React Native 实现环形滑块

最近在项目中需要实现一个半圆环形的滑块组件用于实现温度的调节，基本的效果如下：

demo2.gif

要求可以控制开口的角度，滑块支持渐变的颜色。简单的思考过后，最终决定使用 svg 实现。

完整代码见Github。

实现思路

组件基于 svg 实现，基本的思路是使用 path 绘制两个环形，其中一个作为底色，另一个用于标识当前值。在顶部环形末端通过 circle 绘制一个圆形用于拖拽控制，在圆上添加相应的手势函数，监听 move 事件计算出滑块值。

为了便于计算，先建立一个如下图所示的坐标系，其中极坐标系以逆时针方向为正方向：

coordinate.png

这样我们使用 r + r * sin(radian) 和 r + r * cos(radian) 就可以计算出 x 和 y 坐标（r 为半径，radian 为极角所对弧度，不考虑线宽）。

实现过程

在介绍完成了要达到的目标以及基本的思路之后，现在一步步的来进行实现。

绘制底部轨道

为了绘制出底部轨道，我们需要外部提供一些基本的参数:

radius：圆环半径
strokeWidth：线宽
openingRadian：开口弧度，为了便于计算值为实际开口弧度的一半
backgroundTrackColor：底部轨道颜色

根据圆环半径和线宽我们可以计算出 svg 的大小为 radius * 2 + strokeWidth（radius 是圆心到线宽中间的距离）。

接着我们需要根据开头弧度和圆环半径计算出起点和终点的坐标，利用三角函数我们可以很容易的计算出极坐标系中任一弧度对应的点的直接坐标：

/**
 * 极坐标转笛卡尔坐标
 * @param {number} radian - 弧度表示的极角
 */
polarToCartesian(radian) {
  const { radius, strokeWidth } = this.props
  const baseSize = radius + strokeWidth / 2 // 基础大小为半径加上线宽
  const x = baseSize + radius * Math.sin(radian)
  const y = baseSize + radius * Math.cos(radian)
  return { x, y }
}

起始点的弧度为 2 * Math.PI - openingRadian，终点的弧度为 openingRadian。

完成了必要的计算之后，我们就可以开始进行绘制了。首先使用 M 命令将画笔移动至起点，然后通过弧线命令 A 绘制一个圆弧，绘制的代码如下：

<Svg width={svgSize} height={svgSize}>
  <Path
    strokeWidth={strokeWidth}
    stroke={backgroundTrackColor}
    fill="none"
    d={`M${startPoint.x},${startPoint.y} A ${radius},${radius},0,${startRadian - openingRadian >= Math.PI ? '1' : '0'},1,${endPoint.x},${endPoint.y}`}
  />
</Svg>

在绘制圆弧时还需要考虑是画大角度还是小角度的情况，我们可以根据起点终点的弧度差进行计算。

最终的得到如下图所示的效果：

bg.png

我们可以将 stroke-linecap 属性设置 round，使端点显示一个以线宽为直径的半圆。

bg_round.png

绘制顶部轨道

顶部轨道的绘制和底部其实没有太大差别，主要是结束点的计算以及轨道颜色为渐变色。

首先我们来绘制渐变的轨道，使用的渐变色由外部通过属性传入：

linearGradient：渐变色，如：[{stop:'0%',color:'#1890ff'},{stop:'100%',color:'#f5222d'}]

SVG 中使用 linearGradient 定义线性渐变且必须嵌套在 <defs> 内部。通过渐变方向及多个停止点颜色来定义不同的渐变色：

<Defs>
  <LinearGradient
    x1="0%"
    y1="100%"
    x2="100%"
    y2="0%"
    id="gradient">
    {
      linearGradient.map((item, index) => (
        <Stop
          key={index}
          offset={item.stop}
          stopColor={item.color}
        />
      ))
    }
  </LinearGradient>
</Defs>

在使用时通过 url 函数应用渐变：

<Path
  strokeWidth={strokeWidth}
  stroke="url(#gradient)"
  fill="none"
  strokeLinecap="round"
  d={`M${startPoint.x},${startPoint.y} A ${radius},${radius},0,${startRadian - currentRadian >= Math.PI ? '1' : '0'},1,${curPoint.x},${curPoint.y}`}
/>

