Android自定义系列——7.Path之基本操作

老马的编程之旅

发布于 2022-06-22 13:10:50

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发布于 2022-06-22 13:10:50

Path常用方法表

为了兼容性(偷懒) 本表格中去除了部分API21(即安卓版本5.0)以上才添加的方法。

作用	相关方法	备注
移动起点	moveTo	移动下一次操作的起点位置
设置终点	setLastPoint	重置当前path中最后一个点位置，如果在绘制之前调用，效果和moveTo相同
连接直线	lineTo	添加上一个点到当前点之间的直线到Path
闭合路径	close	连接第一个点连接到最后一个点，形成一个闭合区域
添加内容	addRect, addRoundRect, addOval, addCircle, addPath, addArc, arcTo	添加(矩形，圆角矩形，椭圆，圆，路径，圆弧) 到当前Path (注意addArc和arcTo的区别)
是否为空	isEmpty	判断Path是否为空
是否为矩形	isRect	用新的路径替换到当前路径所有内容
替换路径	set	判断path是否是一个矩形
偏移路径	offset	对当前路径之前的操作进行偏移(不会影响之后的操作)
贝塞尔曲线	quadTo, cubicTo	分别为二次和三次贝塞尔曲线的方法
rXxx方法	rMoveTo, rLineTo, rQuadTo, rCubicTo	不带r的方法是基于原点的坐标系(偏移量)， rXxx方法是基于当前点坐标系(偏移量)
填充模式	setFillType, getFillType, isInverseFillType, toggleInverseFillType	设置,获取,判断和切换填充模式
提示方法	incReserve	提示Path还有多少个点等待加入(这个方法貌似会让Path优化存储结构)
布尔操作(API19)	op	对两个Path进行布尔运算(即取交集、并集等操作)
计算边界	computeBounds	计算Path的边界
重置路径	reset, rewind	清除Path中的内容

Path详解

在AndroidMainfest文件中application节点下添上 android:hardwareAccelerated=”false”以关闭整个应用的硬件加速。

Path作用在前面我们讲解的所有绘制都是简单图形(如矩形圆圆弧等)，而对于那些复杂一点的图形则没法去绘制(如绘制一个心形正多边形五角星等)，而使用Path不仅能够绘制简单图形，也可以绘制这些比较复杂的图形。另外，根据路径绘制文本和剪裁画布都会用到Path。

Path含义 Path封装了由直线和曲线(二次，三次贝塞尔曲线)构成的几何路径。你能用Canvas中的drawPath来把这条路径画出来(同样支持Paint的不同绘制模式)，也可以用于剪裁画布和根据路径绘制文字。我们有时会用Path来描述一个图像的轮廓，所以也会称为轮廓线(轮廓线仅是Path的一种使用方法，两者并不等价)

Path使用方法详解第1组: moveTo、 setLastPoint、 lineTo 和 close 创建画笔：

Paint mPaint = new Paint();             // 创建画笔
mPaint.setColor(Color.BLACK);           // 画笔颜色 - 黑色
mPaint.setStyle(Paint.Style.STROKE);    // 填充模式 - 描边
mPaint.setStrokeWidth(10);              // 边框宽度 - 10

lineTo：方法预览：

public void lineTo (float x, float y)

lineTo指从某个点到参数坐标点之间连一条线，某个点就是上次操作结束的点，如果没有进行过操作则默认点为坐标原点。

canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);  // 移动坐标系到屏幕中心(宽高数据在onSizeChanged中获取)

Path path = new Path();                     // 创建Path

path.lineTo(200, 200);                      // lineTo
path.lineTo(200,0);

canvas.drawPath(path, mPaint);              // 绘制Path

setLastPoint是重置上一次操作的最后一个点，在执行完第一次的lineTo的时候，最后一个点是A(200,200),而setLastPoint更改最后一个点为C(200,100),所以在实际执行的时候，第一次的lineTo就不是从原点O到A(200,200)的连线了，而变成了从原点O到C(200,100)之间的连线了。

在执行完第一次lineTo和setLastPoint后，最后一个点的位置是C(200,100),所以在第二次调用lineTo的时候就是C(200,100) 到 B(200,0) 之间的连线(用蓝色圈2标注)。

close 方法预览：

public void close ()

close方法用于连接当前最后一个点和最初的一个点(如果两个点不重合的话)，最终形成一个封闭的图形。

canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);  // 移动坐标系到屏幕中心

Path path = new Path();                     // 创建Path

path.lineTo(200, 200);                      // lineTo

path.lineTo(200,0);                         // lineTo

path.close();                               // close

canvas.drawPath(path, mPaint);              // 绘制Path

很明显，两个lineTo分别代表第1和第2条线，而close在此处的作用就算连接了B(200,0)点和原点O之间的第3条线，使之形成一个封闭的图形。

注意：close的作用是封闭路径，与连接当前最后一个点和第一个点并不等价。如果连接了最后一个点和第一个点仍然无法形成封闭图形，则close什么也不做。

第2组: addXxx与arcTo 这次内容主要是在Path中添加基本图形，重点区分addArc与arcTo。第一类(基本形状) 方法预览：

// 第一类(基本形状)

