深入剖析 Android Compose 框架的自动动画：AnimatedVisibility 与 AnimatedContent（二十四）

深入剖析 Android Compose 框架的自动动画：AnimatedVisibility 与 AnimatedContent

引言

在 Android 应用开发中，动画是提升用户体验的重要手段。它能够让界面元素的显示与隐藏、状态的切换变得更加自然和流畅，避免生硬的变化给用户带来不佳的感受。Android Compose 作为新一代的 Android UI 工具包，为开发者提供了强大而便捷的动画支持，其中 AnimatedVisibility 和 AnimatedContent 这两个组件是实现自动动画的关键部分。

AnimatedVisibility 主要用于实现元素的显示与隐藏动画，开发者只需控制元素的可见性状态，Compose 会自动为其添加过渡动画。而 AnimatedContent 则专注于内容的动态变化动画，当内容发生改变时，能够平滑地过渡到新的内容。

本文将从源码级别深入分析 AnimatedVisibility 和 AnimatedContent 这两个组件，详细解读它们的实现原理、使用方法以及如何进行性能优化，帮助开发者更好地掌握 Android Compose 中的自动动画技术。

一、Android Compose 自动动画概述

1.1 自动动画在 Android 开发中的重要性

在现代 Android 应用中，用户对于界面的交互体验要求越来越高。自动动画能够为应用带来以下优势：

• 提升用户体验：通过自然流畅的动画效果，让用户在操作界面时感受到更加舒适和愉悦，增强用户对应用的好感度。例如，在显示或隐藏一个菜单时，使用动画过渡可以避免界面的突然变化，让用户更容易理解操作的结果。
• 增强界面的可读性：动画可以引导用户的注意力，使重要的信息更加突出。比如，在更新界面内容时，使用动画过渡可以让用户更清晰地看到哪些内容发生了变化。
• 提高应用的专业性：精美的动画效果能够让应用看起来更加专业和高端，与竞争对手形成差异化。

1.2 Android Compose 中的自动动画特性

Android Compose 为自动动画提供了一系列简洁而强大的 API，具有以下特性：

• 声明式编程：与传统的 Android 动画开发方式相比，Compose 采用声明式编程模型，开发者只需描述动画的起始和结束状态，Compose 会自动处理中间的过渡过程，大大简化了动画的实现。
• 高性能：Compose 对动画进行了优化，能够高效地利用系统资源，确保动画的流畅性。它采用智能的重组机制，只有当动画相关的状态发生变化时，才会重新计算和绘制界面。
• 可组合性：Compose 的动画组件可以轻松地与其他组件组合使用，开发者可以根据需要创建复杂的动画效果。

1.3 AnimatedVisibility 和 AnimatedContent 的基本概念

• AnimatedVisibility：该组件用于控制元素的可见性，并在元素显示或隐藏时添加动画效果。开发者可以通过设置 visible 参数来控制元素的可见性，Compose 会自动应用预设的动画或自定义动画。

• AnimatedContent：这个组件用于在内容发生变化时添加动画过渡。当传递给 AnimatedContent 的内容发生改变时，它会平滑地过渡到新的内容，而不是直接替换。

下面是一个简单的 AnimatedVisibility 示例：

kotlin

import androidx.compose.animation.AnimatedVisibility
import androidx.compose.animation.ExperimentalAnimationApi
import androidx.compose.animation.fadeIn
import androidx.compose.animation.fadeOut
import androidx.compose.material.Button
import androidx.compose.material.Text
import androidx.compose.runtime.*

@OptIn(ExperimentalAnimationApi::class)
@Composable
fun SimpleAnimatedVisibilityExample() {
    // 定义一个可变状态，用于控制元素的可见性
    var isVisible by remember { mutableStateOf(false) }

    // 创建一个按钮，点击时切换元素的可见性
    Button(onClick = { isVisible = !isVisible }) {
        Text(text = if (isVisible) "Hide" else "Show")
    }

