用数学思维实现雷达分析图

前言

前段时间回看里约奥运会的国球比赛，岛国媒体给我龙队一个响亮的称号—— 六边形战士 ！

马龙是我的偶像，看到这样的称号当然很骄傲。

分析图片可以知道：六个定点分别标识个技术点名称，对应 半径 所填充长度表示分值，龙队在各方面的分数都是满分，所以在雷达分析图上覆盖区全部填充。

作为程序员的我，不免要从技术实现的角度思考问题，接下来我们一起造轮子：

先上效果图：

设计思路

回顾两个知识点：

• 在一平面中，确定一坐标原点（0，0），水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向，从右上方开始顺时针依次为第一象限、第二象限、第三象限和第四象限。
• 平面中的任一点的坐标应该是：其与原点所在直线的倾斜角的余弦为x，正弦值为y。

从效果图来看，我们应该把view区域按照数学中的平面坐标来区分，雷达图中心点（外接圆圆心）为坐标原点，水平向右的半径为x轴正方向，竖直向上的半径为y轴正方向，从右上方开始顺时针依次为第一象限、第二象限、第三象限和第四象限。

大致的思路是这样的，我们需要自定义属性，自定义view：重写构造、onDraw方法，这些都是必须的。我们可以在onSizeChanged方法中进行计算和确认各组成内容的位置与大小。在计算好大小和位置后，在onDraw中进行绘制。

关键的是：我们的目标是将各数据绘制在各半径上，最后链接起来构成完整区域，那就需要将各半径上所有点计算出，找到对应数据对应的点的坐标，然后绘制。

---

1、自定义View

A、定义属性：

    <!--雷达表-->    <declare-styleable name="RadarChart">        <!-- 蜘蛛网线条宽度 -->        <attr name="radarLineWidth" format="dimension"/>        <!-- 蜘蛛网颜色 -->        <attr name="radarLineColor" format="color"/>        <!-- 半径分成N段-->        <attr name="radarLineSegments" format="integer"/>        <!-- 文字颜色 -->        <attr name="radarTextColor" format="color"/>        <!-- 文字字体大小-->        <attr name="radarTextSize" format="integer"/>        <!-- 数据展示覆盖区域颜色 -->        <attr name="radarCoverColor" format="color"/>    </declare-styleable>

主要就是一些线条颜色、字体颜色、大小等属性。

B、继承View，声明各属性

/** * Description: 雷达表 * Created by jia on 2017/10/18. * 人之所以能，是相信能 */public class JsRadarChart extends View {    private static final String TAG = "JsRadarChart";    /**     * 雷达边数 默认6     */    private int mPieceNumber = 6;    /**     * 外接圆半径     */    private int mRadius = 50;    /**     * 线条宽度 默认10     */    private int mLineWidth = 8;    /**     * 线条颜色 默认灰色     */    private int mLineColor = 0xffd0d6dc;    /**     * 半径分为4段     */    private int mLineSegments = 4;    /**     * 字体颜色和字体大小     */    private int mTextColor = 0xff647d91;    private int mTextSize = 10;    /**     * 覆盖物颜色     */    private int mCoverColor = 0x55ced657;    /**     * 中心位置     */    private int mPositionX = 0;    private int mPositionY = 0;    /**     * 多边形 边的角度     */    private double mAverageAngle = 0;

C、定义画笔和数据集合

注意：覆盖物区域我们使用Path实现。

    /**     * 三只画笔     */    private Paint mRadarPaint;    private TextPaint mTextPaint;    private Paint mCoverPaint;    private Path mCoverPath;    /**     * 所有边对应的点的集合，每一个item是每条边上所有的结点的集合     */    List<RadarPoints> mRadarPointses = new ArrayList<>();    /**     * 实体类集合     */    List<RadarEntry> mRadarEntries = new ArrayList<>();    /**     * 覆盖物的顶点的集合     */    List<PointF> mCoverPoints = new ArrayList<>();    /**     * 文字对应点的集合     */    List<PointF> mTextPoints = new ArrayList<>();

