Android动态布局入门及NinePatchChunk解密

摆脱XML布局文件

相信每一个Android开发者，在接触“Hello World”的时候，就形成了一个观念：Android UI布局是通过layout目录下的XML文件定义的。使用XML定义布局的方式，有着结构清晰、可预览等优势，因而极为通用。可是，偏偏在某些场景下，布局是需要根据运行时的状态变化的，无法使用XML预先定义。这时候，我们只能通过JavaCode控制，在程序运行时，动态的实现对应的布局。

所以，作为入门，将从给三个方面给大家介绍一些动态布局相关的基础知识和经验。

• 动态添加view到界面上，摆脱layout文件夹下的XML文件。

• 熟悉Drawable子类，摆脱drawable文件夹下的XML文件。

• 解密NinePatchChunk，解析如何实现后台下发.9图片给客户端使用。

动态添加View

这一步，顾名思义，就是把我们要的View添加到界面上去。这是动态布局中最基础最常用的步骤。

Android开发中，我们用到的Button、ImageView、RelativeLayout、LinearLayout等等元素最终都是继承于View这个类的。按照我自己的理解，可以将它们分为两类，控件和容器(这两个名字纯属作者自己编的，并非官方定义)。Button、ImageView这类直接继承于View的就是控件，控件一般是用来呈现内容和与用户交互的；RelativeLayout、LinearLayout这类继承于ViewGroup的就是容器，容器就是用来装东西的。Android是嵌套式布局的设计，因此，容器装的既可以是容器，也可以是控件。

更直接的，还是通过一段demo代码来看吧。

首先，因为不能setContentView(R.layout.xxx)了，我们需要先添加一个root作为整个的容器，

RelativeLayout root = new RelativeLayout(this);
root.setBackgroundColor(Color.WHITE);
setContentView(root, new FrameLayout.LayoutParams(ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT, ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT));

然后，我们尝试在屏幕正中间添加一个按钮，

Button button1 = new Button(this);
button1.setId(View.generateViewId());
button1.setText("Button1");
button1.setBackgroundColor(Color.RED);
LayoutParams btnParams = new RelativeLayout.LayoutParams(ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT, ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT);
btnParams.addRule(RelativeLayout.CENTER_IN_PARENT, 1);
root.addView(button1, btnParams);

到这里可以发现，只需要三步，就可以添加一个view（以按钮为例）到相应的容器root里面了，

• new Button(this)，并初始化控件相关的属性。

• 根据root的类型，new LayoutParams，这个参数主要用来描述要添加的view在容器中的定位信息，包括高宽，居中对齐，margin等等属性。特别地，对于上面的例子，相对于父容器居中的实现是，btnParams.addRule(RelativeLayout.CENTER_IN_PARENT, 1)，这里对应XML的代码则是android:centerInParent='true'。

• 最后一步，添加到容器中， root.addView(button1, btnParams)就行了。

接下来，搞的稍微复杂点，继续在按钮的右下方添加一个线性布局，向其中添加一个TextView和Button，而且各自占的宽度比例为2:3（对于android:layout_weight属性），demo代码如下，

// 在按钮右下方添加一个线性布局
LinearLayout linearLayout = new LinearLayout(this);
linearLayout.setOrientation(LinearLayout.HORIZONTAL);
LayoutParams lParams = new LayoutParams(ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT, ViewGroup.LayoutParams.MATCH_PARENT);
lParams.addRule(RelativeLayout.BELOW, button1.getId());
lParams.addRule(RelativeLayout.RIGHT_OF, button1.getId());
root.addView(linearLayout, lParams);

// 在线性布局中，添加一个TextView和一个Button，宽度按2:3的比例
TextView textView = new TextView(this);
textView.setText("TextView");
textView.setTextSize(28);
textView.setBackgroundColor(Color.BLUE);
LinearLayout.LayoutParams tParams = new LinearLayout.LayoutParams(0, ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT);
tParams.weight = 2;    // 定义宽度的比例
linearLayout.addView(textView, tParams);

Button button2 = new Button(this);
button2.setText("Button2");
button2.setBackgroundColor(Color.RED);
LinearLayout.LayoutParams bParams = new LinearLayout.LayoutParams(0, ViewGroup.LayoutParams.WRAP_CONTENT);
bParams.weight = 3; // 定义宽度的比例
linearLayout.addView(button2, bParams);

