掌握Android Fragment開發之魂：Fragment的深度解析（上）

Fragment是Android開發中用于構建動態和靈活界面的基石。它不僅提升了應用的模塊化程度，還增強了用戶界面的動態性和交互性，允許開發者將應用界面劃分為多個獨立、可重用的部分，每個部分都可以獨立于其他部分進行操作。本文將從以下幾個方面深入探討Fragment的核心特性、優勢、生命周期，以及如何通過靜態和動態添加來豐富你的應用。

一、Fragment的特點

Fragment是Android中非常強大和靈活的概念,它極大地簡化了構建動態和可適應不同屏幕尺寸的復雜UI的過程。通過合理利用Fragment,您可以構建模塊化、可重用和高效的Android應用程序。

以下是Fragment的一些主要特點:

模塊化UI: Fragment允許您將UI分解為獨立的模塊化組件。每個Fragment都定義了自己的布局和行為,并且可以在活動中添加、刪除或替換。這使得構建可重用的UI組件和適應不同屏幕尺寸變得更加容易。
生命周期管理: 與Activity類似,Fragment也有自己的生命周期。系統負責管理Fragment的生命周期,使您能夠專注于編寫代碼而不必擔心生命周期問題。Fragment的生命周期回調與Activity的生命周期回調類似,但Fragment的生命周期優先于托管它的Activity。
向后兼容性: 在舊版本的Android系統上,Fragment提供了一種模擬新UI模式的方法。即使在較舊的Android版本上,您也可以編寫支持片段的應用程序。
動態UI: Fragment可以在運行時動態添加到Activity布局中。這為您提供了靈活性,可以根據不同的條件動態構建和改變UI。
嵌套Fragment: Fragment可以嵌套在另一個Fragment中,這為構建復雜的UI層次結構提供了極大的靈活性。
支持多窗格設計: Fragment非常適合在大屏幕設備(如平板電腦)上實現多窗格UI設計。您可以將不同的Fragment組合在一個Activity中,并根據設備方向和大小調整布局。
提高可重用性: Fragment可以在多個Activity之間共享和重用。這不僅提高了代碼的可重用性,還減少了代碼重復,從而提高了應用程序的可維護性。
Fragment事務: Fragment事務允許您在Activity布局中添加、移除、替換和附加Fragment。您可以通過提交一系列Fragment事務來構建復雜的UI流程。
支持RetainInstance: Fragment可以在配置更改(如設備旋轉)時保留其實例。這意味著您可以避免重新創建昂貴的對象,從而提高應用程序的性能和響應能力。
向后兼容庫支持: Android提供了對舊版本系統的Fragment向后兼容庫支持。即使在較舊的Android版本上,您也可以使用Fragment提供的大多數功能。

二、Fragment的生命周期

在這里插入圖片描述

Fragment的生命周期與Activity緊密相關，但有自己的特點。了解Fragment的生命周期對于正確管理Fragment至關重要。

Android Fragment擁有自己的生命周期,類似于Activity的生命周期。Fragment的生命周期回調方法與Activity非常相似,但又有一些獨特之處。下面是Fragment生命周期的詳細介紹,并通過Java代碼示例進行演示:

1、onAttach(Context)

當Fragment與Activity實例關聯時調用。可以在此方法中獲取Activity的引用,并執行一些初始化操作。

@Override
public void onAttach(@NonNull Context context) {super.onAttach(context);// 獲取Activity引用并執行初始化操作
}

2、onCreate(Bundle)

在Fragment創建時調用。可以在此方法中初始化一些數據和狀態。

@Override
public void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);// 初始化數據和狀態
}

3、onCreateView(LayoutInflater, ViewGroup, Bundle)

創建并返回Fragment的視圖層次結構。

@Override
public View onCreateView(@NonNull LayoutInflater inflater, @Nullable ViewGroup container, @Nullable Bundle savedInstanceState) {View view = inflater.inflate(R.layout.fragment_layout, container, false);// 初始化視圖return view;
}

4、onViewCreated(View, Bundle)

在Fragment的視圖層次結構創建完成后調用。可以在此方法中進行視圖的初始化操作。

@Override
public void onViewCreated(@NonNull View view, @Nullable Bundle savedInstanceState) {super.onViewCreated(view, savedInstanceState);// 初始化視圖
}

5、onActivityCreated(Bundle)

在Activity的onCreate方法執行完畢后調用。

@Override
public void onActivityCreated(@Nullable Bundle savedInstanceState) {super.onActivityCreated(savedInstanceState);// 執行一些與Activity相關的操作
}

6、onStart()

當Fragment變為可見狀態時調用

7、onResume()

當Fragment開始交互時調用。

8、onPause()

當Fragment從交互狀態切換到暫停狀態時調用。可以在此方法中釋放一些資源。

9、onStop()

