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Android自定义控件：图形报表的实现（折线图、曲线图、动态曲线图）（View与SurfaceView分别实现图表控件）
来源：cnblogs　　作者：齐行超　　时间：2019/10/12 9:04:48　　对本文有异议

图形报表很常用，因为展示数据比较直观，常见的形式有很多，如：折线图、柱形图、饼图、雷达图、股票图、还有一些3D效果的图表等。
Android中也有不少第三方图表库，但是很难兼容各种各样的需求。
如果第三方库不能满足我们的需要，那么就需要自己去写这么一个控件。

往往在APP需求给定后，很多开发者却无从下手，不知道该如何写。
今天刚好抽出点时间，做了个小Demo，给大家讲解一下。
本节，主要分享自定义图表的基本过程，不会涉及过于复杂的知识点。
咱们还是按照：需求、分析、设计、实现、总结这种方式给大家讲解吧！！！
这样大家也更容易看得懂。
***

需求

先上效果图：
页面1：曲线图.gif

页面2：动态曲线图.gif

需求内容：
1.数据：
-- 模拟50天的雾霾数值吧，每天的数值是一个100以内的随机数；
-- 以当前日期为最后一天，向前取50天的数据，也就是50条；
2.业务逻辑
-- 页面加载时，请求数据，展示在图表上；
-- 点击【刷新】数据，重新请求数据，展示在图表上；
3.View
-- 图表背景色为暗灰色：#343643；
-- 图表背景边框线颜色为浅蓝色：#999dd2；
-- 曲线颜色为蓝色：#7176ff；
-- 文字颜色为白色；
-- 图表可设置Padding值;
-- 图表全量显示数据，即适配显示；
-- 曲线上的数值文本显示在对应的位置；
-- X坐标轴左右分别显示 开始和结束的日期，并与左右边框线对齐；
-- 图表应支持两种查看方式：整体加载（全量加载） 和 逐条加载（动态加载）

分析

1.数据比较简单，做个随机数即可，略；
2.业务逻辑，较简单，略；
3.View，本节的重点，需要详细分析一下：
3.1 这种图表控件如何实现？

  1. 一般做法：使用画布、画笔进行绘制。 
  2. 如何绘制：使用画笔在画布上绘制图形
  3. （画布类提供了很多画图的方法，画笔可以设置各种笔触效果）。
  6. 建议：大家最好提前了解一下画布和画笔的用法。

3.2 背景色如何绘制？

  1. canvas.drawColor（参数：颜色）即可，很简单，即：画布直接填充背景颜色，不用画笔。

3.3 背景边框线如何实现？

  1. 方案1：先定义路径Path，记录每一个跟边框线的信息，再使用canvas.drawPath进行绘制；
  2. 方案2：使用canvas.drawLine分别绘制每一条横线和纵线；
  5. 建议：多线条时，canvas.drawPath管理更简单，绘制会更方便一些。

3.4 曲线如何绘制?

  1. 我们可以看作二维坐标系，包含X轴和Y轴；
  1. 那么，曲线的数据如何才能在坐标系中合适的显示呢？
  2. 其实不难，我们可以根据画布大小（或控件大小（如果画布尺寸等于控件尺寸）），
  3. 计算出曲线的每个数据在X轴和Y轴的位置信息，然后将这些位置点连成线就可以了；
  1. X轴应显示数据的位置：
  2. 以图表能适配全量数据为参考（也就是能显示全部的数据，本Demo中就是50条雾霾数据的点）：
  3. X轴的长度应与数据总条数对应，那么每一条数据在X轴的位置，应是：
  4.     每条数据在X轴的间隔 = X轴长度 / 数据条数；
  5.     每条数据在X轴的位置 = 第N条数据 * 间隔；
  1. Y轴应显示数据的位置：
  2. 以图表能适配全量数据为参考，
  3. Y轴的区域应能包含所有数据大小，那么，我们需要先获得数据的最大最小值与之对应，
  4. 每一条数据num在Y轴的位置，应是：
  5.     每条数据的Y轴比率 = (num - min ) / (max - min);
  6.     每条数据在Y轴的位置 = 比率 * Y轴长度；
  1. 获得了数据在X、Y轴的位置，我们就可以绘制曲线了，
  2. 此处仍然使用Path收集每一个数据点的位置，同时使用曲线进行连接，
  3. 即path.quadTo（x1, y1,x2,y2）（该方法后面有介绍）;
  4. 然后再画布上绘制曲线路径：canvas.drawPath（path,paint）;

3.5 如何绘制文本？

  1. 使用canvas.drawText(text, x, y, paint);
  2. 不过x,y的位置的计算，稍微麻烦一些，大家可以看一下这篇文章的相关介绍：
  3. https://www.jianshu.com/p/3e48dd0547a0
  4. 文章 -- 绘图基础 -- 绘制文本

文本绘制原理
文本绘制差异：

  1. 文本绘制时并非从文本的左上角开始绘制，而是基于Baseline开始绘制。
  2. 举例：
  3. 如果我们想在自定义控件左上角位置绘制文本，
  4. 可能会这么写canvas.drawText("MfgiA", 0, 0, paint);
  5. 但是这么写，等运行出来，我们发现该控件左上角只会显示Baseline下面的内容，
  6. 也就只能看到字母g的下半部分，
  7. 而其他部分，因为超出了自定义控件上边界，所以没有被绘制出来。

