源码浅析 - ListViewAnimations

Posted 2022-11-09 demonyan

1. 前言

ListViewAnimations 开源库可以让 android 开发者根据项目实际需求，很方便为 ListView(严格来说 AbsListView 更准确些，因为还包含GridView。但为了方便统称 ListView，下同)添加动画效果。
ListViewAnimations 提供 Alpha，Swing-RightIn，Swing-LeftIn， Swing-BottomIn，Swing-RightIn 和 ScaleIn 等内置动画效果。并支持 StickyListHeaders，Swipe-to-Dismiss 和 Swipe-Undo，Drag-and-Drop 重排序，ExpandableList 等常用功能。开发者可以组合库提供的动画，也可以继承库的抽象类实现自定义的动画。
本文尝试从源代码出发，分析 ListViewAnimations 的实现思路，从而加深对 ListView 的实现，View 的事件分发机制，Android 动画等相关内容的了解。

2. 总体设计

我们知道，ListView 视图的展现方式是无穷尽的，数据来源也是多种多样的，同时人们还有着各式各样的动画需求。这就要求 ListView 具有很好的扩展性。

以上是 Android Framework 中 ListView 及相应 Adapter 的类关系图。得益于 Android 团队的良好设计，通过桥接模式很好的解决了对 ListView 复杂多变的需求，也就是通过将抽象部分和实现部分分离解耦，从而使得各自可以适应各种需求变化。同时，还可以发现适配器模式的应用，通过 ListAdapter 定义最基本的目标接口，其他适配器类针对目标接口对数据源进行修饰。例如，SimpleAdapter 提供最简单的适配，ArrayAdapter 对数据源是数组的情况进行适配，CursorAdapter 对数据源是数据库的情况进行适配。ListViewAnimations 正是对此设计的继承和发扬，作者比较巧妙地运用装饰模式，不改变原有类的情况下，对其进行增强，也就是在 getView 方法体内对 item 增加各种动画效果。装饰模式既能动态添加新功能，又有效避免功能组合时的类爆炸。BaseAdapterDecorator 是继承于 BaseAdapter 的抽象装饰类，类中的 mDecoratorBaseAdapter 对象用于保存装饰角色。该类是 ListViewAnimations 的核心，其他具体装饰器都继承于该类并实现 item 的动画功能。

3. 流程图

ListViewAnimations 动画库的使用流程图如下所示。

与使用 ListView 的流程基本一致，主要不同的地方在于可以使用一个或多个 BaseAdapterDecorator 类来装饰 BaseAdapter 对象。

4. 详细设计

ListViewAnimations 库的组成部分主要包含三个模块：

4.1 lib-core 模块

ListViewAnimations 的核心模块，主要是各种展示动画部分，下面分别介绍主要类和接口。
BaseAdapterDecorator 类
BaseAdapterDecorator 继承于 BaseAdapter 类，并实现了 SectionIndexer, Swappable, Insertable, ListViewWrapperSetter 接口。ListViewAnimations 库中其他 Adapter 都继承于该类，并根据具体需求实现相应接口中的方法。类关系图如下所示。

SectionIndexer 接口声明在 ListView 中的 sections 间快速滚动的方法，Swappable 接口声明实现 ListView 中两个 item 相互交换的方法，Insertable 接口声明给 ListView 添加 item 的方法，ListViewWrapperSetter 接口声明对 AbsListView 进行包装的方法。
该类包含成员变量 mDecoratedBaseAdapter 和成员变量 mListViewWrapper，分别用于保存装饰角色和对应的任意 ListView 包装类实例。其中，setListViewWrapper 方法用于保存 ListView 的包装类实例。

public void setListViewWrapper(@NonNull final ListViewWrapper listViewWrapper) 
    mListViewWrapper = listViewWrapper;
    /** 递归初始化每个装饰角色的 mListViewWrapper */
    if (mDecoratedBaseAdapter instanceof ListViewWrapperSetter) 
        ((ListViewWrapperSetter) mDecoratedBaseAdapter).setListViewWrapper(listViewWrapper);
    

ArrayAdapter 类
继承自 BaseAdapter 类，用于 ArrayList 适配，并实现 Swappable 和 Insertable 接口，也就是说使用该类作为 Adapter，可以实现基本的 item 互换和增加删除 item。

