Canvas API详解(Part 2)剪切方法合集

Canvas API 详解 (Part 2)：剪切方法合集

在 Android 的 Canvas API 中，剪切（Clipping）是一种限制绘制区域的技术，用于控制绘图操作仅在指定区域内生效。剪切操作会修改画布的裁剪区域（Clip Bounds），后续的绘制（如形状、文本、位图）只在该区域内可见，常用于实现复杂形状的遮罩、动画裁剪或性能优化。本部分（Part 2）聚焦于 Canvas 的剪切方法合集，作为整体 API 详解的延续。剪切通常与状态管理（save/restore）结合使用，以避免永久修改画布状态。后续 Part 3 将深入矩阵变换（translate/scale/rotate 等）和层级管理（saveLayer）。

剪切的作用与原理

作用：剪切定义了一个“可见窗口”，所有绘制操作都会被限制在该窗口内。默认情况下，画布的剪切区域为其整个大小（由 Bitmap 或 View 决定）。剪切可以多次叠加，形成交集（默认使用 Op.INTERSECT），或通过 Op 参数指定其他布尔操作（如差集、并集）。
原理：剪切操作修改画布的内部 ClipRegion，后续绘制会检查像素是否在 Clip 内。剪切是不可逆的，除非使用 save() 和 restore() 恢复状态。
应用场景：
创建不规则形状的遮罩（如圆形头像裁剪）。
动画效果（如渐变揭示内容）。
优化绘制（减少不必要的渲染区域）。
结合路径实现复杂图形（如波浪边缘）。

剪切方法不支持硬件加速下的某些复杂操作（如非矩形剪切），可能需切换到软件渲染（View.setLayerType(View.LAYER_TYPE_SOFTWARE, null)）。

剪切方法合集

Canvas 提供了多种剪切方法，主要基于矩形（Rect）和路径（Path）。以下是所有剪切方法的表格总结，包括参数、API 级别和用法：

方法名称	描述	主要参数	API 级别	用法示例
clipRect(Rect rect, Region.Op op)	以矩形区域剪切画布，支持布尔操作（Op）。默认 Op 为 INTERSECT（交集）。	`rect`（Rect，剪切矩形）；`op`（Region.Op，可选，默认为 INTERSECT）	API 1+	`canvas.clipRect(new Rect(50, 50, 150, 150), Region.Op.INTERSECT);`
clipRect(float left, float top, float right, float bottom)	以浮点坐标定义矩形剪切，默认 INTERSECT 操作。	`left, top, right, bottom`（float，矩形边界）	API 1+	`canvas.clipRect(50f, 50f, 150f, 150f);`
clipPath(Path path, Region.Op op)	以自定义路径剪切画布，支持布尔操作。路径可为任意形状。	`path`（Path，非空）；`op`（Region.Op，可选，默认为 INTERSECT）	API 1+	`Path path = new Path(); path.addCircle(100, 100, 50, Path.Direction.CW); canvas.clipPath(path);`
clipOutRect(Rect rect)	排除指定矩形区域（差集操作），即在当前剪切外移除该矩形。	`rect`（Rect，要排除的矩形）	API 26+	`canvas.clipOutRect(new Rect(50, 50, 150, 150));`
clipOutPath(Path path)	排除指定路径区域（差集操作）。	`path`（Path，要排除的路径）	API 26+	`canvas.clipOutPath(path);`
clipRegion(Region region, Region.Op op)	以 Region（区域对象）剪切，支持布尔操作。但该方法已弃用（deprecated）。	`region`（Region，非空）；`op`（Region.Op，可选）	API 1+ (deprecated)	不推荐使用；用 clipRect 或 clipPath 替代。

Region.Op 枚举说明（用于 clipRect 和 clipPath）：

INTERSECT：交集（默认，保留共同区域）。
DIFFERENCE：差集（从当前剪切中移除新区域）。
UNION：并集（合并区域）。
XOR：异或（对称差集）。
REVERSE_DIFFERENCE：反差集（从新区域中移除当前剪切）。
REPLACE：替换（用新区域完全替换当前剪切）。

注意：多次剪切会累积效果（交集），使用 save() 和 restore() 可隔离剪切作用域。clipOut 方法相当于 clipRect 的 DIFFERENCE 操作，但更高效（API 26+）。

代码示例

以下是一个自定义 View 示例，演示各种剪切方法的结合使用。复制到 Android 项目中运行，可在画布上看到剪切效果。

import android.content.Context;
import android.graphics.*;
import android.util.AttributeSet;
import android.view.View;

public class CanvasClipView extends View {
    private Paint paint;

    public CanvasClipView(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
        paint = new Paint(Paint.ANTI_ALIAS_FLAG);
        paint.setColor(Color.RED);
        paint.setStyle(Paint.Style.FILL);
    }

    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        super.onDraw(canvas);

        // 准备一个全屏矩形作为测试绘制
        Rect fullRect = new Rect(0, 0, getWidth(), getHeight());

