Android屏幕适配方案

前言

由于android的开源特性,出现了众多的android手机厂商,以及各式各样的型号,导致屏幕分辨率千奇百怪。虽然用户的选择多了,但这使得我们开发者对屏幕适配的成本越来越高,google也为我们提供了dp,sp来进行屏幕适配,但这并不能完全解决问题。下面介绍几种适配方案,让我们尽可能且简单的去适配所有的机型。

1.屏幕适配的相关概念
2.屏幕分辨率适配
3.最小宽度限定符适配
4.自定义布局组件动态适配
5.屏幕密度适配

屏幕适配

1.屏幕适配的相关概念

屏幕尺寸:屏幕对角线长度,单位是英寸(inch),如4.7寸手机
屏幕分辨率:手机屏幕的像素点的个数,单位是px,如 1920×1080
屏幕像素密度:是指每英寸上的像素点数,单位是 dpi。像素密度和屏幕尺寸和屏幕分辨率有关,它是由对角线的像素点数除以屏幕的大小得到的

以上三者关系

dp:Android 特有的单位,google为更好的适配屏幕,而创造的单位。Google 发布的基准线为 160,即,当dpi为160时,1dp=1px,即,px = dp * (dpi / 160)
sp:Scale-IndependentPixels的缩写,常用于设置字体大小,可以根据文字大小首选项自动进行缩放。
DisplayMetrics:屏幕的一些相关属性类。
DisplayMetrics#densityDpi:屏幕像素密度
DisplayMetrics#density:屏幕像素密度比值,即density = dpi / 160。
DisplayMetrics#scaledDensity:字体的缩放因子,正常情况下和density相等,但是调节系统字体大小后会改变这个值。
android工程里的mdpi、hdpi、xhdpi、xxhdpi、xxxhdpi对应的dpi如下:

像素密度范围对应表
Google各种尺寸对应密度表

图片在屏幕中显示的大小: 图片实际像素尺寸 × (机型DPI / 所在资源目录DPI)

2.屏幕分辨率适配

屏幕分辨率适配即在 res 文件夹下创建各种屏幕分辨率对应的 values-xxx 文件夹,或者也可以 layout-xxx 文件夹,如下图:

按屏幕分辨率读取

假设我们UI设计图是按1280x720的分辨率来设计的,将宽度分成 720 份,取值为 1px~720px,将高度分成 1280 份,取值为 1px~1280px,生成各分辨率对应的 dimens.xml 文件。如下分别为分辨率 1280x720 与 1920x1080 所对应的横向dimens.xml 文件:

不同分辨率,宽度都分成720等分

由上图可见,1920x1080分辨率下的宽度也分成720等分,每等分按照1080/720的倍数递增。当运行程序的时候,系统会根据设备的分辨率去寻找对应的 dimens.xml 文件。例如当手机的分辨率为1920x1080时,系统会自动找到对应的 values-1920x1080 文件夹下的 lay_x.xml 文件,而值是按1080/720倍数递增的,所以达到了按比例缩放的效果,从而显示出来的效果和设计稿的一致。
当然,在前面,我们提到过,android屏幕的比例千奇百怪,想要适配所有手机,即便只要求适配到95%的手机,那将要写大量的不同分辨率的文件夹,这是不可取的,而且,也很难写全所有分辨率,那么,我们来看下一个适配方法。

3.最小宽度限定符适配 

最小宽度限定符,即以手机最小边的dp值进行文件夹的选择读取。不区分方向,无论是宽度还是高度,哪一边小就认为哪一边是“最小宽度”。类似屏幕分辨率适配,进行文件夹的选择。看下图:

最小宽度限定符

假如我们的UI设计稿是以最小宽度为480dp的设备来进行设计的,那么,我们就以480dp的文件夹为基准,然后进行其他最小宽度的适配。如上图,sw480dp下的dimens.xml里的dp_10为10dp,sw533dp下的dimens.xml里的dp_10为11.1042dp,即按照最小宽度的比例进行了缩放。
以最小宽度限定符进行屏幕适配,无需像分辨率适配一样生成大量适配文件,最小宽度限定符适配会向下读取,如你的设备的最小宽度为803dp,那么他会读取valuse-sw800dp文件夹下的文件,无需生成大量的适配文件,基本可满足适配效果。当然,严格上讲,最小宽度限定符适配还是无法跟UI设计图一样,原样适配,或者会存在误差,比如前面讲的宽度为803dp的适配到800dp,若UI设计图的非要定义了一个从左起长度为799dp的按钮,那么就会存在一个为1dp间距和一个为4dp间距的误差。后续继续讨论更优的适配方法。

最小宽度限定符,可使用ScreenMatch插件生成文件:
1)File->Settings->Plugins 搜索ScreenMatch,点击安装,重启Android Studio.
2)点击任意文件夹,右键,选择ScreenMatch,选择module,点确定,会发现,生成如下两个文件。