/** 实现 Swappable 接口　*/
public void swapItems(final int positionOne, final int positionTwo) 
    T firstItem = mItems.set(positionOne, getItem(positionTwo));
    notifyDataSetChanged();
    mItems.set(positionTwo, firstItem);

/** 实现 Insertable 接口　*/
public void add(final int index, @NonNull final T item) 
    mItems.add(index, item);
    notifyDataSetChanged();

ViewAnimator 类
根据位置判断是否应该给 item 添加动画，并计算动画延时。包含成员变量 mAnimators，类型为 SparseArray，用于保存 item 的动画。

AnimationAdatper 类
BaseAdaperDecorator 的子类，根据用户需求在 getView 方法中为 item 添加 AnimatorSet。包含成员变量 mViewAnimator，通过调用它的 animateViewIfNecessary 方法给 item 添加动画。动画由三部分构成，第一部分，通过 mDecoratorBaseAdapter 的 getAnimators 方法获得装饰器实例的动画；第二部分，获得当前实例的动画；第三部分，Alpha 显示动画。最终 item 执行这三部分的动画组合。

private void animateViewIfNecessary(final int position, @NonNull final View view, 
        @NonNull final ViewGroup parent) 
    ...
    Animator[] childAnimators;
    if (getDecoratedBaseAdapter() instanceof AnimationAdapter) 
        childAnimators = ((AnimationAdapter) getDecoratedBaseAdapter()).getAnimators(parent, view);
     else 
        childAnimators = new Animator[0];
    
    Animator[] animators = getAnimators(parent, view);
    Animator alphaAnimator = ObjectAnimator.ofFloat(view, ALPHA, 0, 1);
    /** 将动画组合起来 */
    Animator[] concatAnimators = AnimatorUtil.concatAnimators(childAnimators, animators, alphaAnimator);
    /** 调用 ViewAnimator 的方法给 item 添加动画 */
    mViewAnimator.animateViewIfNecessary(position, view, concatAnimators);

ResourceAnimationAdapter 类
AnimationAdatper 的子类，getAnimators 方法中可以通过 getAnimationResourceId 添加自定义动画。开发者可以继承这个抽象类并实现 getAnimationResourceId 方法，从而实现自定义动画效果。

public Animator[] getAnimators(@NonNull final ViewGroup parent, @NonNull final View view) 
    return new Animator[]AnimatorInflater.loadAnimator(mContext, getAnimationResourceId());

SingleAnimationAdapter 类
AnimationAdatper 的子类，提供的抽象方法 getAnimator 由子类实现。通过继承这个抽象类并实现 getAnimator 方法，从而实现自定义动画效果。

AlphaInAnimationAdapter 类
AnimationAdatper 的子类，getAnimator 方法并未返回任何有效动画。

protected Animator getAnimator(@NonNull final ViewGroup parent, @NonNull final View view) 
    return new Animator[0];

ScaleInAnimationAdapter 类
AnimationAdatper 的子类，getAnimator 方法返回 scale 动画。

protected Animator getAnimator(@NonNull final ViewGroup parent, @NonNull final View view) 
    ObjectAnimator scaleX = ObjectAnimator.ofFloat(view, SCALE_X, mScaleFrom, 1f);
    ObjectAnimator scaleY = ObjectAnimator.ofFloat(view, SCALE_Y, mScaleFrom, 1f);
    return new ObjectAnimator[]scaleX, scaleY;

SwingBottomInAnimationAdapter 类
AnimationAdatper 的子类，getAnimator 方法返回 Y 轴方向从下往上的动画。

protected Animator getAnimator(@NonNull final ViewGroup parent, @NonNull final View view) 
    return ObjectAnimator.ofFloat(view, TRANSLATION_Y, parent.getMeasuredHeight() >> 1, 0);

SwingLeftInAnimationAdapter 类
AnimationAdatper 的子类，getAnimator 方法返回从左往右的动画。

protected Animator getAnimator(@NonNull final ViewGroup parent, @NonNull final View view) 
    return ObjectAnimator.ofFloat(view, TRANSLATION_X, 0 - parent.getWidth(), 0);

SwingRightInAnimationAdapter 类
AnimationAdatper 的子类，getAnimator 方法返回从右往左的动画。

protected Animator getAnimator(@NonNull final ViewGroup parent, @NonNull final View view) 
    return ObjectAnimator.ofFloat(view, TRANSLATION_X, parent.getWidth(), 0);

