Android屏幕适配——使用 dp 实现完美适配

我们一直知道 Android 可以使用 dp、sp 完成简单的适配，那你真的理解了么？先来看几个问题：

dp 是如何进行适配的？
dp 和 px 是如何换算的？
sp 和 dp 的区别？
dp 适配为什么会有偏差？
如何解决 dp 适配的偏差，达到完美适配？

下面我们就来看下源码，解决这些问题。

概述

在 android.util 包下，有个重要的类就是 DisplayMetrics，它主要是记录显示县官的一些信息，比如大小，密度，缩放系数等等。

如果要想获取到其中的信息很简单，可以通过上下文去拿，例如:

DisplayMetrics dm = context.getResources().getDisplayMetrics();

或者按照源码注释上的示例：

DisplayMetrics metrics = new DisplayMetrics();
getWindowManager().getDefaultDisplay().getMetrics(metrics);

这个类有一大坨常量：

public static final int DENSITY_LOW = 120;
public static final int DENSITY_MEDIUM = 160;
public static final int DENSITY_TV = 213;
public static final int DENSITY_HIGH = 240;
public static final int DENSITY_260 = 260;
public static final int DENSITY_280 = 280;
public static final int DENSITY_300 = 300;
public static final int DENSITY_XHIGH = 320;
public static final int DENSITY_340 = 340;
public static final int DENSITY_360 = 360;
public static final int DENSITY_400 = 400;
public static final int DENSITY_420 = 420;
public static final int DENSITY_440 = 440;
public static final int DENSITY_XXHIGH = 480;
public static final int DENSITY_560 = 560;
public static final int DENSITY_XXXHIGH = 640;

其实最基本的只有DENSITY_LOW、DENSITY_MEDIUM、DENSITY_HIGH、DENSITY_XHIGH、DENSITY_XXHIGH、DENSITY_XXXHIGH，这些都是标准的、主要DPI，其它的都是为了适配引申出来的次要的、介于两者之间的DPI。

DPI 就是 dots-per-inch，每一英寸的像素点。

还有个概念是 PPI，全称是 pixel-per-inch，DPI 和 PPI 是两个不同的概念，即便它们的值有时是一样的，区别嘛...很难描述，大家自己找下资料，这里提到的目的是，有些博客把这两个概念混为一谈是不正确的。

这里主要为大家解读三个参数：

densityDpi：设备的DPI，也就是上面那些常量值，是由手机厂商设置的。
density：缩放系数，这个下面会详细讲解。
scaledDensity：字体缩放系数，和density一样，不过可以受用户设置的字体大小的偏好进行调整。

基础知识

我们先来看下这几个值的赋值，我们发现一个方法，看名字应该是设置默认值。

public void setToDefaults() {
    ...
    density =  DENSITY_DEVICE / (float) DENSITY_DEFAULT;
    densityDpi =  DENSITY_DEVICE;
    scaledDensity = density;
    ...
}

1. densityDpi

先从最简单的下手：

public static final int DENSITY_DEFAULT = DENSITY_MEDIUM;

public static int DENSITY_DEVICE = getDeviceDensity();

private static int getDeviceDensity() {
    return SystemProperties.getInt("qemu.sf.lcd_density",
            SystemProperties.getInt("ro.sf.lcd_density", DENSITY_DEFAULT));
}

上面代码很好理解，densityDpi 就是从系统属性取值，如果qemu.sf.lcd_density 的值取不到，就取 ro.sf.lcd_density的，还取不到，就使用默认值，也就是 160 了。

qemu.sf.lcd_density 和 ro.sf.lcd_density，手机厂商会写到系统属性中，这样一来，开发者就可以很方便的获取到设备真是的 DPI 了。

2. DENSITY_DEFAULT

这个还是有必要提一句，不要被名字蒙蔽了，它不仅仅是默认值这么简单！

/**
 * The reference density used throughout the system.
 */
public static final int DENSITY_DEFAULT = DENSITY_MEDIUM;

注释很重要！！！
注释很重要！！！
注释很重要！！！

整个系统使用的参考密度，这个可以理解为基准，后面计算 density 的缩放系数，都是以它为基准的。

3. density

用 DPI 除以基准 DPI，得到的就是density（缩放系数）。

density =  DENSITY_DEVICE / (float) DENSITY_DEFAULT;

那么应该如何理解呢？
如果一个 160dpi 的设备，那么 density 就是 1。
如果一个 120dpi 的设备，那么 density 就是 0.75。
如果一个 240dpi 的设备，那么 density 就是 1.5。

还不理解？
在 1 英寸内有 160 像素点的设备上，缩放系数就是 1。
在 1 英寸内有 120 像素点的设备上，缩放系数就是 0.75。
在 1 英寸内有 240 像素点的设备上，缩放系数就是 1.5。

4. scaledDensity

与 density 一样的，也是缩放系数，默认情况和 density 的值是相等的。

scaledDensity = density;

与 density 的区别是，scaledDensity 会受用户设置显示字体的大小进行缩放。

上面几个关键概念理解清楚了，下面就要说下，如何使用dp和sp完成屏幕的适配了。

dp 和 sp 是如何适配的

1. dp

dp 是 Android 中的一个适配的单位，用来表示大小。

如果设置控件的高度为 20dp，那么会发生什么？如何在不同设备上进行适配的呢？下面会解答这些问题。

上面讲到的 density（缩放系数） 就派上用场了，通过 dp 值乘以 density 就得到了最终的像素值。

这也就是网上经常流传的换算比例：

在 240 * 320 分辨率，DPI为 120，density 是 0.75，1dp=0.75px。
在 320 * 480 分辨率，DPI为 160，density 是 1，1dp=1px。
在 480 * 800 分辨率，DPI为 240，density 是 1.5，1dp=1.5px。
...
以此类推看下图：

