Android應用坐标系統全面詳解

1 背景

去年有很多人私信告訴我讓說說自定義控件，其實通觀網絡上的很多部落格都在講各種自定義控件，但是大多數都是授之以魚，卻很少有較為系統性授之于漁的文章，同時由于自己也遲遲沒有時間規劃這一系列文章，最近想将這一系列文章重新提起來，是以就來先總結一下自定義控件的一個核心知識點——坐标系。

很多人可能不屑一顧Android的坐标系，但是如果你想徹底學會自定義控件，我想說了解android各種坐标系及一些API的坐标含義絕對算一個小而不可忽視的技能；所謂Android自定義View那幾大主要onXXX()方法的重寫實質其實大多數都是在處理坐标邏輯運算，是以我們就先來就題重談一下Android坐标系。

2 Android坐标系

說到Android坐标系其實就是一個三維坐标，Z軸向上，X軸向右，Y軸向下。這三維坐标的點處理就能構成Android豐富的界面或者動畫等效果，是以Android坐标系在整個Android界面中算是蓋樓房的尺寸草圖，下面我們就來看看這些相關的概念。

2-1 Android螢幕區域劃分

我們先看一副圖來了解一下Android螢幕的區域劃分如下：

Android螢幕的區域劃分

通過上圖我們可以很直覺的看到Android對于螢幕的劃分定義。下面我們就給出這些區域裡常用區域的一些坐标或者度量方式。如下：

• //擷取螢幕區域的寬高等尺寸擷取

DisplayMetrics metrics = new DisplayMetrics();
getWindowManager().getDefaultDisplay().getMetrics(metrics);
int widthPixels = metrics.widthPixels;
int heightPixels = metrics.heightPixels;
           

• //應用程式App區域寬高等尺寸擷取

Rect rect = new Rect();
getWindow().getDecorView().getWindowVisibleDisplayFrame(rect);
           

• //擷取狀态欄高度

Rect rect= new Rect();
getWindow().getDecorView().getWindowVisibleDisplayFrame(rect);
int statusBarHeight = rectangle.top;
           

• //View布局區域寬高等尺寸擷取

Rect rect = new Rect();
getWindow().findViewById(Window.ID_ANDROID_CONTENT).getDrawingRect(rect);
           

特别注意：上面這些方法最好在Activity的onWindowFocusChanged ()方法或者之後調運，因為隻有這時候才是真正的顯示OK，不懂的可以看我之前關于setContentView相關的部落格。

2-2 Android View絕對相對坐标系

上面我們分析了Android螢幕的劃分，可以發現我們平時開發的重點其實都在關注View布局區域，那麼下面我們就來細說一下View區域相關的各種坐标系。先看下面這幅圖：

View區域相關的各種坐标系

通過上圖我們可以很直覺的給出View一些坐标相關的方法解釋，不過必須要明确的是上面這些方法必須要在layout之後才有效，如下：

View的靜态坐标方法	解釋
getLeft()	傳回View自身左邊到父布局左邊的距離
getTop()	傳回View自身頂邊到父布局頂邊的距離
getRight()	傳回View自身右邊到父布局左邊的距離
getBottom()	傳回View自身底邊到父布局頂邊的距離
getX()	傳回值為getLeft()+getTranslationX()，當setTranslationX()時getLeft()不變，getX()變。
getY()	傳回值為getTop()+getTranslationY()，當setTranslationY()時getTop()不變，getY()變。

同時也可以看見上圖中給出了手指觸摸螢幕時MotionEvent提供的一些方法解釋，如下：

MotionEvent坐标方法
	目前觸摸事件距離目前View左邊的距離
	目前觸摸事件距離目前View頂邊的距離
getRawX()	目前觸摸事件距離整個螢幕左邊的距離
getRawY()	目前觸摸事件距離整個螢幕頂邊的距離

上面就解釋了你在很多代碼中看見各種getXXX方法進行數學邏輯運算判斷的含義。不過上面隻是說了一些相對靜止的Android坐标點關系，下面我們來看看幾個和上面方法緊密相關的View方法。如下：

