(推荐指数**)Dimension小故事

Dimension就是Android里的尺度标准了,其实呢,世界上本来有很多度量衡的,比如说我们常用的公制度量衡,还有英制度量衡,可能还有等等。。。

Android机型众多,分辨率,尺寸,形状(没错,Android系统还考虑过非规则显示屏)各异,这对于Android系统设计而言是一个挑战。对于一个实际的应用程序来说,怎么知道具体的设备多长多粗(*/ω\*)呢。

确实呢,这不太好解决哦。然而,Google还是想到了一个办法。

Android面向应用开发呢,提出了一个叫做dip的长度单位;
而Android面向设备呢,要求它声明自己的xdpiydpi(注意,并不是dpi)。

废话不多说,直接切入Android代码了解下Dimension的那些事儿。主要的两个嘉宾是来自android.util的TypedValue和DisplayMetrics。这两个类比较简单,加起来代码也才800+行,中间很大篇幅还是注释。

TypedValue

TypedValue算是Android自己的用于Dimension换算的工具类,它有很多方法,其中的complexToDimensionPixelSize(int data, DisplayMetrics metrics)甚至在View的构造方法中用于解析xml中的长度值,可见TypedValue的可靠程度。然而,我们把注意力放在它的另一个方法applyDimension(int unit, float value, DisplayMetrics metrics),这个方法的作用是把单位为px,dp,sp,pt(什么鬼?),in(什么鬼?),mm(什么鬼?)的长度换算到以px为单位的长度,全部代码如下:

    /**
     * Converts an unpacked complex data value holding a dimension to its final floating 
     * point value. The two parameters <var>unit</var> and <var>value</var>
     * are as in {@link #TYPE_DIMENSION}.
     *  
     * @param unit The unit to convert from.
     * @param value The value to apply the unit to.
     * @param metrics Current display metrics to use in the conversion -- 
     *                supplies display density and scaling information.
     * 
     * @return The complex floating point value multiplied by the appropriate 
     * metrics depending on its unit. 
     */
    public static float applyDimension(int unit, float value, DisplayMetrics metrics)
    {
        switch (unit) {
        case COMPLEX_UNIT_PX:
            return value;
        case COMPLEX_UNIT_DIP:
            return value * metrics.density;
        case COMPLEX_UNIT_SP:
            return value * metrics.scaledDensity;
        case COMPLEX_UNIT_PT:
            return value * metrics.xdpi * (1.0f/72);
        case COMPLEX_UNIT_IN:
            return value * metrics.xdpi;
        case COMPLEX_UNIT_MM:
            return value * metrics.xdpi * (1.0f/25.4f);
        }
        return 0;
    }

这段代码的可读性已经简单到了相当的程度,我都不好意思多看一眼(///▽///)。然而,这确确实实是Android自己的代码,这时候,我又审视了一遍自己的态度,并不是越花哨的代码越好,而是越好的代码越“花哨”(看人家的注释,眉飞色舞!)。

这个方法推荐大家反复使用,因为同样的方法我们自己不能写得更简洁、更好。

这个方法中最有内涵的莫过于这一部分了啊:


Paste_Image.png

好的,到了这里,除了pt,in,mm不明所以外差不多都懂了啊,而上图又都指向了另一个类DisplayMetrics。先草草地中断下TypedValue的了解,看看DisplayMetrics是个什么鬼。

DisplayMetrics

关于DisplayMetrics呢,有人说用了很多次了,可谓是花式编程不胜枚举。然而,会用就算了解了吗?(OS[注]:废话,都会用了,还有啥好了解的)

笔者个人认为,对于DisplayMetrics,我们了解的再多可能也不见得够啊。

刚才在TypedValue当中,我们见识了DisplayMetrics的三个成员,分别是density,scaledDensity和xdpi。头两个大家可能也认识,最后一个就蒙哔了对不对,啊~~

我们先简单的看一下,这几个成员的代码:

    /**
     * The logical density of the display.  This is a scaling factor for the
     * Density Independent Pixel unit, where one DIP is one pixel on an
     * approximately 160 dpi screen (for example a 240x320, 1.5"x2" screen), 
     * providing the baseline of the system's display. Thus on a 160dpi screen 
     * this density value will be 1; on a 120 dpi screen it would be .75; etc.
     *  
     * <p>This value does not exactly follow the real screen size (as given by 
     * {@link #xdpi} and {@link #ydpi}, but rather is used to scale the size of
     * the overall UI in steps based on gross changes in the display dpi.  For 
     * example, a 240x320 screen will have a density of 1 even if its width is 
     * 1.8", 1.3", etc. However, if the screen resolution is increased to 
     * 320x480 but the screen size remained 1.5"x2" then the density would be 
     * increased (probably to 1.5).
     *
     * @see #DENSITY_DEFAULT
     */
    public float density;
    /**
     * A scaling factor for fonts displayed on the display.  This is the same
     * as {@link #density}, except that it may be adjusted in smaller
     * increments at runtime based on a user preference for the font size.
     */
    public float scaledDensity;
    /**
     * The exact physical pixels per inch of the screen in the X dimension.
     */
    public float xdpi;

看完这仨的注释,我就奔溃了,真™越短越难啊。什么鬼?关键是代码里怎么还有个ydpi:

    /**
     * The exact physical pixels per inch of the screen in the Y dimension.
     */
    public float ydpi;

这些东西究竟是干嘛的?猴子请来的逗哔么?

