UI之支持多屏幕

题记：android设备多样化，要想程序在多个设备上运行看起来都不走样，需要考虑到不同屏幕的展示效果差异性。本篇主要是学习SDK中支持多屏幕资料的一个笔记。

主要内容：

• 基础概念　　
• 具体从哪几方面考虑支持多屏幕
• 如何更好的支持平板
• 最佳实践，设计时要注意的方面
• dp相关深入了解

一、基础概念

1. 屏幕大小(Screen Size)
   设备的屏幕物理大小，比如3'',7'',10''等。在API版本13之前(3.2)，屏幕被分成四大组：small,normal,large,xlarge。但是在13往后，可以支持更加精确的屏幕区分:sw600dp,sw720dp,w600dp等。
2. 屏幕密度(Screen Density)
   屏幕密度是指每英寸屏幕所占的像素点个数，密度越高，单位像素也就越多。和屏幕大小是相互独立的概念，单位为dpi。密度主要分为四组：low,medium,high,xhigh。四种标志性密度的标准分别是：120dpi,160dpi,240dpi,320dpi.比例分别为3:4:6:8。那么拿到一个设备，如何知道也就是计算它的屏幕密度呢？假设现有一设备，为7‘’，分辨率是1024x800,它的屏幕密度如下：
   dpi=sqrt(1024²+800²)/7≈186dpi,那么这个186dpi属于哪个档次的屏幕呢？虽然说sdk中给出了一个大概的范围，但是如何才能精确到具体的值呢？经过一番学习，经过如下：
   
   首先，可以通过如下方式获取android系统自动获取的设备屏幕密度：
   

       DisplayMetrics metrics=new DisplayMetrics();
       getWindowManager().getDefaultDisplay().getMetrics(metrics);
       TextView tv=(TextView)findViewById(R.id.tv);
       tv.setText("分辨率："+metrics.widthPixels+"x"+metrics.heightPixels+"\n density:"+metrics.density+"\n dpi:"+metrics.densityDpi);

    用自己的华为荣耀U8860测试，测试结果如下：

   分辨率：480x854
   density:1.5
   dpi:240

    但是实际通过上述计算公式能得到它的屏幕密度约为245dpi,那多余的5dpi为何没有了呢？是否android系统在获取该密度的时候还经过了其它的额外处理？

   第二，查看display类以及DisplayMetrics类源码发现，在DisplayMetrics类中，通过如下方法获取的屏幕密度：
   

   private static int getDeviceDensity() {
           // qemu.sf.lcd_density can be used to override ro.sf.lcd_density
           // when running in the emulator, allowing for dynamic configurations.
           // The reason for this is that ro.sf.lcd_density is write-once and is
           // set by the init process when it parses build.prop before anything else.
           return SystemProperties.getInt("qemu.sf.lcd_density",
                   SystemProperties.getInt("ro.sf.lcd_density", DENSITY_DEFAULT));
       }

     也就是说是读取的系统配置文件里面的值，那是否是在系统安装的时候，该值已经默认写入了？再查找与关键字“ro.sf.lcd_density”相关的各种资料，最终在android\external\qemu\android文件夹下的hw-lcd.c文件中有了说明，启发来自安卓中文网的一个开发教程，翻看本机的源码如下：

   hwLcd_setBootProperty(int density)
   {
       char  temp[8];
   
       /* Map density to one of our five bucket values.
          The TV density is a bit particular (and not actually a bucket
          value) so we do only exact match on it.
       */
       if (density != LCD_DENSITY_TVDPI) {
           if (density < (LCD_DENSITY_LDPI + LCD_DENSITY_MDPI)/2)
               density = LCD_DENSITY_LDPI;
           else if (density < (LCD_DENSITY_MDPI + LCD_DENSITY_HDPI)/2)
               density = LCD_DENSITY_MDPI;
           else if (density < (LCD_DENSITY_HDPI + LCD_DENSITY_XHDPI)/2)
               density = LCD_DENSITY_HDPI;
           else
               density = LCD_DENSITY_XHDPI;
       }
   
       snprintf(temp, sizeof temp, "%d", density);
       boot_property_add("qemu.sf.lcd_density", temp);
   }

    该方法对“qemu.sf.lcd_density”设置了初始值，然后每次getDeviceDensity方法调用的时候都获取这个初始化值，这就能够很好的解释为啥算出来是244dpi，结果系统获取的却是240dpi了。默认是将密度值向四种类型上面靠，只要不是这四种，都会自动转化的。也就是说，可以得到一个范围：

   low:小于(120dpi+160dpi)/2=140dpi的屏幕密度都是120dpi,
   medium:大于等于140dpi小于(160dpi+240dpi)/2=200dpi的屏幕密度都是160dpi,
   high:大于等于200dpi小于(240dpi+320dpi)/2=280dpi的屏幕密度都是240dpi,
   xhigh:大于等于280dpi的屏幕密度都是320dpi.
   