需要注意的是，上面代码中的lParams.addRule(RelativeLayout.BELOW, button1.getId())（XML对应android:layout_below）

规则如果定义的是一个view相对于另一个view的，一定要初始化另一个view（button1）的id不为0，否则规则会失效。通常，为了防止id重复，建议使用系统方法来生成id，也就是第二段代码中的button1.setId(View.generateViewId())。

最终，这一段代码执行下来，我们得到的效果就是，

但是，添加view作者也遇到过一个小小坑。

如下图左边部分，作者曾经遇到一个场景，需要在RelativeLayout右边添加一个ImageView，同时，这个ImageView的右边部分在RelativeLayout的外面。

一开始，作者的代码如下，却只能得到上图右边的效果，

ImageView imageView = new ImageView(this);
RelativeLayout.LayoutParams params = new RelativeLayout.LayoutParams(width, height);
params.leftMargin = x;    // 到左边的距离
params.topMargin = y;    // 到上边的距离
parent.addView(imageView, params);

后来本人猜测，这是因为onMeasure和onLayout的时候，受到了rightMargin 默认为0的限制。

后来，经过本人验证，要跳过这个坑，加一行params.rightMargin = -1*width就可以了。（有兴趣的同学可以去看看源码，这里就不详解了）

Drawable子类

上一节，我们只是摆脱了layout目录的XML文件。可是还有一类XML文件，频繁的被layout目录的XML文件引用，那就是drawable目录的XML文件。drawable目录的下文件，通常是定义了一些，selector，shape等等。可是，考虑到一个场景：selector里面引用的图片，不是打包时res目录的资源，而是后台下发的图片呢？类似场景下，我们能不能摆脱这类XML文件呢？

根据上一节的经验，要相信，XML定义能实现的，Java代码一定能够实现。从drawable的目录名就可以看出，不管是selector，shape或是其他，总归都应该是drawable。因此，在Java代码中，总应该有一个Drawable的子类来对应他们。下面，就介绍几个常用的Drawable的子类给大家。

StateListDrawable：对应selector，主要用来描述按钮等的点击态。

StateListDrawable selector = new StateListDrawable();
btnSelectorDrawable.addState(new int[]{android.R.attr.state_pressed}, drawablePress);
btnSelectorDrawable.addState(new int[]{android.R.attr.state_enabled}, drawableEnabel);
btnSelectorDrawable.addState(new int[]{android.R.attr.state_selected}, drawableSelected);
btnSelectorDrawable.addState(new int[]{android.R.attr.state_focused}, drawableFocused);
btnSelectorDrawable.addState(new int[]{}, drawableNormal);

GradientDrawable：对应渐变色。

GradientDrawable drawable = new GradientDrawable();
drawable.setOrientation(Orientation.TOP_BOTTOM); //定义渐变的方向
drawable.setColors(colors); //colors为int[]，支持2个以上的颜色

最后，说一个比较复杂的Drawable，是进度条相关的。

LayerDrawable：对应Seekbar android:progressDrawable

通常，我们用XML定义一个进度条的ProgressDrawable是这样的，

<!--ProgressDrawable-->
<layer-list xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android">
    <item android:id="@android:id/background" android:drawable="@drawable/background"/>
    <item android:id="@android:id/secondaryProgress" android:drawable="@drawable/secondary_progress"/>
    <item android:id="@android:id/progress" android:drawable="@drawable/progress"/>
</layer-list>

而对于其中的，@drawable/progress和@drawable/secondary_progress也不是普通的drawable，

<!--@drawable/progress 定义-->
<clip xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
      android:clipOrientation="horizontal"
      android:drawable="@drawable/progress_drawable"
      android:gravity="left" >
</clip>

也就是说，通过XML要定义进度条的ProgressDrawable，我们需要定义多个XML文件的，还是比较复杂的。那么JavaCode实现呢？

其实，理解了XML实现的方式，下面的JavaCode就很好理解了。

LayerDrawable layerDrawable = (LayerDrawable) getProgressDrawable();

//背景
layerDrawable.setDrawableByLayerId(android.R.id.background, backgroundDrawable);

