Android MotionEvent详解

在前边几篇博文中(《图解Android事件传递之ViewGroup篇》,《图解Android事件传递之View篇》),我们已经了解了android触摸事件传递机制,接着我们再来研究一下与触摸事件传递相关的几个比较重要的类,比如MotionEvent。我们今天就来详细说明一下这个类的各方面用法。

事件坐标的含义

我们都知道,每个触摸事件都代表用户在屏幕上的一个动作,而每个动作必定有其发生的位置。在MotionEvent中就有一系列与标触摸事件发生位置相关的函数:

  • getX()getY():由这两个函数获得的x,y值是相对的坐标值,相对于消费这个事件的视图的左上点的坐标。
  • getRawX()getRawY():有这两个函数获得的x,y值是绝对坐标,是相对于屏幕的。
    在之前的文章中,我们曾经分析过事件如何通过层层分发,最终到达消费它的视图手中。其中ViewGroupdispatchTransformedTouchEvent函数有如下一段代码:
    final float offsetX = mScrollX - child.mLeft;
    final float offsetY = mScrollY - child.mTop;
    event.offsetLocation(offsetX, offsetY);
    handled = child.dispatchTouchEvent(event);
    event.offsetLocation(-offsetX, -offsetY);

这段代码清晰展示了父视图把事件分发给子视图时,getX()getY所获得的相关坐标是如何改变的。当父视图处理事件时,上述两个函数获得的相对坐标是相对于父视图的,然后通过上边这段代码,调整了相对坐标的值,让其变为相对于子视图啦。

绝对坐标和相对坐标示意图

事件类型

涉及MotionEvent使用的代码一般如下:

    int action = MotionEventCompat.getActionMasked(event);
    switch(action) {
        case MotionEvent.ACTION_DOWN:
            break;
        case MotionEvent.ACTION_MOVE:
            break;
        case MotionEvent.ACTION_UP:
            break;
    }

这里就引入了关于MotionEvent的一个重要概念,事件类型。事件类型就是指MotionEvent对象所代表的动作。比如说,当你的一个手指在屏幕上滑动一下时,系统会产生一系列的触摸事件对象,他们所代表的动作有所不同。有的事件代表你手指按下这个动作,有的事件代表你手指在屏幕上滑动,还有的事件代表你手指离开屏幕。这些事件的事件类型就分别为ACTION_DOWN,ACTION_MOVE,和ACTION_UP。上述这个动作所产生的一系列事件,被称为一个事件流,它包括一个ACTION_DOWN事件,很多个ACTION_MOVE事件,和一个ACTION_UP事件。

单个手指动作.gif

当然,除了这三个类型外,还有很多不同的事件类型,比如ACTION_CANCEL。它代表当前的手势被取消。要理解这个类型,就必须要了解ViewGroup分发事件的机制。一般来说,如果一个子视图接收了父视图分发给它的ACTION_DOWN事件,那么与ACTION_DOWN事件相关的事件流就都要分发给这个子视图,但是如果父视图希望拦截其中的一些事件,不再继续转发事件给这个子视图的话,那么就需要给子视图一个ACTION_CANCEL事件。
其他的类型会在接下来的博文中一一解释。

Pointer

细心的同学会发现,在上一节我描述用户手指在屏幕上滑动的例子时,特地说明了手指的数量为一个。那么当用户两个或者多个手指在屏幕上滑动时,系统又会产生怎样的事件流呢?
为了可以表示多个触摸点的动作,MotionEvent中引入了Pointer的概念,一个pointer就代表一个触摸点,每个pointer都有自己的事件类型,也有自己的横轴坐标值。一个MotionEvent对象中可能会存储多个pointer的相关信息,每个pointer都会有一个自己的id和index。pointer的id在整个事件流中是不会发生变化的,但是index会发生变化。
MotionEvent类中的很多方法都是可以传入一个int值作为参数的,其实传入的就是pointer的index值。比如getX(pointerIndex)getY(pointerIndex),此时,它们返回的就是index所代表的触摸点相关事件坐标值。
由于pointer的index值在不同的MotionEvent对象中会发生变化,但是id值却不会变化。所以,当我们要记录一个触摸点的事件流时,就只需要保存其id,然后使用findPointerIndex(int)来获得其index值,然后再获得其他信息。