如果不明白也不要紧，我们先学习主要的知识。
如果想把文本位置控制的特别精确，请务必参考该文章。

3.6 动态图表如何绘制？
图表的动态效果其实就是每隔一定时间重绘一次，也就是动态了（视频效果也是这么个原理）；
之所以做成两种效果（非动态/动态），主要是让大家了解一下View和SurfaceView的用法差异。
主要差异如下：

  1. View    
  2. -- 仅能在主线程中刷新。
  3.    缺点：如果绘制内容过多或频率过高，会影响主线程FPS，造成页面卡顿
  4. -- 使用了单缓冲；
  5. 缓冲可以理解成对处理的包装，举个简单易懂点的例子：
  6.    工人搬砖
  7.    工人有10000块砖要从A区搬到B区，他每次搬一块，要搬10000次，
  8.    为了不想来回跑这么多次，工人想了个办法，找了个筐来背砖，每筐可以背100块，
  9.    这样他就来回跑100次就行了，提高了搬砖效率。那么，这个筐呢就是一个缓冲处理。
  11. 在View的绘制上也很容易理解，例如：我们使用画笔按序（中间可有停顿）绘制多个图形，
  12. 但是View并没有一个个的去绘制，而是在一次draw方法中，全部绘制了出来。
  13. 因为，View也使用了缓冲处理。
  15. SurfaceView   
  16. -- 可在子线程中刷新；
  17.    如果绘制的内容少，不建议使用，因为创建线程和缓冲区，也增加了内存。
  18.    反之，推荐使用，但是要注意线程的管控。   
  19. -- 使用了双缓冲；
  20.    继续以工人搬砖的例子讲解。
  21.    工人转身忽然看到了一辆卡车（一车能装>1万块），心想这不更省事了么，
  22.    于是他先把一框框砖搬到了车上，再把车开到B区，卸砖。
  23.    这辆车也就相当于第二次缓冲了。
  25. 在控件绘制时实现双缓冲一般可以这么做：
  26. 1.新建一个临时图片，并创建其临时画布（画布相当于那辆卡车）；
  27. 2.将我们想绘制的内容，先绘制到临时图片的画布上（即图片上）
  28. 3.在控件需要绘制时，再把图片绘制到控件的真正画布上；
  29.   
  1. 经过上面的对比分析，我们可以得出结论：
  2. 1.全量加载的图表（曲线图），使用View或SurfaceView来绘制都是可以的
  3.   因为：绘制的信息适量，没有特别的性能要求。
  4. 2.逐条加载的图表（动态曲线图），我们尽量使用SurfaceView来绘制
  5.   因为：如果在View里使用线程sleep控制逐条加载，会导致主线程阻塞
  6.   （也就是页面看着卡顿半天，等阻塞恢复之后，再忽然绘制出来的效果）。
  7.   如果想不卡顿，只能在View中使用线程或Timer来处理逐条效果，然后再与主线程进行通信。
  8.   与其这么麻烦，我们不如使用SurfaceView，直接能在子线程中刷新View不是更好吗。

看完上面的介绍，相信大家对View与SurfaceView的区别和用法，也应该了解一些了。
那么，咱们开始下一步吧。

设计

这一个功能实现相对复杂一些，我们最好对Demo进行一个简单的分层或模块设计。
分析我们的Demo应有的结构，主要包含

  1. 两种自定义图表控件(View和SurfaceView)、
  2. 一些简单的业务逻辑、
  3. 数据的处理。

那么，咱们直接用现成的框架吧，MVC、MVP都是可以的，不过MVC、MVP用哪个好呢？
我们直接使用MVP吧，解耦比MVC更好一些。
此处就不画架构图了，直接文本表示吧：

M（数据层）：

  1. 1. IChartData.java 图表数据接口（提供了一个方法：获得图表数据）
  2. 2. ChartDataImpl.java 图表数据实现类（实现了上面的接口）
  3. 3. ChartDataInfo.java 图表数据实体类（封装了两个属性：日期和数值）
  4. 4. ChartDateUtils.java 工具类（主要是日期格式的处理）

P（Presenter中间层）：

  1. 1.ChartPresenter.java 用于连接M和V层，负责业务逻辑的处理，此处也就是：获得了数据，交给UI

V（UI层）

  1. 1. IChartUI.java UI接口，提供了显示图表的方法，供Presenter使用
  2. 2. MainActivity.java UI接口的实现类，用于曲线图的展示与交互
  3. 3. SurfaceChartActivity.java UI接口的实现类，用于动态曲线图的展示与交互
  4. 4. ChartView.java 曲线图控件（直接使用画布、画笔绘制）
  5. 5. ChartSurfaceView.java 动态曲线图控件（使用Timer、线程池、线程、画布、画笔绘制）
  6. 6. DrawChartUtils.java 绘图工具类（绘制的代码主要封装在该类里面）

