Android使用Canvas绘制圆形进度条效果

前言

Android自定义控件经常会用到Canvas绘制2D图形，在优化自己自定义控件技能之前，必须熟练掌握Canvas绘图机制。本文从以下三个方面对Canvas绘图机制进行讲解：

画布Canvas
画笔Paint
示例圆形进度条

画布Canvas

首先，来看一下Android官网对Canvas类的定义：

The Canvas class holds the “draw” calls。To draw something, you need 4 basic components: A Bitmap to hold the pixels, a Canvas to host the draw calls(writing into the bitmap), a drawing primitive(eg, Rect, Path, text, Bitmap), and a paint(to describe the colors and styles for the drawing).

简单来说，Android进行2D绘图必须要有Canvas类的支持，它位于“android.graphics.Canvas”包下。我们可以把Canvas理解成系统分配给我们的一块用于绘图的内存（ps：真正的内存是其包含的Bitmap）。

Canvas提供了两个构造函数：

Canvas() : 创建一个空的Canvas对象。
Canvas(Bitmap bitmap) : 创建一个以bitmap位图为背景的Canvas。
通常，我们会采用第二种包含Bitmap参数的构造函数方式或者直接使用onDraw方法中系统提供的Canvas。

既然Canvas主要用于绘图，那么它提供了很多相应的draw方法，方便我们在Canvas对象上绘图，介绍几个常用的draw方法：

void drawRect(RectF rect, Paint paint) : 绘制区域，参数为RectF的区域。
void drawOval(RectF oval, Paint paint) : 绘制矩形的内切椭圆。
void drawCircle(float cx, float cy, float radius, Paint paint) : 绘制圆形。cx和cy是圆心坐标，radius是半径长度。
void drawArc(RectF oval, float startAngle, float sweepAngle. boolean useCenter, Paint paint) : 绘制圆弧形，也是以矩形的内切椭圆为标准。其中，startAngle为起始角度，sweepAngle为弧度大小，useCenter为true，则是绘制一个扇行，为false，则只是一段圆弧。（ps：startAngle为0时，是圆形钟表3点钟方向）。
void drawPath(Path path, Paint paint) : 根据给定的path，绘制连线。
void drawBitmap(Bitmap bitmap, Rect class="lazy" data-src, Rect dst, Paint paint) : 贴图，参数bitmap是要进行绘制的bitmap对象，参数class="lazy" data-src是指bitmap的源区域（一般为null），dst是bitmap的目标区域，paint是画笔，可为null。
void drawLine(float startX, float startY, float stopX, float stopY, Paint paint) : 根据给定的起点和结束点之间绘制连线。
void drawPoint(float x, float y, Paint paint) : 根据给定的坐标，绘制点。
void drawText(String text, float x, float y, Paint paint) : 根据给定的坐标，绘制文字。其中，x是文本起始的x轴坐标，y是文本纵向结束的y轴坐标。

画笔Paint

从上面列举的几个Canvas.drawXXX()方法可以看到，其中都有一个类型为Paint的参数，可以把它理解成为”画笔”，通过这个画笔，在Canvas这张画布上作画。它位于“android.graphics.Paint”包下，主要用于设置绘图风格，包括画笔颜色。

Paint中提供了大量设置绘画风格的方法，这里仅列出一些常用的功能：

setARGB(int a, int r, int g, int b) : 设置ARGB颜色。
setColor(int color) : 设置颜色。
setAlpha(int a) : 设置透明度。
setAntiAlias(boolean aa) : 设置是否抗锯齿。
setShader(Shader shader) : 设置Paint的填充效果。
setStrokeWidth(float width) : 设置Paint的笔触宽度。
setStyle(Paint.Style style) : 设置Paint的填充风格。
setTextSize(float textSize) : 设置绘制文本时的文字大小。

