Android单位换算

我们在开发过程中,一般使用xml进行界面布局的绘制,在设置界面布局宽高方面,Android提供了多种计量单位如dip,dp,px等,特别是dp,是一种根据屏幕尺寸按比例设置长度的单位。这为多屏幕开发提供了极大的便利。

但是,如果使用代码进行宽高设置,只能传入px单位的值,如果需要使用dp,需要将其转换成px,再传入值,这就涉及到了单位的换算。

1.单位的计算方法

(1)dp

dp指Dots Per Inch,意思是每英寸像素点数。dp与像素密度有关,什么是像素密度呢,举个例子,有一手机,它的屏幕物理尺寸宽高为1.5英寸 * 2.0英寸,屏幕分辨率为320*480。那么它的像素密度为320/1.5=160dpi或者480/2.0=160dpi,160dpi即为其像素密度。横向和纵向的这个值都是相同的,原因是大部分手机屏幕使用正方形的像素点。

同一物理尺寸的设备的像素密度可能不同,例如同为4英寸手机,有320480分辨率或者800480分辨率。

安卓计算dp不直接通过像素密度,而是通过密度系数。在设备中,如果其像素密度为160dpi,1px=1dp,计算设备的像素密度与该标准像素密度获得的比例,称该比例为密度系数。

密度系数 = 设备像素密度 / 160

Android系统定义了四种像素密度: 低(120dpi)、中(160dpi)、高(240dpi)、超高(320dpi),分别对应的密度系数为0.75、1、1.5、2。

假如有一个80dp宽的图片,那么它在320dpi像素密度的设备上,其宽度为80 * 2=160px。

在不同设备上,使用dp时,你会发现其显示表现得差不多。

(2)px

即像素(Pixels),在Android设备里面,不建议使用px,因为其在不同设备的表现会差异很大。

(3)dip

设备无关像素,即Density Independent Pixels。该单位与dp是一个意思,以前的开发使用dip,后台安卓改名为dp,此单位与dp的唯一区别是该单位仅支持三种像素密度:低(120dpi)、中(160dpi)、高(240dpi)。分别对应的密度系数为0.75、1、1.5。

(4)sp

与缩放无关的抽象像素(Scale-independent Pixel)。

sp和dp很类似但唯一的区别是,Android系统允许用户自定义文字尺寸大小(小、正常、大、超大等等),当文字尺寸是“正常”时1sp=1dp=0.00625英寸,而当文字尺寸是“大”或“超大”时,1sp>1dp=0.00625英寸。

类似我们在windows里调整字体尺寸以后的效果——窗口大小不变,只有文字大小改变。

最佳实践,文字的尺寸一律用sp单位,非文字的尺寸一律使用dp单位。

偶尔需要使用px单位,例如需要在屏幕上画一条细的分隔线。

2.单位计算的实现

参考以下代码:

/**
 *  类名:DisplayUtil
 *  作用:单位换算工具
 *  说明:此处加0.5f是为了实现四舍五入。例如4.1和4.9,如果转换为整型都为4,4.1 + 0.5 = 4.6转换为整型为4,4.9 + 0.5 = 5.4转换为整型为5
 */
     
public class DisplayUtil {    
    /**  
     * 将px值转换为dip或dp值,保证尺寸大小不变  
     *   
     * @param pxValue  
     * @param scale DisplayMetrics类中属性density
     * @return  
     */    
    public static int px2dip(float pxValue, float scale) {    
        return (int) (pxValue / scale + 0.5f);    
    }    
    
    /**  
     * 将dip或dp值转换为px值,保证尺寸大小不变  
     *   
     * @param dipValue  
     * @param scale DisplayMetrics类中属性density
     * @return  
     */    
    public static int dip2px(float dipValue, float scale) {    
        return (int) (dipValue * scale + 0.5f);    
    }    
    
    /**  
     * 将px值转换为sp值,保证文字大小不变  
     *   
     * @param pxValue  
     * @param fontScale DisplayMetrics类中属性scaledDensity
     * @return  
     */    
    public static int px2sp(float pxValue, float fontScale) {    
        return (int) (pxValue / fontScale + 0.5f);    
    }    
    
    /**  
     * 将sp值转换为px值,保证文字大小不变  
     *   
     * @param spValue  
     * @param fontScale DisplayMetrics类中属性scaledDensity
     * @return  
     */    
    public static int sp2px(float spValue, float fontScale) {    
        return (int) (spValue * fontScale + 0.5f);    
    }
    
    /**
     *  获取设备屏幕密度系数方法一-用于dp与px转换
     * @param context 组件上下文
     * @return 当前设备屏幕密度系数
     */
    public static float getScreenDensity(Context context) {
        try {
            DisplayMetrics dm = new DisplayMetrics();
    
            ((WindowManager) context.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE)).getDefaultDisplay()
                    .getMetrics(dm);
            return dm.density;
        } catch (Exception e) {
            return DisplayMetrics.DENSITY_DEFAULT;
        }
    }
}

/**
     *  获取设备屏幕密度系数方法二-用于dp与px转换
     * @param context 组件上下文
     * @return 当前设备屏幕密度系数
     */
    public static float getScreenDensity1(Context context) {
      return context.getResources().getDisplayMetrics().density;
    }

    /**
     *  获取设备屏幕密度系数方法三-用于sp与px转换
     * @param context 组件上下文
     * @return 当前设备屏幕密度系数
     */
    public static float getScreenDensity2(Context context) {
        try {
            DisplayMetrics dm = new DisplayMetrics();
    
            ((WindowManager) context.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE)).getDefaultDisplay()
                    .getMetrics(dm);
            return dm.scaledDensity;
        } catch (Exception e) {
            return DisplayMetrics.DENSITY_DEFAULT;
        }
    }
}

