约束布局ConstraintLayout详解

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1.介绍

约束布局ConstraintLayout 是一个ViewGroup，可以在Api9以上的Android系统使用它，它的出现主要是为了解决布局嵌套过多的问题，以灵活的方式定位和调整小部件。从 Android Studio 2.3 起，官方的模板默认使用 ConstraintLayout。

ConstraintLayout 官方文档

2.为什么要用ConstraintLayout

在开发过程中经常能遇到一些复杂的UI，可能会出现布局嵌套过多的问题，嵌套得越多，设备绘制视图所需的时间和计算功耗也就越多。简单举个例子：

假设现在要写一个这样的布局，可能有人会这么写：
首先是一个垂直的LinearLayout，里面放两个水平的LinearLayout，然后在水平的LinearLayout里面放TextView。这样的写法就嵌套了两层LinearLayout。

有些人考虑到了嵌套布局带来的风险，所以用一个RelativeLayout来装下所有的控件。那么问题来了，既然用RelativeLayout可以解决问题，为什么还要使用ConstraintLayout呢？因为ConstraintLayout使用起来比RelativeLayout更灵活，性能更出色！还有一点就是ConstraintLayout可以按照比例约束控件位置和尺寸，能够更好地适配屏幕大小不同的机型。

3.如何使用ConstraintLayout

3.1 添加依赖

首先我们需要在app/build.gradle文件中添加ConstraintLayout的依赖，如下所示。

 implementation 'com.android.support.constraint:constraint-layout:1.1.3'

3.2 相对定位

相对定位是部件对于另一个位置的约束，这么说可能有点抽象，举个例子：

如图所示，TextView2在TextView1的右边，TextView3在TextView1的下面，这个时候在布局文件里面应该这样写：

    <TextView

        android:id="@+id/TextView1"

        ...

        android:text="TextView1" />

    <TextView

        android:id="@+id/TextView2"

        ...

        app:layout_constraintLeft_toRightOf="@+id/TextView1" />

    <TextView

        android:id="@+id/TextView3"

        ...

        app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/TextView1" />

上面代码中在TextView2里用到了app:layout_constraintLeft_toRightOf="@+id/TextView1"这个属性，他的意思是把TextView2的左边约束到TextView1的右边，如下图所示：

同理TextView3在TextView1的下面，就需要用到app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/TextView1"，即把TextView3的上面约束到TextView1的下面。

下面来看看相对定位的常用属性：
layout_constraintLeft_toLeftOf
layout_constraintLeft_toRightOf
layout_constraintRight_toLeftOf
layout_constraintRight_toRightOf
layout_constraintTop_toTopOf
layout_constraintTop_toBottomOf
layout_constraintBottom_toTopOf
layout_constraintBottom_toBottomOf
layout_constraintBaseline_toBaselineOf
layout_constraintStart_toEndOf
layout_constraintStart_toStartOf
layout_constraintEnd_toStartOf
layout_constraintEnd_toEndOf

上面属性中有一个比较有趣的layout_constraintBaseline_toBaselineOf
Baseline指的是文本基线，举个例子：

如图所示，两个TextView的高度不一致，但是又希望他们文本对齐，这个时候就可以使用layout_constraintBaseline_toBaselineOf，代码如下：

    <TextView

        android:id="@+id/TextView1"

        .../>

    <TextView

        android:id="@+id/TextView2"

        ...

        app:layout_constraintLeft_toRightOf="@+id/TextView1"

        app:layout_constraintBaseline_toBaselineOf="@+id/TextView1"/>

效果如下：

ConstraintLayout相对定位的用法跟RelativeLayout还是比较相似的，下面用一个图来总结相对定位：

3.3 角度定位

角度定位指的是可以用一个角度和一个距离来约束两个空间的中心。举个例子：

    <TextView

        android:id="@+id/TextView1"

        android:layout_width="wrap_content"

        android:layout_height="wrap_content" />

    <TextView

        android:id="@+id/TextView2"

        android:layout_width="wrap_content"

        android:layout_height="wrap_content"

        app:layout_constraintCircle="@+id/TextView1"

        app:layout_constraintCircleAngle="120"

        app:layout_constraintCircleRadius="150dp" />

上面例子中的TextView2用到了3个属性：
app:layout_constraintCircle="@+id/TextView1"
app:layout_constraintCircleAngle="120"（角度）
app:layout_constraintCircleRadius="150dp"（距离）
指的是TextView2的中心在TextView1的中心的120度，距离为150dp，效果如下：

3.4 边距

3.4.1 常用margin

ConstraintLayout的边距常用属性如下：
android:layout_marginStart
android:layout_marginEnd
android:layout_marginLeft
android:layout_marginTop
android:layout_marginRight
android:layout_marginBottom

