目录
坐标系以及view的位置信息
API简介
Canvas基本操作
Canvas变化
save和restore
分层的概念layer
总结
坐标系以及view的位置信息
自定义view在平时有很多应用，我们知道自定义view，其实就是通过Canvas进行绘制，但是在绘制之前，一些基本的知识要明确，安卓的坐标系和我们实际在数学中用的坐标系还有一些区别， 在安卓中初始化以屏幕的左上角为原点，
这是关于坐标的解释，还有我们再绘画view的时候。经常用到view的长宽，left，top,right,bottom的坐标。view获取左，上，右下这些坐标都是基于parent的基础，是指相对parent的距离。不是相对于整个屏幕的。
通过procession画的，还处于摸索阶段，如果哪位同学知道画数学函数之类好用的软件可以推荐一下。
API简介
作用 | Api | 说明 |
绘制颜色 | drawColor, drawRGB, drawARGB | 通过ARGB设置画布颜色 |
绘制基本形状 | drawPoints, drawLines, drawRect, drawRoundRect, drawOval, drawCircle, drawArc，drawPath | 绘制点，线，长方形，圆形，椭圆,弧形，以及路径 |
绘制图片 | drawBitmap, drawPicture | 绘制位图 |
绘制文本 | drawText, drawPosText, drawTextOnPath | 绘制各式文本，其中根据路径绘制比较常用 |
画布裁剪 | clipPath, clipRect | 可以设置画布的展示区域 |
画布状态 | save, restore, saveLayerXxx, restoreToCount, getSaveCount | 此部分api就是保存图层状态、 回滚到指定状态、 获取保存次数，可以看成类似git保存版本状态 |
画布变换 | translate, scale, rotate, skew | 位移、缩放、 旋转、错切 |
Matrix | getMatrix, setMatrix, concat | 实际上画布的位移，缩放等操作的都是图像矩阵Matrix，通过C++源码可以看出。在这里google已经把matrix封装好，但是如果需要特殊效果，需要自己使用matrix操作，比如窗口抖动等效果没有封装好的api可用 |
Canvas基本操作
要画东西，你需要4个基本组件:一个用来容纳像素的位图，一个用来承载画布的画布绘制调用(写入位图)，一个绘制素材(例如Rect，
路径，文本，位图)，和画笔(描述颜色和样式画)。其中关于绘制基本形状没有什么可说的。其中绘制弧度：
这里是画了一个圆弧，其实画圆弧就是截取一个长方形内切椭圆的一段弧度，代码如下：
@Override
public void onDraw(Canvas canvas) {
super.onDraw(canvas);
drawArc(canvas);
}
private void drawArc(Canvas canvas){
mPaint = new Paint();
mPaint.setColor(Color.RED);
mPaint.setStrokeWidth(5);
mPaint.setAntiAlias(true);
//表示空心，这样画出的是线，否则就是实心的图形
mPaint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
canvas.translate(500,500);
RectF rf = new RectF(0,0,300,300);
canvas.drawArc(rf,0,-80,false,mPaint);
canvas.drawRect(rf,mPaint);
}画出这个长方形是为了更好的理解弧度的由来。这里需要注意的有几点，1 Rect和RectF都是表示长方形，只是RectF参数是float，Rect参数是int。 2 画长方形他的四个参数分别是，左，上，右，下，要注意底部的坐标必须大于顶部，右部必须大于左部。 3 在ondraw千万不允许用new函数，因为ondraw会频繁调用，如果使用new，分配大量内存，会造成内存抖动，这里只是为了演示代码，所以使用了new。
对于path其实可以看出一连串的点连接而成。 其中还可以包括贝塞尔曲线之类的。我们可以根据曲线来画文字，比如
代码如下：
private void drawTexts(Canvas canvas){
Path paths = new Path();
canvas.translate(500,500);
RectF rf = new RectF(0,-400,400,0);
paths.addArc(rf, 60, 180);
canvas.drawPath(paths,mPaint);
mPaint.setTextSize(50);
canvas.drawTextOnPath("中国人民万岁", paths, 0, -20, mPaint);
}drawTextOnPath中的3,4个参数是指文字相对path水平和竖直方向的位移。
Canvas变化
我们可以大致把canvas的变化分为四类，位移(translate)，旋转(rotate)，缩放(scale)，倾斜(skew).