當Fragment不再可見時調用。

10、onDestroyView()

在Fragment的視圖層次結構被銷毀時調用。

11、onDestroy()

在Fragment被銷毀之前調用。可以在此方法中釋放資源。

12、onDetach()

當Fragment與Activity實例分離時調用。

此外,Fragment還提供了一些額外的生命周期回調方法,用于處理保存和恢復實例狀態:

13、onSaveInstanceState(Bundle)

當Fragment需要保存狀態時調用。可以在此方法中保存數據。

@Override
public void onSaveInstanceState(@NonNull Bundle outState) {super.onSaveInstanceState(outState);// 保存數據
}

14、onViewStateRestored(Bundle)

在Fragment視圖狀態被恢復后調用。可以在此方法中恢復數據。

@Override
public void onViewStateRestored(@Nullable Bundle savedInstanceState) {super.onViewStateRestored(savedInstanceState);// 恢復數據
}

三、Fragment的使用方式

在 Android 應用程序中使用 Fragment 有幾種常見的方式,包括靜態添加、動態添加和使用 FragmentManager 進行事務管理。下面通過 Java 代碼示例演示每種方式:

1、靜態添加 Fragment

靜態添加 Fragment 是指在 Activity 的布局文件中直接定義 Fragment。這種方式適用于在應用啟動時就需要顯示的 Fragment。

（1）、創建Fragment布局文件

首先,我們需要為每個Fragment創建一個布局文件。

fragment_a.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"android:orientation="vertical"><TextViewandroid:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:text="Fragment A"android:textSize="24sp" /><Buttonandroid:id="@+id/btn_fragment_a"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:text="Click Me" /></LinearLayout>

fragment_b.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"android:orientation="vertical"><TextViewandroid:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:text="Fragment B"android:textSize="24sp" /><Buttonandroid:id="@+id/btn_fragment_b"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:text="Click Me" /></LinearLayout>

(2)、創建Fragment類

接下來,我們需要創建兩個Fragment類,每個類對應一個Fragment布局。

FragmentA.java

public class FragmentA extends Fragment {@Overridepublic View onCreateView(@NonNull LayoutInflater inflater, ViewGroup container, Bundle savedInstanceState) {View view = inflater.inflate(R.layout.fragment_a, container, false);Button btnFragmentA = view.findViewById(R.id.btn_fragment_a);btnFragmentA.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(View v) {// 處理按鈕點擊事件Toast.makeText(getActivity(), "Fragment A Button Clicked", Toast.LENGTH_SHORT).show();}});return view;}
}
FragmentB.java

public class FragmentB extends Fragment {@Overridepublic View onCreateView(@NonNull LayoutInflater inflater, ViewGroup container, Bundle savedInstanceState) {View view = inflater.inflate(R.layout.fragment_b, container, false);Button btnFragmentB = view.findViewById(R.id.btn_fragment_b);btnFragmentB.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(View v) {// 處理按鈕點擊事件Toast.makeText(getActivity(), "Fragment B Button Clicked", Toast.LENGTH_SHORT).show();}});return view;}
}

（3）、在Activity布局中靜態添加Fragment

現在,我們將在Activity的布局文件中靜態添加兩個Fragment。

activity_main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"android:orientation="horizontal"><fragmentandroid:id="@+id/fragment_a"android:name="com.example.FragmentA"android:layout_width="0dp"android:layout_height="match_parent"android:layout_weight="1" /><fragmentandroid:id="@+id/fragment_b"android:name="com.example.FragmentB"android:layout_width="0dp"android:layout_height="match_parent"android:layout_weight="1" /></LinearLayout>

在上面的布局文件中,我們使用<fragment>標簽來靜態添加兩個Fragment。android:name屬性指定了Fragment的完全限定類名,android:id屬性為每個Fragment提供了一個唯一的標識符。

（4）、MainActivity

最后,我們只需要創建一個空的MainActivity即可,因為所有的Fragment都已經在布局文件中靜態添加了。

public class MainActivity extends AppCompatActivity {@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);}
}

當你運行這個應用程序時,你會看到兩個Fragment并排顯示在屏幕上,每個Fragment中都有一個按鈕。點擊這些按鈕會顯示相應的Toast消息。

靜態添加Fragment是一種簡單而直接的方式,適用于在應用啟動時就需要顯示Fragment的情況。但是,如果你需要動態添加、移除或替換Fragment,那么你需要使用FragmentManager來管理Fragment事務。

2、動態添加 Fragment

動態添加 Fragment 是指在運行時通過代碼將 Fragment 添加到 Activity 的布局中。這種方式適用于根據用戶交互或其他條件動態顯示 Fragment。

我們將創建一個主Activity,其布局文件中包含一個容器用于顯示Fragment。我們將定義兩個Fragment,并使用FragmentManager在容器中進行Fragment的添加、替換和移除操作。