看起来跟别的布局没有什么差别，但实际上控件在ConstraintLayout里面要实现margin，必须先约束该控件在ConstraintLayout里的位置，举个例子：

<android.support.constraint.ConstraintLayout

    android:layout_width="match_parent"

    android:layout_height="match_parent">

    <TextView

        android:id="@+id/TextView1"

        android:layout_width="wrap_content"

        android:layout_height="wrap_content"

        android:layout_marginLeft="10dp"

        android:layout_marginTop="10dp" />

</android.support.constraint.ConstraintLayout>

如果在别的布局里，TextView1的位置应该是距离边框的左边和上面有一个10dp的边距，但是在ConstraintLayout里，是不生效的，因为没有约束TextView1在布局里的位置。正确的写法如下：

<android.support.constraint.ConstraintLayout

    android:layout_width="match_parent"

    android:layout_height="match_parent">

    <TextView

        android:id="@+id/TextView1"

        android:layout_width="wrap_content"

        android:layout_height="wrap_content"

        android:layout_marginLeft="10dp"

        android:layout_marginTop="10dp"

        app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"

        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent"/>

</android.support.constraint.ConstraintLayout>

把TextView1的左边和上边约束到parent的左边和上边，这样margin就会生效，效果如下：

在使用margin的时候要注意两点：
控件必须在布局里约束一个相对位置
margin只能大于等于0

3.4.2 goneMargin

goneMargin主要用于约束的控件可见性被设置为gone的时候使用的margin值，属性如下：
layout_goneMarginStart
layout_goneMarginEnd
layout_goneMarginLeft
layout_goneMarginTop
layout_goneMarginRight
layout_goneMarginBottom

举个例子：
假设TextView2的左边约束在TextView1的右边，并给TextView2设一个app:layout_goneMarginLeft="10dp"，代码如下：

<android.support.constraint.ConstraintLayout

    android:layout_width="match_parent"

    android:layout_height="match_parent">

    <TextView

        android:id="@+id/TextView1"

        .../>

    <TextView

        android:id="@+id/TextView2"

        ...

        app:layout_constraintLeft_toRightOf="@+id/TextView1"

        app:layout_goneMarginLeft="10dp"

        />

</android.support.constraint.ConstraintLayout>

效果如下，TextView2在TextView1的右边，且没有边距。

这个时候把TextView1的可见性设为gone，效果如下：

TextView1消失后，TextView2有一个距离左边10dp的边距。

3.5 居中和偏移

在RelativeLayout中，把控件放在布局中间的方法是把layout_centerInParent设为true，而在ConstraintLayout中的写法是：

app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"

app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"

app:layout_constraintRight_toRightOf="parent"

app:layout_constraintTop_toTopOf="parent"

意思是把控件的上下左右约束在布局的上下左右，这样就能把控件放在布局的中间了。同理RelativeLayout中的水平居中layout_centerHorizontal相当于在ConstraintLayout约束控件的左右为parent的左右；RelativeLayout中的垂直居中layout_centerVertical相当于在ConstraintLayout约束控件的上下为parent的上下。
由于ConstraintLayout中的居中已经为控件约束了一个相对位置，所以可以使用margin，如下所示：

<TextView

        android:id="@+id/TextView1"

        ...

        android:layout_marginLeft="100dp"

        app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"

        app:layout_constraintRight_toRightOf="parent" />

效果如下：

上面TextView1在水平居中后使用layout_marginLeft="100dp"向右偏移了100dp。除了这种偏移外，ConstraintLayout还提供了另外一种偏移的属性：
layout_constraintHorizontal_bias 水平偏移
layout_constraintVertical_bias 垂直偏移

举个例子：

<TextView

        android:id="@+id/TextView1"

        ...

        app:layout_constraintHorizontal_bias="0.3"

        app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"

        app:layout_constraintRight_toRightOf="parent" />

效果如下：

假如现在要实现水平偏移，给TextView1的layout_constraintHorizontal_bias赋一个范围为 0-1 的值，假如赋值为0，则TextView1在布局的最左侧，假如赋值为1，则TextView1在布局的最右侧，假如假如赋值为0.5，则水平居中，假如假如赋值为0.3，则更倾向于左侧。
垂直偏移同理。

3.6 尺寸约束

控件的尺寸可以通过四种不同方式指定：

使用指定的尺寸
使用wrap_content，让控件自己计算大小
当控件的高度或宽度为wrap_content时，可以使用下列属性来控制最大、最小的高度或宽度：
android:minWidth 最小的宽度
android:minHeight 最小的高度
android:maxWidth 最大的宽度
android:maxHeight 最大的高度
注意！当ConstraintLayout为1.1版本以下时，使用这些属性需要加上强制约束，如下所示：
app:constrainedWidth=”true”
app:constrainedHeight=”true”
使用 0dp (MATCH_CONSTRAINT)
官方不推荐在ConstraintLayout中使用match_parent，可以设置 0dp (MATCH_CONSTRAINT) 配合约束代替match_parent，举个例子：

