【朝花夕拾】Android自定义View篇之（十一）View的滑动，弹性滑动与自定义PagerView

前言

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由于手机屏幕尺寸有限，但是又经常需要在屏幕中显示大量的内容，这就使得必须有部分内容显示，部分内容隐藏。这就需要用一个Android中很重要的概念——滑动。滑动，顾名思义就是view从一个地方移动到另外一个地方，我们平时看到的各种很炫的移动效果，都是在基本的滑动基础上加入一些动画技术实现的。在Android中实现滑动的方式有多种，比如通过scrollTo/scrollBy，动画位移，修改位置参数等。本文主要介绍通过scrollTo/scrollBy方式来实现View的滑动，并通过该方法来实现一个自定义PagerView。

本文的主要内容如下：

一、 scrollTo/scrollBy实际滑动的是控件的内容

这里我们必须要先理解一个基本概念：使用scrollTo/scrollBy来实现滑动时，滑动的不是控件本身的位置，而是控件的内容。理解这一点，可以结合ScrollView控件，我们平时使用的使用会在xml布局文件中固定ScrollView的大小和位置，这也是我们肉眼看到的信息。但是如果我们左右/上下滑动滚动条，会发现里面原来还“藏”了许多“风景”。控件就像一个窗户，我们看到的只有窗户大小的内容，实际上窗户中“另有乾坤”。就像下面这张图显示的一样：

当我们手指在控件上滑动时，移动的其实是橙色部分表示的内容，而不是灰色部分表示的控件位置。

二、scrollBy实际上通过调用scrollTo来实现

scrollTo（int x, int y）方法的作用是：滑动到(x,y)这个坐标点，是一个绝对位置。

scrollBy（int x, int y）方法的作用是：在原来的位置上，水平方向向左滑动x距离，竖直方向向上滑动的y距离（滑动方向问题我们后面会详细讲），是一个相对位置。

       这里我们先看看这两个函数的源码：

 //===========View.java=========
 /**
      * Set the scrolled position of your view. This will cause a call to
      * {@link #onScrollChanged(int, int, int, int)} and the view will be
      * invalidated.
      * @param x the x position to scroll to
      * @param y the y position to scroll to
      */
     public void scrollTo(int x, int y) {
         if (mScrollX != x || mScrollY != y) {
             int oldX = mScrollX;
             int oldY = mScrollY;
             mScrollX = x;
             mScrollY = y;
             invalidateParentCaches();
             onScrollChanged(mScrollX, mScrollY, oldX, oldY);
             if (!awakenScrollBars()) {
                 postInvalidateOnAnimation();
             }
         }
     }

     /**
      * Move the scrolled position of your view. This will cause a call to
      * {@link #onScrollChanged(int, int, int, int)} and the view will be
      * invalidated.
      * @param x the amount of pixels to scroll by horizontally
      * @param y the amount of pixels to scroll by vertically
      */
     public void scrollBy(int x, int y) {
         scrollTo(mScrollX + x, mScrollY + y);
     }

注释中也说明了这两个方法的功能，也可以看到scrollBy，就是调用的scrollTo来实现的，所以实际上这两个方法功能一样，实际开发中看那个方便就用那个。这部分源码逻辑比较简单，这里就不啰嗦了，需要注意的是mScrollX/mScrollY这两个变量，后面会用到，它们表示当前内容已经滑动的距离（向左/上滑动为正，向右/下滑动为负，方向问题下面详细讲）。

三、滑动坐标系和View坐标系正好相反

上面一节中介绍过，内容向左/上滑动时mScrollX/mScrollY为正，向右/下滑动时为负，这似乎和我们所理解的正好相反。我们平时理解的是基于View的坐标系，水平向右为X轴正方向，竖直向下为Y轴正方向。但是滑动坐标系和View坐标系正好相反，对于滑动而言，水平向左为X轴正方向，竖直向上为Y轴正方向，原点都还是View控件的左上角顶点。如下图所示：

仅从数值上看，mScrollX表示控件内容左边缘到控件左边缘的偏移距离，mScrollY表示控件内容上边缘的距离与控件上边缘的偏移距离。在实际开发中，经常通过getScrollX()/getScrollY()来获取mScrollX/mScrollY的值。

 //===========View.java=========
 public final int getScrollX() {
     return mScrollX;
 }
 ......
 public final int getScrollY() {
     return mScrollY;
 }

