Android - TabLayout设计思路与实现思路

UI设计思路

https://material.io/design/components/tabs.html#

解剖图：https://material.io/design/components/tabs.html#anatomy

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行为：https://material.io/design/components/tabs.html#behavior
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如何放置：https://material.io/design/components/tabs.html#placement

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固定的选项卡：https://material.io/design/components/tabs.html#fixed-tabs

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滚动的选项卡：https://material.io/design/components/tabs.html#scrollable-tabs

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选项卡的状态：https://material.io/design/components/tabs.html#states

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主题：https://material.io/design/components/tabs.html#theming

规格与标注：https://material.io/design/components/tabs.html#spec

该篇文档中详细介绍了TabLayout的设计原则、使用指导、规格参数等信息。

代码实现思路

根据解剖图中，可以明确的知道分为Container和Tab Item，而该容器为了可以滚动并结合HorizontalScrollView的使用原则，从而将整个TabLayout分离设计为三个部分：
1. TabLayout作为一个HorizontalScrollView。
2. SlidingTabStrip作为TabLayout的管理容器、作为Tab Item的父容器。
3. Tab Item承载具体的选项卡内容。

A HorizontalScrollView is a FrameLayout, meaning you should place one child in it containing the entire contents to scroll; this child may itself be a layout manager with a complex hierarchy of objects.

在具体分析细节前，要先对整体有个更高、更好的把握，站在全局下看细节往往更有领悟，分别看下TabLayout与SlidingTabStrip以及TabView都具有什么方法，帮助我们进一步辨别他们的职责与关系。

TabLayout :

方法名	作用
TabLayout()	解析参数，构造View
add (FromItemView/TabView/View/ViewInternal/Listener)	添加View、Listener等逻辑
animateToTab / ensureScrollAnimator	动画逻辑
applyModeAndGravity	属性生效逻辑
calculateScrollXForTab	计算逻辑
configureTab	配置逻辑
create ColorStateList/LayoutParamsForTabs/TabView or newTab	创建 View 等逻辑
dispatchTab (Reselected/Selected/Unselected)	事件分发逻辑
get DefaultHeight/ScrollPosition/SelectedTabPosition	数据读取逻辑
getTab At/Count/Gravity/MaxWidth/MinWidth/Mode/ScrollRange/TextColors	数据读取逻辑
onMeasure	测量逻辑
populateFromPagerAdapter	状态重置逻辑
remove All/Tab/ /At/ViewAt	移除 View 等逻辑
selectTab	Tab选择逻辑
setPagerAdapter	建立关联的逻辑
setScroll (AnimatorListener/Position)	滚动、监听逻辑
setSelectedTab View/Indicator Color/Height	设置属性逻辑
setTab Gravity/Mode/sFromPagerAdapte/TextColors	设置属性逻辑
setupWithViewPager	建立关联逻辑
update AllTabs/TabViewLayoutParams/TabViews	更新逻辑

可以看出TabLayout中大部分方法都是动词开头的，虽然UI设计原则中TabLayout仅仅起承载作用，但是在代码实现原则中，几乎所有的 - 初始化、测量、设置、获取、更新、重置、动画等等主要操作都是在该类中完成的。

SlidingTabStrip:

方法	描述
SlidingTabStrip	构造
animateIndicatorToPosition	执行指示器动画，将指示器移动到指定位置
draw / onLayout	绘制和布局指示器
updateIndicatorPosition	根据位置和偏移更新指示器位置
onMeasure	根据模式和重心设置TabView的布局参数
set/get IndicatorPosition/IndicatorPositionFromTabPosition/SelectedIndicatorColor/SelectedIndicatorHeight	参数设置和获取

可以看出SlidingTabStrip作为UI容器，容纳TabView，根据模式与重心设置TabView的布局参数，根据偏移量与位置绘制指示器。

TabView：

方法	描述
TabView
onMeasure	根据maxWidth来测量自身，根据icon与text来调整View宽度
performClick
reset	重置状态
setSelected	设置状态
setTab
update	UI数据更新

