建立自訂修飾符

Compose 提供許多現成的常見行為修飾符,但您也可以建立自訂修飾符。

修飾符包含多個部分:

  • 修飾符工廠
    • 這是 Modifier 的擴充功能函式,可為修飾符提供慣用 API,並允許修飾符鏈結在一起。修飾符工廠會產生 Compose 用來修改 UI 的修飾符元素。
  • 修飾符元素
    • 您可以在這裡實作修飾符的行為。

視所需功能而定,您可以透過多種方式實作自訂修飾符。通常,實作自訂修飾符最簡單的方法,就是實作自訂修飾符工廠,結合其他已定義的修飾符工廠。如需更多自訂行為,請使用 Modifier.Node API 實作修飾符元素,這些 API 雖然層級較低,但彈性較高。

將現有修飾符鏈結在一起

您通常可以使用現有修飾符建立自訂修飾符。舉例來說,Modifier.clip() 是使用 graphicsLayer 修飾符實作。這項策略會使用現有的修飾符元素,並由您提供自訂修飾符工廠。

在實作自訂修飾符之前,請先確認是否可以使用相同的策略。

fun Modifier.clip(shape: Shape) = graphicsLayer(shape = shape, clip = true)

或者,如果您發現自己經常重複使用同一組修飾符,可以將這些修飾符納入自己的修飾符中:

fun Modifier.myBackground(color: Color) = padding(16.dp)
    .clip(RoundedCornerShape(8.dp))
    .background(color)

使用可組合修飾符工廠建立自訂修飾符

您也可以使用可組合函式建立自訂修飾符,將值傳遞至現有修飾符。這稱為可組合修飾符工廠。

使用可組合修飾符工廠建立修飾符,也可讓您使用更高層級的 Compose API,例如 animate*AsState 和其他由 Compose 狀態支援的 Animation API。舉例來說,以下程式碼片段顯示的修飾符會在啟用/停用時,為 Alpha 值的變化建立動畫效果:

@Composable
fun Modifier.fade(enable: Boolean): Modifier {
    val alpha by animateFloatAsState(if (enable) 0.5f else 1.0f)
    return this then Modifier.graphicsLayer { this.alpha = alpha }
}

如果自訂修飾符是從 CompositionLocal 提供預設值的便利方法,最簡單的實作方式是使用可組合修飾符工廠:

@Composable
fun Modifier.fadedBackground(): Modifier {
    val color = LocalContentColor.current
    return this then Modifier.background(color.copy(alpha = 0.5f))
}

這種做法有一些注意事項,詳情請參閱以下各節。

CompositionLocal 值會在修飾符工廠的呼叫端解析

使用可組合修飾符工廠建立自訂修飾符時,組合本機值會取自建立時的組合樹狀結構,而非使用時。這可能會導致非預期的結果。舉例來說,請參考先前所述的組合本機修飾符範例,使用可組合函式實作的方式略有不同:

@Composable
fun Modifier.myBackground(): Modifier {
    val color = LocalContentColor.current
    return this then Modifier.background(color.copy(alpha = 0.5f))
}

@Composable
fun MyScreen() {
    CompositionLocalProvider(LocalContentColor provides Color.Green) {
        // Background modifier created with green background
        val backgroundModifier = Modifier.myBackground()

        // LocalContentColor updated to red
        CompositionLocalProvider(LocalContentColor provides Color.Red) {

            // Box will have green background, not red as expected.
            Box(modifier = backgroundModifier)
        }
    }
}

如果這不是您預期的修飾符運作方式,請改用自訂 Modifier.Node,因為組合區域會在用例網站正確解析,且可以安全地提升。

可組合函式修飾符一律不會略過

可組合工廠修飾符一律不會略過,因為具有傳回值的可組合函式無法略過。這表示每次重組時都會呼叫修飾符函式,如果重組頻率很高,可能會耗費大量資源。

可組合函式修飾符必須在可組合函式中呼叫

與所有可組合函式一樣,可組合工廠修飾符必須從組合內呼叫。這會限制修飾符可提升的位置,因為修飾符絕不能提升至組合結構外。相較之下,非可組合修飾符工廠可以從可組合函式中提升,以便重複使用及提升效能:

val extractedModifier = Modifier.background(Color.Red) // Hoisted to save allocations

