Android开发基础——Fragment
当今社会，移动设备发展十分迅速，除了手机，平板也开始慢慢多了起来。而对平板和手机来说，其屏幕大小和用户使用习惯也是不同的，比如，手机屏幕大小一般在3~6英寸之间，平板屏幕大小一般在7~10英寸之间，同时手机一般竖屏使用场景较多，而平板则是横屏使用场景较多。
Fragment是什么
Fragment是一种可以嵌入在Activity当中的UI片段，其能够让程序更加合理充分利用大屏幕的空间，因此在平板上应用得非常广泛。同时其还可以包含布局，也有自己的生命周期，可以理解为是另一种Activity。
比如视频APP，在手机上可能最上边是视频窗口，然后是视频介绍部分，最下侧可能是视频列表，而在平板竖屏状态下，这样显示可能没什么问题，而当平板横置时，这样的显示方案对于空间的利用效率就不够了，通常此时左上角是视频窗口，左下角是视频介绍和评论区，而整个右侧部分则是视频列表，这样的方法不仅屏幕空间利用效率更高，也更符合人类的审美。
上面提到的平板横置的状态，就可以将左侧内容和右侧内容分别放在两个Fragment中，然后在同一个Activity中引入这两个Fragment，这样就可以充分利用屏幕空间。
Fragment的使用方式
首先新建一个FragementTest项目。
Fragment的简单用法
然后新建一个左侧Fragment的布局left_fragment.xml：
然后新建一个右侧Fragment的布局right_fragment.xml：
然后编写LeftFragment中的代码：
class LeftFragment:Fragment() {
override fun onCreateView(
inflater: LayoutInflater,
container: ViewGroup?,
savedInstanceState: Bundle?
): View? {
return inflater.inflate(R.layout.left_fragment, container, false)
}
}然后编写RightFragment中的代码：
class RightFragment:Fragment() {
override fun onCreateView(
inflater: LayoutInflater,
container: ViewGroup?,
savedInstanceState: Bundle?
): View? {
return inflater.inflate(R.layout.right_fragment, container, false)
}
}上面的代码只是通过LayoutInflater的inflate方法将定义的布局动态加载而已。
然后修改activity_main.xml中的代码：
上面的代码中，还使用了android:name属性来显式声明要添加的Fragment类名。
程序运行结果为：
动态添加Fragment
上面只是在布局文件中添加Fragment，不过Fragment还可以在程序运行时动态地添加到Activity中，以使程序界面定制地更加多样化。
在之前的代码上继续新建another_right_fragment.xml：
这里只是修改了背景色，然后新建AnotherRightFragment：
class AnotherRightFragment:Fragment() {
override fun onCreateView(
inflater: LayoutInflater,
container: ViewGroup?,
savedInstanceState: Bundle?
): View? {
return inflater.inflate(R.layout.another_right_fragment, container, false)
}
}这里也只是简单地加载新创建的布局，然后修改activity_main.xml：
这里是将右侧的Fragment更改为FrameLayout，然后修改MainActivity中的代码：
class MainActivity : AppCompatActivity() {
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
setContentView(R.layout.activity_main)
button.setOnClickListener {
replaceFragment(AnotherRightFragment())
}
replaceFragment(RightFragment())
}
private fun replaceFragment(fragment: Fragment) {
val fragmentManager = supportFragmentManager
val transaction = fragmentManager.beginTransaction()
transaction.replace(R.id.rightLayout, fragment)
transaction.commit()
}
}这样就会在点击左侧Fragment中的按钮后，更改右侧Fragment的背景颜色。
从上述过程可以看出，动态添加Fragment主要分为5步：
- 创建待添加Fragment的实例
- 获取FragmentManager，在Activity中可以直接调用getSupportFragmentManager方法获取
- 开启一个事务，通过调用beginTransaction方法开启
- 向容器内添加或替换Fragment，一般使用replace方法实现，需要传入容器的id和待添加的Fragment实例
- 提交事务，使用commit方法完成
在Fragment中实现返回栈
