同的值才能适配两个不同分辨率的设备。
但如果我们使用 dp 为单位，那么在以上这两种情况，都只需要使用 160 dp 就可以将这条线显示为屏幕一半的长度。
在平时的开发中，UI 设计师给我们的设计图都是以 px 为单位的，而我们则是要使用 dp 作为单位进行开发，因此我们需要将 px 转化为 dp，他们之间的转换关系如下所示：
| 密度类型 | 代表的分辨率（px） | 屏幕密度（dpi） | 换算（px/dp） |
|---|---|---|---|
| 低密度（ldpi） | 240 * 320 | 120 | 1 dp = 0.75 px |
| 中密度（mdpi） | 320 * 480 | 160 | 1 dp = 1 px |
| 高密度（hdpi） | 480 * 800 | 240 | 1 dp = 1.5 px |
| 超高密度（xhdpi） | 720 * 1280 | 320 | 1 dp = 2 px |
| 超超高密度（xxhdpi） | 1080 * 1920 | 480 | 1 dp = 3 px |
由此可见，在设备屏幕密度为 160 dpi 的情况下，1 dp = 1 px 。
独立比例像素
独立比例像素，英文名 scale-independent pixel，单位 sp，它是 Android 特有的单位，在 Android 中一般用于设置字体大小。
一般来说，1 sp = 1dp 。推荐使用偶数 sp 值设置字体大小，不推荐使用奇数和小数，因为容易造成精度的丢失问题。
屏幕适配方案
dp 原生方案
我们需要思考，Android 使用 dp 究竟解决了什么问题？
在上面 dp 概念的介绍中，我们知道，在 Android 中，1 英寸 = 160 dp，
对于相同尺寸，不同分辨率的设备，他们拥有着不同的屏幕像素密度，因此他们每 1 dp 所代表的像素数量是不一样的，
如果使用相同的 px 值显示一条线，那么这条线的长度在两个设备上将会显示不同的比例，
如果使用 dp 作为单位，由于每一 dp 它所对应的物理长度是一样的，因此，使用相同的 dp 值，他们的显示的比例是一样的。
实际上，dp 的优势也主要体现在相同尺寸，不同分辨率的设备的适配效果。对于不同尺寸不同分辨率的设备，dp 的适配效果就差强人意了！
举个例子。
假设我们的 UI 设计图是按屏幕分辨率 1080 * 2670，屏幕尺寸为 6 寸的设备（dpi 约为 480）来设计的，则通过计算，UI 图中设备屏幕的最大宽度为 360 dp 。
但是对于屏幕分辨率 1080 * 1920，屏幕尺寸为 5 寸的设备（dpi 约为 440），通过计算，
它的屏幕宽度其实为 1080 / (440/160) = 392.7 dp，
也就是屏幕是比设计图要宽的。
这种情况下， 即使使用 dp 也无法在不同设备上显示为同样效果， 同时还存在部分设备屏幕宽度不足 360 dp，这时就会导致按 360 dp 宽度来开发，实际却显示不全的情况。
总结：仅使用 dp 原生方案进行屏幕适配，适配性非常差，不建议使用该方案。
sw 限定符适配方案
sw 限定符适配即 smallestWidth 适配，也叫最小宽度限定符适配。
它的原理是，Android 会识别屏幕可用高度和宽度的最小尺寸的 dp 值，然后根据识别到的结果去 资源文件 中寻找对应限定符的文件夹下的资源文件。其实就是系统通过特定的规则来选择对应的文件。
举个例子。
某手机的屏幕分辨率是 1080 * 1920，屏幕像素密度是 480 dpi，通过计算，
它的最大宽度对应的 dp 值是：1080 / (480 / 160) = 360 dp
根据这个 360 dp 值，系统会去寻找 value-sw360dp 的文件夹以及对应的资源文件并使用它。
如果没有 value-sw360dp 文件夹，系统会向下寻找，比如离 360 dp 最近的只有 value-sw350dp，那么Android就会选择 value-sw350dp 文件夹下面的资源文件。
一般来说，value-swXXXdp 这些文件夹都会创建在 /src/main/res/ 目录下，例如我工程中创建的 value-sw480dp 文件夹：
在创建这些文件夹前，我们需要提前设置好基准尺寸，一般我们会将 UI 设计图中使用的最大宽度对应的 dp 值来作为基准 dp 值，比如下面我这里将会以 360 dp 作为基准，我们来看看基准资源文件 /src/main/res/value/dimens.xml，如下所示：
接下来，我们创建一个value-sw480dp 文件夹并在其中创建 dimens.xml 文件：
那么这份数据是怎么计算得到的呢，当然也是在基准尺寸的基础上计算得到的，
即：dp_2 = (480 / 基准) x 2 = (480 / 360) x 2 = 2.6667 dp
这种适配方案容错率低，其缺点就是侵入性高，且需要根据不同机型的最大宽度 dp 创建多个文件夹，维护成本也比较大。
相比于使用 dp 原生方案，sw 限定符适配方案 显然更加合适。