@Composable
fun Modifier.composableModifier(): Modifier {
    val color = LocalContentColor.current.copy(alpha = 0.5f)
    return this then Modifier.background(color)
}

@Composable
fun MyComposable() {
    val composedModifier = Modifier.composableModifier() // Cannot be extracted any higher
}

使用 Modifier.Node 實作自訂修飾符行為

Modifier.Node 是用於在 Compose 中建立修飾符的低階 API。Compose 也是使用這個 API 實作自己的修飾符,因此這是建立自訂修飾符最有效率的方法。

使用 Modifier.Node 實作自訂修飾符

使用 Modifier.Node 實作自訂修飾符分為三個部分:

  • Modifier.Node 實作,用於保存修飾符的邏輯和狀態。
  • 建立及更新修飾符節點例項的 ModifierNodeElement。
  • 選用的修飾符工廠,詳情請參閱前文。

ModifierNodeElement 類別為無狀態,且每次重組都會分配新的例項,而 Modifier.Node 類別可以是有狀態,且會在多次重組中存留,甚至可以重複使用。

以下各節將說明每個部分,並舉例說明如何建構自訂修飾符來繪製圓形。

Modifier.Node

Modifier.Node 實作 (在本例中為 CircleNode) 會實作自訂修飾符的功能。

// Modifier.Node
private class CircleNode(var color: Color) : DrawModifierNode, Modifier.Node() {
    override fun ContentDrawScope.draw() {
        drawCircle(color)
    }
}

在本範例中,系統會使用傳遞至修飾符函式的顏色繪製圓圈。

節點會實作 Modifier.Node 以及零或多個節點類型。根據修飾符所需的功能,有不同的節點類型。上述範例需要能夠繪製,因此會實作 DrawModifierNode,以便覆寫繪製方法。

可用類型如下:

節點

用量

範例連結

LayoutModifierNode

Modifier.Node 可變更包裝內容的測量和配置方式。

範例

DrawModifierNode

Modifier.Node 會繪製到版面配置的空間中。

範例

CompositionLocalConsumerModifierNode

實作這個介面後,Modifier.Node 就能讀取組合本機。

範例

SemanticsModifierNode

Modifier.Node:新增語意鍵/值,用於測試、無障礙功能和類似用途。

範例

PointerInputModifierNode

接收 PointerInputChanges 的 Modifier.Node。

範例

ParentDataModifierNode

為上層布局提供資料的 Modifier.Node。

範例

LayoutAwareModifierNode

接收 onMeasured 和 onPlaced 回呼的 Modifier.Node。

範例

GlobalPositionAwareModifierNode

當內容的全域位置可能已經變更時,Modifier.Node 會收到 onGloballyPositioned 回呼,其中包含版面配置的最終 LayoutCoordinates。

範例

ObserverModifierNode

實作 ObserverNode 的 Modifier.Node 可以提供自己的 onObservedReadsChanged 實作,系統會呼叫該實作,以回應在 observeReads 區塊中讀取的快照物件變更。

範例

DelegatingNode

Modifier.Node,可將工作委派給其他 Modifier.Node 執行個體。

這項功能可用於將多個節點實作項目組合成一個。

範例

TraversableNode

允許 Modifier.Node 類別在節點樹狀結構中上下周遊,尋找相同類型或特定索引鍵的類別。

範例

在對應元素上呼叫更新時,節點會自動失效。由於範例是 DrawModifierNode,因此每當在元素上呼叫更新時,節點就會觸發重新繪製,並正確更新顏色。您可以選擇停用自動撤銷功能,詳情請參閱「停用節點自動撤銷功能」一節。

ModifierNodeElement

ModifierNodeElement 是不可變動的類別,用於保存建立或更新自訂修飾符的資料:

// ModifierNodeElement
private data class CircleElement(val color: Color) : ModifierNodeElement<CircleNode>() {
    override fun create() = CircleNode(color)

    override fun update(node: CircleNode) {
        node.color = color
    }
}

ModifierNodeElement 實作項目需要覆寫下列方法:

