Android 屏幕适配

1. 基本概念

android中dp在渲染之前会将dp转为px，计算公式：

px = density * dp;
density = dpi / 160;
px = dp * (dpi / 160);

//相关源码：TypedValue.java
public static float applyDimension(int unit, float value,
                                   DisplayMetrics metrics)
{
    switch (unit) {
    case COMPLEX_UNIT_PX:
        return value;
    case COMPLEX_UNIT_DIP:
        return value * metrics.density;
    case COMPLEX_UNIT_SP:
        return value * metrics.scaledDensity;
    case COMPLEX_UNIT_PT:
        return value * metrics.xdpi * (1.0f/72);
    case COMPLEX_UNIT_IN:
        return value * metrics.xdpi;
    case COMPLEX_UNIT_MM:
        return value * metrics.xdpi * (1.0f/25.4f);
    }
    return 0;
}

• dp(dip)：Density independent pixels 设备无关像素
• dpi：dots per inch，一英寸多少个像素点。常见取值120、160、240，一般称作像素密度，简称密度。根据屏幕真实的分辨率和尺寸来计算的，每个设备都可能不一样。dpi=sqrt（宽^2 + 高^2 单位px）/屏幕尺寸（单位：英寸 inch）
• density：直接翻译是密度的意思，值等于dpi/160。意思是1dp占当前设备多少像素
• scaledDensity：显示屏上显示的字体的比例因子。未调节系统字体大小时，与density的值是一样的。调整了字体大小的话，则会增大或缩小
• 屏幕尺寸：屏幕对角线的长度。电脑电视同理

2. 常见方案

2.1 ConstraintLayout

• 利用bias属性，确立View在水平方向或者垂直方向的位置百分比
• Ratio，宽高比
• Circle，圆形定位
• layout_constraintWidth_percent和layout_constraintHeight_percent：将此维度的大小设置为父级的百分比
• Guideline的layout_constraintGuide_percent,距离父亲宽度或高度的百分比(取值范围0-1)
• ...

利用ConstraintLayout不仅可以帮助我们减少嵌套，更轻松地完成UI代码的编写，而且还能解决基础的适配问题，简直是Android开发一大利器。

2.2 多dimens基于dp的适配方案

在res文件夹中创建多套values文件夹

• values
• values-sw320dp
• values-sw360dp
• values-sw384dp
• values-sw400dp
• values-sw432dp
• values-sw480dp
• values-sw533dp
• values-sw600dp

values后面的sw指的是smallest width，也就是最小宽度。Android系统在运行时会自动识别屏幕的可用最小宽度，然后根据识别的结果去资源文件中查找相对应的资源文件中的属性值。这种方式容错机制比较好，比如一个手机的最小宽度是350dp，那么系统在res中没有找到values-sw350dp文件夹，就会向下依次查找最接近的最小宽度文件夹，比如上面的values-sw320dp。虽然不是特别精确，但效果也没有相差太远。

2.3 字体大小用dp还是sp

如果app中的字体大小需要满足用户修改系统字体大小时，也跟着变化，那么需要将字体大小设置为sp。如果没有这种需求，那么字体大小设置为dp也不失为一种很好的方案，字体大小不会跟随系统字体大小变化而变化，可在一定程度上保证UI效果。

2.4 今日头条方案

今日头条方案原文：一种极低成本的Android屏幕适配方式 https://mp.weixin.qq.com/s/d9QCoBP6kV9VSWvVldVVwA

根据公式px=dp*density,如果设计图宽是360dp，想要保住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。

从源码中得知，density是DisplayMetrics中的成员变量，在TypedValue#applyDimension方法(dp到px的转换都得经过这里)中转换长度时起着至关重要的作用。DisplayMetrics是通过Resources#getDisplayMetrics中获得的，我们可以直接修改 Activity 或者 Application 的 Context -> Resources -> DisplayMetrics -> density。修改density之后，dp永远就是360dp了，我们在xml中将View宽度写成180dp，那么这个View在所有设备上都是占用屏幕宽度的一半。