    // 使用 AnimatedVisibility 组件，根据 isVisible 的值控制元素的显示与隐藏，并添加淡入淡出动画
    AnimatedVisibility(
        visible = isVisible,
        enter = fadeIn(),  // 元素显示时的动画
        exit = fadeOut()   // 元素隐藏时的动画
    ) {
        Text(text = "This is a visible text.")
    }
}

在这个示例中，我们通过一个按钮来控制 Text 组件的可见性。当点击按钮时，isVisible 的值会发生变化，AnimatedVisibility 会根据这个值决定是否显示 Text 组件，并应用相应的淡入淡出动画。

二、AnimatedVisibility 源码分析

2.1 AnimatedVisibility 的基本定义与结构

AnimatedVisibility 是一个 Composable 函数，其定义如下：

kotlin

@ExperimentalAnimationApi
@Composable
fun AnimatedVisibility(
    visible: Boolean,  // 控制元素的可见性
    modifier: Modifier = Modifier,  // 修饰符，用于设置组件的布局和样式
    enter: EnterTransition = fadeIn() + expandVertically(),  // 元素显示时的动画
    exit: ExitTransition = fadeOut() + shrinkVertically(),  // 元素隐藏时的动画
    initiallyVisible: Boolean = visible,  // 初始可见性
    content: @Composable () -> Unit  // 要显示的内容
) {
    // 内部实现逻辑
    val transition = updateTransition(targetState = visible, label = "AnimatedVisibility")
    transition.AnimatedVisibilityScope(
        modifier = modifier,
        enter = enter,
        exit = exit,
        initiallyVisible = initiallyVisible,
        content = content
    )
}

从代码中可以看出，AnimatedVisibility 接受多个参数：

• visible：一个布尔值，用于控制元素的可见性。

• modifier：用于设置组件的布局和样式。

• enter：元素显示时的动画，默认为淡入和垂直展开动画。

• exit：元素隐藏时的动画，默认为淡出和垂直收缩动画。

• initiallyVisible：初始可见性，默认为 visible 的值。

• content：要显示的内容，是一个 Composable 函数。

在函数内部，首先调用 updateTransition 函数创建一个 Transition 对象，用于管理动画的过渡状态。然后调用 AnimatedVisibilityScope 函数，将过渡状态、动画和内容传递给它。

2.2 updateTransition 函数源码解读

updateTransition 函数用于创建一个 Transition 对象，其源码如下：

kotlin

@Composable
fun <T> updateTransition(
    targetState: T,  // 目标状态
    label: String = "Transition"  // 过渡的标签，用于调试
): Transition<T> {
    // 创建一个可变状态，用于存储当前状态
    val transitionState = remember { MutableTransitionState(targetState) }
    // 更新当前状态为目标状态
    transitionState.targetState = targetState
    // 返回一个 Transition 对象
    return remember(transitionState) {
        Transition(
            transitionState = transitionState,
            label = label
        )
    }
}

updateTransition 函数接受两个参数：

• targetState：目标状态，即动画要过渡到的状态。

• label：过渡的标签，用于调试目的。

在函数内部，首先使用 remember 函数创建一个 MutableTransitionState 对象，用于存储当前状态。然后将目标状态赋值给 targetState 属性。最后，使用 remember 函数创建一个 Transition 对象，并返回它。

2.3 AnimatedVisibilityScope 函数源码分析

AnimatedVisibilityScope 函数用于处理元素的显示与隐藏动画，其源码如下：

kotlin

@ExperimentalAnimationApi
@Composable
fun Transition<Boolean>.AnimatedVisibilityScope(
    modifier: Modifier = Modifier,
    enter: EnterTransition = fadeIn() + expandVertically(),
    exit: ExitTransition = fadeOut() + shrinkVertically(),
    initiallyVisible: Boolean = currentState,
    content: @Composable () -> Unit
) {
    // 根据当前状态和初始可见性计算是否需要执行动画
    val shouldAnimate = initiallyVisible != currentState || initiallyVisible != targetState
    // 创建一个动画状态，用于控制元素的显示与隐藏
    val visibleState = remember { MutableTransitionState(initiallyVisible) }
    visibleState.targetState = currentState