        // 1. 简单矩形剪切（INTERSECT）
        canvas.save(); // 保存状态
        canvas.clipRect(50, 50, 150, 150); // 剪切到小矩形
        canvas.drawColor(Color.BLUE); // 只在剪切内填充蓝色
        canvas.restore(); // 恢复状态

        // 2. 路径剪切（圆形遮罩）
        canvas.save();
        Path path = new Path();
        path.addCircle(100, 250, 50, Path.Direction.CW);
        canvas.clipPath(path); // 剪切到圆形
        canvas.drawRect(fullRect, paint); // 只在圆内绘制红色矩形
        canvas.restore();

        // 3. 布尔操作：UNION（并集）
        canvas.save();
        canvas.clipRect(50, 350, 150, 450, Region.Op.REPLACE); // 先替换为一个矩形
        canvas.clipRect(100, 400, 200, 500, Region.Op.UNION); // 并集另一个矩形
        canvas.drawColor(Color.GREEN);
        canvas.restore();

        // 4. clipOutRect（排除矩形，API 26+）
        if (android.os.Build.VERSION.SDK_INT >= android.os.Build.VERSION_CODES.O) {
            canvas.save();
            canvas.clipRect(50, 550, 150, 650); // 先剪切到一个矩形
            canvas.clipOutRect(75, 575, 125, 625); // 排除内部小矩形，形成“孔”
            canvas.drawColor(Color.YELLOW);
            canvas.restore();
        }

        // 5. 结合路径和排除（clipOutPath，API 26+）
        if (android.os.Build.VERSION.SDK_INT >= android.os.Build.VERSION_CODES.O) {
            canvas.save();
            Path outerPath = new Path();
            outerPath.addRect(50f, 700f, 150f, 800f, Path.Direction.CW);
            canvas.clipPath(outerPath);
            Path holePath = new Path();
            holePath.addCircle(100, 750, 25, Path.Direction.CW);
            canvas.clipOutPath(holePath); // 排除圆形孔
            canvas.drawColor(Color.MAGENTA);
            canvas.restore();
        }
    }
}

运行效果：从上到下依次显示小蓝色矩形、红色圆形、绿色并集矩形、黄色带孔矩形（API 26+）、紫色带圆孔矩形（API 26+）。
状态管理扩展：在示例中，使用 canvas.save() 和 canvas.restore() 隔离每个剪切操作，避免相互干扰。save() 返回一个整数层级 ID，可用于 restoreToCount(int saveCount) 恢复到指定层级。

注意事项

性能：复杂剪切（如非矩形路径）会增加渲染开销，尤其在硬件加速下。矩形剪切（clipRect）最高效。
兼容性：基本剪切自 API 1 起支持，clipOut 需要 API 26+。clipRegion 已弃用，避免使用。
查询剪切状态：使用 canvas.getClipBounds(Rect bounds) 获取当前剪切边界矩形；canvas.quickReject(Rect rect) 检查矩形是否完全在剪切外（优化绘制）。
与绘制结合：剪切后绘制会自动裁剪，但位图绘制可能需额外处理（如 drawBitmap 的矩阵）。
错误处理：如果剪切区域为空，后续绘制无效。确保路径或矩形有效。
调试：使用 canvas.getClipBounds() 在 Log 中输出边界，验证剪切效果。

扩展：Jetpack Compose 中的等效实现

在 Jetpack Compose 中，剪切功能通过 Modifier.clip 或 drawWithContent 实现，更具声明式：

矩形剪切：Modifier.clip(RectangleShape) 或自定义形状。
路径剪切：使用 clipToBounds 或 Path 在 Canvas 内。
示例（圆形剪切）：

import androidx.compose.foundation.Canvas
import androidx.compose.runtime.Composable
import androidx.compose.ui.Modifier
import androidx.compose.ui.geometry.Offset
import androidx.compose.ui.graphics.ClipOp
import androidx.compose.ui.graphics.Color
import androidx.compose.ui.graphics.Path
import androidx.compose.ui.graphics.drawscope.clipPath
import androidx.compose.ui.unit.dp

@Composable
fun ClipExample() {
    Canvas(modifier = Modifier.size(200.dp)) {
        clipPath(Path().apply { addCircle(Offset(100f, 100f), 50f, androidx.compose.ui.graphics.Path.Direction.Clockwise) }, clipOp = ClipOp.Intersect) {
            drawRect(color = Color.Red) // 只在圆内绘制
        }
    }
}

说明：Compose 支持 ClipOp.Intersect 和 ClipOp.Difference（类似 clipOut）。对于复杂布尔操作，可嵌套 drawWithContent。

本部分聚焦剪切方法合集，作为 Canvas API 的 Part 2。如果需要 Part 3（矩阵变换详解）、特定方法的更多示例、动画集成，或 Jetpack Compose 的高级剪切用法，请告诉我！