1 translate 位移比较简单。 就是将当前的原点一定到指定的x,y的位置。
比如：
private void drawTranslate(Canvas canvas){
//初始的时候原点为(0,0)，画一个圆心为(200,200)半径为100的圆
mPaint.setColor(Color.GREEN);
canvas.drawCircle(200,200,100,mPaint);
//将原点移动到200,200
canvas.translate(200,200);
//移动之后(200,0)就相当于移动前，(400,200.)
mPaint.setColor(Color.parseColor("#ff00ff"));
canvas.drawCircle(200,0,100,mPaint);
}移动是可以叠加的。 第二次移动是以第一次移动后的原点位置为标准。其他以此类推。
2 scale，缩放。 api提供了2中缩放的方法：
public void scale(float sx, float sy) {
if (sx == 1.0f && sy == 1.0f) return;
nScale(mNativeCanvasWrapper, sx, sy);
}
public final void scale(float sx, float sy, float px, float py) {
if (sx == 1.0f && sy == 1.0f) return;
translate(px, py);
scale(sx, sy);
translate(-px, -py);
}可以看出两种缩放的方式，第一个就直接进行缩放，第二种是以px,py为原点进行缩放。区别可看如下代码：
我们做如下效果的缩放：
private void drawScale(Canvas canvas){
canvas.translate(400,800);
mPaint.setColor(Color.RED);
RectF rt = new RectF(0,-300,400,0);
//简单的 画2条线当做X，Y轴
mPaint.setColor(Color.BLACK);
canvas.drawLine(-400,0,getWidth()-400,0,mPaint);
canvas.drawLine(0,-800,0,getHeight()-800,mPaint);
//首先画出黑色的基础矩形
mPaint.setColor(Color.BLACK);
canvas.drawRect(rt,mPaint);
//保存当前设置
canvas.save();
//将坐标轴按x轴，y轴分别扩大1.3倍，然后再用蓝色画这个矩形，
//会发现蓝色矩形长宽都是原来基础矩形的1.3被，当这里设置（0,1）时缩小，(1,+∞)时扩大
canvas.scale(1.3f,1.3f);
mPaint.setColor(Color.BLUE);
canvas.drawRect(rt,mPaint);
//恢复保存以前的状态。就是canvas没有放大前的状态，和save成对出现
canvas.restore();
canvas.save();
//以200,0为原点进行缩放，将x,y缩小为原来的0.5倍，然后再画。
//其实他是分为三步，第一个进行唯一，translate(200,0),然后缩放scal(0.5,0.5)
//然后在进行位移(-200,0);但是第二次位移在缩放的基础上了。所以再位移-200，并没有回到原来的缩放前的原点。
//因为是在（200,0）的基础上唯一，x轴缩小0.5,位移-200，变为-100.所以实际上如果没有缩放，他是在（200,0）
//的基础上进行为（-100,0）的位移。所以虽然看着(200,0)和(-200,0)正好互补，但是因为缩放的存在不能回到原来了。
//所以红色的矩形如图所示的位置
canvas.scale(0.5f,0.5f,200,0);
mPaint.setColor(Color.RED);
canvas.drawRect(rt,mPaint);
//再次回到save之前的状态，即canvas没有做任何变化的状态
canvas.restore();
canvas.save();
//（2,-0.5）x轴变为原来的2倍，y轴首先变为原来的0.5被，然后需要y轴的反转。
canvas.scale(2,-0.5f);
mPaint.setColor(Color.parseColor("#ff00ff"));
canvas.drawRect(rt,mPaint);
//画一个紫色的变化后的矩形。如图所示
canvas.restore();
}我们看最初展示的android源码可以看出。scale(float sx, float sy, float px, float py)是先进行位移再旋转，然后再次位移。translate(px, py)移动的物理距离分别是px和py，经过scale(sx, sy)缩放后再通过translate(-px, -py)位移，移动的物理距离就是-px*sx和-py*sy。
所以我们可以看出缩放情况如下：
倍数（n） | 说明 |
(-∞, 0) | 首先对x,y轴进行n倍伸缩，然后对应的坐标轴 |
(0,+∞) | 直接将对应的x,y轴进行n倍伸缩 |
n==1 | 根据代码可以看出不做任何变化 |
3 rotate(旋转)，旋转同样提供了2中方法
public void rotate(float degrees) {
if (degrees == 0.0f) return;
nRotate(mNativeCanvasWrapper, degrees);
}
public final void rotate(float degrees, float px, float py) {
