Android自定义View实现钟摆效果进度条PendulumView

在网上看到了一个IOS组件PendulumView，实现了钟摆的动画效果。由于原生的进度条确实是不好看，所以想可以自定义View实现这样的效果，以后也可以用于加载页面的进度条。 

废话不多说，先上效果图

 

底部黑边是录制时不小心录上的，可以忽略。 

既然是自定义View我们就按标准的流程来，第一步，自定义属性 

自定义属性 

建立属性文件 

在Android项目的res->values目录下新建一个attrs.xml文件，文件内容如下：

 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<resources>
 <declare-styleable name="PendulumView">
  <attr name="globeNum" format="integer"/>
  <attr name="globeColor" format="color"/>
  <attr name="globeRadius" format="dimension"/>
  <attr name="swingRadius" format="dimension"/>
 </declare-styleable>
</resources>

其中declare-styleable的name属性用于在代码中引用该属性文件。name属性，一般情况下写的都是我们自定义View的类名，较为直观。

使用styleale，系统可以为我们完成很多常量（int[]数组，下标常量）等的编写，简化我们的开发工作，例如下面代码中用到的R.styleable.PendulumView_golbeNum等就是系统为我们自动生成的。 

globeNum属性表示小球数量，globeColor表示小球颜色，globeRadius表示小球半径，swingRadius表示摆动半径 

读取属性值 

在自定view的构造方法中通过TypedArray读取属性值 

通过AttributeSet同样可以获取属性值，但是如果属性值是引用类型，则得到的只是ID，仍需继续通过解析ID获取真正的属性值，而TypedArray直接帮助我们完成了上述工作。 

public PendulumView(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {
    super(context, attrs, defStyleAttr);
    //使用TypedArray读取自定义的属性值
    TypedArray ta = context.getResources().obtainAttributes(attrs, R.styleable.PendulumView);
    int count = ta.getIndexCount();
    for (int i = 0; i < count; i++) {
      int attr = ta.getIndex(i);
      switch (attr) {
        case R.styleable.PendulumView_globeNum:
          mGlobeNum = ta.getInt(attr, 5);
          break;
        case R.styleable.PendulumView_globeRadius:
          mGlobeRadius = ta.getDimensionPixelSize(attr, (int) TypedValue.applyDimension(TypedValue.COMPLEX_UNIT_PX, 16, getResources().getDisplayMetrics()));
          break;
        case R.styleable.PendulumView_globeColor:
          mGlobeColor = ta.getColor(attr, Color.BLUE);
          break;
        case R.styleable.PendulumView_swingRadius:
          mSwingRadius = ta.getDimensionPixelSize(attr, (int) TypedValue.applyDimension(TypedValue.COMPLEX_UNIT_PX, 16, getResources().getDisplayMetrics()));
          break;
      }
    }
    ta.recycle(); //避免下次读取时出现问题
    mPaint = new Paint();
    mPaint.setColor(mGlobeColor);
  }

重写OnMeasure（）方法 

@Override
  protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
    int widthMode = MeasureSpec.getMode(widthMeasureSpec);
    int widthSize = MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec);
    int heightMode = MeasureSpec.getMode(heightMeasureSpec);
    int heightSize = MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec);
    //高度为小球半径+摆动半径
    int height = mGlobeRadius + mSwingRadius;
    //宽度为2*摆动半径+（小球数量-1）*小球直径
    int width = mSwingRadius + mGlobeRadius * 2 * (mGlobeNum - 1) + mSwingRadius;
    //如果测量模式为EXACTLY，则直接使用推荐值，如不为EXACTLY（一般处理wrap_content情况），使用自己计算的宽高
    setMeasuredDimension((widthMode == MeasureSpec.EXACTLY) ? widthSize : width, (heightMode == MeasureSpec.EXACTLY) ? heightSize : height);
  }