在上面的代码中，实现了动态添加Fragment，但此时如果点击back键，就会直接退出，但是通常情况下，用户可能只是想要回到上一个Fragment，这就需要实现返回栈了。
FragmentTransaction中有一个addToBackStack方法，可以用于将一个事务添加到返回栈中，修改MainActivity中的代码：
private fun replaceFragment(fragment: Fragment) {
val fragmentManager = supportFragmentManager
val transaction = fragmentManager.beginTransaction()
transaction.replace(R.id.rightLayout, fragment)
transaction.addToBackStack(null)
transaction.commit()
}在事务提交之前调用addToBackStack方法，其可以接收一个名字用于描述返回栈的状态，一般传入null即可。之后运行程序，在点击button实现背景转换后，点击back键，便可以回到原来的背景状态，然后再点击back键，程序才会退出。
Fragment和Activity之间的交互
虽然Fragment可以嵌入到Activity中显示，但其实这两者各自有独立的类，两者之间并没有明显的方式来直接进行交互。
为了方便两者进行交互，FragmentManager提供了一个类似于findViewById的方法，专门用于从布局文件中获取Fragment的实例，代码为：
val fragment = supportFragmentManager.findFragmentById(R.id.leftFrag) as LeftFragment
调用上述方法，就可以在Activity中得到相应Fragment的实例，然后就能够调用Fragment中的方法。
同时，kotlin-android-extensions也对findFragmentById方法进行了扩展，允许用户直接使用布局文件中定义的Fragment id名称来自动获取相应的Fragment实例：
val fragment = leftFrag as LeftFragment
显然，这一种方法更加简洁。
相反，在Fragment中都可以通过调用getActivity方法来得到和当前Fragment相关联的Activity实例：
if(activity != null) {
val mainActivity = activity as MainActivity
}这里由于getActivity方法有可能返回null，因此需要进行判空处理，这样也就能够获取Activity实例了。
而不同Fragment之间的通信则可以先在Fragment中获取与之相关联的Activity，然后通过该Activity获取另外的Fragment实例，也就间接实现了不同Fragment间的通信。
Fragment的生命周期
Fragment的状态和回调
Fragment和Activity一样，在其生命周期中也会存在几种状态：
- 运行状态：当一个Fragment所关联的Activity正处于运行状态时，该Fragment也处于运行状态。
- 暂停状态：当一个Activity进入暂停状态时(由于另一个未占满屏幕的Activity被添加至栈顶)，与之相关联的Fragment就会进入暂停状态
- 停止状态：当一个Activity进入停止状态时，与之相关联的Fragment就会进入停止状态，或者通过调用FragmentTransaction的remove/replace方法将Fragment从Activity中移除，但在事务提交之前调用了addToBackStack方法，此时Fragment也会进入停止状态。即进入停止状态的Fragment对用户来说是完全不可见的，有可能会被系统回收。
- 销毁状态：Fragment总是依附于Activity而存在，因此当Activity被销毁时，与之相关联的Fragment就会进入销毁状态，或者通过调用FragmentTransaction的remove/replace方法将Fragment从Activity中移除，但在事务提交之前并没有调用addToBackStack方法，此时Fragment也会进入销毁状态。
和Activity相似，Fragment也提供了一些附加的回调方法，以覆盖其整个生命周期的每个环节：
- onAttach：当Fragment和Activity建立关联时调用
- onCreateView：为Fragment创建视图(加载布局)时调用
- onActivityCreated：确保与Fragment相关联的Activity已经创建完毕时调用
- onDestroyView：当与Fragment关联的视图被移除时调用
- onDetach：当Fragment和Activity解除关联时调用
体验Fragment的生命周期
这里通过一个例子，看一下Fragment的生命周期：
class RightFragment:Fragment() {
companion object {
const val TAG = "RightFragment"
}
override fun onAttach(context: Context) {
super.onAttach(context)
Log.d(TAG, "onAttach")
}
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
Log.d(TAG, "onCreate")
}
override fun onCreateView(
inflater: LayoutInflater,
container: ViewGroup?,
savedInstanceState: Bundle?