4.2 lib-manipulation 模块

主要是操作 item 的功能，比如 Swipe-to-Dismiss，Drag-and-Drop，Swipe-Undo 等。
DynamicListView 类
ListViewAnimations 库中最重要的自定义组件，继承于 ListView。包含以下功能：Drag-and-Drop 功能，由 DragAndDropHandler 类实现；Swipe-to-Dismiss 功能，由 SwipeTouchListener 类及其子类实现；Swipe-Undo 功能，由 SwipeUndoAdapter 类实现；Animate addition 功能，由 AnimateAdditionAdapter 类实现。
DynamicListView 重写了父类 ListView 的 setAdapter 方法和 dispatchTouchEvent 方法，从而扩展了父类的功能。流程图如下所示。

setAdapter 方法用于给 ListView 绑定 Adapter，首先通过 Adapter 链向上获得 rootAdapter，即最终实现 getView 接口的 Adapter，一般这个 Adapter 需要开发者实现。如果在 Adapter 链中发现 SwipeUndoAdatper 的实例，说明需要 Swipe-Undo 功能，则初始化 mSwipeUndoAdapter 为该 SwipeUndoAdatper 的实例。如果 rootAdapter 实现了 Insertable 接口，则初始化 mAnimationAdditionAdapter。如果 mDragAndDropHandler 不为空，则为 mDragAndDropHandler 绑定 Adapter。

public void setAdapter(final ListAdapter adapter) 
    ListAdapter wrappedAdapter = adapter;
    mSwipeUndoAdapter = null;
    if (adapter instanceof BaseAdapter) 
        BaseAdapter rootAdapter = (BaseAdapter) wrappedAdapter;
        /** 遍历 Adapter 链获得 rootAdapter */
        while (rootAdapter instanceof BaseAdapterDecorator) 
            if (rootAdapter instanceof SwipeUndoAdapter) 
                mSwipeUndoAdapter = (SwipeUndoAdapter) rootAdapter;
            
            rootAdapter = ((BaseAdapterDecorator) rootAdapter).getDecoratedBaseAdapter();
        
        if (rootAdapter instanceof Insertable) 
            mAnimateAdditionAdapter = new AnimateAdditionAdapter((BaseAdapter) wrappedAdapter);
            mAnimateAdditionAdapter.setListView(this);
            wrappedAdapter = mAnimateAdditionAdapter;
        
    
    super.setAdapter(wrappedAdapter);
    if (mDragAndDropHandler != null) 
        mDragAndDropHandler.setAdapter(adapter);
    

dispatchTouchEvent 方法用于处理分发来的事件。如果还没有 TouchEventHandler 消费 onTouch 事件，则先交由 DragAndDropHandler 的 onTouchEvent 来尝试处理该事件，如果 onTouch 事件可以满足拖拽的条件，那么 TouchEventHandler 则为 DragAndDropHandler，同时会给 SwipeTouchListener 发送 ACTION_CANCEL 事件，以后的 ACTION_MOVE 事件都会交由 DragAndDropHandler 来处理，直到 ACTION_UP 事件或者 ACTION_CANCEL 事件出现。否则会交由 SwipeTouchListener 来尝试处理事件，如果 onTouch 事件满足横滑的条件，那么 TouchEventHandler 则为 SwipeTouchListener，同时发送 ACTION_CANCEL 事件给 DragAndDropHandler，以后的 ACTION_MOVE 事件都会交由 SwipeTouchListener 来处理，直到 ACTION_UP 事件或者 ACTION_CANCEL 事件出现。

public boolean dispatchTouchEvent(@NonNull final MotionEvent ev) 
    if (mCurrentHandlingTouchEventHandler == null) 
        /* None of the TouchEventHandlers are actively consuming events yet. */
        boolean firstTimeInteracting = false;
        /* We don't support dragging items when there are items in the undo state. */
        if (!(mSwipeTouchListener instanceof SwipeUndoTouchListener)
                || !((SwipeUndoTouchListener) mSwipeTouchListener).hasPendingItems()) 
            /* Offer the event to the DragAndDropHandler */
            if (mDragAndDropHandler != null) 
                mDragAndDropHandler.onTouchEvent(ev);
                firstTimeInteracting = mDragAndDropHandler.isInteracting();
                if (firstTimeInteracting) 
                    mCurrentHandlingTouchEventHandler = mDragAndDropHandler;
                    sendCancelEvent(mSwipeTouchListener, ev);
                