    // 根据是否需要执行动画，决定是否应用动画
    if (shouldAnimate) {
        val enterTransition = enter.createInitialValues(visibleState)
        val exitTransition = exit.createInitialValues(visibleState)
        val transition = updateTransition(visibleState, label = "AnimatedVisibilityScope")
        transition.AnimatedContent(
            modifier = modifier,
            transitionSpec = {
                if (targetState) {
                    enterTransition
                } else {
                    exitTransition
                }
            },
            content = content
        )
    } else {
        // 如果不需要执行动画，直接显示或隐藏内容
        if (currentState) {
            content()
        }
    }
}

AnimatedVisibilityScope 函数是 Transition<Boolean> 的扩展函数，接受多个参数：

• modifier：用于设置组件的布局和样式。

• enter：元素显示时的动画。

• exit：元素隐藏时的动画。

• initiallyVisible：初始可见性。

• content：要显示的内容。

在函数内部，首先计算是否需要执行动画。如果需要执行动画，则创建进入和退出动画的初始值，并使用 updateTransition 函数创建一个新的 Transition 对象。然后调用 AnimatedContent 函数，根据目标状态选择合适的动画进行过渡。如果不需要执行动画，则直接根据当前状态显示或隐藏内容。

2.4 AnimatedVisibility 的使用示例与代码解析

下面是一个更复杂的 AnimatedVisibility 使用示例：

kotlin

import androidx.compose.animation.AnimatedVisibility
import androidx.compose.animation.ExperimentalAnimationApi
import androidx.compose.animation.expandHorizontally
import androidx.compose.animation.fadeIn
import androidx.compose.animation.fadeOut
import androidx.compose.animation.shrinkHorizontally
import androidx.compose.foundation.background
import androidx.compose.foundation.layout.Box
import androidx.compose.foundation.layout.Column
import androidx.compose.foundation.layout.fillMaxWidth
import androidx.compose.foundation.layout.height
import androidx.compose.foundation.layout.padding
import androidx.compose.material.Button
import androidx.compose.material.Text
import androidx.compose.runtime.*
import androidx.compose.ui.Alignment
import androidx.compose.ui.Modifier
import androidx.compose.ui.graphics.Color
import androidx.compose.ui.unit.dp

@OptIn(ExperimentalAnimationApi::class)
@Composable
fun ComplexAnimatedVisibilityExample() {
    // 定义一个可变状态，用于控制元素的可见性
    var isVisible by remember { mutableStateOf(false) }

    // 创建一个 Column 组件，用于布局按钮和要显示的内容
    Column(
        modifier = Modifier
           .fillMaxWidth()
           .padding(16.dp),
        horizontalAlignment = Alignment.CenterHorizontally
    ) {
        // 创建一个按钮，点击时切换元素的可见性
        Button(onClick = { isVisible = !isVisible }) {
            Text(text = if (isVisible) "Hide" else "Show")
        }

        // 使用 AnimatedVisibility 组件，根据 isVisible 的值控制元素的显示与隐藏，并添加水平展开和收缩动画
        AnimatedVisibility(
            visible = isVisible,
            enter = fadeIn() + expandHorizontally(),  // 元素显示时的动画
            exit = fadeOut() + shrinkHorizontally()   // 元素隐藏时的动画
        ) {
            // 创建一个 Box 组件，设置背景颜色和高度
            Box(
                modifier = Modifier
                   .fillMaxWidth()
                   .height(100.dp)
                   .background(Color.Blue)
                   .padding(16.dp)
            ) {
                // 在 Box 中显示文本
                Text(text = "This is a visible box.", color = Color.White)
            }
        }
    }
}

代码解析：

• 首先，使用 remember 函数创建一个可变状态 isVisible，用于控制元素的可见性。
• 然后，创建一个 Column 组件，用于布局按钮和要显示的内容。
• 接着，创建一个按钮，点击时切换 isVisible 的值。
• 最后，使用 AnimatedVisibility 组件，根据 isVisible 的值控制 Box 组件的显示与隐藏。在显示时，应用淡入和水平展开动画；在隐藏时，应用淡出和水平收缩动画。

