本文要介紹的是一個參照手機支付寶app里面記賬本功能里的“餅狀圖”實現的控件。通常app中可能的數據展示控件有柱狀圖，折線圖，餅狀圖等，如果需要一個包含多種View控件的庫，那么 MPAndroidChart 是不錯的選擇，如果只是需要一個簡單的獨立的餅狀圖控件，希望PieGraphView滿足你的要求。
控件介紹
效果圖如下：
目前實現的餅狀圖的效果如下所示，和支付寶app記賬本中的功能基本一樣：
控件功能：
- 展示的數據
可以展示多組數據（ItemGroup），每次展示一組數據，一組數據對應形成一個圓環。一組數據由多個Item組成，對應圓環中的扇形。
public static class ItemGroup {
public String id;
public Item[] items;
}
public static class Item {
public double value;
public int color;
public String id;
}圓環
一個ItemGroup最終顯示為一個圓環。它的中的items是包含的數據項。這些數據項根據其value占總數據的比例對應不同的扇形角度。ItemGroup的所有Item依次繪制，形成360°。起始角度和旋轉
所有角度值是X正軸開始順時針增加。圓環有一個開始角度使用字段mStartAngle表示，所有扇形的繪制是從mStartAngle開始的，它是0-360度的數值，例如可以設置為90讓繪制從正下方開始等。圓環可以旋轉，旋轉是針對mStartAngle而言的。選中并高亮Item
點擊可以選擇一個扇形，選中的扇形作為“當前項”，使用字段int mCurrentItem記錄它的索引。選擇一個扇形后，它會旋轉其中間角度到mStartAngle的角度，然后對應扇形執行“grow”動畫進行高亮突出。切換ItemGroup
點擊圓環內部可以切換顯示不同的ItemGroup。切換會有一個動畫，先是順時針從mStartAngle繪制整個圓環。之后在自動選中最后一個Item。
實現過程
圓環的基本繪制
圓環的繪制實際就是通過先后繪制兩個半徑不同的圓實現，圓就是360度的扇形，canvas.drawArc提供了這個功能：
public void drawArc(@NonNull RectF oval, float startAngle, float sweepAngle, boolean useCenter,
@NonNull Paint paint)需要先繪制有顏色的外圓對應的各個扇形，之后再“覆蓋”繪制內圓對應的各個扇形。
繪制圓環的時候需要考慮開始角度mStartAngle和當前的旋轉mRotation。這里設計了一個方法drawPieFromEnd用來在(start, end)的角度范圍內繪制“被顯示”的那些扇形。這里的角度是扇形數組的形成的0-360的連續角度范圍。
為了繪制的簡單，方法選擇從最后一個扇形開始繪制，相當于從end繪制到start，這樣的好處是不用去計算實際上start對應的是哪個扇形了，而根據傳遞的角度范圍，當下一個繪制的扇形的起始角度大于start時，結束繪制：
/**
* 從尾部開始繪制圓環，只繪制endAngle到startAngle之間的，不一定繪制所有圓環。
*
* @param canvas
* @param startAngle
* @param endAngle
*/
private void drawPieFromEnd(Canvas canvas, float startAngle, float endAngle) {
if (angles == null) return;
for (int i = angles.length - 1; i >= 0; i--) {
float itemAngle = angles[i] + 0.5f;
float sweepStart = endAngle - itemAngle;
mPaintOuter.setColor(colors[i]);
float radius = mSmallOval.width() / 2f + mRingWidth / 2f;
if (sweepStart >= startAngle) {
canvas.drawArc(mBigOval, sweepStart, itemAngle, true, mPaintOuter);
int middleAngle = (int) (sweepStart + itemAngle / 2);
calcAngleMiddleInRing(middleAngle, radius, mItemCenter);
drawItemCenterIcon(canvas, middleAngle, colors[i], mItemCenter);
} else {
itemAngle = endAngle - startAngle;
int middleAngle = (int) (startAngle + itemAngle / 2);
canvas.drawArc(mBigOval, startAngle, itemAngle, true, mPaintOuter);
calcAngleMiddleInRing(middleAngle, radius, mItemCenter);
drawItemCenterIcon(canvas, middleAngle , colors[i], mItemCenter);
break;
}
endAngle -= itemAngle;
}
}動畫
當前控件交互過程中總共有三個動畫：
- showOut
每個ItemGroup顯示時執行切換動畫。 - rotate
旋轉動畫，被選中的Item會旋轉其中心角度到mStartAngle。 - grow
被選中的扇形旋轉結束后，或者再次點擊當前已選扇形，就對它執行一次grow動畫，使得扇形高亮突出。
所有動畫通過Animation實現，這里只是使用Animation完成動畫時間和進度的控制。
重寫applyTransformation方法來記錄當前動畫的進度progress，然后invalidate通知onDraw的執行。
開始動畫執行時將當前動畫模式字段int mAnimMode設置為不同的ANIM_MODE_xxx常量，然后onDraw中會根據當前的mAnimMode值，選擇對應動畫的繪制方法去執行。
代碼結構如下：
public class PieGraphView extends View {
private static final int ANIM_MODE_NONE = 0;
private static final int ANIM_MODE_ROTATE = 1;
...