View寬高方法
getWidth()	layout後有效，傳回值是mRight-mLeft，一般會參考measure的寬度（measure可能沒用），但不是必須的。
getHeight()	layout後有效，傳回值是mBottom-mTop，一般會參考measure的高度（measure可能沒用），但不是必須的。
getMeasuredWidth()	傳回measure過程得到的mMeasuredWidth值，供layout參考，或許沒用。
getMeasuredHeight()	傳回measure過程得到的mMeasuredHeight值，供layout參考，或許沒用。

上面解釋了自定義View時各種擷取寬高的一些含義，下面我們再來看看關于View擷取螢幕中位置的一些方法，不過這些方法需要在Activity的onWindowFocusChanged ()方法之後才能使用。如下圖：

這裡寫圖檔描述

下面我們就給出上面這幅圖涉及的View的一些坐标方法的結果（結果采用使用方法傳回的實際坐标，不依賴上面實際絕對坐标轉換，上面絕對坐标隻是為了說明例子中的位置而已），如下：

View的方法	上圖View1結果	上圖View2結果	結論描述
getLocalVisibleRect()	(0,0 - 410, 100)	(0, 0 - 410, 470)	擷取View自身可見的坐标區域，坐标以自己的左上角為原點(0,0)，另一點為可見區域右下角相對自己(0,0)點的坐标，其實View2目前height為550，可見height為470。
getGlobalVisibleRect()	(30, 100 - 440, 200)	(30, 250 - 440, 720)	擷取View在螢幕絕對坐标系中的可視區域，坐标以螢幕左上角為原點(0,0)，另一個點為可見區域右下角相對螢幕原點(0,0)點的坐标。
getLocationOnScreen()	(30, 100)	(30, 250)	坐标是相對整個螢幕而言，Y坐标為View左上角到螢幕頂部的距離。
getLocationInWindow()			如果為普通Activity則Y坐标為View左上角到螢幕頂部（此時Window與螢幕一樣大）；如果為對話框式的Activity則Y坐标為目前Dialog模式Activity的标題欄頂部到View左上角的距離。

到此常用的相關View的靜态坐标擷取處理的方法和含義都已經叙述完了，下面我們看看動态的一些解釋（所謂動靜隻是我個人稱呼而已）。

2-3 Android View動畫相關坐标系

其實在我們使用動畫時，尤其是補間動畫時，你會發現其中涉及很多坐标參數，一會兒為相對的，一會兒為絕對的，你可能會各種蒙圈。那麼不妨看下

《Android應用開發之所有動畫使用詳解 》

這篇部落格，這裡面詳細介紹了關于Android動畫相關的坐标系統，這裡不再累贅叙述。

2-4 Android View滑動相關坐标系

關于View提供的與坐标息息相關的另一組常用的重要方法就是滾動或者滑動相關的，下面我們給出相關的解釋（特别注意：View的scrollTo()和scrollBy()是用于滑動View中的内容，而不是改變View的位置；改變View在螢幕中的位置可以使用offsetLeftAndRight()和offsetTopAndBottom()方法，他會導緻getLeft()等值改變。），如下：

View的滑動方法| 效果及描述

-:---|:---

offsetLeftAndRight(int offset)|水準方向挪動View，offset為正則x軸正向移動，移動的是整個View，getLeft()會變的，自定義View很有用。

offsetTopAndBottom(int offset)|垂直方向挪動View，offset為正則y軸正向移動，移動的是整個View，getTop()會變的，自定義View很有用。

scrollTo(int x, int y)|将View中内容（不是整個View）滑動到相應的位置，參考坐标原點為ParentView左上角，x，y為正則向xy軸反方向移動，反之同理。

scrollBy(int x, int y)|在scrollTo()的基礎上繼續滑動xy。

setScrollX(int value)|實質為scrollTo()，隻是隻改變Y軸滑動。

setScrollY(int value)|實質為scrollTo()，隻是隻改變X軸滑動。

getScrollX()/getScrollY()|擷取目前滑動位置偏移量。

關于Android View的scrollBy()和scrollTo()參數傳遞正數卻向坐标系負方向移動的特性可能很多人都有疑惑，甚至是死記結論，這裡我們簡單給出産生這種特性的真實原因—-源碼分析，如下：

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();
       }
   }
}
           

View的該方法注釋裡明确說明了調運他會觸發onScrollChanged()和invalidated()方法，那我們就将矛頭轉向invalidated()方法觸發的draw()過程，draw()過程中最終其實會觸發下面的invalidate()方法，如下：

public void invalidate(int l, int t, int r, int b) {
    final int scrollX = mScrollX;
    final int scrollY = mScrollY;
    //scroller時為何參數和坐标反向的真實原因
    invalidateInternal(l - scrollX, t - scrollY, r - scrollX, b - scrollY, true, false);
}
           