代码结构图

功能如何实现已经设计好了，那么，开始下一步吧。
***

实现

  1. 数据层
    数据层主要使用随机数模拟真实数据，没有难的技术点，咱们仅把代码贴出来吧
    1.1 图表数据实体类
  1. /**
  2.  * 类：ChartDataInfo 图表数据实体类
  3.  * 作者： qxc
  4.  * 日期：2018/4/18.
  5.  */
  6. public class ChartDataInfo {
  7.     private String date;
  8.     private int num;
  10.     public ChartDataInfo(String date, int num) {
  11.         this.date = date;
  12.         this.num = num;
  13.     }
  15.     public String getDate() {
  16.         return date;
  17.     }
  19.     public void setDate(String date) {
  20.         this.date = date;
  21.     }
  23.     public int getNum() {
  24.         return num;
  25.     }
  27.     public void setNum(int num) {
  28.         this.num = num;
  29.     }
  30. }

1.2 图表数据接口

  1. import java.util.List;
  2. /**
  3.  * 类：IChartData 图表数据接口
  4.  * 作者： qxc
  5.  * 日期：2018/4/18.
  6.  */
  7. public interface IChartData {
  8.     /**
  9.      * 获得图表数据
  10.      * @param size 数据条数
  11.      * @return 数据集合
  12.      */
  13.     List<ChartDataInfo> getChartData(int size);
  14. }

1.3 图表数据实现类

  1. import java.util.ArrayList;
  2. import java.util.List;
  3. import java.util.Random;
  5. /**
  6.  * 类：ChartDataImpl 图表数据实现类
  7.  * 作者： qxc
  8.  * 日期：2018/4/18.
  9.  */
  10. public class ChartDataImpl implements IChartData{
  11.     private int maxNum = 100;
  13.     /**
  14.      * 返回随机的图表数据
  15.      * @param size 数据条数
  16.      * @return 图表数据集合
  17.      */
  18.     @Override
  19.     public List<ChartDataInfo> getChartData(int size) {
  20.         List<ChartDataInfo> data = new ArrayList<>();
  21.         Random random = new Random();
  22.         random.setSeed(ChartDateUtils.getDateNow());
  23.         //返回maxNum以内的随机数
  24.         for(int i = size-1; i>=0 ; i--){
  25.             ChartDataInfo dataInfo = new ChartDataInfo(ChartDateUtils.getDate(i), random.nextInt(maxNum));
  26.             data.add(dataInfo);
  27.         }
  28.         return data;
  29.     }
  30. }

1.4 数据层工具类

  1. import java.text.SimpleDateFormat;
  2. import java.util.Calendar;
  3. import java.util.Date;
  5. /**
  6.  * 类：DateUtils 数据层工具类
  7.  * 1.日期的处理
  8.  * 2.
  9.  * 作者： qxc
  10.  * 日期：2018/4/18.
  11.  */
  12. public class ChartDateUtils {
  13.     public static long getDateNow(){
  14.         Date date = new Date();
  15.         return date.getTime();
  16.     }
  18.     public static String getDate(int day){
  19.         Calendar calendar = Calendar.getInstance();
  20.         SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyyMMdd");
  21.         calendar.add(Calendar.DATE, -day);
  22.         String date = sdf.format(calendar.getTime());
  23.         return date;
  24.     }
  25. }
  1. Presenter层
    这一层就是标准的Presenter，持有M和V的接口，对他们的业务逻辑进行处理。
    2.1 ChartPresenter
  1. import com.iwangzhe.mvpchart.model.ChartDataImpl;
  2. import com.iwangzhe.mvpchart.model.ChartDataInfo;
  3. import com.iwangzhe.mvpchart.model.IChartData;
  4. import com.iwangzhe.mvpchart.view.IChartUI;
  6. import java.util.List;
  8. /**
  9.  * 类：ChartPresenter
  10.  * 作者： qxc
  11.  * 日期：2018/4/18.
  12.  */
  13. public class ChartPresenter {
  14.     private IChartUI iChartView;
  15.     private IChartData iChartData;
  17.     public ChartPresenter(IChartUI iChartView) {
  18.         this.iChartView = iChartView;
  19.         this.iChartData = new ChartDataImpl();
  20.     }
  22.     //获取图表数据的业务逻辑
  23.     public void getChartData(){
  24.         //请求的数据数量
  25.         int size = 50;
  26.         //获得图表数据
  27.         List<ChartDataInfo> data = iChartData.getChartData(size);
  28.         //把数据设置给UI
  29.         iChartView.showChartData(data);
  30.     }
  31. }
  1. UI层（View）
    绘图的技术是本文的核心点，需要重点讲解
    3.1 IChartUI 接口
  1. package com.iwangzhe.mvpchart.view;
  2. import com.iwangzhe.mvpchart.model.ChartDataInfo;
  3. import java.util.List;
  4. /**
  5.  * 类：IChartView
  6.  * 作者： qxc
  7.  * 日期：2018/4/18.
  8.  */
  9. public interface IChartUI {
  10.     /**
  11.      * 显示图表
  12.      * @param data 数据
  13.      */
  14.     void showChartData(List<ChartDataInfo> data);
  15. }