ScreenMatch生成文件

3)拷贝screenMatch_example_dimens.xml到values下,改名demens.xml(若已有,忽略此步骤)
4)重复步骤2
5)配置screenMatch.properties,如下图

screenMatch.properties配置

4.自定义布局组件动态适配

自定义布局组件动态适配,即以UI设计稿的分辨率为基准值,计算与运行设备分辨率的比例值,再自定义一个容器组件,最后在组件进行测量的时候,根据比例值,去改变宽和高。那么,比例值怎么获取,看代码:

工具类


布局组件类

flag标记是为了防止RelativeLayout两次测量,再次计算,那么值将再次改变。

RelativeLayout 作为父类的布局文件

分析以上布局文件,TextView的宽高大小为240px,layout_marginLeft为420px,420*2+240=1080,所以,在宽为1080px机子,
应该是水平居中。
看效果:

使用RelativeLayout作为父控件的效果

结果没错,在宽1080px的机子,TextView水平居中,但在宽为1440px的机子,显示就不居中了。那么,我们把父布局换成我们自定义的ScreenAdapterLayout看看:

使用ScreenAdapterLayout作为父控件的效果

由上图可见,TextView也居中了。所以,这也是个不错的适配方法。当然,这只是个demo,并不完善,还有很多要处理,比如当宽高为match_parent或者wrap_content的时候都要进行判断。另外,还会有一个问题,当一个手机的宽高跟基准值的宽高,比例不一样时,会造成原来是正方形,可能变成长方形,这个时候,就要做特殊处理。那么,还要更好的适配方法吗?下面接着看屏幕密度适配。

5.屏幕密度适配

1080x1920,440dpi的屏幕

假设我们UI设计图是按照360dp来设计的,而上述设备的屏幕宽度为1080/(440/160)=392.7dp,屏幕宽度超过了设计图宽度,当dpi大于480dp,也就是当density大于3时,屏幕宽度则小于设计图宽度,这样,都会造成无法完全适配。另外,屏幕高宽比不是固定的,16:9、4:3甚至其他宽高比层出不穷,宽高比不同,显示完全一致就不可能了,所以,想达到完全显示一致,是不现实的。但是通常下,我们只需要以宽或高一个维度去适配,比如,我们的页面是可以上下滑动的,那么只需要保证在所有设备中宽的维度上显示一致即可。所以,也就是支持以宽或者高一个维度去适配,保持该维度上和设计图一致,且支持dp和sp。

回到前面提到过的公式:px = dp * (dpi / 160),即px = dp * density,density为屏幕像素密度比值(DisplayMetrics#density)。
从公式可以看出,如果设计图宽为360dp,想要保证在所有设备计算得出的px值都正好是屏幕宽度的话,我们只能修改 density 的值。

\color{red}{那么,我们如何去修改这个density 值?density 是不是能认为就是DisplayMetrics的density?}
通过阅读DisplayMetrics源码,我们可以得知,density 是 DisplayMetrics 中的成员变量,而 DisplayMetrics 实例通过 Resources#getDisplayMetrics 可以获得,而Resouces通过Activity或者Application的Context获得。
布局文件中dp的转换,最终都是调用 TypedValue#applyDimension(int unit, float value, DisplayMetrics metrics) 来进行转换:

单位转换

而,这里用到的DisplayMetrics正是从Resources中获得的。

图片解析

再看看BitmapFactory#decodeResourceStream方法,也是通过 DisplayMetrics 中的值来计算的。所以,基本上所有的dp转换都是通过 DisplayMetrics 来计算的。所以,我们要改的density正是DisplayMetrics的density。

一样假设UI设计稿以360dp的宽度进行设计,那么适配的density = 设备真实宽(单位px) / 360。看代码:

密度修改工具类
布局


activity调用修改密度方法

就是那么简单,模拟器1080x1920,420dpi,则宽度为1080f/(420/160f)=411dp。在此模拟器上运行,若没有进行密度适配,即把DensityUtils.setDensity(getApplication(), this);这句话注释掉,应该是以下效果:

没有做密度适配

那么我们把密度适配方法重新打开:

密度适配

发现,TextView虽然只设置了360dp,但是在411dp的设备上,也能横向铺满屏幕。
还没有结束,经过测试,会发现,在系统中修改字体大小,会失效,显然,代码的ctivityDisplayMetrics.density = activityDisplayMetrics.scaledDensity = targetDensity;这句话把scaledDensity 直接设置成和density一样的值了,那么进一步修改代码后如下:

最终适配代码

测试,修改系统字体大小,可变化。
此方案是出自字节跳动的适配方案,目前,感觉此方案是使用成本最低,同时能达到很高适配度的方案。若某些页面按照宽的维度进行适配后,高的维度也需要进行适配,也可配合最小宽度限定符进行适配。

好了,关于屏幕适配就讲到这里,若有更好方案,再更新。

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