其中，创建了两个类：RadarEntry是数据实体类，RadarPoints 是每条半径上的所有点，其中用List存放各店，index表识哪条半径。

    /**     * 雷达图数据载体     */    public static class RadarEntry {        private String title;        private double level;        public RadarEntry(String title, double level) {            this.title = title;            this.level = level;        }    }    /**     * 每一条线上的所有点集合     */    class RadarPoints {        int lineIndex;        List<PointF> mPointFs;        public RadarPoints(int lineIndex, List<PointF> pointFs) {            this.lineIndex = lineIndex;            mPointFs = pointFs;        }        public int getLineIndex() {            return lineIndex;        }        public void setLineIndex(int lineIndex) {            this.lineIndex = lineIndex;        }        public List<PointF> getPointFs() {            return mPointFs;        }        public void setPointFs(List<PointF> pointFs) {            mPointFs = pointFs;        }    }

D、重写构造方法

    public JsRadarChart(Context context) {        this(context, null);    }    public JsRadarChart(Context context, AttributeSet attrs) {        this(context, attrs, 0);    }    public JsRadarChart(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {        super(context, attrs, defStyleAttr);        // 获取属性类型集        TypedArray attributes = getContext().obtainStyledAttributes(attrs, R.styleable.RadarChart);        mLineWidth = (int) attributes.getDimension(R.styleable.RadarChart_radarLineWidth, 5);        mLineColor = attributes.getColor(R.styleable.RadarChart_radarLineColor, 0xffd0d6dc);        mLineSegments = attributes.getInteger(R.styleable.RadarChart_radarLineSegments, 4);        mTextColor = attributes.getColor(R.styleable.RadarChart_radarTextColor, 0xff647d91);        mTextSize = (int) TypedValue.applyDimension(TypedValue.COMPLEX_UNIT_SP,                attributes.getInteger(R.styleable.RadarChart_radarTextSize, 10), getResources().getDisplayMetrics());        mCoverColor = attributes.getColor(R.styleable.RadarChart_radarCoverColor, 0x55ced6dc);        init();    }

显而易见得：在构造方法中获取来自xml文件中的各属性值。

E、初始化

将各画笔根据设置的属性进行初始化。

    private void init() {        // 蜘蛛网 画笔初始化        mRadarPaint = new Paint();        mRadarPaint.setColor(mLineColor);        mRadarPaint.setStrokeWidth(mLineWidth);        mRadarPaint.setAntiAlias(true);        mRadarPaint.setStyle(Paint.Style.STROKE);        // 文字绘制 画笔初始化        mTextPaint = new TextPaint();        mTextPaint.setColor(mTextColor);        mTextPaint.setTextSize(mTextSize);        mTextPaint.setAntiAlias(true);        mTextPaint.setStyle(Paint.Style.STROKE);        // 覆盖物 画笔初始化        mCoverPaint = new Paint();        mCoverPaint.setColor(mCoverColor);        mCoverPaint.setAntiAlias(true);        mCoverPaint.setStyle(Paint.Style.FILL);        mCoverPath = new Path();    }

---

2、在onSizeChanged中计算各组成部分位置和大小

A、中心点位置、每部分对应圆形角

// 计算中心点位置mPositionX = w / 2;mPositionY = h / 2;// 计算角度mAverageAngle = 360.0 / mPieceNumber;

B、计算文字所占大小，进而得出半径大小

// 计算出文字所占大小int textSizeMax = 0;for (RadarEntry entry : mRadarEntries) {    Rect textRect = new Rect();    mTextPaint.getTextBounds(entry.title, 0, entry.title.length(), textRect);    textSizeMax = Math.max(textRect.width(), textSizeMax);}// 出去文字区域，算出最合适半径mRadius = Math.min(mPositionX - textSizeMax, mPositionY);if (mRadarEntries == null || mRadarEntries.size() == 0) {    throw new NullPointerException("请先设置数据集");}