3.2 MainActivity
布局

  1. <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
  2. <RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
  3.     android:id="@+id/activity_main"
  4.     android:layout_width="match_parent"
  5.     android:layout_height="match_parent"
  6.     android:background="#000000">
  7.     <Button
  8.         android:id="@+id/btn"
  9.         android:layout_width="wrap_content"
  10.         android:layout_height="wrap_content"
  11.         android:background="#343643"
  12.         android:layout_marginLeft="8dp"
  13.         android:layout_marginTop="10dp"
  14.         android:text="  刷新ChartView数据  "
  15.         android:textColor="#ffffff"
  16.         android:textSize="18sp"/>
  17.     <Button
  18.         android:id="@+id/btnSurface"
  19.         android:layout_width="wrap_content"
  20.         android:layout_height="wrap_content"
  21.         android:background="#343643"
  22.         android:layout_toRightOf="@+id/btn"
  23.         android:layout_marginLeft="8dp"
  24.         android:layout_marginTop="10dp"
  25.         android:text="   使用SurfaceView展示图表   "
  26.         android:textColor="#ffffff"
  27.         android:textSize="18sp"/>
  28.     <com.iwangzhe.mvpchart.view.customView.ChartView
  29.         android:id="@+id/cv"
  30.         android:layout_below="@+id/btn"
  31.         android:layout_width="match_parent"
  32.         android:layout_height="match_parent"
  33.         android:layout_margin="8dp"/>
  34. </RelativeLayout>

代码

  1. package com.iwangzhe.mvpchart.view;
  3. import android.app.Activity;
  4. import android.content.Intent;
  5. import android.os.Bundle;
  6. import android.util.Log;
  7. import android.view.View;
  8. import android.widget.Button;
  10. import com.iwangzhe.mvpchart.R;
  11. import com.iwangzhe.mvpchart.model.ChartDataInfo;
  12. import com.iwangzhe.mvpchart.presenter.ChartPresenter;
  13. import com.iwangzhe.mvpchart.view.customView.ChartView;
  15. import java.util.List;
  17. public class MainActivity extends Activity implements IChartUI {
  18.     ChartPresenter chartPresenter;
  19.     ChartView cv;
  20.     Button btn;
  21.     Button btnSurface;
  23.     @Override
  24.     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
  25.         super.onCreate(savedInstanceState);
  26.         setContentView(R.layout.activity_main);
  28.         //初始化presenter
  29.         chartPresenter = new ChartPresenter(this);
  30.         //初始化控件
  31.         initView();
  32.         //初始化数据
  33.         initData();
  34.         //初始化事件
  35.         initEvent();
  36.     }
  38.     //初始化控件
  39.     private void initView() {
  40.         cv = (ChartView) findViewById(R.id.cv);
  41.         btn = (Button) findViewById(R.id.btn);
  42.         btnSurface = (Button) findViewById(R.id.btnSurface);
  43.     }
  45.     //初始化数据
  46.     private void initData() {
  47.         chartPresenter.getChartData();//请求数据
  48.     }
  50.     //初始化事件
  51.     private void initEvent() {
  52.         //刷新数据
  53.         btn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
  54.             @Override
  55.             public void onClick(View view) {
  56.                 chartPresenter.getChartData();//重新请求数据（刷新数据）
  57.             }
  58.         });
  59.         //跳转到动态曲线页面
  60.         btnSurface.setOnClickListener(new View.OnClickListener(){
  61.             @Override
  62.             public void onClick(View view) {
  63.                 Intent intent = new Intent(MainActivity.this, SurfaceChartActivity.class);
  64.                 startActivity(intent);
  65.             }
  66.         });
  67.     }
  69.     //P层的数据回调
  70.     @Override
  71.     public void showChartData(List<ChartDataInfo> data) {       
  72.         //图表控件设置数据源
  73.         cv.setDataSet(data);
  74.     }
  75. }

3.3 SurfaceChartActivity
布局

  1. <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
  2. <RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
  3.     android:id="@+id/activity_main"
  4.     android:layout_width="match_parent"
  5.     android:layout_height="match_parent"
  6.     android:background="#000000">
  7.     <Button
  8.         android:id="@+id/btn"
  9.         android:layout_width="wrap_content"
  10.         android:layout_height="wrap_content"
  11.         android:background="#343643"
  12.         android:layout_marginLeft="8dp"
  13.         android:layout_marginTop="10dp"
  14.         android:text="    刷新SurfaceView数据    "
  15.         android:textColor="#ffffff"
  16.         android:textSize="18sp"/>
  17.     <com.iwangzhe.mvpchart.view.customView.ChartSurfaceView
  18.         android:id="@+id/cv"
  19.         android:layout_below="@+id/btn"
  20.         android:layout_width="match_parent"
  21.         android:layout_height="match_parent"
  22.         android:layout_margin="8dp"/>
  23. </RelativeLayout>