// 圆形
public void addCircle (float x, float y, float radius, Path.Direction dir)
// 椭圆
public void addOval (RectF oval, Path.Direction dir)
// 矩形
public void addRect (float left, float top, float right, float bottom, Path.Direction dir)
public void addRect (RectF rect, Path.Direction dir)
// 圆角矩形
public void addRoundRect (RectF rect, float[] radii, Path.Direction dir)
public void addRoundRect (RectF rect, float rx, float ry, Path.Direction dir)

这一类就是在path中添加一个基本形状，基本形状部分和前面所讲的绘制基本形状并无太大差别。

Direction的意思是方向，趋势。点进去看一下会发现Direction是一个枚举(Enum)类型，里面只有两个枚举常量，如下：

类型	解释	翻译
CW	clockwise	顺时针
CCW	counter-clockwise	逆时针

顺时针和逆时针的作用如下：

序号	作用
1	在添加图形时确定闭合顺序(各个点的记录顺序)
2	对图形的渲染结果有影响(是判断图形渲染的重要条件)

先研究确定闭合顺序的问题：

canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);  // 移动坐标系到屏幕中心

Path path = new Path();

path.addRect(-200,-200,200,200, Path.Direction.CW);

canvas.drawPath(path,mPaint);

将上面代码的CW改为CCW再运行一次。接下来就是见证奇迹的时刻，会发现两次运行结果一模一样。

当我们在CCW上使用setLastPoint(重置当前最后一个点的位置)，就发生了变化

canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);  // 移动坐标系到屏幕中心

Path path = new Path();

path.addRect(-200,-200,200,200, Path.Direction.CW);

path.setLastPoint(-300,300);                // <-- 重置最后一个点的位置

canvas.drawPath(path,mPaint);

绘制一个矩形(仅绘制边线)，然后使用moveTo到第一个点，之后依次lineTo就行了。可是为什么要这么做呢？确定一个矩形最少需要两个点(对角线的两个点)，根据这两个点的坐标直接算出四条边然后画出来不就行了，干嘛还要先计算出四个点坐标，之后再连直线呢？

这个就要涉及一些path的存储问题了，Path是封装了由直线和曲线(二次，三次贝塞尔曲线)构成的几何路径。对于直线的存储最简单的就是记录坐标点，然后直接连接各个点就行了。虽然记录矩形只需要两个点，但是如果只用两个点来记录一个矩形的话，就要额外增加一个标志位来记录这是一个矩形，显然对于存储和解析都是很不划算的事情，将矩形转换为直线，为的就是存储记录方便。

所以，顺时针和逆时针到底有什么用？图形在实际记录中就是记录各个的点，对于一个图形来说肯定有多个点，既然有这么多的点，肯定就需要一个先后顺序，这里顺时针和逆时针就是用来确定记录这些点的顺序的。

对于上面这个矩形来说，我们采用的是顺时针(CW)，所以记录的点的顺序就是 A -> B -> C -> D. 最后一个点就是D，我们这里使用setLastPoint改变最后一个点的位置实际上是改变了D的位置。

设想如果我们将顺时针改为逆时针(CCW)，则记录点的顺序应该就是 A -> D -> C -> B, 再使用setLastPoint则改变的是B的位置

canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);  // 移动坐标系到屏幕中心

Path path = new Path();

path.addRect(-200,-200,200,200, Path.Direction.CCW);

path.setLastPoint(-300,300);                // <-- 重置最后一个点的位置

canvas.drawPath(path,mPaint);

我们用两个点的坐标确定了一个矩形，矩形起始点(A)就是我们指定的第一个点的坐标。交换坐标点的顺序可能就会影响到某些绘制内容，参数中点的顺序很重要。

第二类(Path)

public void addPath (Path src)
public void addPath (Path src, float dx, float dy)
public void addPath (Path src, Matrix matrix)

这个相对比较简单，也很容易理解，就是将两个Path合并成为一个。第三个方法是将src添加到当前path之前先使用Matrix进行变换。第二个方法比第一个方法多出来的两个参数是将src进行了位移之后再添加进当前path中。

canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);  // 移动坐标系到屏幕中心
canvas.scale(1,-1);                         // <-- 注意 翻转y坐标轴

Path path = new Path();
Path src = new Path();

path.addRect(-200,-200,200,200, Path.Direction.CW);
src.addCircle(0,0,100, Path.Direction.CW);

path.addPath(src,0,200);

mPaint.setColor(Color.BLACK);           // 绘制合并后的路径
canvas.drawPath(path,mPaint);

首先我们新建地方两个Path(矩形和圆形)中心都是坐标原点，我们在将包含圆形的path添加到包含矩形的path之前将其进行移动了一段距离，最终绘制出来的效果就如上面所示。

第三类(addArc与arcTo)

// 第三类(addArc与arcTo)