  1. create:這個函式會例項化修飾符節點。系統會在首次套用修飾符時呼叫這個函式,以便建立節點。通常,這相當於建構節點,並使用傳遞至修飾符工廠的參數進行設定。
  2. update:每當在節點已存在的相同位置提供這個修飾符,但屬性已變更時,系統就會呼叫這個函式。這取決於類別的 equals 方法。先前建立的修飾符節點會做為參數傳送至 update 呼叫。此時,您應更新節點的屬性,以對應更新後的參數。節點能以這種方式重複使用,是 Modifier.Node 提升效能的關鍵。因此,您必須更新現有節點,而不是在 update 方法中建立新節點。在圓形範例中,節點的顏色會更新。

此外,ModifierNodeElement 實作也需要實作 equals 和 hashCode。只有在與前一個元素進行相等比較時傳回 false,系統才會呼叫 update。

上述範例使用資料類別來達成此目的。這些方法用於檢查節點是否需要更新。如果元素的屬性不會影響節點是否需要更新,或者您想避免使用資料類別,以確保二進位相容性,則可手動實作 equals 和 hashCode,例如邊框間距修飾符元素。

修飾符工廠

這是修飾符的公開 API 介面。大多數實作都會建立修飾符元素,並將其新增至修飾符鏈結:

// Modifier factory
fun Modifier.circle(color: Color) = this then CircleElement(color)

完整範例

這三個部分會結合在一起,建立自訂修飾符,使用 Modifier.Node API 繪製圓形:

// Modifier factory
fun Modifier.circle(color: Color) = this then CircleElement(color)

// ModifierNodeElement
private data class CircleElement(val color: Color) : ModifierNodeElement<CircleNode>() {
    override fun create() = CircleNode(color)

    override fun update(node: CircleNode) {
        node.color = color
    }
}

// Modifier.Node
private class CircleNode(var color: Color) : DrawModifierNode, Modifier.Node() {
    override fun ContentDrawScope.draw() {
        drawCircle(color)
    }
}

使用Modifier.Node的常見情況

使用 Modifier.Node 建立自訂修飾符時,可能會遇到以下常見情況。

零參數

如果修飾符沒有參數,就不需要更新,也不必是資料類別。以下是修飾符的實作範例,可為可組合項套用固定數量的邊框間距:

fun Modifier.fixedPadding() = this then FixedPaddingElement

data object FixedPaddingElement : ModifierNodeElement<FixedPaddingNode>() {
    override fun create() = FixedPaddingNode()
    override fun update(node: FixedPaddingNode) {}
}

class FixedPaddingNode : LayoutModifierNode, Modifier.Node() {
    private val PADDING = 16.dp

    override fun MeasureScope.measure(
        measurable: Measurable,
        constraints: Constraints
    ): MeasureResult {
        val paddingPx = PADDING.roundToPx()
        val horizontal = paddingPx * 2
        val vertical = paddingPx * 2

        val placeable = measurable.measure(constraints.offset(-horizontal, -vertical))

        val width = constraints.constrainWidth(placeable.width + horizontal)
        val height = constraints.constrainHeight(placeable.height + vertical)
        return layout(width, height) {
            placeable.place(paddingPx, paddingPx)
        }
    }
}

參考 CompositionLocal

Modifier.Node 修飾符不會自動觀察 Compose 狀態物件 (例如 CompositionLocal) 的變更。相較於僅使用可組合工廠建立的修飾符,Modifier.Node 修飾符的優點在於,它們可以使用 currentValueOf,從 UI 樹狀結構中使用修飾符的位置 (而非分配修飾符的位置) 讀取本機組合的值。

不過,修飾符節點例項不會自動觀察狀態變更。如要自動回應組合區域變更,您可以在範圍內讀取其目前的值:

這個範例會觀察 LocalContentColor 的值,並根據其顏色繪製背景。由於 ContentDrawScope 會觀察快照變更,因此當 LocalContentColor 的值變更時,系統會自動重新繪製:

class BackgroundColorConsumerNode :
    Modifier.Node(),
    DrawModifierNode,
    CompositionLocalConsumerModifierNode {
    override fun ContentDrawScope.draw() {
        val currentColor = currentValueOf(LocalContentColor)
        drawRect(color = currentColor)
        drawContent()
    }
}