代码

  1. package com.iwangzhe.mvpchart.view;
  2. import android.app.Activity;
  3. import android.os.Bundle;
  4. import android.util.Log;
  5. import android.view.View;
  6. import android.widget.Button;
  7. import com.iwangzhe.mvpchart.R;
  8. import com.iwangzhe.mvpchart.model.ChartDataInfo;
  9. import com.iwangzhe.mvpchart.presenter.ChartPresenter;
  10. import com.iwangzhe.mvpchart.view.customView.ChartSurfaceView;
  11. import java.util.List;
  12. /**
  13.  * 类：SurfaceChartActivity
  14.  * 作者： qxc
  15.  * 日期：2018/4/19.
  16.  */
  17. public class SurfaceChartActivity extends Activity implements IChartUI{
  18.     ChartPresenter chartPresenter;
  19.     ChartSurfaceView cv;
  20.     Button btn;
  22.     @Override
  23.     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
  24.         super.onCreate(savedInstanceState);
  25.         setContentView(R.layout.activity_surface_chart);
  26.         //初始化presenter
  27.         chartPresenter = new ChartPresenter(this);
  28.         //初始化控件
  29.         initView();
  30.         //初始化数据
  31.         initData();
  32.         //初始化事件
  33.         initEvent();
  34.     }
  36.     //初始化控件
  37.     private void initView() {
  38.         cv = (ChartSurfaceView) findViewById(R.id.cv);
  39.         btn = (Button) findViewById(R.id.btn);
  40.     }
  42.     //初始化数据
  43.     private void initData() {
  44.         chartPresenter.getChartData();//请求数据
  45.     }
  47.     //初始化事件
  48.     private void initEvent() {
  49.         //刷新数据
  50.         btn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
  51.             @Override
  52.             public void onClick(View view) {
  53.                 chartPresenter.getChartData();//重新请求数据（刷新数据）
  54.             }
  55.         });
  56.     }
  58.     @Override
  59.     public void showChartData(List<ChartDataInfo> data) {
  60.         //图表控件设置数据源
  61.         cv.setDataSource(data);
  62.     }
  63. }

3.4 ChartView

  1. package com.iwangzhe.mvpchart.view.customView;
  2. import android.content.Context;
  3. import android.graphics.Canvas;
  4. import android.graphics.Paint;
  5. import android.util.AttributeSet;
  6. import android.view.View;
  7. import com.iwangzhe.mvpchart.model.ChartDataInfo;
  8. import java.util.List;
  9. /**
  10.  * 类：ChartView
  11.  * 作者： qxc
  12.  * 日期：2018/4/18.
  13.  */
  14. public class ChartView extends View{
  15.     int canvasWidth;//画布宽度
  16.     int canvasHeight;//画布高度
  17.     int padding = 100;//边界间隔
  18.     Paint paint;//画笔
  20.     List<ChartDataInfo> data;//数据
  22.     public ChartView(Context context, AttributeSet attrs) {
  23.         super(context, attrs);
  24.         //初始化画笔属性
  25.         initPaint();
  26.     }
  28.     //设置图表数据
  29.     public void setDataSet(List<ChartDataInfo> data){
  30.         this.data = data;
  32.         //强制重绘
  33.         invalidate();
  34.     }
  36.     //初始化画笔属性
  37.     private void initPaint(){
  38.         //设置防锯齿
  39.         paint = new Paint(Paint.ANTI_ALIAS_FLAG);
  40.         //绘制图形样式
  41.         //Paint.Style.STROKE描边
  42.         //Paint.Style.FILL内容
  43.         //Paint.Style.FILL_AND_STROKE内容+描边
  44.         paint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
  45.         //设置画笔宽度
  46.         paint.setStrokeWidth(1);
  47.     }
  49.     //每一次外观变化，都会调用该方法
  50.     @Override
  51.     protected void onSizeChanged(int w, int h, int oldw, int oldh) {
  52.         super.onSizeChanged(w, h, oldw, oldh);
  53.         //获得画布宽度
  54.         this.canvasWidth = getWidth() - padding * 2;
  55.         //获得画布高度
  56.         this.canvasHeight = getHeight() - padding * 2;
  57.     }
  59.     @Override
  60.     protected void onDraw(Canvas canvas) {
  61.         //每次重绘，绘制图表信息
  62.         DrawChartUtils.getInstance().drawChart(canvas, paint, canvasWidth,canvasHeight,padding,data);
  63.     }
  64. }
  1. 该类中，
  2. 1.在onSizeChanged中获得了画布的宽度和高度，作为背景边线和曲线数据的绘制区域
  3. 2.画布的宽度和高度减去了padding信息（两边都需要有padding，所以乘以了2）
  4. 3.该View创建时，初始化了一支画笔，设置了画笔的一些属性
  5. 4.在onSizeChanged方法执行后，都会执行onDraw方法进行绘制，该方法中可以获得画布
  6. 5.每次刷新数据，调用setDataSet方法后，也会强制执行onDraw方法进行绘制，因为invalidate方法会强制重绘
  7. 6.我们统一在onDraw方法中绘制图表信息，而图表信息的绘制封装在DrawChartUtils类中

