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Android 屏幕显示与 Bitmap 内存详解

前言

在 Android 开发中，理解屏幕显示单位和 Bitmap 内存占用是构建高效应用的基础。本文将详细介绍相关概念、计算公式及单位转换，并通过实例分析 Bitmap 在内存中的表现。

一、屏幕显示单位基础

1.1 基本单位及概念

• px 手机屏幕分辨率的基本单位，与物理像素一一对应
• dp 密度无关像素，1dp = (屏幕密度/160)px，用于保证不同屏幕密度下视图尺寸的一致性
• sp 可缩放像素，主要用于字体大小，会随系统字体大小设置变化
• dpi 屏幕密度，每英寸包含的像素点数，密度越大，每英寸内容纳的点数就越多
• ppi 每英寸像素数，由屏幕分辨率和物理尺寸计算得出的近似值

1.2 Android 密度等级

密度等级	密度值(dpi)	比例	对应系数	资源目录
ldpi	120	0.75x	0.75	drawable-ldpi
mdpi	160	1x	1.0	drawable-mdpi
hdpi	240	1.5x	1.5	drawable-hdpi
xhdpi	320	2x	2.0	drawable-xhdpi
xxhdpi	480	3x	3.0	drawable-xhdpi
xxxhdpi	640	4x	4.0	drawable-xxhdpi

二、屏幕单位计算公式与转换

2.1 基本计算公式

• px 与 dp 的转换:

px = dp × (dpi ÷ 160)
dp = px × (160 ÷ dpi)

• px 与 sp 的转换:

px = sp × (dpi ÷ 160) × fontScale
sp = px ÷ ((dpi ÷ 160) × fontScale)

• ImageView 实际像素计算:
  实际像素宽/高 = XML中设置的dp值 × (inTargetDensity ÷ 160)
• Bitmap 尺寸计算:
  加载后的Bitmap宽/高 = 原始宽/高 × (inTargetDensity ÷ inDensity)

2.2 单位转换工具

object DisplayUtils {/*** dp转px*/fun dp2px(context: Context, dpValue: Float): Int {val scale = context.resources.displayMetrics.densityreturn (dpValue * scale + 0.5f).toInt()}/*** px转dp*/fun px2dp(context: Context, pxValue: Float): Int {val scale = context.resources.displayMetrics.densityreturn (pxValue / scale + 0.5f).toInt()}/*** sp转px*/fun sp2px(context: Context, spValue: Float): Int {val fontScale = context.resources.displayMetrics.scaledDensityreturn (spValue * fontScale + 0.5f).toInt()}/*** px转sp*/fun px2sp(context: Context, pxValue: Float): Int {val fontScale = context.resources.displayMetrics.scaledDensityreturn (pxValue / fontScale + 0.5f).toInt()}/*** 获取屏幕宽度(px)*/fun getScreenWidth(context: Context): Int {return context.resources.displayMetrics.widthPixels}/*** 获取屏幕高度(px)*/fun getScreenHeight(context: Context): Int {return context.resources.displayMetrics.heightPixels}/*** 获取状态栏高度*/fun getStatusBarHeight(context: Context): Int {val resourceId = context.resources.getIdentifier("status_bar_height", "dimen", "android")return if (resourceId > 0) {context.resources.getDimensionPixelSize(resourceId)} else {0}}
}

2.3 获取设备显示信息

fun getDisplayMetricsInfo(context: Context): String {val dm = context.resources.displayMetricsreturn """屏幕宽度(px): ${dm.widthPixels}屏幕高度(px): ${dm.heightPixels}屏幕密度(density): ${dm.density}屏幕密度DPI: ${dm.densityDpi}X轴DPI: ${dm.xdpi}Y轴DPI: ${dm.ydpi}字体缩放因子: ${dm.scaledDensity}屏幕宽度(dp): ${dm.widthPixels / dm.density}屏幕高度(dp): ${dm.heightPixels / dm.density}""".trimIndent()
}

三、Bitmap 内存计算与管理

3.1 Bitmap 内存计算公式

Bitmap 在内存中的占用大小计算公式：

内存大小(字节) = 宽度(像素) × 高度(像素) × 每像素字节数

每像素字节数由 Bitmap.Config 决定：

配置类型	每像素字节数	说明
ALPHA_8	1	仅存储透明度
RGB_565	2	无透明度通道
ARGB_8888	4	默认配置，最高质量
RGBA_F16	8	高精度浮点配置

3.2 Bitmap 内存大小：未压缩的原始像素数据大小

• 以一张 1920×1080 分辨率的图片为例：
  • 内存占用 (ARGB_8888)：1920 × 1080 × 4 = 8,294,400 字节 ≈ 7.91 MB

3.3 不同单位的内存大小表示

fun calculateBitmapMemorySize(bitmap: Bitmap): String {val bytes = bitmap.byteCountval kb = bytes / 1024.0val mb = kb / 1024.0return """内存占用(Bytes): $bytes bytes内存占用(KB): ${String.format("%.2f", kb)} KB内存占用(MB): ${String.format("%.2f", mb)} MB""".trimIndent()
}