自定义圆形进度条

这里以一个自定义的圆形进度条为例，我们首先看一下效果图：

通过效果图，我们首先抽象出自定义属性，如下：

圆环内部填充色。
圆环进度条的背景色。
圆环进度条的颜色。
圆环半径。
圆环进度条的宽度。
进度条起始的角度。
中间文字的颜色。
中间文字的大小。
中间文字是否需要显示的标志位。

在Android中，可以在项目的res/values/目录下，建立一个resources源文件，通过declare-styleable来声明一个特定的属性集合。

示例属性集合如下所示（res/values/attrs_round_progress_bar.xml）：

<resources>
  <declare-styleable name="RoundProgressBar">
    <attr name="startAngle" format="integer"></attr>
    <attr name="radius" format="dimension"></attr>
    <attr name="ringWidth" format="dimension"></attr>
    <attr name="centerColor" format="color"></attr>
    <attr name="ringColor" format="color"></attr>
    <attr name="progressColor" format="color"></attr>
    <attr name="textSize" format="dimension"></attr>
    <attr name="textColor" format="color"></attr>
    <attr name="isTextDisplay" format="boolean"></attr>
  </declare-styleable>
</resources>

自定义的属性可以在自定义View的构造函数中，通过TypedArray数组获取，我们来自定义一个圆形的View来实现上图的效果（RoundProgressBar.java）：

package love.com.progressbar.view;
import android.content.Context;
import android.content.res.TypedArray;
import android.graphics.Canvas;
import android.graphics.Color;
import android.graphics.Paint;
import android.graphics.RectF;
import android.graphics.Typeface;
import android.util.AttributeSet;
import android.util.TypedValue;
import android.view.View;
import love.com.progressbar.R;
public class RoundProgressBar extends View {
  private static final int START_ANGLE = -90;
  private static final String CENTER_COLOR = "#eeff06";
  private static final String RING_COLOR = "#FF7281E1";
  private static final String PROGRESS_COLOR = "#FFDA0F0F";
  private static final String TEXT_COLOR = "#FF000000";
  private static final int TEXT_SIZE = 30;
  private static final int CIRCLE_RADIUS = 20;
  private static final int RING_WIDTH = 5;
  
  private int startAngle;
  
  private int radius;
  
  private int ringWidth;
  
  private int mProgress = 0;
  
  private int centerColor;
  
  private int ringColor;
  
  private int progressColor;
  
  private int textSize;
  
  private int textColor;
  
  private boolean isTextDisplay;
  private String textContent;
  private Paint mPaint;
  public RoundProgressBar(Context context) {
    this(context, null);
  }
  public RoundProgressBar(Context context, AttributeSet attrs) {
    this(context, attrs, 0);
  }
  public RoundProgressBar(Context context, AttributeSet attrs, int defStyle) {
    super(context, attrs, defStyle);
    // 获取自定义属性
    TypedArray a = context.obtainStyledAttributes(attrs, R.styleable.RoundProgressBar);
    for (int i = 0; i < a.length(); i ++) {
      int attr = a.getIndex(i);
      switch (attr) {
        case R.styleable.RoundProgressBar_startAngle:
          startAngle = a.getInteger(attr, START_ANGLE);
          break;
        case R.styleable.RoundProgressBar_centerColor:
          centerColor = a.getColor(attr, Color.parseColor(CENTER_COLOR));
          break;
        case R.styleable.RoundProgressBar_progressColor:
          progressColor = a.getColor(attr, Color.parseColor(PROGRESS_COLOR));
          break;
        case R.styleable.RoundProgressBar_ringColor:
          ringColor = a.getColor(attr, Color.parseColor(RING_COLOR));
          break;
        case R.styleable.RoundProgressBar_textColor:
          textColor = a.getColor(attr, Color.parseColor(TEXT_COLOR));
          break;
        case R.styleable.RoundProgressBar_textSize:
          textSize = (int) a.getDimension(attr, TypedValue.applyDimension(
              TypedValue.COMPLEX_UNIT_SP, TEXT_SIZE,
              getResources().getDisplayMetrics()));
          break;
        case R.styleable.RoundProgressBar_isTextDisplay:
          isTextDisplay = a.getBoolean(attr, true);
          break;
        case R.styleable.RoundProgressBar_radius:
          radius = (int) a.getDimension(attr, TypedValue.applyDimension(
              TypedValue.COMPLEX_UNIT_DIP, CIRCLE_RADIUS,
              getResources().getDisplayMetrics()
          ));
          break;
        case R.styleable.RoundProgressBar_ringWidth:
           ringWidth = (int) a.getDimension(attr, TypedValue.applyDimension(
              TypedValue.COMPLEX_UNIT_DIP, RING_WIDTH,
              getResources().getDisplayMetrics()
          ));
          break;
        default:
          break;
      }
    }
    a.recycle();
    // 初始化画笔设置
    setPaint();
  }
  private void setPaint() {
    mPaint = new Paint();
    mPaint.setAntiAlias(true);
  }
  @Override
  protected void onDraw(Canvas canvas) {
    super.onDraw(canvas);
    // 获取圆心坐标
    int cx = getWidth() / 2;
    int cy = cx;
    