3.5 ChartSurfaceView

  1. package com.iwangzhe.mvpchart.view.customView;
  2. import android.content.Context;
  3. import android.graphics.Canvas;
  4. import android.graphics.Paint;
  5. import android.util.AttributeSet;
  6. import android.view.SurfaceHolder;
  7. import android.view.SurfaceView;
  8. import com.iwangzhe.mvpchart.model.ChartDataInfo;
  9. import java.util.ArrayList;
  10. import java.util.List;
  11. import java.util.Timer;
  12. import java.util.TimerTask;
  13. import java.util.concurrent.ExecutorService;
  14. import java.util.concurrent.Executors;
  16. /**
  17.  * 类：ChartSurfaceView
  18.  * 作者： qxc
  19.  * 日期：2018/4/19.
  20.  */
  21. public class ChartSurfaceView extends SurfaceView implements SurfaceHolder.Callback{
  22.     SurfaceHolder holder;
  23.     Timer timer;
  24.     List<ChartDataInfo> data;//总数据
  25.     List<ChartDataInfo> showData;//当前绘制的数据
  26.     ExecutorService threadPool;//线程池
  28.     Canvas canvas;//画布
  29.     Paint paint;//画笔
  30.     int canvasWidth;//画布宽度
  31.     int canvasHeight;//画布高度
  32.     int padding = 100;//边界间隔
  34.     public ChartSurfaceView(Context context, AttributeSet attrs) {
  35.         super(context, attrs);
  36.         initView();
  37.         initPaint();
  38.     }
  40.     private void initView(){
  41.         holder = getHolder();
  42.         holder.addCallback(this);
  43.         holder.setKeepScreenOn(true);
  44.         threadPool = Executors.newCachedThreadPool();//缓存线程池
  45.     }
  47.     //初始化画笔属性
  48.     private void initPaint(){
  49.         //设置防锯齿
  50.         paint = new Paint(Paint.ANTI_ALIAS_FLAG);
  51.         //绘制图形样式
  52.         //Paint.Style.STROKE描边
  53.         //Paint.Style.FILL内容
  54.         //Paint.Style.FILL_AND_STROKE内容+描边
  55.         paint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
  56.         //设置画笔宽度
  57.         paint.setStrokeWidth(1);
  58.     }
  60.     //设置图表数据源
  61.     public void setDataSource(List<ChartDataInfo> data){
  62.         this.data = data;
  63.         this.showData = new ArrayList<>();
  65.         if(timer!=null){
  66.             timer.cancel();
  67.         }
  68.         if(canvasWidth > 0){
  69.             startTimer();
  70.         }
  71.     }
  73.     @Override
  74.     public void surfaceCreated(SurfaceHolder surfaceHolder) {
  75.         canvasWidth = getWidth() - padding * 2;
  76.         canvasHeight = getHeight() - padding * 2;
  77.         startTimer();
  78.     }
  80.     @Override
  81.     public void surfaceChanged(SurfaceHolder surfaceHolder, int i, int i1, int i2) {
  83.     }
  85.     @Override
  86.     public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder surfaceHolder) {
  87.     }
  89.     int index;
  90.     private void startTimer(){
  91.         index = 0;
  92.         timer = new Timer();
  93.         TimerTask task=new TimerTask() {
  94.             @Override
  95.             public void run() {
  96.                 index += 1;
  97.                 showData.clear();
  98.                 showData.addAll(data.subList(0,index));
  99.                 //开启子线程 绘制页面，并使用线程池管理
  100.                 threadPool.execute(new ChartRunnable());
  101.                 if(index>=data.size()){
  102.                     timer.cancel();
  103.                 }
  104.             }
  105.         };
  106.         timer.schedule(task, 0 , 20);
  107.     }
  109.     //子线程
  110.     class ChartRunnable implements Runnable{
  111.         @Override
  112.         public void run() {
  113.             //获得画布
  114.             canvas = holder.lockCanvas();
  115.             //绘制曲线图形
  116.             DrawChartUtils.getInstance().drawChart
  117.              (canvas,paint,canvasWidth,canvasHeight,padding,showData);
  118.             //提交画布
  119.             holder.unlockCanvasAndPost(canvas);
  120.         }
  121.     }
  122. }
  1. 该类主要与ChartView 的差异就是，图形绘制是在子线程中进行的
  2. 相同的东西，此处不再赘述，主要讲一下差异性的内容：
  3. 1.需要实现SurfaceHolder.Callback，重写3个方法
  4.   surfaceCreated 当View创建成功会触发，指示可以做绘图工作了
  5.   surfaceChanged 当View发生变化会触发，一般可以在里面数据参数的重新赋值处理；
  6.   surfaceDestroyed 当View销毁时会触发，一般做一些销毁前的处理工作，如线程等
  7. 2.此处的逐条加载是通过Timer实现的，每一个Timer周期，集合中多增加了一条数据，
  8.   同时创建一个线程绘制一次，当所有的数据绘制完毕，取消timer;
  9. 3.使用timer，每个周期都创建了一个线程，那么我们需要提高效率，应使用缓存线程池管控线程；
  10. 4.SurfaceView中的画布获取方式与View中不一样
  11.   View是在onDraw方法中直接获取
  12.   SurfaceView是通过holder.lockCanvas()获得，绘制完毕，必须执行提交：
  13.   holder.unlockCanvasAndPost(canvas);
  14.   否则，页面卡顿不动。