我抄起手边的一台手机,洋洋洒洒码了几行代码,读了读这几个量,结果如下:

Paste_Image.png

图中的density dpi是我看见DisplayMetrics里的成员densityDpi时,不自禁打粗来的:

    /**
     * The screen density expressed as dots-per-inch.  May be either
     * {@link #DENSITY_LOW}, {@link #DENSITY_MEDIUM}, or {@link #DENSITY_HIGH}.
     */
    public int densityDpi;

反正都不懂,不在乎多一个。

好了,到这里,我陷入了深深地思考“为什么我要了解这么深,这不是有病吗?”然而答案是否定的。

经过了艰苦卓绝的努力和试验和思考后,我得出了一些结论:

The End

人家说结束不过是另一个开始而已。嗯,确实呢,能看到这里首先谢谢各位的耐心。然而,一个好(坏?)消息是,我们终于要开始(手动斜眼)介绍Android应对众多形态各异的设备的手段了。。。

刚才的测试中,density和scaledDensity只是简单的dp,sp到px的换算比例而已,这是谁都知道的东西。它们都是3.0,说明1dp==3px,1sp==3px。但是,这个比例值3.0是如何决定的呢?嗯,这就要看density的注释中的那段话了,它说“如果densityDpi的值是160dpi的若干倍,那么density就是这个倍数了”(笔者英文不好,译得比较糙,不服你打我啊ヽ(`⌒´)ノ)。

然而,density注释里又有一些呓语“一个240*320的屏幕即便1.8寸或1.3寸宽,density也可以是1”。这是怎么个情况呢?我一开始也晕,后来发现了蹊跷(此处阴险表情)。请大家注意下咯,我文中测试的手机显示densityDpi是480,而我其实也测了另外一台手机(此处阴险表情again):

Paste_Image.png

这台手机呢,也是480的densityDpi。然而,事实上,虽然两台手机的分辨率是一样的(1920*1080),尺寸却分别是5.0寸和5.2寸。到这里我想起了那句呓语,又于是联想到这么几点:

  1. 市场上确实存在分辨率相同但是尺寸有差异的手机,这些手机的densityDpi和density又恰巧一致;
  2. 对于程序猿而言,我们用到的density,scaledDensity和densityDpi很多,用到的xdpi,ydpi很少;
  3. xdpi,ydpi的注释表明它们才是实际的每英寸像素点数(这也是为啥两个手机的xdpi,ydpi会有明显差异的原因)。

综上,Google的意图大概可以这么解释:

  1. Google希望Android表达相同的内容在5.0寸和5.2寸的手机上所呈现的比例是接近的,而又不能增加程序猿的工作量,那么,就呈现相同的dpi而程序猿看好了,这就是为什么densityDpi相同的原因,因为,densityDpi相同就基本保证了内容显示比例的相同。
  2. 实际上的手机尺寸必然有差异,对于差异小的手机,统一到同一densityDpi,差异大的话,就可以区分开比如xxhdpi或hdpi的密度设定了(上述的两个手机的xdpi,ydpi都是比较高的,归到xhdpi(320dpi)不如归到xxhdpi(480dpi),所以densityDpi都显示为480了)。
  3. 如果一定要显示特定的物理长度的话,那么,density显然是做不到的,这时候xdpi和ydpi就能起到作用了。这也是为什么xdpi可以计算出in(英寸),mm(毫米)和pt(point,这是一个概念,这个点的尺寸在不同手机是等长的)。

可以想到,运行在有相同密度的不同尺寸的手机上时,Android面向程序猿是无差别的dp长度,程序猿可以肆意地设计内容,而不需要做什么适配。但是由于densityDpi和xdpi,ydpi的实际差别,可以想到Android系统在把一堆dp设定的内容映射为实际显示的屏幕内容的过程中,一定有基于densityDpi与xdpi,ydpi比例的换算过程。使得同一个显示对象,在相同密度不同尺寸的手机上,拥有相同的高宽像素数,却有不同的物理长度。

总结,density,densityDpi,scaledDensity是面向内容的长度单位(对程序猿友好,便于表达内容),xdpi,ydpi是面向实际设备的参数(这是个连接了物理世界度量衡和Android度量衡的数值)。

PS:
我用上文的技术做了一个直尺的应用,但是,由于实际的手机xdpi和ydpi值居然不相等,所以,显示横向的尺度相对来说是比较准确的,显示纵向的尺度就不太准了(因为我用TypedValue中MM的单位获取长度,而这个方法又是采用了xdpi来实现的,如果纵向绘制尺子的话,实际上得用ydpi来实现才对,不该用xdpi来做,除非xdpi和ydpi是相等的,而ydpi和xdpi不相等就会导致纵向绘制出现偏差,这个问题后续可改正)。

注:
OS是overlapping sound的简称,即内心独白,不是operating system!!

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