（1）、創建Fragment布局文件

首先,我們需要為每個Fragment創建一個布局文件。

fragment_a.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"android:orientation="vertical"><TextViewandroid:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:text="Fragment A"android:textSize="24sp" /></LinearLayout>
fragment_b.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"android:orientation="vertical"><TextViewandroid:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:text="Fragment B"android:textSize="24sp" /></LinearLayout>

（2）、創建Fragment類

接下來,我們需要創建兩個Fragment類,每個類對應一個Fragment布局。

FragmentA.java

public class FragmentA extends Fragment {@Overridepublic View onCreateView(@NonNull LayoutInflater inflater, ViewGroup container, Bundle savedInstanceState) {return inflater.inflate(R.layout.fragment_a, container, false);}
}
FragmentB.java

public class FragmentB extends Fragment {@Overridepublic View onCreateView(@NonNull LayoutInflater inflater, ViewGroup container, Bundle savedInstanceState) {return inflater.inflate(R.layout.fragment_b, container, false);}
}

（3）、創建Activity布局

接下來,我們將創建Activity的布局文件,其中包含一個容器用于顯示Fragment,以及四個按鈕用于控制Fragment的添加、替換和移除操作。

activity_main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"android:orientation="vertical"><FrameLayoutandroid:id="@+id/fragment_container"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="0dp"android:layout_weight="1" /><LinearLayoutandroid:layout_width="match_parent"android:layout_height="wrap_content"android:orientation="horizontal"><Buttonandroid:id="@+id/btn_add_fragment_a"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:text="Add Fragment A" /><Buttonandroid:id="@+id/btn_replace_fragment_b"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:text="Replace with Fragment B" /><Buttonandroid:id="@+id/btn_remove_fragment"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:text="Remove Fragment" /><Buttonandroid:id="@+id/btn_attach_fragment"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:text="Attach Fragment" /></LinearLayout></LinearLayout>

在上面的布局文件中,我們使用<FrameLayout>作為容器來顯示Fragment。下面的<LinearLayout>中包含四個按鈕,分別用于添加FragmentA、替換為FragmentB、移除當前Fragment和附加Fragment。

（4）、 MainActivity

最后,我們將創建MainActivity并實現按鈕的點擊事件,用于動態添加和移除Fragment。

public class MainActivity extends AppCompatActivity {private FragmentManager fragmentManager;private FrameLayout fragmentContainer;private FragmentA fragmentA;private FragmentB fragmentB;@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);fragmentManager = getSupportFragmentManager();fragmentContainer = findViewById(R.id.fragment_container);Button btnAddFragmentA = findViewById(R.id.btn_add_fragment_a);btnAddFragmentA.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(View v) {addFragment(new FragmentA());}});Button btnReplaceFragmentB = findViewById(R.id.btn_replace_fragment_b);btnReplaceFragmentB.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(View v) {replaceFragment(new FragmentB());}});Button btnRemoveFragment = findViewById(R.id.btn_remove_fragment);btnRemoveFragment.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(View v) {removeFragment();}});Button btnAttachFragment = findViewById(R.id.btn_attach_fragment);btnAttachFragment.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(View v) {attachFragment();}});// 初始化并添加 FragmentAfragmentA = new FragmentA();addFragment(fragmentA);}private void addFragment(Fragment fragment) {FragmentTransaction transaction = fragmentManager.beginTransaction();transaction.add(R.id.fragment_container, fragment);transaction.addToBackStack(null);transaction.commit();}private void replaceFragment(Fragment fragment) {FragmentTransaction transaction = fragmentManager.beginTransaction();transaction.replace(R.id.fragment_container, fragment);transaction.addToBackStack(null);transaction.commit();}private void removeFragment() {Fragment fragment = fragmentManager.findFragmentById(R.id.fragment_container);if (fragment != null) {FragmentTransaction transaction = fragmentManager.beginTransaction();transaction.remove(fragment);transaction.commit();}}private void attachFragment() {if (fragmentB == null) {fragmentB = new FragmentB();FragmentTransaction transaction = fragmentManager.beginTransaction();transaction.add(R.id.fragment_container, fragmentB);transaction.detach(fragmentB);transaction.commit();} else {FragmentTransaction transaction = fragmentManager.beginTransaction();transaction.attach(fragmentB);transaction.commit();}}
}

在MainActivity中,我們首先獲取FragmentManager和容器FrameLayout的實例。然后,我們為三個按鈕設置點擊事件監聽器。

"Add Fragment A"按鈕會調用addFragment()方法,將FragmentA實例動態添加到容器中。
"Add Fragment B"按鈕會調用addFragment()方法,將FragmentB實例動態添加到容器中。
"Remove Fragment"按鈕會調用removeFragment()方法,移除當前容器中的Fragment。