3.6 DrawChartUtils

  1. package com.iwangzhe.mvpchart.view.customView;
  2. import android.graphics.Canvas;
  3. import android.graphics.Color;
  4. import android.graphics.Paint;
  5. import android.graphics.Path;
  6. import com.iwangzhe.mvpchart.model.ChartDataInfo;
  7. import java.util.List;
  8. /**
  9.  * 类：ChartUtils
  10.  * 作者： qxc
  11.  * 日期：2018/4/19.
  12.  */
  13. public class DrawChartUtils {
  14.     private Canvas canvas;//画布
  15.     private Paint paint;//画笔
  16.     private int canvasWidth;//画布宽度
  17.     private int canvasHeight;//画布高度
  18.     private int padding;//View边界间隔
  20.     private final String color_bg = "#343643";//背景色
  21.     private final String color_bg_line = "#999dd2";//背景色
  22.     private final String color_line = "#7176ff";//线颜色
  23.     private final String color_text = "#ffffff";//文本颜色
  25.     List<ChartDataInfo> showData;//图表数据
  27.     private static DrawChartUtils chartUtils;
  28.     public static DrawChartUtils getInstance(){
  29.         if(chartUtils == null){
  30.             synchronized (DrawChartUtils.class){
  31.                 if(chartUtils == null){
  32.                     chartUtils = new DrawChartUtils();
  33.                 }
  34.             }
  35.         }
  36.         return chartUtils;
  37.     }
  39.     //绘制图表
  40.     public void drawChart(Canvas canvas, Paint paint, int canvasWidth, int canvasHeight, int padding, List<ChartDataInfo> showData) {
  41.         //初始化画布、画笔等数据
  42.         this.canvas = canvas;
  43.         this.paint = paint;
  44.         this.canvasWidth = canvasWidth;
  45.         this.canvasHeight = canvasHeight;
  46.         this.padding = padding;
  47.         this.showData = showData;
  48.         if(canvas == null || paint==null || canvasWidth<=0 ||canvasHeight<=0||showData==null || showData.size() ==0){
  49.             return;
  50.         }
  52.         //绘制图表背景
  53.         drawBg();
  54.         //绘制图表线
  55.         drawLine();
  56.     }
  58.     //绘制图表背景
  59.     private void drawBg(){
  60.         //绘制背景色
  61.         canvas.drawColor(Color.parseColor(color_bg));
  63.         //绘制背景坐标轴线
  64.         drawBgAxisLine();
  65.     }
  67.     //绘制图表背景坐标轴线
  68.     private void drawBgAxisLine(){
  69.         //5条线：表示横纵各画5条线
  70.         int lineNum = 5;
  71.         Path path = new Path();
  73.         //x、y轴间隔
  74.         int x_space = canvasWidth / lineNum;
  75.         int y_space = canvasHeight / lineNum;
  77.         //画横线
  78.         for(int i=0; i<=lineNum; i++){
  79.             path.moveTo(0 + padding, i * y_space+ padding);
  80.             path.lineTo(canvasWidth+ padding, i * y_space+ padding);
  81.         }
  83.         //画纵线
  84.         for(int i=0; i<=lineNum; i++){
  85.             path.moveTo(i * x_space+ padding, 0 + padding);
  86.             path.lineTo(i * x_space+ padding, canvasHeight+ padding);
  87.         }
  89.         //设置画笔宽度、样式、颜色
  90.         paint.setStrokeWidth(2);
  91.         paint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
  92.         paint.setColor(Color.parseColor(color_bg_line));
  93.         //画路径
  94.         canvas.drawPath(path, paint);
  95.     }
  97.     //绘制图表线（数据曲线）
  98.     private void drawLine(){
  99.         if(showData == null){
  100.             return;
  101.         }
  102.         int size = showData.size();
  104.         //画布自适应显示数据（即：画布的宽度应显示全量的图表数据）
  105.         //x轴间隔
  106.         float x_space = canvasWidth / size;
  107.         //y轴最大最小值区间对应画布高度（即画布的高度应显示全量的图表数据）
  108.         float max = getMaxData();
  109.         float min = getMinData();
  111.         float pre_x = 0;
  112.         float pre_y = 0;
  113.         Path path = new Path();
  115.         //从左向右画图
  116.         //将数值转化成对应的坐标值
  117.         for(int i=0; i<size; i++){
  118.             float num = showData.get(i).getNum();
  119.             float x = (i*x_space) + (x_space/2)+ padding;
  120.             float y = (num-min)/(max - min)*canvasHeight+ padding;
  122.             if(i == 0){
  123.                 path.moveTo(x,y);
  124.             }else {
  125.                 path.quadTo(pre_x, pre_y, x, y);
  126.             }
  127.             pre_x = x;
  128.             pre_y = y;
  129.             drawText(String.valueOf(showData.get(i).getNum()),x,y);