三、AnimatedContent 源码分析

3.1 AnimatedContent 的基本定义与结构

AnimatedContent 是一个 Composable 函数，用于在内容发生变化时添加动画过渡，其定义如下：

kotlin

@ExperimentalAnimationApi
@Composable
fun <T> AnimatedContent(
    targetState: T,  // 目标状态
    modifier: Modifier = Modifier,  // 修饰符，用于设置组件的布局和样式
    transitionSpec: AnimatedContentScope<T>.() -> ContentTransform = {
        fadeIn() with fadeOut()
    },  // 过渡动画的规范
    contentAlignment: Alignment = Alignment.TopStart,  // 内容的对齐方式
    content: @Composable AnimatedContentScope<T>.(T) -> Unit  // 要显示的内容
) {
    // 内部实现逻辑
    val transition = updateTransition(targetState, label = "AnimatedContent")
    transition.AnimatedContent(
        modifier = modifier,
        transitionSpec = transitionSpec,
        contentAlignment = contentAlignment,
        content = content
    )
}

AnimatedContent 接受多个参数：

• targetState：目标状态，即内容要过渡到的状态。

• modifier：用于设置组件的布局和样式。

• transitionSpec：过渡动画的规范，定义了内容变化时的动画效果。

• contentAlignment：内容的对齐方式，默认为左上角对齐。

• content：要显示的内容，是一个 Composable 函数，接受当前状态作为参数。

在函数内部，首先调用 updateTransition 函数创建一个 Transition 对象，用于管理动画的过渡状态。然后调用 AnimatedContent 函数的扩展方法，将过渡状态、过渡动画规范、内容对齐方式和内容传递给它。

3.2 transitionSpec 参数的作用与实现

transitionSpec 参数是一个 AnimatedContentScope<T>.() -> ContentTransform 类型的函数，用于定义内容变化时的动画效果。ContentTransform 是一个包含进入动画和退出动画的对象。

下面是一个自定义 transitionSpec 的示例：

kotlin

import androidx.compose.animation.AnimatedContent
import androidx.compose.animation.ExperimentalAnimationApi
import androidx.compose.animation.SizeTransform
import androidx.compose.animation.fadeIn
import androidx.compose.animation.fadeOut
import androidx.compose.animation.scaleIn
import androidx.compose.animation.scaleOut
import androidx.compose.material.Text
import androidx.compose.runtime.*
import androidx.compose.ui.Alignment

@OptIn(ExperimentalAnimationApi::class)
@Composable
fun CustomTransitionSpecExample() {
    // 定义一个可变状态，用于控制内容的变化
    var state by remember { mutableStateOf(1) }

    // 自定义过渡动画规范
    val customTransitionSpec = {
        // 定义进入动画为淡入和缩放进入
        val enterTransition = fadeIn() + scaleIn()
        // 定义退出动画为淡出和缩放退出
        val exitTransition = fadeOut() + scaleOut()
        // 定义大小变换动画
        val sizeTransform = SizeTransform(clip = false)
        // 返回一个 ContentTransform 对象，包含进入动画、退出动画和大小变换动画
        ContentTransform(
            targetContentEnter = enterTransition,
            initialContentExit = exitTransition,
            sizeTransform = sizeTransform
        )
    }

    // 使用 AnimatedContent 组件，根据 state 的值显示不同的内容，并应用自定义过渡动画
    AnimatedContent(
        targetState = state,
        transitionSpec = customTransitionSpec,
        contentAlignment = Alignment.Center
    ) { currentState ->
        // 根据当前状态显示不同的文本
        Text(text = "State: $currentState")
    }

    // 创建一个按钮，点击时切换状态
    Button(onClick = { state = if (state == 1) 2 else 1 }) {
        Text(text = "Change State")
    }
}

在这个示例中，我们自定义了一个 transitionSpec，定义了进入动画为淡入和缩放进入，退出动画为淡出和缩放退出，并添加了大小变换动画。当点击按钮时，state 的值会发生变化，AnimatedContent 会根据新的状态显示不同的内容，并应用自定义的过渡动画。