private void initAnims() {
mAnimRotate = new Animation() {
@Override
protected void applyTransformation(float interpolatedTime, Transformation t) {
mRotateAnimProgress = interpolatedTime;
// 旋轉操作可以通過改變開始繪制的角度，也可以旋轉整個View
// 設置旋轉角度后會使得可點擊區域不再是沿著水平/豎直方向的正方形，所以不采用
invalidate();
if (interpolatedTime >= 1.0f) {
cancel();
// mAnimMode = ANIM_MODE_NONE;
setRotation(mRotation + mRotateDelta);
mRotateDelta = 0;
post(new Runnable() {
@Override
public void run() {
growItem(mCurrentItem);
}
});
}
}
};
...
}
...
@Override
protected void onDraw(Canvas canvas) {
switch (mAnimMode) {
case ANIM_MODE_ROTATE:
drawRotatedPie(canvas);
canvas.drawArc(mSmallOval, 0, 360, true, mPaintInner);
break;
case ANIM_MODE_SHOW_OUT:
...
}
private void runAnimRotate() {
mAnimMode = ANIM_MODE_ROTATE;
clearAnimation();
mAnimRotate.cancel();
startAnimation(mAnimRotate);
}
}initAnims()方法中對動畫進行初始化。執行runAnimRotate()來開啟動畫。onDraw方法中根據動畫模式選擇執行不同的繪制方法。
三個動畫都是這樣的設計思路。
旋轉
mStartAngle和mRotation兩個字段的值決定了繪制圓環的起始角度。這里旋轉的方式不能是執行View.setRotation()方法，因為會旋轉整個View的區域——View的坐標跟著旋轉！！！使得之后點擊事件的處理會比較麻煩。
旋轉每次只需要計算“要旋轉到的目標角度”和“當前已旋轉的角度”的差值int mRotateDelta，然后執行旋轉動畫，不斷修改mRotation值執行onDraw即可：
/**
* 讓整個圓旋轉到targetDegree的角度，旋轉是相對mStartAngle開始繪制的圓而言
*
* @param targetDegree 應該介于0-360，是從第一個扇形片段作為0度算出來的角度，不是從X正軸開始的角度
* @param smartRotate 是否抄近路旋轉？
*/
private void rotateToDegree(float targetDegree, boolean smartRotate) {
// 使得 targetDegree 介于0-360
targetDegree = (targetDegree + 360) % 360;
int targetRotate = (int) -targetDegree;
mRotateDelta = targetRotate - mRotation;
mRotateDelta = mRotateDelta % 360;
if (smartRotate) {
// 將旋轉控制在180度內
if (mRotateDelta > 180) {
mRotateDelta = mRotateDelta - 360;
} else if (mRotateDelta < -180) {
mRotateDelta = 360 + mRotateDelta;
}
}
runAnimRotate();
}上面旋轉角度控制在(-360, 360)，和扇形相關的角度控制在（0, 360）。
突出顯示扇形
選擇的扇形記錄其對應Item的索引int mCurrentItem，只有在沒有任何動畫執行時，或者是正在執行grow動畫時才會對當前選擇的扇形進行突出顯示。
繪制的思路是改變要突出的扇形角度對應的扇形的外圓、內圓的區域大小（drawArc中的oval參數），也就是修改drawArc方法需要的橢圓的矩形區域：
private void drawGrownPie(Canvas canvas) {
if (angles == null) return;
final float rotatedStart = this.mStartAngle + mRotation;
float rotatedEnd = rotatedStart + 360f;
float currentItemStart = 0f, currentItemSweep = 360f;
for (int i = angles.length - 1; i >= 0; i--) {
float itemAngle = angles[i] + 0.5f;
float sweepStart = rotatedEnd - itemAngle;
float sweep = itemAngle;
mPaintOuter.setColor(colors[i]);
RectF oval = mBigOval;
if (sweepStart < rotatedStart) {
sweepStart = rotatedStart;
sweep = rotatedEnd - rotatedStart;
}
if (mGrownItem == i) {
sweepStart += mGrownPieGap;
sweep -= 2 * mGrownPieGap;
float padding = mGrownWidth * (1f - mGrowProgress);
mGrownOval.set(mCanvasRect);
mGrownOval.inset(padding, padding);
oval = mGrownOval;
currentItemStart = sweepStart;
currentItemSweep = sweep;
}
// 繪制扇形圓環