    private final static int INVALID_ID = -1;
    private int mActivePointerId = INVALID_ID;
    private int mSecondaryPointerId = INVALID_ID;
    private float mPrimaryLastX = -1;
    private float mPrimaryLastY = -1;
    private float mSecondaryLastX = -1;
    private float mSecondaryLastY = -1;
    public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
        int action = MotionEventCompat.getActionMasked(event);

        switch (action) {
            case MotionEvent.ACTION_DOWN:
                int index = event.getActionIndex();
                mActivePointerId = event.getPointerId(index);
                mPrimaryLastX = MotionEventCompat.getX(event,index);
                mPrimaryLastY = MotionEventCompat.getY(event,index);
                break;
            case MotionEvent.ACTION_POINTER_DOWN:
                index = event.getActionIndex();
                mSecondaryPointerId = event.getPointerId(index);
                mSecondaryLastX = event.getX(index);
                mSecondaryLastY = event.getY(index);
                break;
            case MotionEvent.ACTION_MOVE:
                index = event.findPointerIndex(mActivePointerId);
                int secondaryIndex = MotionEventCompat.findPointerIndex(event,mSecondaryPointerId);
                final float x = MotionEventCompat.getX(event,index);
                final float y = MotionEventCompat.getY(event,index);
                final float secondX = MotionEventCompat.getX(event,secondaryIndex);
                final float secondY = MotionEventCompat.getY(event,secondaryIndex);
                break;
            case MotionEvent.ACTION_POINTER_UP:
                xxxxxx(涉及pointer id的转换,之后的文章会讲解)
                break;
            case MotionEvent.ACTION_UP:
            case MotionEvent.ACTION_CANCEL:
                mActivePointerId = INVALID_ID;
                mPrimaryLastX =-1;
                mPrimaryLastY = -1;
                break;
        }
        return true;
    }

除了pointer的概念,MotionEvent还引入了两个事件类型:

  • ACTION_POINTER_DOWN:代表用户使用一个手指触摸到屏幕上,也就是说,在已经有一个触摸点的情况下,有新出现了一个触摸点。
  • ACTION_POINTER_UP:代表用户的一个手指离开了触摸屏,但是还有其他手指还在触摸屏上。也就是说,在多个触摸点存在的情况下,其中一个触摸点消失了。它与ACTION_UP的区别就是,它是在多个触摸点中的一个触摸点消失时(此时,还有触摸点存在,也就是说用户还有手指触摸屏幕)产生,而ACTION_UP可以说是最后一个触摸点消失时产生。

那么,用户先两个手指先后接触屏幕,同时滑动,然后在先后离开这一套动作所产生的事件流是什么样的呢?
它所产生的事件流如下:

  • 先产生一个ACTION_DOWN事件,代表用户的第一个手指接触到了屏幕。
  • 再产生一个ACTION_POINTER_DOWN事件,代表用户的第二个手指接触到了屏幕。
  • 很多的ACTION_MOVE事件,但是在这些MotionEvent对象中,都保存着两个触摸点滑动的信息,相关的代码我们会在文章的最后进行演示。
  • 一个ACTION_POINTER_UP事件,代表用户的一个手指离开了屏幕。
  • 如果用户剩下的手指还在滑动时,就会产生很多ACTION_MOVE事件。
  • 一个ACTION_UP事件,代表用户的最后一个手指离开了屏幕
两个手指的动作.gif

getAction 和 getActionMasked

看到文章开头那段代码的同学可能会有点疑问:好像在很多代码里,大家都是通过getAction获得事件类型的,那么它和getActionMasked又有什么不同呢?
从上一节我们可以得知,一个MotionEvent对象中可以包含多个触摸点的事件。当MotionEvent对象只包含一个触摸点的事件时,上边两个函数的结果是相同的,但是当包含多个触摸点时,二者的结果就不同啦。
getAction获得的int值是由pointer的index值和事件类型值组合而成的,而getActionWithMasked则只返回事件的类型值
举个例子(注:假设了int中不同位所代表的含义,可能不是例子所中的前8位代表id,后8位代表事件类型):

getAction() returns 0x0105.
getActionMasked() will return 0x0005
其中0x0100就是pointer的index值。