): View? {
Log.d(TAG, "onCreateView")
return inflater.inflate(R.layout.right_fragment, container, false)
}
override fun onActivityCreated(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onActivityCreated(savedInstanceState)
Log.d(TAG, "onActivityCreated")
}
override fun onStart() {
super.onStart()
Log.d(TAG, "onStart")
}
override fun onResume() {
super.onResume()
Log.d(TAG, "onResume")
}
override fun onPause() {
super.onPause()
Log.d(TAG, "onPause")
}
override fun onStop() {
super.onStop()
Log.d(TAG, "onStop")
}
override fun onDestroyView() {
super.onDestroyView()
Log.d(TAG, "onDestroyView")
}
override fun onDestroy() {
super.onDestroy()
Log.d(TAG, "onDestroy")
}
override fun onDetach() {
super.onDetach()
Log.d(TAG, "onDetach")
}
}运行程序结果为：
2022-09-24 11:33:33.318 4924-4924/com.example.fragmenttest D/RightFragment: onAttach
2022-09-24 11:33:33.319 4924-4924/com.example.fragmenttest D/RightFragment: onCreate
2022-09-24 11:33:33.322 4924-4924/com.example.fragmenttest D/RightFragment: onCreateView
2022-09-24 11:33:33.330 4924-4924/com.example.fragmenttest D/RightFragment: onActivityCreated
2022-09-24 11:33:33.331 4924-4924/com.example.fragmenttest D/RightFragment: onStart
2022-09-24 11:33:33.338 4924-4924/com.example.fragmenttest D/RightFragment: onResume这里的打印信息顺序和上图显示的Fragment生命周期是一致的，然后点击左侧Fragment中的按钮：
2022-09-24 11:35:39.674 4924-4924/com.example.fragmenttest D/RightFragment: onPause
2022-09-24 11:35:39.674 4924-4924/com.example.fragmenttest D/RightFragment: onStop
2022-09-24 11:35:39.674 4924-4924/com.example.fragmenttest D/RightFragment: onDestroyView这里的打印信息顺序和上图显示的Fragment生命周期也一致，然后点击back：
2022-09-24 11:37:06.254 4924-4924/com.example.fragmenttest D/RightFragment: onCreateView
2022-09-24 11:37:06.262 4924-4924/com.example.fragmenttest D/RightFragment: onActivityCreated
2022-09-24 11:37:06.262 4924-4924/com.example.fragmenttest D/RightFragment: onStart
2022-09-24 11:37:06.262 4924-4924/com.example.fragmenttest D/RightFragment: onResume这里的打印信息顺序和上图显示的Fragment生命周期也一致，然后点击back，退出程序：
2022-09-24 11:37:49.956 4924-4924/com.example.fragmenttest D/RightFragment: onPause
2022-09-24 11:37:49.957 4924-4924/com.example.fragmenttest D/RightFragment: onStop
2022-09-24 11:37:49.958 4924-4924/com.example.fragmenttest D/RightFragment: onDestroyView
2022-09-24 11:37:49.961 4924-4924/com.example.fragmenttest D/RightFragment: onDestroy
2022-09-24 11:37:49.968 4924-4924/com.example.fragmenttest D/RightFragment: onDetach这里的打印信息顺序和上图显示的Fragment生命周期也一致。
同时，在Fragment中也可以通过onSaveInstanceState方法保存数据，因为进入停止状态的Fragment可能会在系统内存不足时被回收，保存下来的数据在onCreate/onCreateView/onActivityCreated方法中都可以重新获取，其都包含一个Bundle类型的savedInstanceState参数。
动态加载布局的技巧
使用限定符
在平板中，很多平板应用使用的是双页模式(左侧显示一个包含子项的列表，右侧显示内容)，因为平板屏幕足够大，完全可以同时显示两页的内容，但手机的屏幕只能显示一页的内容，因此两个页面需要分开显示。
此时就需要限定符qualifier来在运行时判断程序因该是使用双页模式和单页模式。修改activity_main.xml：
上面的代码中，只存在左侧的Fragment。然后再新建layout-large文件夹，在该文件夹下新建一个activity_main.xml：
上面的代码中，存在两个Fragment，即双页模式。其中，large就是一个限定符，屏幕被认为是large的设备就会自动加载layout-large文件夹下的布局，小屏幕的设备则还是会加载layout文件夹下的布局。
之后注释掉replaceFragment方法中的代码，在平板和手机上分别运行程序：
可以看到，程序运行时的布局动态加载的结果是不同的。
而Android中一些常见的限定符都有：
| 屏幕特征 | 限定符 | 描述 |
| 大小 | small | 提供给小屏幕设备的资源 |
| normal | 提供给中屏幕设备的资源 | |
| large | 提供给大屏幕设备的资源 | |
| xlarge | 提供给超大屏幕设备的资源 | |
| 分辨率 | ldpi | 提供给低分辨率设备的资源(120dpi以下) |
| mdpi | 提供给中分辨率设备的资源(120dpi~160dpi) | |
| hdpi | 提供给高分辨率设备的资源(160dpi~240dpi) | |
| xhdpi | 提供给超高分辨率设备的资源(240dpi~320dpi) | |
| xxhdpi | 提供给超超高分辨率设备的资源(320dpi~480dpi) | |
| 方向 | land | 提供给横屏设备的资源 |
| port | 提供给竖屏设备的资源 |
使用最小宽度限定符
上面使用了large限定符解决了单页双页的判断问题，但并没有指定large的具体阈值。而有时候希望可以更加灵活地为不同设备加载布局，而不管其是不是被系统认定为large，此时就可以使用最小宽度限定符。
最小宽度限定符允许用户对屏幕的宽度指定一个最小值(以dp为单位)，然后以该最小值为分界点，屏幕宽度大于该值的设备就加载一个布局，屏幕宽度小于该值的设备就加载另一个布局。
比如layout-sw600dp文件夹下建立activity_main.xml，就会在屏幕宽度大于等于600dp的设备上加载，反之就会加载默认的布局。