因为文字和各半径处在同一条线上，而view创建后，每条线的长度就已经确定，那我们就需要将文字计算出大小，去除就是雷达半径的最佳长度。

在计算文字大小时，应该使用Rect和Paint结合计算得出。

循环各文字大小，找到最大的值，用图形半径减去最大值，就是雷达半径的最佳长度。

C、创建根据百分比计算位置的工具方法

    public float getPloygonX(double angle, double percent) {        return Float.parseFloat(                String.valueOf(                        mPositionX + Math.cos(angle / 360.0 * 2 * Math.PI) * mRadius * percent));    }    public float getPloygonY(double angle, double percent) {        return Float.parseFloat(String.valueOf(                mPositionY + Math.sin(angle / 360.0 * 2 * Math.PI) * mRadius * percent));    }

因为直角三角形一个角的邻边，等于直角边*该角的余弦值。

所以，横坐标x的值，应该是对应半径*角度的余弦值乘以百分比，当然，此图中的原点实际为外接圆的圆心，并不在屏幕的原点上，所以需要在+圆心的横坐标。

计算y值也是如此。

D、计算每条边上的结点位置，计算各数据对应点

        /**         * 计算每一条轴线上的所有结点         *      x轴正方向为第一条轴线，顺时针旋转         */        for (int i = 0; i < mPieceNumber; i++) {            List<PointF> pointFs = new ArrayList<>();            for (int j = 0; j < mLineSegments; j++) {                PointF point = new PointF();                double percent = j * 1.0 / (mLineSegments - 1);                point.set(getPloygonX(mAverageAngle * i, percent),                        getPloygonY(mAverageAngle * i, percent));                pointFs.add(point);            }            RadarPoints radarPoints = new RadarPoints(i, pointFs);            mRadarPointses.add(radarPoints);        }        /**         * 根据数据集计算覆盖多变形的点         */        for (int m = 0; m < mPieceNumber; m++) {            PointF pointF = new PointF();            double percent = mRadarEntries.get(m).level / 100.0;            pointF.set(getPloygonX(mAverageAngle * m, percent),                    getPloygonY(mAverageAngle * m, percent));            mCoverPoints.add(pointF);        }

以上就用到了刚刚创建的根据百分比获取坐标的方法。

注意：x轴正方向为第一条轴线，顺时针旋转。

其实我们只是将每条半径上的所有节点的坐标进行了计算。

E、计算文字的位置

        /**         * 设置文字显示位置         */        for (int m = 0; m < mPieceNumber; m++) {            PointF pointF = new PointF();            String title = mRadarEntries.get(m).title;            Rect textBound = new Rect();            mTextPaint.getTextBounds(title, 0, title.length(),                    textBound);            // 每条边最后一个点的位置，设置文字            float boundx = mRadarPointses.get(m).getPointFs().get(mLineSegments - 1).x;            float boundy = mRadarPointses.get(m).getPointFs().get(mLineSegments - 1).y;            if (boundx > mRadius && boundy <= mRadius) {                pointF.set(getPloygonX(mAverageAngle * m, 1),                        getPloygonY(mAverageAngle * m, 1) - textBound.height() * 2);            } else if (boundx <= mRadius && boundy <= mRadius) {                pointF.set(getPloygonX(mAverageAngle * m, 1) - textBound.width(),                        getPloygonY(mAverageAngle * m, 1) - textBound.height() * 2);            } else if (boundx <= mRadius && boundy > mRadius) {                pointF.set(getPloygonX(mAverageAngle * m, 1) - textBound.width(),                        getPloygonY(mAverageAngle * m, 1));            } else {                pointF.set(getPloygonX(mAverageAngle * m, 1),                        getPloygonY(mAverageAngle * m, 1));            }            mTextPoints.add(pointF);        }