如要回應範圍外的狀態變更,並自動更新修飾符,請使用 ObserverModifierNode。

舉例來說,Modifier.scrollable 會使用這項技術觀察 LocalDensity 的變化。以下是簡化範例:

class ScrollableNode :
    Modifier.Node(),
    ObserverModifierNode,
    CompositionLocalConsumerModifierNode {

    // Place holder fling behavior, we'll initialize it when the density is available.
    val defaultFlingBehavior = DefaultFlingBehavior(splineBasedDecay(UnityDensity))

    override fun onAttach() {
        updateDefaultFlingBehavior()
        observeReads { currentValueOf(LocalDensity) } // monitor change in Density
    }

    override fun onObservedReadsChanged() {
        // if density changes, update the default fling behavior.
        updateDefaultFlingBehavior()
    }

    private fun updateDefaultFlingBehavior() {
        val density = currentValueOf(LocalDensity)
        defaultFlingBehavior.flingDecay = splineBasedDecay(density)
    }
}

為修飾符加上動畫

Modifier.Node 實作項目可存取 coroutineScope。這樣一來,您就能使用 Compose Animatable API。舉例來說,以下程式碼片段會修改先前顯示的 CircleNode,重複淡入和淡出:

class CircleNode(var color: Color) : Modifier.Node(), DrawModifierNode {
    private lateinit var alpha: Animatable<Float, AnimationVector1D>

    override fun ContentDrawScope.draw() {
        drawCircle(color = color, alpha = alpha.value)
        drawContent()
    }

    override fun onAttach() {
        alpha = Animatable(1f)
        coroutineScope.launch {
            alpha.animateTo(
                0f,
                infiniteRepeatable(tween(1000), RepeatMode.Reverse)
            ) {
            }
        }
    }
}

使用委派在修飾符之間共用狀態

Modifier.Node 修飾符可以委派給其他節點。這項功能有許多用途,例如擷取不同修飾符的常見實作,但也可以用於在修飾符之間共用常見狀態。

舉例來說,以下是可點擊修飾符節點的基本實作,可共用互動資料:

class ClickableNode : DelegatingNode() {
    val interactionData = InteractionData()
    val focusableNode = delegate(
        FocusableNode(interactionData)
    )
    val indicationNode = delegate(
        IndicationNode(interactionData)
    )
}

選擇停用節點自動撤銷功能

當對應的 ModifierNodeElement 呼叫更新時,Modifier.Node 節點會自動失效。如果是複雜的修飾符,建議您選擇不採用這項行為,進一步控管修飾符何時會使階段失效。

如果自訂修飾符會同時修改版面配置和繪圖,這項功能就特別實用。選擇不採用自動失效功能,即可在只有繪圖相關屬性 (例如 color) 變更時,才使繪圖失效。這樣可以避免版面配置失效,並提升修飾符的效能。

以下範例假設修飾符具有 color、size 和 onClick lambda 做為屬性。這個修飾符只會使必要項目失效,並略過任何不必要的失效:

class SampleInvalidatingNode(
    var color: Color,
    var size: IntSize,
    var onClick: () -> Unit
) : DelegatingNode(), LayoutModifierNode, DrawModifierNode {
    override val shouldAutoInvalidate: Boolean
        get() = false

    private val clickableNode = delegate(
        ClickablePointerInputNode(onClick)
    )

    fun update(color: Color, size: IntSize, onClick: () -> Unit) {
        if (this.color != color) {
            this.color = color
            // Only invalidate draw when color changes
            invalidateDraw()
        }

        if (this.size != size) {
            this.size = size
            // Only invalidate layout when size changes
            invalidateMeasurement()
        }

        // If only onClick changes, we don't need to invalidate anything
        clickableNode.update(onClick)
    }

    override fun ContentDrawScope.draw() {
        drawRect(color)
    }

    override fun MeasureScope.measure(
        measurable: Measurable,
        constraints: Constraints
    ): MeasureResult {
        val size = constraints.constrain(size)
        val placeable = measurable.measure(constraints)
        return layout(size.width, size.height) {
            placeable.place(0, 0)
        }
    }
}