一般来说,getAction() & ACTION_POINTER_INDEX_MASK就获得了pointer的id,等同于getActionIndex函数;getAction()& ACTION_MASK就获得了pointer的事件类型,等同于getActionMasked函数。

批处理

为了效率,Android系统在处理ACTION_MOVE事件时会将连续的几个多触点移动事件打包到一个MotionEvent对象中。我们可以通过getX(int)getY(int)来获得最近发生的一个触摸点事件的坐标,然后使用getHistorical(int,int)getHistorical(int,int)来获得时间稍早的触点事件的坐标,二者是发生时间先后的关系。所以,我们应该先处理通过getHistoricalXX相关函数获得的事件信息,然后在处理当前的事件信息。
下边就是Android Guide中相关的例子:

 void printSamples(MotionEvent ev) {
     final int historySize = ev.getHistorySize();
     final int pointerCount = ev.getPointerCount();
     for (int h = 0; h < historySize; h++) {
         System.out.printf("At time %d:", ev.getHistoricalEventTime(h));
         for (int p = 0; p < pointerCount; p++) {
             System.out.printf("  pointer %d: (%f,%f)",
                 ev.getPointerId(p), ev.getHistoricalX(p, h), ev.getHistoricalY(p, h));
         }
     }
     System.out.printf("At time %d:", ev.getEventTime());
     for (int p = 0; p < pointerCount; p++) {
         System.out.printf("  pointer %d: (%f,%f)",
             ev.getPointerId(p), ev.getX(p), ev.getY(p));
     }
 }

MotionEvent

MotionEvent对象是与用户触摸相关的时间序列,该序列从用户首次触摸屏幕开始,经历手指在屏幕表面的任何移动,直到手指离开屏幕时结束。手指的初次触摸(ACTION_DOWN操作),滑动(ACTION_MOVE操作)和抬起(ACTION_UP)都会创建MotionEvent对象,每次触摸时候这三个操作是肯定发生的。移动过程中也会产生大量事件,每个事件都会产生对应的MotionEvent对象记录发生的操作,触摸的位置,使用的多大压力,触摸的面积,何时发生,以及最初的ACTION_DOWN何时发生等相关的信息。

  • 动作常量:
    MotionEvent.ACTION_DOWN:当屏幕检测到第一个触点按下之后就会触发到这个事件。
    MotionEvent.ACTION_MOVE:当触点在屏幕上移动时触发,触点在屏幕上停留也是会触发的,主要是由于它的灵敏度很高,而我们的手指又不可能完全静止(即使我们感觉不到移动,但其实我们的手指也在不停地抖动)。
    MotionEvent.ACTION_POINTER_DOWN:当屏幕上已经有触点处于按下的状态的时候,再有新的触点被按下时触发。
    MotionEvent.ACTION_POINTER_UP:当屏幕上有多个点被按住,松开其中一个点时触发(即非最后一个点被放开时)触发。
    MotionEvent.ACTION_UP:当触点松开时被触发。
    MotionEvent.ACTION_OUTSIDE: 表示用户触碰超出了正常的UI边界.
    MotionEvent.ACTION_SCROLL:android3.1引入,非触摸滚动,主要是由鼠标、滚轮、轨迹球触发。
    MotionEvent.ACTION_CANCEL:不是由用户直接触发,由系统在需要的时候触发,例如当父view通过使函数onInterceptTouchEvent()返回true,从子view拿回处理事件的控制权时,就会给子view发一个ACTION_CANCEL事件,子view就再也不会收到后续事件了。
  • 方法:
    getAction():返回动作类型
    getX()/getY():获得事件发生时,触摸的中间区域的X/Y坐标,由这两个函数获得的X/Y值是相对坐标,相对于消费这个事件的视图的左上角的坐标。
    getRawX()/getRawY():由这两个函数获得的X/Y值是绝对坐标,是相对于屏幕的。
    getSize():指压范围
    getPressure(): 压力值,0-1之间,看情况,很可能始终返回1,具体的级别由驱动和物理硬件决定的
    getEdgeFlags():当事件类型是ActionDown时可以通过此方法获得边缘标记(EDGE_LEFT,EDGE_TOP,EDGE_RIGHT,EDGE_BOTTOM),但是看设备情况,很可能始终返回0
    getDownTime() :按下开始时间
    getEventTime() : 事件结束时间
    getActionMasked():多点触控获取经过掩码后的动作类型
    getActionIndex():多点触控获取经过掩码和平移后的索引
    getPointerCount():获取触控点的数量,比如2则可能是两个手指同时按压屏幕
    getPointerId(nID):对于每个触控的点的细节,我们可以通过一个循环执行getPointerId方法获取索引
    getX(nID):获取第nID个触控点的x位置
    getY(nID):获取第nID个触控点的y位置
    getPressure(nID):获取第nID个触控点的压力