对于其值的正负问题，读者可以自己通过打印log的方式来演示一下，比较简单，此处不赘述了。这里再提供几个图来体会一下滑动方向的问题。

水平方向的滑动

竖直方向的滑动

四、通过Scroller实现弹性滑动

通过scrollTo/scrollBy实现滑动时，是一瞬间来实现的。这样看起来会比较生硬和突兀，用户体验显然是不友好的，很多场景下，我们希望这个滑动是一个渐近式的，在给定的一段时间内缓慢移动到目标坐标。Android提供了一个Scroller类，来辅助实现弹性滑动，至于它的使用方法，下一点的代码中有详细演示，红色加粗的文字部分显示了使用步骤，这里结合该示例进行讲解。

通过Scroller实现弹性滑动的基本思想是，将一整段的滑动分为很多段微小的滑动，并在一定时间段内一一完成。

我们来看看CustomPagerView中第111行startScroll方法的源码：

 //===================Scroller.java==================
 /**
      * Start scrolling by providing a starting point, the distance to travel,
      * and the duration of the scroll.
      *
      * @param startX Starting horizontal scroll offset in pixels. Positive
      *        numbers will scroll the content to the left.
      * @param startY Starting vertical scroll offset in pixels. Positive numbers
      *        will scroll the content up.
      * @param dx Horizontal distance to travel. Positive numbers will scroll the
      *        content to the left.
      * @param dy Vertical distance to travel. Positive numbers will scroll the
      *        content up.
      * @param duration Duration of the scroll in milliseconds.
      */
     public void startScroll(int startX, int startY, int dx, int dy, int duration) {
         mMode = SCROLL_MODE;
         mFinished = false;
         mDuration = duration;
         mStartTime = AnimationUtils.currentAnimationTimeMillis();
         mStartX = startX;
         mStartY = startY;
         mFinalX = startX + dx;
         mFinalY = startY + dy;
         mDeltaX = dx;
         mDeltaY = dy;
         mDurationReciprocal = 1.0f / (float) mDuration;
     }

startScroll方法实际上没有做移动的操作，只是提供了本次完整滑动的开始位置，需要滑动的距离，以及完成这次滑动所需要的时间。

第113行的invalidate()方法会让CustomPagerView重绘，这会调用View中的draw(...)方法，

 boolean draw(Canvas canvas, ViewGroup parent, long drawingTime) {
     ......
     computeScroll();
     ......
 }
 ......
 /**
  * Called by a parent to request that a child update its values for mScrollX
  * and mScrollY if necessary. This will typically be done if the child is
  * animating a scroll using a {@link android.widget.Scroller Scroller}
  * object.
  */
 public void computeScroll() {
 }

draw()方法调用了computeScroll()，这是一个空方法，在CustomPagerView的126行重写了该方法，重绘时会进入到这个方法体中。第127行中有一个判断条件，看看它的源码：

 /**
      * Call this when you want to know the new location.  If it returns true,
      * the animation is not yet finished.
      */
     public boolean computeScrollOffset() {
         if (mFinished) {
             return false;
         }

         int timePassed = (int)(AnimationUtils.currentAnimationTimeMillis() - mStartTime);

         if (timePassed < mDuration) {
             switch (mMode) {
             case SCROLL_MODE:
                 final float x = mInterpolator.getInterpolation(timePassed * mDurationReciprocal);
                 mCurrX = mStartX + Math.round(x * mDeltaX);
                 mCurrY = mStartY + Math.round(x * mDeltaY);
                 break;
             case FLING_MODE:
                 ......
                 break;
             }
         }
         else {
             mCurrX = mFinalX;
             mCurrY = mFinalY;
             mFinished = true;
         }
         return true;
     }

这个判断语句是在判断本次滑动是否在在继续，如果还没结束，会返回false，重写的computeScroll()中第130~135行会继续执行，直到滑动完成为止。同时这个方法还会根据已经滑动的时间来更新当前需要移动到位置mCurrX/mCurrY。所以我们可以看到，在滑动还没结束时，第134行就执行scrollTo方法来滑动一段距离。第134行又是一个刷新，让CustomPagerView重绘，又会调用draw(...)方法，computeScroll方法又被调用了，这样反复调用，直到整个滑动过程结束。（至于多长时间会执行一直刷新，笔者目前还没找到更深入的代码，有兴趣的读者可以自己再深入研究研究）