核心就在這裡，相信不用我解釋大家也知道咋回事了，自行腦補。

scrollTo()和scrollBy()方法特别注意：如果你給一個ViewGroup調用scrollTo()方法滾動的是ViewGroup裡面的内容，如果想滾動一個ViewGroup則再給他嵌套一個外層，滾動外層即可。

3 View中還有一些其他與坐标擷取相關的方法

關于view擷取自身坐标的方法和點選事件中坐标的擷取，網上也有一些部落格，寫的不是很完整，現在系統的來講一下。

其實隻要把下面這張圖看明白就沒問題了。

View中還有一些其他與坐标擷取相關的方法

涉及到的方法一共有下面幾個：

• view擷取自身坐标：getLeft(),getTop(),getRight(),getBottom()
• view擷取自身寬高：getHeight(),getWidth()
• motionEvent擷取坐标：getX(),getY(),getRawX(),getRawY()

首先是view的幾個方法，

擷取自身的寬高的這兩個方法很清楚，不用多說，擷取坐标的這幾個就有點混亂了。

根據上面的圖應該會比較容易明白，圖中螢幕上放了一個ViewGroup布局，裡面有個View控件

getTop：擷取到的，是view自身的頂邊到其父布局頂邊的距離

　getLeft：擷取到的，是view自身的左邊到其父布局左邊的距離

　getRight：擷取到的，是view自身的右邊到其父布局左邊的距離

　getBottom：擷取到的，是view自身的底邊到其父布局頂邊的距離

這些方法擷取到的資料可以用在什麼地方呢？比如要實作一個自定義的特殊布局，像

http://blog.csdn.net/singwhatiwanna/article/details/42614953

這裡要實作的是一個水波紋特效布局，該布局内的任何控件點選後都會出現波紋效果

那麼在點選了布局内的一個控件之後，就要通過不斷重新整理布局，去更新這個控件上面的波紋半徑，為了節省資源，每次重新整理布局都時候不會整個布局都重新整理，而隻是通過

postInvalidateDelayed(INVALIDATE_DURATION, left, top, right, bottom);  
           

在布局的畫布上每次隻去更新點選事件所點選的對應的控件的位置，那麼這裡就可以用view的那四個方法，分别擷取自身的四條邊對應的坐标．進而讓布局去重新整理重繪。

當然部落格中是使用絕對坐标去計算的，因為這裡實作的是一個布局，可能裡面還會嵌套另外的布局，經過多次嵌套之後所擷取到的值，是相對于控件直接對應的父布局（這個布局有可能已經是我們重寫的布局的子布局了）的距離，這樣去重新整理的區域肯定是不準确的，是以部落格裡面使用相對螢幕的絕對坐标計算需要重新整理的控件區域。

如果這裡自定義的不是布局，而隻是一個控件的話，就可以通過以上方法擷取到坐标，然後要求自己所在的布局去重繪這一區域就可以了。當然這隻是一種思路，其實沒必要去要求布局重繪，完全可以直接view自身重繪就可以了。

然後是motionEvent的方法：

getX()：擷取點選事件相對控件左邊的x軸坐标，即點選事件距離控件左邊的距離

　getY()：擷取點選事件相對控件頂邊的y軸坐标，即點選事件距離控件頂邊的距離

　getRawX()：擷取點選事件相對整個螢幕左邊的x軸坐标，即點選事件距離整個螢幕左邊的距離

　getRawY()：擷取點選事件相對整個螢幕頂邊的y軸坐标，即點選事件距離整個螢幕頂邊的距離

這些方法可以用在什麼地方呢？

getRawX和getRawY在之前那篇部落格裡廣泛使用了，可以去那裡看用法，getX()和getY()這兩個方法在對view進行自定義的時候可能用的會比較多。

4 總結

可以發現，上面隻是說明了一些View裡常用的與坐标相關的概念，關于自定義控件了解學習這些坐标概念隻是一個基礎，也是一個後續内容的鋪墊，是以有必要先完全吃透此部分内容才能繼續拓展學習新的東東。

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