延伸:
单点触控时用8位二进制数代表动作类型,如0x01,这时getAction返回的值就是ACTION_UP,没啥好说的
多点触控时因为增加了本次触摸的索引,所以改用16位二进制数,如0x0001,低8位代表动作的类型,高8位代表索引。这时获取动作类型就需要用掩码盖掉高8位,而获取索引需要用掩码盖掉低8位然后再右移8位,如下:

public static final int ACTION_MASK = 0xff;
public static final int ACTION_POINTER_INDEX_MASK = 0xff00;
public static final int ACTION_POINTER_INDEX_SHIFT = 8;

public final int getActionMasked() {
    return mAction & ACTION_MASK;
}

public final int getActionIndex() {
    return (mAction & ACTION_POINTER_INDEX_MASK) >> ACTION_POINTER_INDEX_SHIFT;
}

触摸事件onTouch/onTouchEvent

对于触摸屏事件有:按下、弹起、移动、双击、长按、滑动、滚动。按下、弹起、移动是简单的触摸屏事件,而双击、长按、滑动、滚动需要根据运动的轨迹来做识别的。在Android中有专门的类去识别,android.view.GestureDetector,下一篇我们将详细介绍GestureDetectorAndroid的手势操作(Gesture)
设置触摸事件有两种方式,一种是委托式,一种是回调式。
第一种就是将事件的处理委托给监听器处理,你可以定义一个View.OnTouchListener接口的子类作为监听器,实现它的onTouch()方法,onTouch方法接收一个MotionEvent参数和一个View参数。

    @Override  
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
        super.onCreate(savedInstanceState);  
        setContentView(R.layout.activity_main);  
        //获取TextView、MyView对象
        tvInfo=(TextView)findViewById(R.id.info);  
        myView=(MyView)findViewById(R.id.myView);
        myView.setEnabled(true); 
        //注册OnTouch监听器  
        myView.setOnTouchListener(new myOnTouchListener());  
    }  
    //OnTouch监听器  
    private class myOnTouchListener implements OnTouchListener{  
        @Override  
        public boolean onTouch(View v, MotionEvent event){
            Log.d("TAG", "onTouch action="+event.getAction());  
            String sInfo="X="+String.valueOf(event.getX())+"  Y="+String.valueOf(event.getY()); 
            tvInfo.setText(sInfo);  
            return false;  
        }  
    }     

第二种是重写View类(在Android中任何一个控件和Activity都是间接或者直接继承于View)自己本身的onTouchEvent方法,也就是控件自己处理事件,onTouchEvent方法仅接收MotionEvent参数,这是因为监听器可以监听多个View控件的事件。

public class MyView {
    @Override  
    public boolean onTouchEvent(MotionEvent ev) {  
        int action = ev.getAction();     
        switch (action) {   
        case MotionEvent.ACTION_DOWN: 
             Log.d("TAG", "ACTION_DOWN");
             break;     
        case MotionEvent.ACTION_MOVE: 
             Log.d("TAG", "ACTION_MOVE");
             break;      
        case MotionEvent.ACTION_UP: 
             Log.d("TAG", "ACTION_UP");
             break;
        }      
        return true;  
    }  
}