// addArc
public void addArc (RectF oval, float startAngle, float sweepAngle)
// arcTo
public void arcTo (RectF oval, float startAngle, float sweepAngle)
public void arcTo (RectF oval, float startAngle, float sweepAngle, boolean forceMoveTo)

参数	摘要
oval	圆弧的外切矩形
startAngle	开始角度
sweepAngle	扫过角度(-360 <= sweepAngle <360)
forceMoveTo	是否强制使用MoveTo

sweepAngle取值范围是 [-360, 360)，不包括360，当 >= 360 或者 < -360 时将不会绘制任何内容，对于360，你可以用一个接近的值替代，例如: 359.99。

这两个方法都是添加一个圆弧到path中，区别是：

名称	作用	区别
addArc	添加一个圆弧到path	直接添加一个圆弧到path中
arcTo	添加一个圆弧到path	添加一个圆弧到path，如果圆弧的起点和上次最后一个坐标点不相同，就连接两个点

可以看到addArc有1个方法(实际上是两个的，但另一个重载方法是API21添加的), 而arcTo有2个方法，其中一个最后多了一个布尔类型的变量forceMoveTo。

forceMoveTo是什么作用呢？

forceMoveTo	含义	等价方法
true	将最后一个点移动到圆弧起点，即不连接最后一个点与圆弧起点	public void addArc (RectF oval, float startAngle, float sweepAngle)
false	不移动，而是连接最后一个点与圆弧起点	public void arcTo (RectF oval, float startAngle, float sweepAngle)

示例(addArc)：

canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);  // 移动坐标系到屏幕中心
canvas.scale(1,-1);                         // <-- 注意 翻转y坐标轴

Path path = new Path();
path.lineTo(100,100);

RectF oval = new RectF(0,0,300,300);

path.addArc(oval,0,270);
// path.arcTo(oval,0,270,true);             // <-- 和上面一句作用等价

canvas.drawPath(path,mPaint);

示例(arcTo)：

canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);  // 移动坐标系到屏幕中心
canvas.scale(1,-1);                         // <-- 注意 翻转y坐标轴

Path path = new Path();
path.lineTo(100,100);

RectF oval = new RectF(0,0,300,300);

path.arcTo(oval,0,270);
// path.arcTo(oval,0,270,false);             // <-- 和上面一句作用等价

canvas.drawPath(path,mPaint);

从上面两张运行效果图可以清晰的看出来两者的区别。第3组：isEmpty、 isRect、isConvex、 set 和 offset isEmpty

public boolean isEmpty ()

判断path中是否包含内容。

Path path = new Path();
Log.e("1",path.isEmpty()+"");

path.lineTo(100,100);
Log.e("2",path.isEmpty()+"");

log输出结果:

E/1: true
E/2: false

isRect

public boolean isRect (RectF rect)

判断path是否是一个矩形，如果是一个矩形的话，会将矩形的信息存放进参数rect中。

path.lineTo(0,400);
path.lineTo(400,400);
path.lineTo(400,0);
path.lineTo(0,0);

RectF rect = new RectF();
boolean b = path.isRect(rect);
Log.e("Rect","isRect:"+b+"| left:"+rect.left+"| top:"+rect.top+"| right:"+rect.right+"| bottom:"+rect.bottom);

log 输出结果:

E/Rect: isRect:true| left:0.0| top:0.0| right:400.0| bottom:400.0

set

public void set (Path src)

将新的path赋值到现有path。

canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);  // 移动坐标系到屏幕中心
canvas.scale(1,-1);                         // <-- 注意 翻转y坐标轴

Path path = new Path();                     // path添加一个矩形
path.addRect(-200,-200,200,200, Path.Direction.CW);

Path src = new Path();                      // src添加一个圆
src.addCircle(0,0,100, Path.Direction.CW);

path.set(src);                              // 大致相当于 path = src;

canvas.drawPath(path,mPaint);

offset

public void offset (float dx, float dy)
public void offset (float dx, float dy, Path dst)

就是对path进行一段平移，它和Canvas中的translate作用很像，但Canvas作用于整个画布，而path的offset只作用于当前path。第二个方法中最后的参数dst是存储平移后的path的。

dst状态	效果
dst不为空	将当前path平移后的状态存入dst中，不会影响当前path
dst为空(null)	平移将作用于当前path，相当于第一种方法

canvas.translate(mWidth / 2, mHeight / 2);  // 移动坐标系到屏幕中心
canvas.scale(1,-1);                         // <-- 注意 翻转y坐标轴

Path path = new Path();                     // path中添加一个圆形(圆心在坐标原点)
path.addCircle(0,0,100, Path.Direction.CW);

Path dst = new Path();                      // dst中添加一个矩形
dst.addRect(-200,-200,200,200, Path.Direction.CW);

path.offset(300,0,dst);                     // 平移

canvas.drawPath(path,mPaint);               // 绘制path

mPaint.setColor(Color.BLUE);                // 更改画笔颜色

canvas.drawPath(dst,mPaint);                // 绘制dst