最后这里做个总结，Scroller辅助实现弹性滑动的原理为： Scroller本身不能实现滑动，而是通过startScroll方法传入起始位置、要滑动的距离和执行完滑动所需的时间，再通过invalidate刷新界面来调用重写的computeScroll方法，在没有结束滑动的情况下，computeScroll中执行scrollTo方法来滑动一小段距离，并再次刷新界面调用重写的computeScroll方法，如此反复，直到滑动过程结束。

五、实现一个自定义PagerView

本示例结合了该系列前面文章中提到的自定义View，View的绘制流程，触摸事件处理，速度等方面的知识，不明白的可以先去看看这些文章，打一下基础。本示例的项目结构非常简单，这里就不提供下载地址了。

这里先看看效果，一睹为快吧。

自定义一个view，继承自ViewGroup

 public class CustomPagerView extends ViewGroup {

     private static final String TAG = "songzheweiwang";
     private Scroller mScroller;
     private VelocityTracker mVelocityTracker;
     private int mMaxVelocity;
     private int mCurrentPage = 0;
     private int mLastX = 0;
     private List<Integer> mImagesList;

     public CustomPagerView(Context context, @Nullable AttributeSet attrs) {
         super(context, attrs);
         init(context);
     }

     private void init(Context context) {
         //第一步：实例化一个Scroller实例
         mScroller = new Scroller(context);
         mVelocityTracker = VelocityTracker.obtain();
         mMaxVelocity = ViewConfiguration.get(context).getScaledMinimumFlingVelocity();
         Log.i(TAG, "mMaxVelocity=" + mMaxVelocity);
     }

     //添加需要显示的图片，并显示
     public void addImages(Context context, List<Integer> imagesList) {
         if (imagesList == null) {
             mImagesList = new ArrayList<>();
         }
         mImagesList = imagesList;
         showViews(context);
     }

     private void showViews(Context context) {
         if (mImagesList == null) {
             return;
         }
         for (int i = 0; i < mImagesList.size(); i++) {
             ImageView imageView = new ImageView(context);
             LayoutParams params = new LayoutParams(LayoutParams.MATCH_PARENT, LayoutParams.MATCH_PARENT);
             imageView.setLayoutParams(params);
             imageView.setBackgroundResource(mImagesList.get(i));
             addView(imageView);
         }
     }

     @Override
     protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
         super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
         int count = getChildCount();
         for (int i = 0; i < count; i++) {
             View childView = getChildAt(i);
             childView.measure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
         }
     }

     @Override
     protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {
         int count = getChildCount();
         for (int i = 0; i < count; i++) {
             View childView = getChildAt(i);
             childView.layout(i * getWidth(), t, (i + 1) * getWidth(), b);
         }
     }

     @Override
     public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
         mVelocityTracker.addMovement(event);
         int x = (int) event.getX();
         switch (event.getActionMasked()) {
             case MotionEvent.ACTION_DOWN:
                 //如果动画没有结束，先停止动画
                 if (!mScroller.isFinished()) {
                     mScroller.abortAnimation();
                 }
                 mLastX = x;
                 break;
             case MotionEvent.ACTION_MOVE:
                 int dx = x - mLastX;
                 //滑动坐标系正好和View坐标系是反的，dx为负数表示向右滑，为正表示向左滑
                 scrollBy(-dx, 0);
                 mLastX = x;
                 break;
             case MotionEvent.ACTION_UP:
                 mVelocityTracker.computeCurrentVelocity(1000);
                 int xVelocity = (int) mVelocityTracker.getXVelocity();
                 Log.i(TAG, "xVelocity=" + xVelocity);
                 if (xVelocity > mMaxVelocity && mCurrentPage > 0) {
                     //手指快速右滑后抬起，且当前页面不是第一页
                     scrollToPage(mCurrentPage - 1);
                 } else if (xVelocity < -mMaxVelocity && mCurrentPage < getChildCount() - 1) {
                     //手指快速左滑后抬起，且当前页面不是最后一页
                     scrollToPage(mCurrentPage + 1);
                 } else {
                     slowScrollToPage();
                 }
                 break;
         }
         return true;
     }