或者也可以这样写,自定义View实现OnTouchListener 接口,控件自己处理事件:

public class MyView implements OnTouchListener {    
    @Override
    public boolean onTouch(View v, MotionEvent event) {
        switch (event.getAction()) {
        case MotionEvent.ACTION_DOWN:       
            Log.d("TAG", "ACTION_DOWN");
            break;
        case MotionEvent.ACTION_MOVE:
            Log.d("TAG", ACTION_MOVE");
            break;
        case MotionEvent.ACTION_UP:
            Log.d("TAG", ACTION_UP");
            break;
        }
        return true;
    }
}

可能大家就有疑问了,如果我们同时实现了onTouch和onTouchEvent呢?会走哪个呢?还是哪个先走呢?
我们试验一下,给MyView添加onTouchEvent,同时实现它的onTouch事件,单击MyView,打印的Log如下:
onTouch action=0
ACTION_DOWN
onTouch action=1
ACTION_UP
发现两个方法都走了,且onTouch在onTouchEvent之前走,并且执行了两次,一次是ACTION_DOWN,一次是ACTION_UP(如果你点击时伴随移动,可能还会有多次ACTION_MOVE的执行)。其实onTouch方法是有返回值的,这里我们返回的是false,如果我们把onTouch方法里的返回值改成true,再运行一次,结果如下:
onTouch action=0
onTouch action=1
我们发现,onTouchEvent方法不再执行了!为什么会这样呢?你可以先理解成onTouch方法返回true就认为这个事件被onTouch消费掉了,因而不会再继续向下传递。
为了探究这个事件内部到底是怎么执行的,我们看一下源码,首先你需要知道一点,只要你触摸到了任何一个控件,就一定会调用该控件的dispatchTouchEvent方法。看一下View中dispatchTouchEvent方法:

public boolean dispatchTouchEvent(MotionEvent event) {  
    if (mOnTouchListener != null && (mViewFlags & ENABLED_MASK) == ENABLED && mOnTouchListener.onTouch(this, event)) {  
        return true;  
    }  
    return onTouchEvent(event);  
} 

我们可以看到,在这个方法内,首先是进行了一个判断,如果mOnTouchListener != null,(mViewFlags&ENABLED_MASK)==ENABLED和mOnTouchListener.onTouch(this, event)这三个条件都为真,就返回true,否则就去执行onTouchEvent(event)方法并返回。
第一个条件mOnTouchListener是在setOnTouchListener方法里赋值的,也就是说只要我们给控件注册了touch事件,mOnTouchListener就一定不为空。第二个条件判断当前点击的控件是否是enable的,我们已设置为可用。所以就来到第三个条件,如果onTouch返回true,就不会走onTouchEvent了,否则会走。这与我们上面的现象完全一致。

注:onTouch能够得到执行需要两个前提条件,第一mOnTouchListener的值不能为空,第二当前点击的控件必须是enable的。因此如果你有一个控件是非enable的,那么给它注册onTouch事件将永远得不到执行。对于这一类控件,如果我们想要监听它的touch事件,就必须通过在该控件中重写onTouchEvent方法来实现。

如果你继续看onTouchEvent的源码,会发现我们常见的OnClickListener是在当中实现的,源码太长,这里就不贴了。如果我们的onTouch的返回值为true,甚至OnClickListener也不会触发,切记。为保证控件可点击,首先onTouch的返回值必须为false,其次这个控件必须是可点击的,Android中一些控件默认是不可点击的,如TextView,ImageView,我们需要setClickable(true)。

onTouchEvent其实也是有返回值的,总结如下:如果当前处理程序在onTouchEvent处理完毕该事件后不希望传播给其他控件,则返回true。如果View对象不但对此事件不感兴趣,而且对与此触摸序列相关的任何未来事件都不感兴趣,那么返回false。比如如果Button的onTouchEvent方法想要处理用户的一次点击,则会有2个事件产生ACTION_DOWN和ACTION_UP,按道理这两个事件都会调用onTouchEvent方法,如果返回false则在按下时你可以做一些操作,但是手指抬起时你将不能再接收到MotionEvent对象了,所以你也就无从处理抬起事件了。