<TextView

        android:id="@+id/TextView1"

        android:layout_width="0dp"

        android:layout_height="wrap_content"

        android:layout_marginLeft="50dp"

        app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"

        app:layout_constraintRight_toRightOf="parent"

        android:visibility="visible" />

宽度设为0dp，左右两边约束parent的左右两边，并设置左边边距为50dp，效果如下：

宽高比
当宽或高至少有一个尺寸被设置为0dp时，可以通过属性layout_constraintDimensionRatio设置宽高比，举个例子：

<TextView

        android:id="@+id/TextView1"

        android:layout_width="0dp"

        android:layout_height="wrap_content"

        app:layout_constraintDimensionRatio="1:1"

        app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"

        app:layout_constraintRight_toRightOf="parent" />

宽设置为0dp，宽高比设置为1:1，这个时候TextView1是一个正方形，效果如下：

除此之外，在设置宽高比的值的时候，还可以在前面加W或H，分别指定宽度或高度限制。例如：
app:layout_constraintDimensionRatio="H,2:3"指的是高:宽=2:3
app:layout_constraintDimensionRatio="W,2:3"指的是宽:高=2:3

3.7 链

如果两个或以上控件通过下图的方式约束在一起，就可以认为是他们是一条链（图为横向的链，纵向同理）。

用代码表示：

    <TextView

        android:id="@+id/TextView1"

        android:layout_width="wrap_content"

        android:layout_height="wrap_content"

        app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"

        app:layout_constraintRight_toLeftOf="@+id/TextView2" />

    <TextView

        android:id="@+id/TextView2"

        android:layout_width="wrap_content"

        android:layout_height="wrap_content"

        app:layout_constraintLeft_toRightOf="@+id/TextView1"

        app:layout_constraintRight_toLeftOf="@+id/TextView3"

        app:layout_constraintRight_toRightOf="parent" />

    <TextView

        android:id="@+id/TextView3"

        android:layout_width="wrap_content"

        android:layout_height="wrap_content"

        app:layout_constraintLeft_toRightOf="@+id/TextView2"

        app:layout_constraintRight_toRightOf="parent" />

3个TextView相互约束，两端两个TextView分别与parent约束，成为一条链，效果如下：

一条链的第一个控件是这条链的链头，我们可以在链头中设置 layout_constraintHorizontal_chainStyle来改变整条链的样式。chains提供了3种样式，分别是：
CHAIN_SPREAD —— 展开元素 (默认)；
CHAIN_SPREAD_INSIDE —— 展开元素，但链的两端贴近parent；
CHAIN_PACKED —— 链的元素将被打包在一起。
如图所示：

上面的例子创建了一个样式链，除了样式链外，还可以创建一个权重链。
可以留意到上面所用到的3个TextView宽度都为wrap_content，如果我们把宽度都设为0dp，这个时候可以在每个TextView中设置横向权重layout_constraintHorizontal_weight(constraintVertical为纵向)来创建一个权重链，如下所示：

 <TextView

        android:id="@+id/TextView1"

        android:layout_width="0dp"

        android:layout_height="wrap_content"

        app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"

        app:layout_constraintRight_toLeftOf="@+id/TextView2"

        app:layout_constraintHorizontal_weight="2" />

    <TextView

        android:id="@+id/TextView2"

        android:layout_width="0dp"

        android:layout_height="wrap_content"

        app:layout_constraintLeft_toRightOf="@+id/TextView1"

        app:layout_constraintRight_toLeftOf="@+id/TextView3"

        app:layout_constraintRight_toRightOf="parent"

        app:layout_constraintHorizontal_weight="3" />

    <TextView

        android:id="@+id/TextView3"

        android:layout_width="0dp"

        android:layout_height="wrap_content"

        app:layout_constraintLeft_toRightOf="@+id/TextView2"

        app:layout_constraintRight_toRightOf="parent"

        app:layout_constraintHorizontal_weight="4" />

效果如下：

4.辅助工具

4.1 Optimizer

当我们使用 MATCH_CONSTRAINT 时，ConstraintLayout 将对控件进行 2 次测量，ConstraintLayout在1.1中可以通过设置 layout_optimizationLevel 进行优化，可设置的值有：
none：无优化
standard：仅优化直接约束和屏障约束（默认）
direct：优化直接约束
barrier：优化屏障约束
chain：优化链约束
dimensions：优化尺寸测量