在addFragment()方法中,我們使用FragmentTransaction來添加Fragment。我們還調用了addToBackStack()方法,這樣當用戶按下返回鍵時,Fragment就會從容器中移除。

在removeFragment()方法中,我們首先使用findFragmentById()方法獲取當前容器中的Fragment實例。如果存在Fragment,我們就使用FragmentTransaction將其從容器中移除。

當你運行這個應用程序時,你會看到一個空白的容器和三個按鈕。點擊"Add Fragment A"或"Add Fragment B"按鈕,相應的Fragment就會動態添加到容器中。點擊"Remove Fragment"按鈕,當前容器中的Fragment就會被移除。你還可以反復添加和移除Fragment,觀察其行為。

3、使用 FragmentManager 管理 Fragment

FragmentManager 提供了一系列方法用于管理 Fragment 的生命周期和事務。我們可以使用它來添加、移除、替換和附加 Fragment。

public class MainActivity extends AppCompatActivity {@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);// 獲取 FragmentManagerFragmentManager fragmentManager = getSupportFragmentManager();// 開啟一個事務FragmentTransaction fragmentTransaction = fragmentManager.beginTransaction();// 替換 FragmentFragment fragmentA = new FragmentA();fragmentTransaction.replace(R.id.fragment_container, fragmentA);// 提交事務fragmentTransaction.commit();}
}

在MainActivity中,我們首先獲取FragmentManager和容器FrameLayout的實例,并初始化fragmentA和fragmentB實例。

然后,我們為四個按鈕設置點擊事件監聽器:

"Add Fragment A"按鈕會調用addFragment()方法,將FragmentA實例添加到容器中。
"Replace with Fragment B"按鈕會調用replaceFragment()方法,用FragmentB實例替換當前容器中的Fragment。
"Remove Fragment"按鈕會調用removeFragment()方法,移除當前容器中的Fragment。
"Attach Fragment"按鈕會調用attachFragment()方法,首次點擊時會添加并分離FragmentB實例,之后點擊則會重新附加該Fragment實例。

讓我們逐一了解這些方法的實現:

首先，addFragment()方法

private void addFragment(Fragment fragment) {FragmentTransaction transaction = fragmentManager.beginTransaction();transaction.add(R.id.fragment_container, fragment);transaction.addToBackStack(null);transaction.commit();
}

這個方法使用FragmentTransaction來添加一個新的Fragment實例到容器中。我們調用add()方法來添加Fragment,并使用addToBackStack()方法將該事務添加到回退棧中,以便用戶可以通過返回鍵來撤銷該操作。

其次，replaceFragment()方法:

private void replaceFragment(Fragment fragment) {FragmentTransaction transaction = fragmentManager.beginTransaction();transaction.replace(R.id.fragment_container, fragment);transaction.addToBackStack(null);transaction.commit();
}

這個方法使用FragmentTransaction將當前容器中的Fragment替換為一個新的Fragment實例。我們調用replace()方法來替換Fragment,并同樣使用addToBackStack()方法將該事務添加到回退棧中。

然后，removeFragment()方法:

private void removeFragment() {Fragment fragment = fragmentManager.findFragmentById(R.id.fragment_container);if (fragment != null) {FragmentTransaction transaction = fragmentManager.beginTransaction();transaction.remove(fragment);transaction.commit();}
}

這個方法首先使用findFragmentById()方法獲取當前容器中的Fragment實例。如果存在Fragment,我們就使用FragmentTransaction將其從容器中移除。

最后，attachFragment()方法:

private void attachFragment() {if (fragmentB == null) {fragmentB = new FragmentB();FragmentTransaction transaction = fragmentManager.beginTransaction();transaction.add(R.id.fragment_container, fragmentB);transaction.detach(fragmentB);transaction.commit();} else {FragmentTransaction transaction = fragmentManager.beginTransaction();transaction.attach(fragmentB);transaction.commit();}
}

這個方法用于演示detach()和attach()方法的使用。首次點擊"Attach Fragment"按鈕時,我們會添加一個新的FragmentB實例,然后立即將其分離。之后再次點擊該按鈕時,我們會重新附加該Fragment實例。這種做法可以在不銷毀Fragment的情況下臨時隱藏它,從而保留其狀態。

在上面的代碼中,我們還在onCreate()方法中初始化并添加了FragmentA實例。

當你運行這個應用程序時,你會看到一個顯示FragmentA的容器和四個按鈕。你可以嘗試點擊不同的按鈕,觀察Fragment的添加、替換、移除和附加/分離操作。

通過這個案例,能夠更好地理解如何使用FragmentManager來管理Fragment的生命周期和事務。FragmentManager提供了豐富的方法,如add()、replace()、remove()、attach()、detach()等,讓你可以靈活地控制Fragment的行為。你還可以使用addToBackStack()方法將Fragment事務添加到回退棧中,從而實現類似Activity的導航行為。