   再回到最原始计算出来的188dpi，实际上系统处理时，该屏幕属于medium的。
3. orientation
   屏幕的方向，主要分为两种：landscape或者portait，程序运行的时候该值有可能被动态改变。
4. 分辨率(resolution)
   屏幕上物理像素个数，不能硬编码设置该值，因为不同屏幕上，像素值有很大的差别，若是硬编码控件单位为像素，那么在不同设备上面，显示效果会有很大的差别。比如，一个在mdpi下显示正常的控件，会在ldpi屏幕下显示得过大，在hdpi屏幕下显示得过小。总之不能正确的显示出想要显示的效果~那么按这么说，分辨率不是没用了吗？实际上，系统都是将dp默认转化成pix的，只不过根据屏幕密度以及比例系数进行转化，使得不同设备上面，看起来控件不会差别太大。
5. Density-independent pixel(dp)
   屏幕独立像素，一般使用该单位来设置控件的大小，它能屏蔽设备的差异性。android系统在展示控件的时候，会将该值转化成pix，dp和px之间转化有一个系数，根据屏幕密度/160得出来的，在四种密度下，系数分别是：0.75，1.0，1.5，2.0。也就是说，宽100dp的控件,分别在四种屏幕上，所占的实际像素宽度为75px,100px,150px,200px。一个是主要用在图片资源的判断上面，还有一个是设置layout布局。

二、从哪几方面来考虑支持多屏幕

　　其实系统已经做了大部分屏幕自适应的工作，在不同的屏幕上面，通过伸缩layout来适应屏幕大小和密度，调整bitmap大小来适应屏幕密度。但是还是需要从以下几方面来考虑：

• 在manifest文件中显示声明应用程序支持哪些屏幕
• 针对不同的屏幕尺寸提供不同的布局文件
  在资源文件夹后面加上相关的qualifiers,如针对3.2以前的版本，支持layout-small,layout-normal,layout-large,layout-xlarge。但是这个的界定比较模糊
• 针对不同的屏幕密度提供不同的资源文件,default中存放的资源默认是mdpi的。

　　具体来说，包括以下几点：

1. 通过使用configuration qualifiers来区分不同情况下的资源，系统会通过最佳适配的方法在展现时，查找最合适的资源来展现。SDK说，在适配的时候，如果没有找到合适的资源，会偏向选取较小的资源。若是当前较小的也不存在，所有已存的资源要比当前屏幕尺寸大，那么将会导致系统崩溃。这个就是说明了一种情况，高分辨率的程序不一定能在小屏幕上面运行。
   还有一个比较关键的，不需要针对每种情况都做一个相应的配置，如何合理的通过配置来支持多屏幕。
2. 提供灵活的布局。
   布局嘛，主要是考虑到屏幕大小的不同，界面上对应的控件布局也需要相应的做调整。如在小屏幕上面，一排放不下的按钮在大屏幕上面就能放下，还有空余。
   针对small的屏幕，要能够做到正常显示内容;
   针对大屏幕，要做到能够合理利用剩余空间;
   还要考虑到横竖屏切换时，相应的控件布局是否需要调整。
3. 针对四种屏幕密度提供相应的图片资源。
   长宽比都是一样：3:4:6:8，针对需要做控件背景的图片，需要弄成nine patch格式的。

三、更好的支持平板

　　由于3.2之前对屏幕的尺寸就只有那四类，有可能属于同一类的设备但是屏幕布局并不一定适用，因而需要使用新的size qualifiers。比如虽然7"和5"的都属于large范畴，但是，二者在布局上还是需要有所区别。主要新的size qualifiers有：

• smallestWidth :
  sw<N>dp,就是屏幕的最小宽度，不考虑横竖屏切换，实际上就是把高和宽都看成宽度，取其最小值。使用该标志，能够区分出是哪个尺寸的平板，如7"的平板，分辨率为1024x600，密度为mdpi,可以定义成sw600dp，大于该值的是7"平板；10"的平板，分辨率是1280x720,可以定义成sw720dp，大于该值的是10"平板。
• avaliable screen width:
  w<N>dp 也是屏幕的最小宽度，但是它考虑横竖屏切换，实际上呢，就是只计算横向的宽度，这个标志可以用来针对屏幕方向的变化而改变布局（横屏时，提供多panel，竖屏单个panel）。

四、最佳实践，设计时需要考虑到的方面

　　主要包括以下几个方面：

1. 在布局文件中尽量使用wrap_content,fill_parent以及dp；
2. 不要在代码中，使用像素的硬编码，因而不同屏幕统一控件可能所获取的宽度不一致；
3. 不要使用绝对布局(AbsoluteLayout),替换的来说，可以使用相对布局；
4. 提供多种布局和资源。　　

五、dp相关深入了解

　　当需要更深一步操作图片时，就需要了解系统是如何处理图片以及缩放的。

1. pre-scalling
   根据现有的屏幕密度来自动更改图片资源大小，以达到适应屏幕的目的。程序里面获取的展示图片大小实际上是已经缩放过的图片大小，比如一个图片在mdpi下是24x24 px的，而没有提供针对hdpi的图片，那么系统就会自动的将该图片扩大为32x32px。
2. auto-scalling
   会把屏幕当前分辨率转化成mdpi下的分辨率。在3.0以后和pre-scalling没有明显的差别。

　　二者区别：前者是在图片展示出来之前做的动作，会比后者消耗更多的内存；后者是在draw的时调整的大小，比前者消耗更多的cpu.另外，当在内存中动态创建图片时，系统默认认为是mdpi的，然后会根据当前屏幕密度来自动伸缩图片大小。

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