canvas.drawArc(oval, sweepStart, sweep, true, mPaintOuter);
// 繪制圓環上扇形的中心“點”
int middleAngle = (int) (sweepStart + sweep / 2);
float radius = (mSmallOval.width() + mRingWidth) / 2f;
if (mGrownItem == i && mGrowMode == GROW_MODE_MOVE_OUT) {
radius += mGrowProgress * mGrownWidth;
}
calcAngleMiddleInRing(middleAngle, radius, mItemCenter);
drawItemCenterIcon(canvas, middleAngle, colors[i], mItemCenter);
if (sweepStart < rotatedStart) break;
rotatedEnd -= itemAngle;
}
// 繪制內圓，分當前扇形和非當前扇形兩部分
mGrownOval.set(mSmallOval);
float grownRadius = mGrownWidth * mGrowProgress;
float otherStart = currentItemStart + currentItemSweep;
float otherSweep = 360f - currentItemSweep;
if (mGrowMode == GROW_MODE_MOVE_OUT) {
// 小圓轉一圈，消掉可能的縫隙
otherStart = 0f;
otherSweep = 360f;
mGrownOval.inset(-grownRadius, -grownRadius);
} else if (mGrowMode == GROW_MODE_BOLD) {
mGrownOval.inset(grownRadius, grownRadius);
// 小圓轉一圈，消掉可能的縫隙
currentItemStart = 0f;
currentItemSweep = 360f;
}
canvas.drawArc(mGrownOval, currentItemStart, currentItemSweep, true, mPaintInner);
canvas.drawArc(mSmallOval, otherStart, otherSweep, true, mPaintInner);
}上面繪制的順序是：
- 繪制所有扇形的外圓扇形，當前項的半徑會不同。
- 繪制對應當前扇形角度的內圓的扇形。
- 繪制除去當前扇形角度的其余角度的內圓的扇形。
grow動畫又分為加粗（GROW_MODE_BOLD）和向外移動（GROW_MODE_MOVE_OUT）兩個動畫，不同動畫時內圓扇形的半徑不同，上面因為float值得原因扇形可能會有縫隙，為了消除這個縫隙，最終在繪制的時候會讓“當前扇形的繪制”或者“剩余圓環部分”的繪制直接是繪制360度，因為最終的扇形的確存在包含關系。
點擊事件
重寫onTouchEvent方法，根據ACTION_DOWN時的(x, y)來確定點擊區域是發生在圓環內部、圓環上、還是圓環外。之后會執行不同的處理。
@Override
public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
if (event.getAction() == MotionEvent.ACTION_DOWN && mAnimMode == ANIM_MODE_NONE) {
int item = calcClickItem(event.getX(), event.getY());
if (item >= 0 && item < angles.length) {
setCurrentItem(item, true);
}
return true;
}
return super.onTouchEvent(event);
}只有在動畫未執行時處理點擊事件。這里只是簡單的監聽手指按下的動作，如果為了“更自然”的監聽，可以在ACTION_UP中根據前后的坐標變動來選擇是否判定為對餅狀圖的有效點擊。也可以結合OnClickListener處理“click”事件。總之，關鍵是獲得點擊的(x, y)坐標。
方法calcClickItem完成了點擊事件的不同處理：如果點擊發生在內圓就切換顯示的ItemGroup，點擊發生在圓環外不處理。點擊圓環上某個扇形后，就設置扇形對應的Item為“當前項”，對應扇形會被旋轉到mStartAngle的位置，旋轉后執行grow動畫進行突出顯示。
private int calcClickItem(float x, float y) {
if (angles == null) return -1;
final float outerRadius = mBigOval.width() / 2;
final float innerRadius = mSmallOval.width() / 2;
float centerX = mBigOval.centerX();
float centerY = mBigOval.centerY();
double clickRadius = Math.sqrt((x - centerX) * (x - centerX) + (y - centerY) * (y - centerY));
if (clickRadius < innerRadius) {
// 點擊發生在小圓內部，也就是點擊到標題區域
onTitleRegionClicked();
return -1;
} else if (clickRadius > outerRadius) {
// 點擊發生在大圓環外
return -2;
}
// 計算點擊的坐標(x, y)和圓中心點形成的角度，角度從0-360，順時針增加
int clickedDegree = GeomTool.calcAngle(x, y, centerX, centerY);
// 計算出來的clickedDegree是整個View原始的，被點擊item需要考慮startAngle。
int startAngle = mStartAngle + mRotation;