可以看出TabView作为具体数据的UI容器，用于显示文本和图片，在测量自身宽度的同时，也依据一些参数来调整整个View的显示状态与内容。

根据UI解剖图中，我们一次简要介绍了TabLayout和SlidingTabStrip以及TabView这三个类，并根据它们内部封装的类，猜测了它们所起的作用。

他们各自的职责如下：
1. TabLayout负责总揽整体逻辑，包括参数解析、与Adapter和ViewPager的关联、透传数据、操作动画等。
2. SlingTabStrip负责容纳TabView与绘制指示器。

虽然上面整体逻辑已经连贯，但是缺少了横跨三者数据承载类，在TabLayout的具体实现中，使用了Tab类来作为了横跨三者的数据承载类。

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具体实现分析

下面已如下角度来分析下TabLayout的源码：
1. 外部参数的解析与使用
2. TabLayout的测量、SlidingTabStrip的测量、TabView的测量
3. 指示器的移动与绘制
4. 一些其他小技巧

外部参数的解析与使用

属性	内部变量	描述
TabLayout_tabBackground	mTabBackgroundResId
TabLayout_tabContentStart	mContentInsetStart
TabLayout_tabGravity	mTabGravity ( GRAVITY_FILL GRAVITY_FILL)
TabLayout_tabIndicatorColor
TabLayout_tabIndicatorHeight
TabLayout_tabMaxWidth	TabLayout_tabMaxWidth
TabLayout_tabMinWidth	mRequestedTabMinWidth
TabLayout_tabMode	mMode （MODE_FIXED MODE_SCROLLABLE）
TabLayout_tabPadding	mTabPaddingStart
TabLayout_tabPaddingBottom	mTabPaddingBottom
TabLayout_tabPaddingEnd	mTabPaddingEnd
TabLayout_tabPaddingStart	mTabPaddingStart
TabLayout_tabPaddingTop	mTabPaddingTop
TabLayout_tabSelectedTextColor	mTabTextColors
TabLayout_tabTextAppearance	mTabTextAppearance
TabLayout_tabTextColor	mTabTextColors

这些参数中较为重要的是TabLayout_tabMode和TabLayout_tabGravity，它们的改变会带来UI样式与交互的改变，而且mode的默认模式MODE_FIXED，gravity的默认模式是GRAVITY_FILL。

获取参数后是使用applyModeAndGravity()方法来设置参数，其内部使用了ViewCompat来协助设置View的padding(ViewCompat是自定义View时兼容的好帮手)

ViewCompat.setPaddingRelative(view, 0, 0, 0, 0);

根据mode来确定SlidingTabStrip的gravity值是Gravity.CENTER_HORIZONTAL还是 GravityCompat.START。并在后续updateTabViews中更新TabView时根据mode和gravity来更改TabView的布局参数，这样就带来了TabLayoutUI与交互行为的不同。

private void updateTabViewLayoutParams(LinearLayout.LayoutParams lp) {
     if (mMode == MODE_FIXED && mTabGravity == GRAVITY_FILL) {
         lp.width = 0;
         lp.weight = 1;
     } else {
         lp.width = LinearLayout.LayoutParams.WRAP_CONTENT;
         lp.weight = 0;
     }
 }

`TabLayout`、`SlidingTabStrip`、`TabView`的测量过程

一个View的测量主要是根据父布局和自身的其他因素来确定自身宽高，或者去确定子View的宽高。

TabLayout

而对于TabLayout的宽高，根据UI的设计可以知道它是有个默认高度的(48或72，由getDefaultHeight()获得)，onMeasure()中主要就是使用这个默认高度来作为自身的测量结果。

当然，还顺便确定了当存在多个Tab时，Tab的最大宽度。此外，通过re measure这个过程，让SlidingTabStrip宽度撑满整个TabLayout，也使用getChildMeasureSpec()方法根据TabLayout和高度和SlidingTabStrip的高度参数来确定SlidingTabStrip的高度。

if (remeasure) {
// Re-measure the child with a widthSpec set to be exactly our measure width
    int childHeightMeasureSpec = getChildMeasureSpec(heightMeasureSpec, getPaddingTop()
            + getPaddingBottom(), child.getLayoutParams().height);
    int childWidthMeasureSpec = MeasureSpec.makeMeasureSpec(
            getMeasuredWidth(), MeasureSpec.EXACTLY);
    child.measure(childWidthMeasureSpec, childHeightMeasureSpec);
}