/**
     *  获取设备屏幕密度系数方法四-用于sp与px转换
     * @param context 组件上下文
     * @return 当前设备屏幕密度系数
     */
    public static float getScreenDensity3(Context context) {
      return context.getResources().getDisplayMetrics().scaledDensity;
    }
}       

参考文档https://blog.csdn.net/qfanmingyiq/article/details/53018320

3.获取尺寸的另外一种形式-读取dimen.xml

事实上,除了上述通过代码去获取dp对应的px值,还有另外一种获取方法,那就是将dp值定义在dimen.xml中,然后通过可以通过三种方法获取获取尺寸值

1.getResource().getDimension(dimensionId)

此方法返回dimen.xml中对应dimensionId的尺寸值,如果该尺寸不是px值,那么它将先把尺寸值转换为px,再该值返回来,该方法返回的是一个float值。

2.getResource().getDimensionSize(dimensionId)

同第一种,但是该方法返回的是int值,并且会将小数部分四舍五入。

3.getResource().getDimensionOffset(dimensionId)

同第一种,返回的是int值,但是小数部分不会进行四舍五入,即仅仅进行float强制转换为int。
很明显,使用该种方式获取尺寸会更好一些,但是由于在dimen.xml定义的值都是静态值,因此灵活性稍微差些,如果尺寸值会经常变化,那么应该使用代码进行单位。尺寸值较为固定,那么读取dimen.xml的值即可。

4.TypedValue类的使用;

我们在设置字体大小时,一般通过setTextSize(float value),该方法默认使用sp作为传入字体的单位,setTextSize(float value)方法的源码如下:

/**
     * Set the default text size to the given value, interpreted as "scaled
     * pixel" units.  This size is adjusted based on the current density and
     * user font size preference.
     *
     * <p>Note: if this TextView has the auto-size feature enabled than this function is no-op.
     *
     * @param size The scaled pixel size.
     *
     * @attr ref android.R.styleable#TextView_textSize
     */
    @android.view.RemotableViewMethod
    public void setTextSize(float size) {
        setTextSize(TypedValue.COMPLEX_UNIT_SP, size);
    }

从源码可以看出,setTextSize(float value)内部实际上是调用其重载的方法setTextSize(int unit, float value)。其中unit代表传入值使用的单位。而setTextSize(float value)方法,传入的单位为TypedValue.COMPLEX_UNIT_SP,其代表的意思即是sp单位。但是这个TypedValue.COMPLEX_UNIT_SP仅仅是一个int的静态常量,只能作为一个标志,那其内部到底怎样进行单位转换的呢?
我们可以继续深入查看setTextSize(int unit, float value)方法的源码:

/**
     * Set the default text size to a given unit and value. See {@link
     * TypedValue} for the possible dimension units.
     *
     * <p>Note: if this TextView has the auto-size feature enabled than this function is no-op.
     *
     * @param unit The desired dimension unit.
     * @param size The desired size in the given units.
     *
     * @attr ref android.R.styleable#TextView_textSize
     */
    public void setTextSize(int unit, float size) {
        if (!isAutoSizeEnabled()) {
            setTextSizeInternal(unit, size, true /* shouldRequestLayout */);
        }
    }

setTextSize(int unit, float value)方法内部依旧很简单,大致意思是如果没有设置字体大小,那么就调用setTextSizeInternal(int unit, float size, boolean shouldRequestLayout);
方法。那么,我们继续看setTextSizeInternal(int unit, float size, boolean shouldRequestLayout);
这个方法:

private void setTextSizeInternal(int unit, float size, boolean shouldRequestLayout) {
        Context c = getContext();
        Resources r;

        if (c == null) {
            r = Resources.getSystem();
        } else {
            r = c.getResources();
        }

        setRawTextSize(TypedValue.applyDimension(unit, size, r.getDisplayMetrics()),
                shouldRequestLayout);
}

可以看出,该方法获取了TextView的Context上下文,然后通过context的getResource()获取Resource类的实例,最后获取Resource类实例中的DisplayMestrics,并其作为参数与unit和size一同传入,TypedValue.applyDimension(int unit, int size, DisplayMetrics metrics)方法中。看到这里,是否会觉得有点熟悉?没错,这跟我们上面讨论的DisplayUtils类中获取密度系数的方法二或四原理是一样的。那么,TypedValue.applyDimension(int unit, int size, DisplayMetrics metrics)究竟做了什么呢?我们看看该方法是怎么写的:

/**
     * 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;
    }

这样就十分明显了,实际上TextView字体大小单位的转换原理与上面的DisplayUtils类是一样的,都是通过密度系数进行单位换算。不同的是,除了sp、dp与px之间的转换, TypedValue类提供了更多单位的换算方法。
但是,从代码中可以看出,返回的结果为float类型,并没有对运算的结果进行四舍五入。
既然TypedValue.applyDimension(int unit, float value,
DisplayMetrics metrics)可以进行单位换算,那么,我们就可以将其运用到开发中了。例如,dp转换为px:

float pxSize = TypedValue.applyDimension(Typed.COPLEX_UNIT_DIP, 
15f, context.getResource().getDisplayMetrics());

如果要转换为int并进行四舍五入,那么转换为int之前,就要将换算结果加上0.5:

float pxSize = TypedValue.applyDimension(Typed.COPLEX_UNIT_DIP, 
15f, context.getResource().getDisplayMetrics());
int pxSizeInt = (int)(pxSize  + 0.5f);

本篇文章仅个人理解,如有偏差,欢迎各位指正。另外贴出我参考的两篇大神的博客:

  1. px、dp和sp,这些单位有什么区别?
  2. 在安卓代码中dp 和 sp 换算px
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