int angleStart = startAngle;
for (int i = 0; i < angles.length; i++) {
int itemStart = (angleStart + 360) % 360;
float end = itemStart + angles[i];
if (end >= 360f) {
if (clickedDegree >= itemStart && clickedDegree < 360) return i;
if (clickedDegree >= 0 && clickedDegree < (end - 360)) return i;
} else {
if (clickedDegree >= itemStart && clickedDegree < end) {
return i;
}
}
angleStart += angles[i];
}
return -3;
}計算點擊的角度
根據點擊的坐標(x, y)和圓心(centerX, centerY)可以計算出點擊的點相對圓心的角度。下面方法calcAngle完成此任務。
代碼如下：
/**
* 計算坐標(x1, y1)和(x2, y2)形成的角度，角度從0-360，順時針增加
* （x軸向右，y軸向下）
*/
public static int calcAngle(float x1, float y1, float x2, float y2) {
double resultDegree = 0;
double vectorX = x1 - x2; // 點到圓心的X軸向量，X軸向右，向量為(0, vectorX)
double vectorY = y2 - y1; // 點到圓心的Y軸向量，Y軸向上，向量為(0, vectorY)
// 點落在X,Y軸的情況這里就排除
if (vectorX == 0) {
// 點擊的點在Y軸上，Y不會為0的
if (vectorY > 0) {
resultDegree = 90;
} else {
resultDegree = 270;
}
} else if (vectorY == 0) {
// 點擊的點在X軸上，X不會為0的
if (vectorX > 0) {
resultDegree = 0;
} else {
resultDegree = 180;
}
} else {
// 根據形成的正切值算角度
double tanXY = vectorY / vectorX;
double arc = Math.atan(tanXY);
// degree是正數，相當于正切在四個象限的角度的絕對值
double degree = Math.abs(arc / Math.PI * 180);
// 將degree換算為對應x正軸開始的0-360的角度
if (vectorY < 0 && vectorX > 0) {
// 右下 0-90
resultDegree = degree;
} else if (vectorY < 0 && vectorX < 0) {
// 左下 90-180
resultDegree = 180 - degree;
} else if (vectorY > 0 && vectorX < 0) {
// 左上 180-270
resultDegree = 180 + degree;
} else {
// 右上 270-360
resultDegree = 360 - degree;
}
}
return (int) resultDegree;
}上面的方法calcClickItem根據此角度，結合當前圓環的mStartAngle、mRotation就可以確定點擊落在的扇形區域了。
計算扇形中心
繪制扇形過程中，可以得到扇形的中間角度middleAngle，而中心的半徑就是圓環外半徑減去一半圓環寬度，使用GeomTool.calcCirclePoint工具方法，可以根據“圓心、半徑、角度”計算出扇形中心點的坐標。
代碼如下：
/**
* 計算指定角度、圓心、半徑時，對應圓周上的點。
* @param angle 角度，0-360度，X正軸開始，順時針增加。
* @param radius 圓的半徑
* @param cx 圓心X
* @param cy 圓心Y
* @param resultOut 計算的結果(x, y) ，方便對象的重用。
* @return resultOut, or new Point if resultOut is null.
*/
public static Point calcCirclePoint(int angle, float radius, float cx, float cy, Point resultOut) {
if (resultOut == null) resultOut = new Point();
// 將angle控制在0-360，注意這里的angle是從X正軸順時針增加。而sin,cos等的計算是X正軸開始逆時針增加
angle = clampAngle(angle);
double radians = angle / 180f * Math.PI;
double sin = Math.sin(radians);
double cos = Math.cos(radians);
double dy = radius * sin;
double dx = radius * cos;
double x = cx + dx;
double y = cy + dy;
resultOut.set((int) x, (int) y);
return resultOut;
}使用
目前沒有添加任何attribute，方便單一類文件的閱讀。
在布局文件中可以聲明PieGraphView對象，然后Activity中可以對它設置數據，設置圓環寬度等。主要有下面幾個方法：
public void setData(ItemGroup[] groups)
設置要顯示的數據。public void setRingWidthFactor(float factor)
設置圓環寬度public void setGrowWidthFactor(float factor)
設置圓環上某個Item可以grow的額外半徑。
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