            
        
        /* If not handled, offer the event to the SwipeDismissTouchListener */
        if (mCurrentHandlingTouchEventHandler == null && mSwipeTouchListener != null) 
            mSwipeTouchListener.onTouchEvent(ev);
            firstTimeInteracting = mSwipeTouchListener.isInteracting();
            if (firstTimeInteracting) 
                mCurrentHandlingTouchEventHandler = mSwipeTouchListener;
                sendCancelEvent(mDragAndDropHandler, ev);
            
        
        if (firstTimeInteracting) 
            /* One of the TouchEventHandlers is now taking over control.
                Cancel touch event handling on this DynamicListView */
            MotionEvent cancelEvent = MotionEvent.obtain(ev);
            cancelEvent.setAction(MotionEvent.ACTION_CANCEL);
            super.onTouchEvent(cancelEvent);
        
        return firstTimeInteracting || super.dispatchTouchEvent(ev);
     else 
        return onTouchEvent(ev);
    

需要熟悉 View 的事件分发机制，具体请查考文章公共技术点之 View 事件传递

TouchEventHandler 类
声明处理 onTouch 事件的 onTouchEvent 接口方法和 item 正在被处理的 isInteracting 接口方法。DragAndDropHandler 和 SwipeTouchListener 都实现了该接口。

DragAndDropHandler 类
实现 TouchEventHandler 接口，实现 ListView 的 Drag-and-Drop 功能。该类的 onTouchEvent 方法接收 dispatchTouchEvent 分发来的 onTouch 事件，当接收到 ACTION_DOWN 时，记录手指按压的位置。
当接收到 ACTION_MOVE 时，如果当前还未开始拖拽 item，并且手指竖移距离 deltaY 大于临界值 mSlop，则通过 DraggableManage 类来判断是否满足拖拽 item 的条件；如果已经开始拖拽 item，则通过手指拖拽距离判断是否可以与相邻 item 互换位置，并根据 SDK 版本执行相应动画。Kitkat 及以前的版本执行 KitKatSwitchViewAnimator 动画，Kitkat 之后的版本执行 LSwitchViewAnimator 动画。

private boolean handleMoveEvent(@NonNull final MotionEvent event) 
    ...
    if (mHoverDrawable == null && Math.abs(deltaY) > mSlop && Math.abs(deltaY) > Math.abs(deltaX)) 
        int position = mWrapper.pointToPosition((int) event.getX(), (int) event.getY());
        if (position != AdapterView.INVALID_POSITION) 
            View downView = mWrapper.getChildAt(position - mWrapper.getFirstVisiblePosition());
            assert downView != null;
            if (mDraggableManager.isDraggable(downView, position - mWrapper.getHeaderViewsCount(), 
                    event.getX() - downView.getX(), event.getY() - downView.getY())) 
                startDragging(position - mWrapper.getHeaderViewsCount());
                handled = true;
            
        
     else if (mHoverDrawable != null) 
        mHoverDrawable.handleMoveEvent(event);
        switchIfNecessary();
        mWrapper.getListView().invalidate();
        handled = true;
    
    return handled;

当接收到 ACTION_UP 时，根据手指松开时的当前位置来确定 item 的最终位置。

DraggableManager 类
判断用户是否可以拖拽 item 的接口。通过实现该接口的 isDraggable 方法，可以自定义满足拖拽的条件。

TouchViewDraggableManager 类
实现了 DraggableManager 接口，通过是否与特定的 View 接触来判断用户可以拖拽 item。