//进度条
ClipDrawable clipProgressDrawable = new ClipDrawable(progressDrawable, Gravity.LEFT, ClipDrawable.HORIZONTAL);
layerDrawable.setDrawableByLayerId(android.R.id.progress, clipProgressDrawable);

//缓冲进度条
ClipDrawable clipSecondaryProgressDrawable = new ClipDrawable(secondaryProgressDrawable, Gravity.LEFT, ClipDrawable.HORIZONTAL);
layerDrawable.setDrawableByLayerId(android.R.id.secondaryProgress, clipSecondaryProgressDrawable);

更多的Drawable的子类，大家可以根据自己需求去官方文档上查询就行了。

“蛋疼.9.PNG”

.9.png图片对Android开发来说，都不陌生。通常情况下，我们对于.9.png图片的使用，只需要简单的放到resource目录下，然后，当做普通图片来用就可以了。然而，以本人的经验，如果要动态下发’.9.png’图片给客户端使用就很蛋疼了。

一开始，当我想当然以为可以直接加载本地.9.png图片，用的飞起的时候，发现了Android Nine Patch的一个大坑！！！

“说好的自动拉升了？？？”（隐隐约约感觉到某需求的工作量又少评估了一天。。。。。。。）

通过查阅资料发现，原来，工程里面用的.9.png在打包的时候，经过了aapt的处理，成为了一张包含有特殊信息的.png图片。而不是直接加载的.9.png这种图片。

那么第一个思路就来了(参考引用)，首先，我们先对.9.png执行一个aapt命令。

aapt.exe s -i xx.9.png -o xx.png

然后，后台下发这种处理过的.png，客户端通过如下代码，就可以加载这张图片，得到一个有局部拉伸效果的NinePatchDrawable了。

Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(filePath);
NinePatchDrawable npd = new NinePatchDrawable(context.getResource(), bitmap, bitmap.getNinePatchChunk(), new Rect(), null);

可是，这个初级方式并不是太完美，每次后台配置新的图片，都需要aapt处理一遍，后台需要针对iOS和Android区分平台下发不同图片。总之，不太科学！那么有没有更加彻底的方式呢？

彻底理解.9.png

回顾NinePatchDrawable的构造方法第三个参数bitmap.getNinePatchChunk()，作者猜想，aapt命令其实就是在bitmap图片中，加入了NinePatchChunk的信息，那么我们是不是只要能自己构造出这个东西，就可以让任何图片按照我们想要的方式拉升了呢？

可是查了一堆官方文档，似乎并找不到相应的方法来获得这个byte[]类型的chunk参数。

既然无法知道这个chunk如何生成，那么能不能从解析的角度逆向得出这个NinePatchChunk的生成方法呢？

下面就需要从源码入手了。

NinePatchChunk.java

public static NinePatchChunk deserialize(byte[] data) {
    ByteBuffer byteBuffer =
            ByteBuffer.wrap(data).order(ByteOrder.nativeOrder());
    byte wasSerialized = byteBuffer.get();
    if (wasSerialized == 0) return null;
    NinePatchChunk chunk = new NinePatchChunk();
    chunk.mDivX = new int[byteBuffer.get()];
    chunk.mDivY = new int[byteBuffer.get()];
    chunk.mColor = new int[byteBuffer.get()];
    checkDivCount(chunk.mDivX.length);
    checkDivCount(chunk.mDivY.length);
    // skip 8 bytes
    byteBuffer.getInt();
    byteBuffer.getInt();
    chunk.mPaddings.left = byteBuffer.getInt();
    chunk.mPaddings.right = byteBuffer.getInt();
    chunk.mPaddings.top = byteBuffer.getInt();
    chunk.mPaddings.bottom = byteBuffer.getInt();
    // skip 4 bytes
    byteBuffer.getInt();
    readIntArray(chunk.mDivX, byteBuffer);
    readIntArray(chunk.mDivY, byteBuffer);
    readIntArray(chunk.mColor, byteBuffer);
    return chunk;
}