if (degrees == 0.0f) return;
translate(px, py);
rotate(degrees);
translate(-px, -py);
}第一种是直接以原点为中心进行旋转degrees度， 第二种是以px，py为原点进行旋转。它也是分为3步，1是进行位移（px,py），然后旋转，之后再进行位移（-px,-py）,同理，旋转之后，表面看两次位移正好互补，但是不能回到原来的点了。首先来看以原点为标准旋转
坐标轴变了，所有的坐标点也就变了，计算的时候。 你可以仍然以水平为X轴思考，无论是画线，还是图形。在原来X轴上的操作，旋转之后会和X轴一样旋转。比如下图：
private void drawRotate(Canvas canvas){
canvas.translate(400,800);
mPaint.setColor(Color.RED);
RectF rt = new RectF(0,-300,400,0);
//简单的 画2条线当做X，Y轴
mPaint.setColor(Color.BLACK);
canvas.drawLine(-400,0,getWidth()-400,0,mPaint);
canvas.drawLine(0,-800,0,getHeight()-800,mPaint);
canvas.drawCircle(500,-100,100,mPaint);
mPaint.setStrokeWidth(30);
mPaint.setColor(Color.GREEN);
canvas.drawPoint(0,0,mPaint);
mPaint.setStrokeWidth(5);
canvas.save();
//旋转60度
canvas.rotate(60);
mPaint.setColor(Color.RED);
//画x，y轴还有圆形的代码和旋转一直一模一样
canvas.drawLine(-400,0,getWidth()-400,0,mPaint);
canvas.drawLine(0,-800,0,getHeight()-800,mPaint);
canvas.drawCircle(500,-100,100,mPaint);
canvas.restore();
}通过看代码我们会发现。 绘画黑色的坐标轴与圆形， 和旋转之后画红色的坐标与圆形的代码一模一样。 所以无论怎样旋转，任何图形与其坐标轴的相对位置不会发生改变。这就是网上很多圆形进度条的原理。如下效果：
这种气势就是画一条水平的线，然后不停的旋转。
4 倾斜skew
public void skew(float sx, float sy) {
if (sx == 0.0f && sy == 0.0f) return;
nSkew(mNativeCanvasWrapper, sx, sy);
}参数sx，sy分别是x,y轴上倾斜角度的tan值。比如skew（1,1）则分别是切斜45度
这是x轴切斜45度的效果，代码如下：
private void drawSkew(Canvas canvas){
canvas.translate(400,800);
RectF rt = new RectF(0,-300,400,0);
//简单的 画2条线当做X，Y轴
mPaint.setColor(Color.BLACK);
canvas.drawLine(-400,0,getWidth()-400,0,mPaint);
canvas.drawLine(0,-800,0,getHeight()-800,mPaint);
canvas.drawRect(0,0,200,200,mPaint);
canvas.skew(1,0);
mPaint.setColor(Color.GREEN);
canvas.drawRect(0,0,200,200,mPaint);
}其实可以把canvas的操作看成是画很多层，移动之后就属于在另一层重新画，无论怎样移动，都可以想象成再水平面操作。因为所有的绘画元素与原点的相对位置不变。
需要注意一点，绘画的移动，缩放，旋转，倾斜，都是可以连续多次进行的。多次操作效果叠加。
save和restore
实际开发中绘画的时候经常会有移动，缩放等操作。但是变换完成之后，还想恢复到原来的状态。再进行绘制。如果没有save，和restore，比如我们translate(100,20),操作完成之后，还要进行translate(-100,-20)进行复原，这还是一次操作。如果多次操作就会很麻烦。canvas提供save和restore解决了这个问题。save就相当于git中保存状态，restore就相当于回滚操作。回到save的状态。
private void drawSaveRestore(Canvas canvas){
//画一个以300,300位圆心，100位半径的圆，这个时候坐标原点为左上角(0,0)
mPaint.setColor(Color.RED);
canvas.drawCircle(300,300,100,mPaint);
mPaint.setStrokeWidth(15);
canvas.drawLine(0,0,getRight()-100,0,mPaint);
canvas.drawLine(0,0,0,getBottom()-100,mPaint);
mPaint.setStrokeWidth(8);
//保存这个时候的状态。即原点为(0,0)的状态
canvas.save();
//进行移动，将原点移动到(500,500)的位置
canvas.translate(500,500);
mPaint.setColor(Color.BLACK);
canvas.drawLine(0,0,500,0,mPaint);