核心代码如下：

//-----------------------今日头条方案 start-----------------------

//如果DisplayMetrics#scaledDensity和DisplayMetrics#density设置为同样的值，
// 从而某些用户在系统中修改了字体大小失效了，但是我们还不能直接用原始的scaledDensity，
// 直接用的话可能导致某些文字超过显示区域，因此我们可以通过计算之前scaledDensity和density（从Resources.getSystem()中获取）的比获得现在的scaledDensity
//使用Resources.getSystem()的话,就不用监听字体大小变化,它能感知到。

fun setCustomDensity(activity: Activity, application: Application) {
    val appDisplayMetrics = application.resources.displayMetrics

                                                //假设  设计图宽度为360
    val targetDensity = appDisplayMetrics.widthPixels / 360f
    val targetScaleDensity = targetDensity * (Resources.getSystem().displayMetrics.scaledDensity / Resources.getSystem().displayMetrics.density)
    //dpi = density*160
    val targetDensityDpi = (160 * targetDensity).toInt()

    appDisplayMetrics.density = targetDensity
    //与字体大小有关
    appDisplayMetrics.scaledDensity = targetScaleDensity
    appDisplayMetrics.densityDpi = targetDensityDpi

    val activityDisplayMetrics = activity.resources.displayMetrics
    activityDisplayMetrics.density = targetDensity
    activityDisplayMetrics.scaledDensity = targetScaleDensity
    activityDisplayMetrics.densityDpi = targetDensityDpi
}
//-----------------------今日头条方案 end-----------------------

这个方案有一些缺陷：

• 因为修改了DisplayMetrics#density的dp适配，所以会导致系统View尺寸和原先不一致，比如Dialog、Toast、尺寸，同样，三方View的大小也会和原来的效果不一致。解决：在使用之前取消适配，使用完再恢复适配。
• DisplayMetrics#density可能会被还原，比如界面中有WebView，它的初始化会还原DisplayMetrics#density的值，导致适配失效。解决：重写setOverScrollMode方法，在里面恢复适配。
• 不同宽度的手机看到的内容是一样多的。解决：可以使用sw的方案来解决。

虽然这些缺陷都有解决方案，但总觉得不够完美，于是柯基于2018年12月提出了一种新的解决方案。

2.5 柯基方案

柯基方案原文：Android 屏幕适配终结者 https://blankj.com/2018/12/18/android-adapt-screen-killer/

这个方案解决了今日头条方案的缺陷，同时无侵入性，灵活性高，非常nice。

柯基方案的原理和头条方案差不多，头条基于dp，而柯基基于pt。所以柯基是修改DisplayMetrics#xdpi，而不是DisplayMetrics#density。

核心代码：

//----------------------柯基方案  start -----------------------
//Android 屏幕适配终结者   https://blankj.com/2018/12/18/android-adapt-screen-killer/
fun adaptWidth(resources: Resources, designWidth: Int): Resources {
    val newXdpi = resources.displayMetrics.widthPixels * 72f / designWidth
    applyDisplayMetrics(resources, newXdpi)
    return resources
}

private fun applyDisplayMetrics(resources: Resources, newXdpi: Float) {
    resources.displayMetrics.xdpi = newXdpi
    App.getAppContext().resources.displayMetrics.xdpi = newXdpi
}
//----------------------柯基方案  end -----------------------

今日头条方案：修改density=屏幕宽度/设计图宽度。柯基方案：修改xdpi = 屏幕宽度*72/设计图宽度，为什么要乘以72？因为TypedValue里面算pt的时候除了72。这种方案最后在xml中写pt其实和上面今日头条方案的效果是一样的。

简单举个例子，下面是2个TextView，它们会将屏幕占满，并且每个TextView的宽度是屏幕宽度的一半。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="horizontal">

    <TextView
        android:layout_width="180pt"
        android:layout_height="180pt"
        android:background="@color/colorPrimary"
        android:text="按钮1"
        android:textSize="14pt" />

    <TextView
        android:id="@+id/tv_toast"
        android:layout_width="180pt"
        android:layout_height="180pt"
        android:background="@color/colorAccent"
        android:text="按钮2"
        android:textSize="14pt" />

</LinearLayout>

使用这种方案，屏幕适配基本上就没什么大问题了。demo地址：https://github.com/xfhy/AllInOne/tree/master/app/src/main/java/com/xfhy/allinone/view/adaptation