4.2 Barrier

假设有3个控件ABC，C在AB的右边，但是AB的宽是不固定的，这个时候C无论约束在A的右边或者B的右边都不对。当出现这种情况可以用Barrier来解决。Barrier可以在多个控件的一侧建立一个屏障，如下所示：

这个时候C只要约束在Barrier的右边就可以了，代码如下：

<TextView

        android:id="@+id/TextView1"

        android:layout_width="wrap_content"

        android:layout_height="wrap_content" />

    <TextView

        android:id="@+id/TextView2"

        android:layout_width="wrap_content"

        android:layout_height="wrap_content"

        app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/TextView1" />

    <android.support.constraint.Barrier

        android:id="@+id/barrier"

        android:layout_width="wrap_content"

        android:layout_height="wrap_content"

        app:barrierDirection="right"

        app:constraint_referenced_ids="TextView1,TextView2" />

    <TextView

        android:id="@+id/TextView3"

        android:layout_width="wrap_content"

        android:layout_height="wrap_content"

        app:layout_constraintLeft_toRightOf="@+id/barrier" />

app:barrierDirection为屏障所在的位置，可设置的值有：bottom、end、left、right、start、top
app:constraint_referenced_ids为屏障引用的控件，可设置多个(用“,”隔开)

4.3 Group

Group可以把多个控件归为一组，方便隐藏或显示一组控件，举个例子：

    <TextView

        android:id="@+id/TextView1"

        android:layout_width="wrap_content"

        android:layout_height="wrap_content" />

    <TextView

        android:id="@+id/TextView2"

        android:layout_width="wrap_content"

        android:layout_height="wrap_content"

        app:layout_constraintLeft_toRightOf="@+id/TextView1" />

    <TextView

        android:id="@+id/TextView3"

        android:layout_width="wrap_content"

        android:layout_height="wrap_content"

        app:layout_constraintLeft_toRightOf="@id/TextView2" />

现在有3个并排的TextView，用Group把TextView1和TextView3归为一组，再设置这组控件的可见性，如下所示：

   <android.support.constraint.Group

        android:id="@+id/group"

        android:layout_width="wrap_content"

        android:layout_height="wrap_content"

        android:visibility="invisible"

        app:constraint_referenced_ids="TextView1,TextView3" />

效果如下：

4.4 Placeholder

Placeholder指的是占位符。在Placeholder中可使用setContent()设置另一个控件的id，使这个控件移动到占位符的位置。举个例子：

<android.support.constraint.Placeholder

        android:id="@+id/placeholder"

        android:layout_width="wrap_content"

        android:layout_height="wrap_content"

        app:content="@+id/textview"

        app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"

        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

    <TextView

        android:id="@+id/textview"

        android:layout_width="wrap_content"

        android:layout_height="wrap_content"

        android:background="#cccccc"

        android:padding="16dp"

        android:text="TextView"

        android:textColor="#000000"

        app:layout_constraintRight_toRightOf="parent"

        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

新建一个Placeholder约束在屏幕的左上角，新建一个TextView约束在屏幕的右上角，在Placeholder中设置 app:content="@+id/textview"，这时TextView会跑到屏幕的左上角。效果如下：

4.5 Guideline

Guildline像辅助线一样，在预览的时候帮助你完成布局（不会显示在界面上）。
Guildline的主要属性：
android:orientation 垂直vertical，水平horizontal
layout_constraintGuide_begin 开始位置
layout_constraintGuide_end 结束位置
layout_constraintGuide_percent 距离顶部的百分比(orientation = horizontal时则为距离左边)
举个例子：

    <android.support.constraint.Guideline

        android:id="@+id/guideline1"

        android:layout_width="wrap_content"

        android:layout_height="wrap_content"

        android:orientation="horizontal"

        app:layout_constraintGuide_begin="50dp" />

    <android.support.constraint.Guideline

        android:id="@+id/guideline2"

        android:layout_width="wrap_content"

        android:layout_height="wrap_content"

        android:orientation="vertical"

        app:layout_constraintGuide_percent="0.5" />

guideline1为水平辅助线，开始位置是距离顶部50dp，guideline2位垂直辅助线，开始位置为屏幕宽的0.5(中点位置)，效果如下：

5.总结

本篇文章主要介绍了ConstraintLayout和它在布局文件里的用法，和一些辅助ConstraintLayout布局的工具，跟着敲一遍就能学会ConstraintLayout。除此之外，ConstraintLayout还有一个独立的编辑器，只需要托拉拽就可以完成整个布局，但我个人比较喜欢直接用代码写，就不介绍了，有兴趣的可以参考https://blog.csdn.net/guolin_blog/article/details/53122387

居中参考：

Android ConstraintLayout约束布局的居中

Android新特性介绍，ConstraintLayout完全解析