此步骤是将文字大小计算并设置到对应List中。

我们将文字位置分了四类：类似于数学中的四各象限，不同象限的位置应该分别处理。

到这里，我们的所有计算相关的操作就做完了，接下来开始绘制。

---

3、将各半径、边框、文字、覆盖物进行绘制

一下步骤都在onDraw方法中执行。

A、绘制中心点、根据各节点绘制环形网

        /**         * 绘制中心点         */        canvas.drawPoint(mPositionX, mPositionY, mRadarPaint);        /**         * 绘制蜘蛛网         */        for (int i = 0; i < mLineSegments; i++) {            for (int j = 0; j < mPieceNumber - 1; j++) {                canvas.drawLine(mRadarPointses.get(j).getPointFs().get(i).x, mRadarPointses.get(                        j).getPointFs().get(i).y,                        mRadarPointses.get(j + 1).getPointFs().get(i).x, mRadarPointses.get(                                j + 1).getPointFs().get(i).y, mRadarPaint);            }            canvas.drawLine(mRadarPointses.get(mPieceNumber - 1).getPointFs().get(i).x,                    mRadarPointses.get(mPieceNumber - 1).getPointFs().get(i).y,                    mRadarPointses.get(0).getPointFs().get(i).x, mRadarPointses.get(                            0).getPointFs().get(i).y, mRadarPaint);        }

因为各节点我们已经计算得出，并且全部设置在对应List中，所以直接循环进行绘制各点，并将各点进行连接，就可以得到环形网。

B、当然还有半径

        /**         * 绘制轴线         */        for (int k = 0; k < mPieceNumber; k++) {            canvas.drawLine(mRadarPointses.get(k).getPointFs().get(0).x,                    mRadarPointses.get(k).getPointFs().get(0).y,                    mRadarPointses.get(k).getPointFs().get(mLineSegments - 1).x, mRadarPointses.get(                            k).getPointFs().get(mLineSegments - 1).y, mRadarPaint);        }

也是将各点连接起来就可以。

C、将覆盖物绘出

        /**         * 绘制数据         */        if (mCoverPoints != null && mCoverPoints.size() == mPieceNumber) {            mCoverPath.reset();            mCoverPath.moveTo(mCoverPoints.get(0).x, mCoverPoints.get(0).y);            for (int i = 1; i < mPieceNumber; i++) {                mCoverPath.lineTo(mCoverPoints.get(i).x, mCoverPoints.get(i).y);            }            mCoverPath.close();            canvas.drawPath(mCoverPath, mCoverPaint);        } else {            throw new NullPointerException("请先设置数据集");        }

将各半径上的数据对应的点全部循环连接，但要注意，循环结束后，并没有将最后一个点和第一个点连接起来，所以需要在特意将它俩连接。完成后填充闭合图形。

到此覆盖物便画好了。

D、绘制文字

        /**         * 绘制文字,使用StaticLayout进行换行文字的绘制         */        for (int i = 0; i < mPieceNumber; i++) {            canvas.save();            String str = mRadarEntries.get(i).title + "\n" +                    Math.floor(mRadarEntries.get(i).level * 10) / 10;            StaticLayout layout = new StaticLayout(str, mTextPaint, 300,                    Layout.Alignment.ALIGN_NORMAL, 1.0F, 0.0F, true);            canvas.translate(mTextPoints.get(i).x, mTextPoints.get(i).y);            layout.draw(canvas);            canvas.restore();        }

根据计算得出的文字位置进行绘制，不再累赘。

到此，所以的绘制全部结束！

---

4、暴露设置数据的方法

    /**     * 设置数据集，数据集的index决定位置，顺时针方向，起始角度为0度     */    public void setRadatEntries(List<RadarEntry> entries) {        this.mRadarEntries = entries;        mPieceNumber = entries.size();        postInvalidate();    }

注意要调用postInvalidate方法进行刷新。

---

5、总结

怎么样，有木有很简单，有木有感觉把中学的数学再一次拾起。哈哈。

大家的支持就是我前进的动力！

大家还可以关注我的微信公众号获取更多精彩内容。