其中
 int height = mGlobeRadius + mSwingRadius;
<pre name="code" class="java">int width = mSwingRadius + mGlobeRadius * 2 * (mGlobeNum - 1) + mSwingRadius;
用于处理测量模式为AT_MOST的情况，一般是自定义View的宽高设置为了wrap_content，此时通过小球的数量，半径，摆动的半径等计算View的宽高，如下图： 

以小球个数5为例，View的大小为下图红色矩形区域 

重写onDraw()方法 

@Override
  protected void onDraw(Canvas canvas) {
    super.onDraw(canvas);
    //绘制除左右两个小球外的其他小球
    for (int i = 0; i < mGlobeNum - 2; i++) {
      canvas.drawCircle(mSwingRadius + (i + 1) * 2 * mGlobeRadius, mSwingRadius, mGlobeRadius, mPaint);
    }
    if (mLeftPoint == null || mRightPoint == null) {
      //初始化最左右两小球坐标
      mLeftPoint = new Point(mSwingRadius, mSwingRadius);
      mRightPoint = new Point(mSwingRadius + mGlobeRadius * 2 * (mGlobeNum - 1), mSwingRadius);
      //开启摆动动画
      startPendulumAnimation();
    }
    //绘制左右两小球
    canvas.drawCircle(mLeftPoint.x, mLeftPoint.y, mGlobeRadius, mPaint);
    canvas.drawCircle(mRightPoint.x, mRightPoint.y, mGlobeRadius, mPaint);
  }

onDraw()方法是自定义View的关键所在，在该方法体内绘制View的显示效果。代码首先绘制了除去最左边最右边小球以外的其他小球，然后对左右两小球的坐标值进行判断，如果是第一次绘制，坐标值均为空，则初始化两小球坐标，并且开启动画。最后通过mLeftPoint，mRightPoint的x，y值，绘制左右两个小球。 

其中mLeftPoint，mRightPoint均是android.graphics.Point对象，仅是使用它们来存放左右两小球的x，y坐标信息。 

使用属性动画 

public void startPendulumAnimation() {
    //使用属性动画
    final ValueAnimator anim = ValueAnimator.ofObject(new TypeEvaluator() {
      @Override
      public Object evaluate(float fraction, Object startValue, Object endValue) {
        //参数fraction用于表示动画的完成度，我们根据它来计算当前的动画值
        double angle = Math.toRadians(90 * fraction);
        int x = (int) ((mSwingRadius - mGlobeRadius) * Math.sin(angle));
        int y = (int) ((mSwingRadius - mGlobeRadius) * Math.cos(angle));
        Point point = new Point(x, y);
        return point;
      }
    }, new Point(), new Point());
    anim.addUpdateListener(new ValueAnimator.AnimatorUpdateListener() {
      @Override
      public void onAnimationUpdate(ValueAnimator animation) {
        Point point = (Point) animation.getAnimatedValue();
        //获得当前的fraction值
        float fraction = anim.getAnimatedFraction();
        //判断是否是fraction先减小后增大，即是否处于即将向上摆动状态
        //在每次即将向上摆动时切换小球
        if (lastSlope && fraction > mLastFraction) {
          isNext = !isNext;
        }
        //通过不断改动左右小球的x,y坐标值实现动画效果
        //利用isNext来判断应该是左边小球动，还是右边小球动
        if (isNext) {
          //当左边小球摆动时，右边小球置于初始位置
          mRightPoint.x = mSwingRadius + mGlobeRadius * 2 * (mGlobeNum - 1);
          mRightPoint.y = mSwingRadius;
          mLeftPoint.x = mSwingRadius - point.x;
          mLeftPoint.y = mGlobeRadius + point.y;
        } else {
          //当右边小球摆动时，左边小球置于初始位置
          mLeftPoint.x = mSwingRadius;
          mRightPoint.y = mSwingRadius;
          mRightPoint.x = mSwingRadius + (mGlobeNum - 1) * mGlobeRadius * 2 + point.x;
          mRightPoint.y = mGlobeRadius + point.y;
        }
        invalidate();
        lastSlope = fraction < mLastFraction;
        mLastFraction = fraction;
      }
    });
    //设置永久循环播放
    anim.setRepeatCount(ValueAnimator.INFINITE);
    //设置循环模式为倒序播放
    anim.setRepeatMode(ValueAnimator.REVERSE);
    anim.setDuration(200);
    //设置补间器，控制动画的变化速率
    anim.setInterpolator(new DecelerateInterpolator());
    anim.start();
  }