其实从这部分解析byte[] chunk的源码，我们已经可以反推出来大概的结构了。如下图，

按照上图中的猜想以及对.9.png的认识，直觉感受到，mDivX,mDivY,mColor这三个数组是最关键的，但是具体是什么，就要继续看源码了。

ResourceTypes.h

/**
 * This chunk specifies how to split an image into segments for
 * scaling.
 *
 * There are J horizontal and K vertical segments.  These segments divide
 * the image into J*K regions as follows (where J=4 and K=3):
 *
 *      F0   S0    F1     S1
 *   +-----+----+------+-------+
 * S2|  0  |  1 |  2   |   3   |
 *   +-----+----+------+-------+
 *   |     |    |      |       |
 *   |     |    |      |       |
 * F2|  4  |  5 |  6   |   7   |
 *   |     |    |      |       |
 *   |     |    |      |       |
 *   +-----+----+------+-------+
 * S3|  8  |  9 |  10  |   11  |
 *   +-----+----+------+-------+
 *
 * Each horizontal and vertical segment is considered to by either
 * stretchable (marked by the Sx labels) or fixed (marked by the Fy
 * labels), in the horizontal or vertical axis, respectively. In the
 * above example, the first is horizontal segment (F0) is fixed, the
 * next is stretchable and then they continue to alternate. Note that
 * the segment list for each axis can begin or end with a stretchable
 * or fixed segment.
 * /

正如源码中，注释的一样，这个NinePatch Chunk把图片从x轴和y轴分成若干个区域，F区域代表了固定，S区域代表了拉伸。mDivX,mDivY描述了所有S区域的位置起始，而mColor描述了，各个Segment的颜色，通常情况下，赋值为源码中定义的NO_COLOR = 0x00000001就行了。就以源码注释中的例子来说，mDivX,mDivY,mColor如下：

mDivX = [ S0.start, S0.end, S1.start, S1.end];
mDivY = [ S2.start, S2.end, S3.start, S3.end];
mColor = [c[0],c[1],...,c[11]]

对于mColor这个数组，长度等于划分的区域数,是用来描述各个区域的颜色的，而如果我们这个只是描述了一个bitmap的拉伸方式的话，是不需要颜色的，即源码中NO_COLOR = 0x00000001

说了这么多，我们还是通过一个简单例子来说明如何构造一个按中心点拉伸的NinePatchDrawable吧，

Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(filepath);
int[] xRegions = new int[]{bitmap.getWidth() / 2, bitmap.getWidth() / 2 + 1};
int[] yRegions = new int[]{bitmap.getWidth() / 2, bitmap.getWidth() / 2 + 1};
int NO_COLOR = 0x00000001;
int colorSize = 9;
int bufferSize = xRegions.length * 4 + yRegions.length * 4 + colorSize * 4 + 32;

ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(bufferSize).order(ByteOrder.nativeOrder());
// 第一个byte，要不等于0
byteBuffer.put((byte) 1);

//mDivX length
byteBuffer.put((byte) 2);
//mDivY length
byteBuffer.put((byte) 2);
//mColors length
byteBuffer.put((byte) colorSize);

//skip
byteBuffer.putInt(0);
byteBuffer.putInt(0);

//padding 先设为0
byteBuffer.putInt(0);
byteBuffer.putInt(0);
byteBuffer.putInt(0);
byteBuffer.putInt(0);

//skip
byteBuffer.putInt(0);

// mDivX
byteBuffer.putInt(xRegions[0]);
byteBuffer.putInt(xRegions[1]);

// mDivY
byteBuffer.putInt(yRegions[0]);
byteBuffer.putInt(yRegions[1]);

// mColors
for (int i = 0; i < colorSize; i++) {
    byteBuffer.putInt(NO_COLOR);
}

return byteBuffer.array();

后来也在github上找到了一个现成的Library，有兴趣的同学可以直接去学习和使用。

参考资料：

http://blog.csdn.net/darkinger/article/details/22801215

https://android.googlesource.com/platform/pac
kages/apps/Gallery2/+/jb-dev/src/com/android/gallery3d/ui/NinePatchChunk.java

https://android.googlesource.com/platform/frameworks/base/+/master/include/androidfw/ResourceTypes.h

https://github.com/Anatolii/NinePatchChunk.

http://stackoverflow.com/questions/5079868/create-a-ninepatch-ninepatchdrawable-in-runtime