canvas.drawLine(0,0,0,500,mPaint);
//画一个以(500,500)为原点长宽都是200的正方形
canvas.drawRect(0,0,200,200,mPaint);
//恢复到save的状态。这个时候，坐标原点又是(0,0)了，
canvas.restore();
mPaint.setColor(Color.parseColor("#ff00ff"));
canvas.drawRect(0,0,200,200,mPaint);
}save和restore是成对出现的。是一对一的。canvas还提供了restoreToCount(int saveCount)方法，去恢复到指定的保存状态。我们可以查看源码。一切说的很清楚。
/**
* Efficient way to pop any calls to save() that happened after the save
* count reached saveCount. It is an error for saveCount to be less than 1.
*
* Example:
* int count = canvas.save();
* ... // more calls potentially to save()
* canvas.restoreToCount(count);
* // now the canvas is back in the same state it was before the initial
* // call to save().
*
* @param saveCount The save level to restore to.
*/
public void restoreToCount(int saveCount) {
if (saveCount < 1) {
if (!sCompatibilityRestore || !isHardwareAccelerated()) {
// do nothing and throw without restoring
throw new IllegalArgumentException(
"Underflow in restoreToCount - more restores than saves");
}
// compat behavior - restore as far as possible
saveCount = 1;
}
nRestoreToCount(mNativeCanvasWrapper, saveCount);
}其实我们可以把save操作当做入栈操作，然后restore可以简单看做是出栈操作。但是save都有编号，也可以指定编号进行恢复。
分层的概念layer
如果做过地图的项目大家都清楚。在标志某个地点或者其他类似效果。会通过层的概念在指定地点添加覆盖物。canvas也有分层的概念，通过savelayer的方式保存，
代码如下：
private void drawLayer(Canvas canvas) {
canvas.translate(100, 100);
mPaint.setColor(Color.RED);
canvas.drawCircle(75, 75, 75, mPaint);
canvas.saveLayerAlpha(0, 0, 200, 200, 0x88);
mPaint.setColor(Color.BLUE);
canvas.drawCircle(125, 125, 75, mPaint);
canvas.restore();
}在savexxx的函数中，存在flag的参数，在api28中已经全部改为：ALL_SAVE_FLAGS，其他已经无效：
/**
* Restore everything when restore() is called (standard save flags).
* <p class="note"><strong>Note:</strong> for performance reasons, it is
* strongly recommended to pass this - the complete set of flags - to any
* call to <code>saveLayer()</code> and <code>saveLayerAlpha()</code>
* variants.
*
* <p class="note"><strong>Note:</strong> all methods that accept this flag
* have flagless versions that are equivalent to passing this flag.
*/
public static final int ALL_SAVE_FLAG = 0x1F;
private static void checkValidSaveFlags(int saveFlags) {
if (sCompatiblityVersion >= Build.VERSION_CODES.P
&& saveFlags != ALL_SAVE_FLAG) {
throw new IllegalArgumentException(
"Invalid Layer Save Flag - only ALL_SAVE_FLAGS is allowed");
}
}通过这里的源码可以看出。
总结
其实view的绘制原理是一个很复杂的过程。相信的大家都可以大致说出，measure,layout,draw这三个流程，此篇只是简单介绍canvas的应用，甚至不用去管他的流程，先明白怎样画的即可。所有复杂的view绘制，其实都可以拆分成简单的操作，绘制可以从简单做起。