 其中使用ValueAnimator.ofObject方法是为了可以对Point对象进行操作，更为形象具体。还有就是通过ofObject方法使用了自定义的TypeEvaluator对象，由此得到了fraction值，该值是一个从0-1变化的小数。所以该方法的后两个参数startValue（new Point()）,endValue（new Point()）并没有实际意义，也可以直接不写，此处写上主要是为了便于理解。同样道理也可以直接使用ValueAnimator.ofFloat(0f, 1f)方法获取到一个从0-1变化的小数。

     final ValueAnimator anim = ValueAnimator.ofObject(new TypeEvaluator() {
      @Override
      public Object evaluate(float fraction, Object startValue, Object endValue) {
        //参数fraction用于表示动画的完成度，我们根据它来计算当前的动画值
        double angle = Math.toRadians(90 * fraction);
        int x = (int) ((mSwingRadius - mGlobeRadius) * Math.sin(angle));
        int y = (int) ((mSwingRadius - mGlobeRadius) * Math.cos(angle));
        Point point = new Point(x, y);
        return point;
      }
    }, new Point(), new Point());

通过fraction，我们计算得到小球摆动时的角度变化值，0-90度

 

mSwingRadius-mGlobeRadius表示的值是图中绿色直线的长度，摆动的路线，小球圆心的路线是一个以（mSwingRadius-mGlobeRadius）为半径的弧线，变化的X值为（mSwingRadius-mGlobeRadius）*sin(angle)，变化的y值为（mSwingRadius-mGlobeRadius）*cos(angle) 

对应的小球实际的圆心坐标为（mSwingRadius-x，mGlobeRadius+y） 

右边小球运动路线与左边类似，仅仅是方向不同。右边小球实际的圆心坐标（mSwingRadius + (mGlobeNum - 1) * mGlobeRadius * 2 + x，mGlobeRadius+y） 

可见左右两边小球的纵坐标是相同的，仅横坐标不同。 

        float fraction = anim.getAnimatedFraction();
        //判断是否是fraction先减小后增大，即是否处于即将向上摆动状态
        //在每次即将向上摆动时切换小球
        if (lastSlope && fraction > mLastFraction) {
          isNext = !isNext;
        }
        //记录上一次fraction是否不断减小
        lastSlope = fraction < mLastFraction;
        //记录上一次的fraction
        mLastFraction = fraction;

 这两段代码用于计算何时切换运动的小球，本动画设置了循环播放，且循环模式为倒序播放，所以动画的一个周期即为小球抛起加上小球落下的过程。在该过程中fraction的值先有0变为1，再由1变为0。那么何时是动画新一轮周期的开始呢？就是在小球即将抛起的时候，在这个时候切换运动的小球，即可实现左边小球落下后右边小球抛起，右边小球落下后左边小球抛起的动画效果。 

那么如何捕捉到这个时间点呢？ 

小球抛起时fraction值不断增大，小球落下时fraction值不断减小。小球即将抛起的时刻，就是fraction从不断减小转变为不断增大的时刻。代码中记录上一次fraction是否在不断减小，然后比较这一次fraction是否在不断增大，若两个条件均成立则切换运动的小球。 

    anim.setDuration(200);
    //设置补间器，控制动画的变化速率
    anim.setInterpolator(new DecelerateInterpolator());
    anim.start();

设置动画的持续时间为200毫秒，读者可以通过更改该值而达到修改小球摆动速度的目的。

设置动画的补间器，由于小球抛起是一个逐渐减速的过程，落下是一个逐渐加速的过程，所以使用DecelerateInterpolator实现减速效果，在倒序播放时为加速效果。 

启动动画，钟摆效果的自定义View进度条就实现了！赶快运行，看看效果吧！

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