SwipeTouchListener 类
实现 OnTouchListener 接口和 TouchEventHandler 接口，使得 ListView 的 item 能够 swipeable。子类需要实现 afterViewFling 抽象方法，以明确手指横滑后的操作。该类的 onTouchEvent 方法接收 dispatchTouchEvent 分发来的 onTouch 事件，当接收到 ACTION_DOWN 时，通过 DismissableManager 类来判断 item 是否可以删除。如果 DynamicListView 的父窗口也可以水平方向滚动，则需要通过 requestDisallowInterceptTouchEvent 来请求不要拦截 onTouch 事件。

private boolean handleDownEvent(@Nullable final View view, @NonNull final MotionEvent motionEvent) 
    ...
    int downPosition = AdapterViewUtil.getPositionForView(mListViewWrapper, downView);
    mCanDismissCurrent = isDismissable(downPosition);
    /* Check if we are processing the item at this position */
    if (mCurrentPosition == downPosition || downPosition >= mVirtualListCount) 
        return false;
    
    if (view != null) 
        view.onTouchEvent(motionEvent);
    
    disableHorizontalScrollContainerIfNecessary(motionEvent, downView);
    ...

当接收到 ACTION_MOVE 时，判断手指横滑距离 deltaX 是否大于临界值 mSlop，如果是则给 ListView 发送一个 ACTION_CANCEL 事件，使得 ListView 不再处理 ACTION_MOVE 事件，从而不会触发 item 的背景高亮，然后通过手指横滑的距离开始 item 横向滑动的动画效果。

private boolean handleMoveEvent(@Nullable final View view, @NonNull final MotionEvent motionEvent) 
    ... 
    if (Math.abs(deltaX) > mSlop && Math.abs(deltaX) > Math.abs(deltaY)) 
        if (!mSwiping) 
            mActiveSwipeCount++;
            onStartSwipe(mCurrentView, mCurrentPosition);
        
        mSwiping = true;
        mListViewWrapper.getListView().requestDisallowInterceptTouchEvent(true);
        /* Cancel ListView's touch (un-highlighting the item) */
        if (view != null) 
            MotionEvent cancelEvent = MotionEvent.obtain(motionEvent);
            cancelEvent.setAction(MotionEvent.ACTION_CANCEL | motionEvent.getActionIndex() << MotionEvent.ACTION_POINTER_INDEX_SHIFT);
            view.onTouchEvent(cancelEvent);
            cancelEvent.recycle();
        
    
    if (mSwiping) 
        if (mCanDismissCurrent) 
            ViewHelper.setTranslationX(mSwipingView, deltaX);
            ViewHelper.setAlpha(mSwipingView, Math.max(mMinimumAlpha,
                        Math.min(1, 1 - 2 * Math.abs(deltaX) / mViewWidth)));
         else 
            ViewHelper.setTranslationX(mSwipingView, deltaX * 0.1f);
        
        return true;
    
    return false;

当接收到 ACTION_CANCEL 事件时，item 会回到初始状态。
当接收到 ACTION_UP 事件时，通过手指横滑的距离和速度来判断是否需要删除当前 item，如果需要则显示 UndoView，由用户来最终决定是否删除当前 item。

SwipeDismissTouchListener 类
SwipeTouchListener 的子类，实现手指横滑后 item 的删除操作，删除成功后调用 OnDismissCallback 来回调开发者实现的逻辑。

SwipeUndoTouchListener 类
SwipeDismissTouchListener 的子类，在手指横滑后可以让用户选择是否撤销删除，而不是直接删除 item。可以显示或者隐藏 UndoView，当用户确认撤销操作时显示撤销动画。

AnimateAdditionAdaptor 类
BaseAdaperDecorator 的子类，实现插入 item 时的动画效果。该类装饰的 rootAdapter 必须实现 Insertable 接口，否则构造方法会抛出异常。

SwipeDismissAdapter 类
BaseAdapterDecorator 的子类，包含成员变量 mDismissTouchListener 和成员变量 mOnDismissCallback。通过该装饰类，普通的 ListView(不需使用 DynamicListView)也可以实现 Swipe-to-Dismiss 功能。重写父类 setListViewWrapper 方法初始化成员变量，mDismissTouchListener 用来给 ListView 设置 onTouch 监听器，mOnDismissCallback 是删除 item 时的回调接口。

public void setListViewWrapper(@NonNull final ListViewWrapper listViewWrapper) 
    super.setListViewWrapper(listViewWrapper);
    if (getDecoratedBaseAdapter() instanceof ArrayAdapter<?>) 
        ((ArrayAdapter<?>) getDecoratedBaseAdapter()).propagateNotifyDataSetChanged(this);
    
    mDismissTouchListener = new SwipeDismissTouchListener(listViewWrapper, mOnDismissCallback);
    if (mParentIsHorizontalScrollContainer) 
        mDismissTouchListener.setParentIsHorizontalScrollContainer();
    
    if (mSwipeTouchChildResId != 0) 
        mDismissTouchListener.setTouchChild(mSwipeTouchChildResId);
    
    listViewWrapper.getListView().setOnTouchListener(mDismissTouchListener);