  130.         }
  132.         //设置画笔宽度、样式、颜色
  133.         paint.setStrokeWidth(5);
  134.         paint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
  135.         paint.setColor(Color.parseColor(color_line));
  136.         //画路径
  137.         canvas.drawPath(path, paint);
  139.         drawAxisXText();
  140.     }
  142.     //画坐标轴文本
  143.     private void drawAxisXText(){
  144.         String start = showData.get(0).getDate();
  145.         String end = showData.get(showData.size()-1).getDate();
  147.         //设置画笔宽度、样式、文本大小、颜色
  148.         paint.setStrokeWidth(2);
  149.         paint.setStyle(Paint.Style.FILL);
  150.         paint.setTextSize(40);
  151.         paint.setColor(Color.parseColor(color_text));
  153.         float width_text = paint.measureText(end);
  155.         //开始文本位置
  156.         float x_start = padding;
  157.         float y_start = canvasHeight + padding - paint.descent() - paint.ascent() +10;
  158.         //绘制开始文本
  159.         canvas.drawText(start, x_start, y_start, paint);
  161.         //结束文本位置
  162.         float x_end = canvasWidth + padding - width_text;
  163.         float y_end = canvasHeight + padding-paint.descent()-paint.ascent() +10;
  164.         canvas.drawText(end, x_end, y_end, paint);
  165.     }
  167.     //画线条文本
  168.     private void drawText(String text, float x, float y){
  169.         //设置画笔宽度、样式、文本大小、颜色
  170.         paint.setStrokeWidth(2);
  171.         paint.setStyle(Paint.Style.FILL);
  172.         paint.setTextSize(30);
  173.         paint.setColor(Color.parseColor(color_text));
  174.         canvas.drawText(text, x, y, paint);
  175.     }
  177.     //获得最大值：用于计算、适配Y轴区间
  178.     private int getMaxData(){
  179.         int max = showData.get(0).getNum();
  180.         for(ChartDataInfo info : showData){
  181.             max = info.getNum()>max?info.getNum():max;
  182.         }
  183.         return max;
  184.     }
  186.     //获得最小值：用于计算、适配Y轴区间
  187.     private int getMinData(){
  188.         int min = showData.get(0).getNum();
  189.         for(ChartDataInfo info : showData){
  190.             min = info.getNum()<min?info.getNum():min;
  191.         }
  192.         return min;
  193.     }
  194. }
  1. 此类是个绘图工具类，只是包括绘制的方法，而画布、画笔等参数需要外界传入
  2. 1.getInstance方法，获得该类的单例（线程安全的单例）
  3. 2.drawChart方法，是对外提供的绘图入口方法
  4.   接收外界传参并判断合法性
  5.   调用绘制图表背景的方法
  6.   调用绘制图表线的方法
  7. 3.drawBg，绘制背景方法，包含两部分：背景色、背景边框
  8.   背景色是直接填充的方式，不用画笔
  9. 4.drawBgAxisLine，绘制背景边框线
  10.   横线纵线各画5+1条，每一条线，我们可认为是画笔走过的路径，
  11.   那么，我们可以把每一条路径封装起来，放入集合中。
  12.   我们不需要自己定义这种集合，直接使用系统提供的Path就可以了
  13.   Path有几个常用的方法：  
  14.   MoveTo(float dx, float dy) 直接移动至某个点，中间不会产生连线；
  15.   LineTo(float dx, float dy) 使用直线连接至某个点；
  16.   QuadTo(float dx1, float dy1, float dx2, float dy2) 使用曲线连接至某个点（贝塞尔曲线）；
  17.   CubicTo(float x1,float y1,float x2,float y2,float x3,float y3)
  18.   使用曲线连接至某个点，参数更多而已；
  19. 5.画笔的设置，方法比较多，此处只列咱们用到的
  20.   paint = new Paint(Paint.ANTI_ALIAS_FLAG);抗锯齿，如不设置，界面粗糙有锯齿效果；
  21.   paint.setStrokeWidth(2);设置描边的宽度
  22.   paint.setStyle(STROKE);
  23.   设置样式，主要包括实心、描边、实心和描边3种类型，画线一般设置成描边即可；
  24.   paint.setColor(Color.parseColor(color_bg_line));//设置颜色
  25. 6.drawLine画曲线，主要将数据（集合index和数值大小）分别对应到坐标系的坐标
  26.   X轴按照集合的下标平分X轴长度；
  27.   Y轴根据最大最小值定位数值的位置；
  28.   画线仍然使用Path，要比每根曲线单独画要更合适一些；
  29. 7.绘制文本
  30.   paint.setStyle(Paint.Style.FILL);
  31.   画笔可调整成实心，绘制文本更美观，当然也可其他类型，请根据喜好自行调整；
  32.   float width_text = paint.measureText(end);
  33.   通过设置画笔参数和文本内容，使用画笔的measureText方法可以精确计算出文本的实际宽度；
  34.   文本的坐标与其他图形有差异，绘制位置是基于文本的Baseline，
  35.   此处曲线文本的绘制时，文本位置未做精确处理；
  36.   而日期的绘制时，文本位置是做了精确处理的；
  37.   float y_start = canvasHeight + padding - paint.descent() - paint.ascent() +10;
  38.   如果想对文本位置控制的更精确，请参考文章：https://www.jianshu.com/p/3e48dd0547a0

总结

本次分享涉及的技术点较多，再给大家简单梳理一下：
-- MVP框架的应用；
-- 自定义View实现图表；
-- 自定义SurfaceView实现图表；
-- View和SurfaceView的主要差异和使用场景差异；
-- 画布、画笔、Path等画图类的使用；
-- Timer、Runnable、线程池的应用；

其他种类的图形，思路基本上是一样的。
如果还想做图表控件的交互，如数据拖动、触摸、缩放、滑动定位等特效，需要大家再去多学学事件传递交互机制、GestureDetector、ScaleGestureDetector等技术。
以后要是有时间，也可再详细给大家介绍一下。

本次Demo的下载地址：https://pan.baidu.com/s/1jm8lYrYEYovoS_iYLz4DRA
因为时间关系，Demo没有做特别详细的测试，如果有问题请大家自行调整。

原文链接：http://www.cnblogs.com/qixingchao/p/11652384.html

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