SlidingTabStrip

对于SlidingTabStrip的宽高已经由TabLayout的onMeasure()来确定了，自身的onMeasure()主要是在MODE_FIXED和GRAVITY_CENTER的情况下，重新设置子孩子的宽度。

boolean remeasure = false;

if (largestTabWidth * count <= getMeasuredWidth() - gutter * 2) {
     // If the tabs fit within our width minus gutters, we will set all tabs to have
     // the same width
     for (int i = 0; i < count; i++) {
         final LinearLayout.LayoutParams lp =
                 (LayoutParams) getChildAt(i).getLayoutParams();
         if (lp.width != largestTabWidth || lp.weight != 0) {
             lp.width = largestTabWidth;
             lp.weight = 0;
             remeasure = true;
         }
     }
 } else {
     mTabGravity = GRAVITY_FILL;
     updateTabViews(false);
     remeasure = true;
 }

 if (remeasure) {
     // Now re-measure after our changes
     super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);
 }

TabView

在TabView的onMeasure()，结合了tabMaxWidth对TabView的最大宽度进行限制。此外也根据Icon和Text展示状况设置Text的maxLines，并重新测量确定TabView的高度。

指示器的移动与绘制

上面我们说过，指示器的更新主要位于SlidingTabStrip中，其中涉及animateIndicatorToPosition(position, duration)和setIndicatorPosition(left,right)以及`draw，这三个方法。

animateIndicatorToPosition(position, duration)用于确定指示器目标位置与起始位置，如果两者相差小于1，执行边到边的动画，否则使用边缘动画。

...

if (Math.abs(position - mSelectedPosition) <= 1) {
    // If the views are adjacent, we'll animate from edge-to-edge
    startLeft = mIndicatorLeft;
    startRight = mIndicatorRight;
} else {
    // Else, we'll just grow from the nearest edge
    final int offset = dpToPx(MOTION_NON_ADJACENT_OFFSET);
    if (position < mSelectedPosition) {
        startLeft = startRight = targetRight + offset;
    } else {
        // We're going start-to-end
        startLeft = startRight = targetLeft - offset;
    }
}

if (startLeft != targetLeft || startRight != targetRight) {
    ...
    animator.addUpdateListener(new ValueAnimator.AnimatorUpdateListener() {
        @Override
        public void onAnimationUpdate(ValueAnimator animator) {
            final float fraction = animator.getAnimatedFraction();
            setIndicatorPosition(
                    AnimationUtils.lerp(startLeft, targetLeft, fraction),
                    AnimationUtils.lerp(startRight, targetRight, fraction));
        }
    });
    ...
}

在动画的Update回调中，使用setIndicatorPosition()方法更新指示器的left``right值，并调用ViewCompat.postInvalidateOnAnimation(this)方法引发draw()方法的调用，来重绘指示器的位置与UI。

其中使用了AnimationUtils.lerp(startLeft, targetLeft, fraction)方法根据fraction来获取两点之间的一个值。

static float lerp(float startValue, float endValue, float fraction) {
    return startValue + (fraction * (endValue - startValue));
}

此外，值得注意的是由于在drawRect参数中top和bottom的设置，让指示器只能位于底边。

// Thick colored underline below the current selection
if (mIndicatorLeft >= 0 && mIndicatorRight > mIndicatorLeft) {
    canvas.drawRect(mIndicatorLeft, getHeight() - mSelectedIndicatorHeight,
            mIndicatorRight, getHeight(), mSelectedIndicatorPaint);
}

小技巧 Pools

TabLayout中的Tab和TabView都是用了Pools来作为缓存池，提升内存的使用效率。

总结

本片文章中从粗到细、从顶到下分析了TabLayout的UI设计思路与代码设计思路，以及代码实现思路。

想要开发一个优秀的自定义控件，详细的UI设计必不可少，控件内部的设计与架构也需要非常合理，而在实现的各种细节上都是需要我们仔细思考的。

外部参数的使用，需要由UI需求中提取。

自身宽高与孩子宽高的测量。

动画合理的使用。

数据与UI的更新。