多点触控

多点触摸(MultiTouch),指的是允许用户同时通过多个手指来控制图形界面的一种技术。在实际开发过程中,用的最多的就是放大缩小功能。比如有一些图片浏览器,就可以用多个手指在屏幕上操作,对图片进行放大或者缩小。再比如一些浏览器,也可以通过多点触摸放大或者缩小字体。
理论上,Android系统本身可以处理多达256个手指的触摸,这主要取决于手机硬件的支持。当然,支持多点触摸的手机,也不会支持这么多点,一般是支持2个点或者4个点。
下面我们以一个实际的例子来说明如何在代码中实现多点触摸功能。在这里我们载入一个图片,载入图片后,可以通过一个手指对图片进行拖动,也可以通过两个手指的滑动实现图片的放大缩小功能。

public class MainActivity extends Activity implements OnTouchListener {       
    private ImageView mImageView;    
    private Matrix matrix = new Matrix();  
    private Matrix savedMatrix = new Matrix();  

    private static final int NONE = 0;  
    private static final int DRAG = 1;  
    private static final int ZOOM = 2;  
    private int mode = NONE;  

    // 第一个按下的手指的点  
    private PointF startPoint = new PointF();  
    // 两个按下的手指的触摸点的中点  
    private PointF midPoint = new PointF();  
    // 初始的两个手指按下的触摸点的距离  
    private float oriDis = 1f;  

    @Override  
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
        super.onCreate(savedInstanceState);  
        this.setContentView(R.layout.activity_main);  
        mImageView = (ImageView) this.findViewById(R.id.imageView);  
        mImageView.setOnTouchListener(this);  
    }  

    @Override  
    public boolean onTouch(View v, MotionEvent event) {  
        ImageView view = (ImageView) v;  

        // 进行与操作是为了判断多点触摸  
        switch (event.getAction() & MotionEvent.ACTION_MASK) {  
        case MotionEvent.ACTION_DOWN:  
            // 第一个手指按下事件  
            matrix.set(view.getImageMatrix());  
            savedMatrix.set(matrix);  
            startPoint.set(event.getX(), event.getY());  
            mode = DRAG;  
            break;  
        case MotionEvent.ACTION_POINTER_DOWN:  
            // 第二个手指按下事件  
            oriDis = distance(event);
            // 防止一个手指上出现两个茧
            if (oriDis > 10f) {  
                savedMatrix.set(matrix);  
                midPoint = middle(event);  
                mode = ZOOM;  
            }  
            break;  
        case MotionEvent.ACTION_UP:  
        case MotionEvent.ACTION_POINTER_UP:  
            // 手指放开事件  
            mode = NONE;  
            break;  
        case MotionEvent.ACTION_MOVE:  
            // 手指滑动事件  
            if (mode == DRAG) {  
                // 是一个手指拖动  
                matrix.set(savedMatrix);  
                matrix.postTranslate(event.getX() - startPoint.x, event.getY() - startPoint.y);  
            } else if (mode == ZOOM) {  
                // 两个手指滑动  
                float newDist = distance(event);  
                if (newDist > 10f) {  
                    matrix.set(savedMatrix);  
                    float scale = newDist / oriDis;  
                    matrix.postScale(scale, scale, midPoint.x, midPoint.y);  
                }  
            }  
            break;  
        }  

        // 设置ImageView的Matrix  
        view.setImageMatrix(matrix);  
        return true;  
    }  

    // 计算两个触摸点之间的距离  
    private float distance(MotionEvent event) {  
        float x = event.getX(0) - event.getX(1);  
        float y = event.getY(0) - event.getY(1);  
        return FloatMath.sqrt(x * x + y * y);  
    }  

    // 计算两个触摸点的中点  
    private PointF middle(MotionEvent event) {  
        float x = event.getX(0) + event.getX(1);  
        float y = event.getY(0) + event.getY(1);  
        return new PointF(x / 2, y / 2);  
    }    
}  
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>  
<RelativeLayout  
  xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"  
  android:layout_width="match_parent"  
  android:layout_height="match_parent">  
    <ImageView
        android:id="@+id/imageView"  
        android:layout_width="match_parent"  
        android:layout_height="match_parent"  
        android:src="@drawable/buddy"  
        android:scaleType="matrix" >  
    </ImageView>  
</RelativeLayout> 

来源: https://www.jianshu.com/p/0c863bbde8eb