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Android版股票K线图实现方案

前言
本文将介绍股票K线图的实现方案,项目名为KLineChart,github地址https://github.com/zengzg/KLineChart。
介绍
K线图一般分为日K、周K、月K,显示的内容有开/收盘价、最高/低价、成交量,额外信息为均线(ma5/10/20)。例如,日K图中就为当日开/收盘价、最高/低价、成交量和5/10/20日均线。K线图支持滑动,滑动过程中,动态改变最高最低价(和成交量);放大缩小可以由两根手指触发,双击也可以放大K线图;节点应该由右向左按时间倒序分布,支持“加载更多”。
无论是日K还是周K、月K显示的内容的模型其实是一样,只是采样周期不同,所以节点可以封装为同一个,名为Entry,包含属性:open、close、high、low、volume、ma5、ma10、ma20。显然K线图会同时显示多个节点,那就封装为EntryData,除了封装有一个节点集合外,还封装了对集合的所有相关操作,比如计算最大最小价、添加节点等。为了方便使用,可以将K线图做成一个自定义控件,并且可以将所有绘制工作封装在一起,名为Renderer,这个控件名当然就叫KLineChart了,由于滑动相关的实现与Android触摸事件处理息息相关,所以就写在KLineChart类中了。
详细设计
【Android版股票K线图实现方案】我不打算将每行代码都在这篇文章中一一细说,本文就实现中的2个重点作讲解,具体代码大家可以去查看源码。
首先要说的第一点就是绘制Entry。对于Entry的绘制,难点在于坐标映射,也就是说要将Entry集合一一计算出最终在canvas上绘制的坐标。这种映射逻辑可以用3个Matrix表示,下面我一一说明这3个Matrix的作用。
value matrix:坐标映射的第一步是将所有节点均匀分布在整个canvas绘制区域内。对于x轴,我们要计算的只是拉伸量,可以用width/entrise.size表示,entrise表示的就是Entry集合;对于y轴,除了拉伸量外还有个平移量,这是因为所有节点的Y值并不是从0开始的,可以用height/yValueRange表示,yValueRange就是所有节点的Y值区间(最大值-最小值);最后由于要实现从右到左分布节点,而且要y值越小的y坐标越大,可以将拉伸量设置为负数,并平移width(height)距离:

mMatrixValue.postTranslate(0, -yMin); mMatrixValue.postScale(-scaleX, -scaleY); mMatrixValue.postTranslate(rect.width(),rect.height());

这样value matrix就设置完成了,下面给张图帮助理解:
Android版股票K线图实现方案
文章图片

touch matrix:通过上面的value matrix变换后,我们就可以把当前集合中的所有节点映射到canvas上了,下一步拉伸(并平移)上面映射出的图形,因为往往一屏并不能显示出所有节点,为了支持滑动或者说当集合元素个数大于我们设置可绘制节点数时,就要对上一步变换后的图形作拉伸,x轴拉伸量可以用entries.size/drawCount表示,drawCount就是我们设置的可绘制节点数量:
mMatrixTouch.postScale(scaleX, scaleY); minTouchOffset = 0; maxTouchOffset = candleRect.width() * (scaleX - 1f); mMatrixTouch.postTranslate(-maxTouchOffset, 0);

其中y轴不需要拉伸,所以scaleY取1。有了这个x轴的拉伸量后,也就可以计算出x轴的最大最小平移量了,如上代码所示。下面给张图帮助理解:
Android版股票K线图实现方案
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offset matrix:这个matrix相对来说较为简单,它的作用是上面变换后的图形作平移,空出绘制y轴和x轴的区间。
mMatrixOffset.postTranslate(offsetX, offsetY);

这个平移大小y轴并没有特殊限制了,而x轴的平移大小应该和y值的绘制区间相关。下面给张图帮助理解:
Android版股票K线图实现方案
文章图片

通过上面3个矩阵变换后就可以得到最终的绘制点了,其实这本可以用1个矩阵来表示的,之所以分成3个最主要的原因是滑动过程中,我们只需要更新touch matrix的x轴的平移量便可,而平移的变化量自然就是由手指滑动距离来计算的了。
下面就开始介绍实现中的另一个难点了——滑动。与RecyclerView相同,定义滑动分为2部分scroll与fling,其中scroll是由触屏事件ACTION_MOVE触发的,fling是由触屏事件ACTION_UP触发的。
我们先通过ViewConfiguration获得启动滑动的最小位移量,名为touch slop,这个常量的用法是:当滑动偏移量首次大于这个值时,之后的ACTION_MOVE事件,才能识别为用户滑屏事件。当将ACTION_MOVE视为滑屏事件时,计算滑动偏移量dx,然后将这个偏移量作为x轴的平移增量更新touch matrix:
mMatrixTouch.getValues(matrixValues); matrixValues[Matrix.MTRANS_X] += -dx; matrixValues[Matrix.MTRANS_Y] += dy; if (matrixValues[Matrix.MTRANS_X] < -maxTouchOffset) { matrixValues[Matrix.MTRANS_X] = -maxTouchOffset; } if (matrixValues[Matrix.MTRANS_X] > 0) { matrixValues[Matrix.MTRANS_X] = 0; }mMatrixTouch.setValues(matrixValues);

这样再通过3个matrix变换后得到的Entry坐标就是我们滑动过后的新坐标,最后重绘UI。
fling的滑动是借助Scroller类实现的。捕获ACTION_UP事件,通过VelocityTracker类计算得到事件触发时的滑动初速度,在K线图中只用处理x轴的即可,这个初速度我命名为velocityX,对velocityX作边界检测,这个很好理解,速度不能太快或太慢,边界值或叫阀值同样可以通过ViewConfiguration获得;因为fling是一个自发的连续性动画,方法View.postOnAnimation(Runnable)可以使给定的Runnable对象在下一帧绘制时执行,我们可以利用这个机制,来实现一个“类递归”功能,以驱动fling的“自发及连续性”,将这个功能封装在类ViewFlinger中:
class ViewFlinger implements Runnable{ public void run{ final int x = scroller.getCurrX(); final int y = scroller.getCurrY(); final int dx = x - mLastFlingX; final int dy = y - mLastFlingY; mLastFlingX = x; mLastFlingY = y; scroll(dx, 0); if (!scroller.isFinished()) { postOnAnimation(); } } public void fling(velocityX,velocityY){ scroller.fling(0,0,velocityX,velocityY,...); postOnAnimation(); } }

上面就是ViewFling中的关键代码了,可以看出方法fling()就是触发这个“类递归”执行的地方,然后在这个Runnable执行过程中,调用的scroll()方法其实就是上文所讲的scroll过程中更新touch matrix并重绘UI的方法,只是给定的x轴平移增量是由Scroller计算得到的。至此K线图实现的2个难点就讲完了,如有不对,欢迎指正。最后再给张相对完整的演示图:
Android版股票K线图实现方案
文章图片

结束语
在实现基本的K线图功能中,对于坐标映射与滑动这2个难点的实现方案,其实并不是我想出来的。其中,坐标映射的方案来自开源项目MPAndroidChart,而滑动的方案取自RecyclerView。这就叫学以致用:)
Written with StackEdit.


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