图片来自网络

那么这个DPI是如何计算的？

分辨率为 480*800 的设备举例，在 3.8 寸的屏幕下，DPI 应该约等于 240。
计算公式： $\sqrt{(480^2 + 800^2)}\div 3.8=245$

通过公式很容易发现一个问题，DPI 受到分辨率和屏幕尺寸两个值影响的，因为它的定义是，每一英寸的像素点，所以相同分辨率下，不同的屏幕尺寸的设备的 DPI 也是有可能不同的。

这也就说明，Android中我们经常提到的 ldpi，mdpi，hdpi 等等这些规格只能与 DPI 挂钩，并不能由设备分辨率进行区分 ldpi，mdpi，hdpi 这些规格，只能说由于手机尺寸比较接近，大多数的情况下，都符合在上面表格。

知道上面的概念了，这就能理解，在不同DPI设备上 20dp 如何进行适配了。

在 120dpi 的设备上，会乘以 0.75 的缩放系数转换为 15px 展示到界面上。
在 160dpi 的设备上，会乘以 1 的缩放系数转换为 20px 展示到界面上。
在 240dpi 的设备上，会乘以 1.5 的缩放系数转换为 30px 展示到界面上。
...
以此类推，实现了适配。

2. sp

sp 是 Android 中的一个适配的单位，用来表示字体大小。

可以理解为和 dp 是一样的，区别是，它是以 scaledDensity 作为缩放系数，默认情况和 density 的值是一样的，但是在调整系统字体大小时，就会随着字体大小的改变而缩放了。

3. TypedValue

上面我说了，dp、sp 转换 px 会乘以缩放比例，计算出真实的 px 值，口说无凭，来看下 TypedValue 的源码：

public static float applyDimension(int unit, float value, DisplayMetrics metrics) {
    switch (unit) {
    case COMPLEX_UNIT_PX:
        return value;// 像素直接返回
    case COMPLEX_UNIT_DIP:
        return value * metrics.density;// dp乘以density缩放系数
    case COMPLEX_UNIT_SP:
        return value * metrics.scaledDensity;// sp乘以scaledDensity缩放系数
    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;
}

如何使用 dp 达到完美适配

理解了这些知识，有什么用？除了面试时可以装一波，更重要的事，可以完善 Android 的 dp 适配机制。

经常使用 dp 适配会发现，只是能达到大致的适配效果，并不完美，会有多个方面造成不准确：

设备厂商设置的 DPI 是否准确。
Android 提供的 DPI 有限，不一定会覆盖到所有设备厂商。
DPI 的计算涉及到分辨率和屏幕尺寸，计算出来的值，都会与系统提供的 DPI 有所偏差。

问题说完了，那么如何利用这套 dp 适配的机制，达到完美适配呢？

density、densityDpi、scaledDensity 这些属性都是可以进行修改的，我们要利用这个搞点事情。

dp 适配偏差都是由于 DPI 不准确，导致 density 缩放系数不准确，出现的问题，如果我们拿到精准的缩放比例，是不是就能将 dp 完美转换为 px 了啊？

我们可以换一下思路，我们要求美工给出一套以 dp 为单位的基准图，例如：基准宽为 320dp，运行在 1080*1920 的设备上。

1. 运行时获取到设备精准的 density

我们可以很轻易的得到缩放系数是 1080 / 320，也就是3.375。

float newDensity = dm.widthPixels / 320;

不要问我，如何在运行时获取到宽高这样的参数，直接看 DisplayMetrics 里面的属性。

/**
 * The absolute width of the available display size in pixels.
 */
public int widthPixels;
/**
 * The absolute height of the available display size in pixels.
 */
public int heightPixels;

这是就很清晰了吧，有了缩放系数，我们就可以精准的将 1dp 转换为 3.375px 了，达到完美适配。

2. 运行时获取到设备精准的 scaledDensity

得到 newDensity 以后，同样也要获取 newScaledDensity 的值，才能做到对字体 sp 的适配。

float newScaledDensity =  newDensity * (dm.density / dm.scaledDensity);

这个还好理解的吧，因为默认状态 density 和 scaledDensity 是相等的，在修改过系统字体大小后，scaledDensity 会进行缩放，所以要将该比例考虑进去。

3. 计算 densityDpi

得到了缩放系数，在设置到 DisplayMetrics 之前，千万不要忘记对 densityDpi 也要进行计算，如果不修改 densityDpi 的话，程序内部计算会出现问题，因为源码中：

density =  DENSITY_DEVICE / (float) DENSITY_DEFAULT;

所以我们要反向计算出 densityDpi 的值：

int newDensityDpi =  (int) (targetDensity * DisplayMetrics.DENSITY_DEFAULT);

4. 设置 DisplayMetrics 参数

终于到了最后一步，修改属性值：

dm.density = newDensity;
dm.scaledDensity = newScaleDensity;
dm.densityDpi = newDensityDpi;

这样，就可以使用 dp 值完美的适配各种屏幕了。