最终可以得到下面的效果（底色被覆盖了）：

slider_track.png

顶部轨道停止点

要想获取顶部轨道停止点，我们先需要计算出停止点的弧度，停止点的弧度应该等于总弧度-当前值对应弧度+开口弧度：

const currentRadian = (Math.PI - openingRadian) * 2 * (max - value) / (max - min) + openingRadian

滑动按钮

我们还需要在顶部轨道的末端绘制一个圆形按钮，拖动该按钮可以调整的值，其中按钮的半径和背景色由外部提供：

buttonRadius：按钮半径
buttonColor：按钮颜色

这里需要考虑按钮的直径大于圆环线宽的情况，这会影响到 svg 大小和坐标的计算，在计算时应该使用两者中较大的那个。

<Circle
  cx={curPoint.x}
  cy={curPoint.y}
  r={buttonRadius}
  fill={buttonColor}
  stroke={buttonColor}
/>

得到的效果如下：

circle.png

拖动滑块

当拖动滑块按钮时，我们需要根据拖动的位置计算出滑块当前的值。

滑块的值应该等于起点和当前点弧度差 * (最大值 - 最小值) / ((Math.PI - openingRadian) * 2)（不考虑极值情况），这里关键在于获取起点和当前点弧度差，结合前面的极坐标系，只要我们可以计算出当前点在极坐标系中的弧度，就可以计算出弧度差，从而得到当前值。当前值的计算方式如下：

/**
 * 根据弧度获取当前值
 * @param {*} radian 
 */
getCurrentValueByRadian(radian) {
  const { openingRadian, min, max } = this.props
  if (radian <= openingRadian) {
    return max
  }
  const radianDiff = 2 * Math.PI - openingRadian - radian
  if (radianDiff <= 0) {
    return min
  }
  return (max - min) * radianDiff / ((Math.PI - openingRadian) * 2)
}

那如何获取当前点的极角呢？通过反三角函数，我们可以得到当前点和圆心的连线与 X 轴或者 Y 轴之间的夹角，然后进行一些计算即可得到极角。这里关键是使用哪种反三角函数以及计算哪里的夹角？考虑到如果使用反正弦或者反余弦函数，得到同样的值的时候需要判断 x 的位置从而进行不同的计算。所以，最终决定根据反正切函数计算出连线与 X 轴的夹角，然后根据点在圆心左边还是右边，用 Math.PI * 3 / 2 或 Math.PI / 2 减去夹角来计算极角。

radian_c.png

如上图所示，先使用反正切函数计算出角 ⍺，然后用 Math.PI / 2 减去 ⍺，即可得到 A 点的极角。如果点在圆心的左边，则用 Math.PI * 3 / 2 去减即可：

/**
 * 笛卡尔坐标转极坐标
 * @param {*} x 
 * @param {*} y 
 */
cartesianToPolar(x, y) {
  const { radius } = this.props
  const distance = radius + this._getExtraSize() / 2 // 圆心距离坐标轴的距离
  if (x === distance) {
    return y > distance ? 0 : Math.PI / 2
  }
  const a = Math.atan((y - distance) / (x - distance)) // 计算点与圆心连线和 x 轴的夹角
  return (x < distance ? Math.PI * 3 / 2 : Math.PI / 2) - a
}

接下来，我们需要获取 A 点在直角坐标系中的坐标。首先，通过 onLayout 函数得到顶点的坐标，然后在 move 事件中获取当前点的 moveX 和 moveY，减去顶点的坐标：

_handlePanResponderMove = (e, gestureState) => {
  const x = gestureState.moveX
  const y = gestureState.moveY
  const radian = this.cartesianToPolar(x - this.vertexX, y - this.vertexY)
  const value = this.getCurrentValueByRadian(radian)
  this.setState({ value })
}

得到的效果如下图所示：

demo1.gif

从图中可以看到，已经可以完成基本的拖动功能了。但是，现在可以直接从最小值变为最大值，这不是期望的结果，应该只能沿着轨道进行拖动才行。这里只需要加一个判断，限制变化的幅度即可：

this.setState(({ value: curValue }) => {
  value = Math.abs(value - curValue) > 10 ? curValue : value
  return { value }
})

添加限制之后的效果如下：