    if (centerColor != 0) {
      drawCenterCircle(canvas, cx, cy);
    }
    
    drawOuterCircle(canvas, cx, cy);
    
    drawProgress(canvas, cx, cy);
    
    drawProgressText(canvas, cx, cy);
  }
  private void drawProgressText(Canvas canvas, int cx, int cy) {
    if (!isTextDisplay) {
      return;
    }
    mPaint.setColor(textColor);
    mPaint.setTextSize(textSize);
    mPaint.setTypeface(Typeface.DEFAULT_BOLD);
    mPaint.setStrokeWidth(0);
    textContent = getProgress() + "%";
    float textWidth = mPaint.measureText(textContent);
    canvas.drawText(textContent, cx - textWidth / 2, cy + textSize / 2, mPaint);
  }
  private void drawProgress(Canvas canvas, int cx, int cy) {
    mPaint.setColor(progressColor);
    mPaint.setStrokeWidth(ringWidth);
    mPaint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
    RectF mRectF = new RectF(cx - radius, cy - radius, cx + radius, cy + radius);
    float sweepAngle = (float) (mProgress * 360.0 / 100);
    canvas.drawArc(mRectF, startAngle, sweepAngle, false, mPaint);
  }
  private void drawOuterCircle(Canvas canvas, int cx, int cy) {
    mPaint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
    mPaint.setColor(ringColor);
    mPaint.setStrokeWidth(ringWidth);
    canvas.drawCircle(cx, cy, radius, mPaint);
  }
  private void drawCenterCircle(Canvas canvas, int cx, int cy) {
    mPaint.setColor(centerColor);
    mPaint.setStyle(Paint.Style.FILL);
    canvas.drawCircle(cx, cy, radius, mPaint);
  }
  public synchronized int getProgress() {
    return mProgress;
  }
  public synchronized void setProgress(int progress) {
    if (progress < 0) {
      progress = 0;
    } else if (progress > 100) {
      progress = 100;
    }
    mProgress = progress;
    // 进度改变时，需要通过invalidate方法进行重绘
    postInvalidate();
  }
}

在MainActivity.java的布局文件中，可以这样调用圆形进度条：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
  xmlns:round="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
  android:layout_width="match_parent"
  android:layout_height="match_parent">
  <love.com.progressbar.view.RoundProgressBar
    android:id="@+id/id_round_progressbar"
    android:layout_width="400dp"
    android:layout_height="400dp"
    round:radius="100dp"
    round:ringWidth="20dp"
    round:startAngle="-90"
    round:centerColor="#eeff06"
    round:ringColor="#e16556e6"
    round:progressColor="#d20c0c"
    round:textColor="#000000"
    round:textSize="20sp"
    round:isTextDisplay="true"/>
</RelativeLayout>

其中，xmlns:round=”http://schemas.android.com/apk/res-auto是Android Studio中增加的导入自定义View属性的命名空间写法。

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