     private void scrollToPage(int pageIndex) {
         mCurrentPage = pageIndex;
         if (mCurrentPage > getChildCount() - 1) {
             mCurrentPage = getChildCount() - 1;
         }
         int scrollX = getScrollX();
         int dx = mCurrentPage * getWidth() - scrollX;
         int duration = Math.abs(dx) * 2;
         Log.i(TAG, "[scrollToPage]scrollX=" + scrollX + ";dx=" + dx + ";duration=" + duration);
         //第二步：调用startScroll方法，指定起始坐标，目的坐标和滑动时长
         mScroller.startScroll(scrollX, 0, dx, 0, duration);
         //第三步：让界面重绘
         invalidate();
     }

     private void slowScrollToPage() {
         int scrollX = getScrollX();
         //缓慢滑动式，滑动一半以上后自动换到下一张，滑动不到一半则还原
         int whichPage = (scrollX + getWidth() / 2) / getWidth();
         Log.i(TAG, "[slowScrollToPage]scrollX=" + scrollX + ";whichPage=" + whichPage);
         scrollToPage(whichPage);
     }

     //第四步：重写computeScroll方法，在该方法中通过scrollTo方法来完成滑动，并重绘
     @Override
     public void computeScroll() {
         boolean isAnimateRun = mScroller.computeScrollOffset();
         Log.i(TAG, "[computeScroll]isAnimateRun=" + isAnimateRun);
         if (isAnimateRun) {
             //当前页面的右上角，相对于第一页右上角的坐标
             int curX = mScroller.getCurrX();
             int curY = mScroller.getCurrY();
             Log.i(TAG, "[computeScroll]curX=" + curX + ";curY=" + curY);
             scrollTo(curX, curY);
             postInvalidate();
         }
     }

     @Override
     protected void onDetachedFromWindow() {
         super.onDetachedFromWindow();
         if (mVelocityTracker != null) {
             mVelocityTracker.recycle();
             mVelocityTracker = null;
         }
     }
 }

代码看起来有点长，其实逻辑很简单。基本思路是，使用者添加要显示的图片资源id列表，在CustomPagerView中为每一个要显示的图片实例一个ImageView进行显示。在滑动的过程中，如果速度比较快（大于某个阈值），手指抬起后，就会滑动下一页。如果速度很慢，手指抬起时，如果手指滑动的距离超过了屏幕的一半，则自动滑到下一页，如果没滑到一半，本次就不翻页，仍然停留在本页。

在布局文件中引入该控件

 //=========activity_scroller_demo.xml=========
 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
 <LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
     android:layout_width="match_parent"
     android:layout_height="match_parent"
     android:orientation="vertical">

     <com.example.demos.customviewdemo.CustomPagerView
         android:id="@+id/viewpager"
         android:layout_width="match_parent"
         android:layout_height="300dp" />
 </LinearLayout>

在Activity中使用该控件

 public class ScrollerDemoActivity extends AppCompatActivity {

     private static final String TAG = "ScrollerDemoActivity";

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

     private void initViews() {
         List<Integer> mImageList = new ArrayList<>();
         mImageList.add(R.drawable.dog);
         mImageList.add(R.drawable.test2);
         mImageList.add(R.drawable.test3);
         mImageList.add(R.drawable.test4);
         CustomPagerView customPagerView = findViewById(R.id.viewpager);
         customPagerView.addImages(this, mImageList);
     }
 }

这里再啰嗦一句，本示例很好地演示了一个自定义View的开发，包含了不少自定义View需要掌握的基础知识点。通过该代码，希望能够强化理解前面文章中介绍的相关知识。

六、其他实现滑动及弹性滑动的方法

前面只介绍了通过scrollTo/scrollBy，并结合Scroller来实现滑动和弹性滑动的方式，实际上还有很多方式来实现这些效果。比如，要实现滑动，还有使用动画以及修改控件位置参数等方式。要实现弹性滑动，已经知道了基本思路是把一整段滑动分为很多小段滑动来一一实现，那么还可以使用定时器，Handler，Thread/sleep等方式来实现。这些方法就不一一介绍了，在使用时可以根据实际的场景和需求选择实现方式。

结语

本文主要介绍通过scrollTo/scrollBy来实现控件内容的滑动，以及结合Scroller实现弹性滑动的方式。由于笔者水平和经验有限，有描述不准确或不正确的地方，欢迎来拍砖，谢谢！

参考资料

《Android开发艺术探索》

【Android Scroller详解】