UndoAdapter 类
声明 getUndoView 接口方法和 getUndoClickView 接口方法。如果需要 Undo 功能，必须实现该接口方法。

SwipeUndoAdapter 类
BaseAdaperDecorator 的子类，为 ListView 添加 Swipe-Undo 行为。调用成员变量 mSwipeUndoTouchListener 的 undo 方法执行撤销动画并恢复 item 的初始状态，或者调用成员变量 mSwipeUndoTouchListener 的 dismiss 方法删除给定位置的 item。

SimpleSwipeUndoAdapter 类
继承 SwipeUndoAdapter 类并实现 UndoCallback 接口，getView 方法中会将 primaryView 或者 undoView 显示于 item。所装饰的 Adapter 必须实现 UndoAdapter 接口，否则会产生异常。

public View getView(final int position, @Nullable final View convertView, 
        @NonNull final ViewGroup parent) 
    SwipeUndoView view = (SwipeUndoView) convertView;
    if (view == null) 
        view = new SwipeUndoView(mContext);
    
    View primaryView = super.getView(position, view.getPrimaryView(), view);
    view.setPrimaryView(primaryView);
    View undoView = mUndoAdapter.getUndoView(position, view.getUndoView(), view);
    view.setUndoView(undoView);
    mUndoAdapter.getUndoClickView(undoView).setOnClickListener(new UndoClickListener(view, position));
    /** 显示 primaryView 或者 undoView */
    boolean isInUndoState = mUndoPositions.contains(position);
    primaryView.setVisibility(isInUndoState ? View.GONE : View.VISIBLE);
    undoView.setVisibility(isInUndoState ? View.VISIBLE : View.GONE);
    return view;

ExpandableListItemAdapter 类
ArrayAdapter 的子类，实现点击 item 的 Expandable 行为。开发者需要继承该抽象类类并实现 getTitleView 方法和 getContentView 方法，getTitleView 方法返回显示 Title 的视图，getContentView 方法返回显示 Content 的视图。

4.3 lib-core-slh 模块

对动画核心库的扩展，用于支持 StickListHeaders 功能。
StickyListHeaders使得在 Android 也可以像 ios 一样，给 ListView 中内容添加 Header 的开源库，可以参考本文后的资料链接。
StickyListHeadersAdapterDecorator 类
继承于 BaseAdapterDecorator 类并实现 StickyListHeadersAdapter 接口，在 getHeaderView 方法中给 headView 添加动画。所装饰的 Adapter 必须实现 StickyListHeadersAdapter 接口，否则会产生异常。

public View getHeaderView(final int position, final View convertView, final ViewGroup parent) 
    ...
    View itemView = mStickyListHeadersAdapter.getHeaderView(position, convertView, parent);
    animateViewIfNecessary(position, itemView, parent);
    return itemView;

StickyListHeadersListViewWrapper 类
StickyListHeadersListView 的包装类，实现 ListViewWrapper 的接口方法。

5. 杂谈

由于 ListViewAnimations 库实现中出现许多包装类以及回调接口，代码可读性不高。通过多读源码，同时结合官方提供的 example 学习该库，对了解 ListView 实现思路，View 的事件分发机制，Android 动画基础和设计模式会有所帮助。
ListViewAnimations 库的 feature_recyclervier 分支中实现了对 RecyclerView 的支持。作者可能为了避免 master 太复杂而带来的使用不便，或者觉得 RecyclerView 对 item 动画(RecycleView 有 ItemAnimator 来实现各种动画)的支持已经足够灵活和优秀，mater 分支并未看到对 RecyclerView 的支持。
目前 RecyclerView 以它可重用、易于控制、易于实现动画等方面的优势得到愈来愈广泛的使用，所以作者已经停止更新 ListViewAnimations 也可以理解。

参考文献

1. Android 设计模式源码解析之桥接模式
2. 公共技术点之 View 事件传递
3. 公共技术点之 Android 动画基础
4. StickyListHeaders