3.3 AnimatedContent 的内容更新与动画触发机制

AnimatedContent 的内容更新和动画触发机制主要依赖于 targetState 参数。当 targetState 的值发生变化时，AnimatedContent 会检测到这个变化，并根据 transitionSpec 中定义的动画效果进行过渡。

在 AnimatedContent 内部，updateTransition 函数会监听 targetState 的变化，并创建一个 Transition 对象。当 targetState 发生变化时，Transition 对象会自动触发动画过渡。

3.4 AnimatedContent 的使用示例与代码解析

下面是一个更详细的 AnimatedContent 使用示例：

kotlin

import androidx.compose.animation.AnimatedContent
import androidx.compose.animation.ExperimentalAnimationApi
import androidx.compose.animation.SizeTransform
import androidx.compose.animation.fadeIn
import androidx.compose.animation.fadeOut
import androidx.compose.animation.scaleIn
import androidx.compose.animation.scaleOut
import androidx.compose.foundation.layout.Box
import androidx.compose.foundation.layout.Column
import androidx.compose.foundation.layout.fillMaxWidth
import androidx.compose.foundation.layout.padding
import androidx.compose.material.Button
import androidx.compose.material.Text
import androidx.compose.runtime.*
import androidx.compose.ui.Alignment
import androidx.compose.ui.Modifier
import androidx.compose.ui.unit.dp

@OptIn(ExperimentalAnimationApi::class)
@Composable
fun DetailedAnimatedContentExample() {
    // 定义一个可变状态，用于控制内容的变化
    var state by remember { mutableStateOf("A") }

    // 自定义过渡动画规范
    val customTransitionSpec = {
        // 定义进入动画为淡入和缩放进入
        val enterTransition = fadeIn() + scaleIn()
        // 定义退出动画为淡出和缩放退出
        val exitTransition = fadeOut() + scaleOut()
        // 定义大小变换动画
        val sizeTransform = SizeTransform(clip = false)
        // 返回一个 ContentTransform 对象，包含进入动画、退出动画和大小变换动画
        ContentTransform(
            targetContentEnter = enterTransition,
            initialContentExit = exitTransition,
            sizeTransform = sizeTransform
        )
    }

    // 创建一个 Column 组件，用于布局按钮和 AnimatedContent 组件
    Column(
        modifier = Modifier
           .fillMaxWidth()
           .padding(16.dp),
        horizontalAlignment = Alignment.CenterHorizontally
    ) {
        // 使用 AnimatedContent 组件，根据 state 的值显示不同的内容，并应用自定义过渡动画
        AnimatedContent(
            targetState = state,
            transitionSpec = customTransitionSpec,
            contentAlignment = Alignment.Center
        ) { currentState ->
            // 根据当前状态显示不同的文本
            Box(
                modifier = Modifier
                   .fillMaxWidth()
                   .padding(16.dp)
                   .background(if (currentState == "A") androidx.compose.ui.graphics.Color.Red else androidx.compose.ui.graphics.Color.Blue)
            ) {
                Text(text = "State: $currentState", color = androidx.compose.ui.graphics.Color.White)
            }
        }

        // 创建两个按钮，分别用于切换到状态 A 和状态 B
        Button(onClick = { state = "A" }) {
            Text(text = "Change to State A")
        }
        Button(onClick = { state = "B" }) {
            Text(text = "Change to State B")
        }
    }
}

代码解析：

• 首先，使用 remember 函数创建一个可变状态 state，用于控制内容的变化。
• 然后，自定义一个 transitionSpec，定义了进入动画、退出动画和大小变换动画。
• 接着，创建一个 Column 组件，用于布局按钮和 AnimatedContent 组件。
• 在 AnimatedContent 组件中，根据 state 的值显示不同的内容，并应用自定义的过渡动画。
• 最后，创建两个按钮，分别用于切换到状态 A 和状态 B。

四、AnimatedVisibility 与 AnimatedContent 的对比与结合

4.1 AnimatedVisibility 与 AnimatedContent 的功能对比

• 功能侧重点

  • AnimatedVisibility：主要侧重于控制元素的可见性，并在显示和隐藏元素时添加动画效果。它关注的是元素的整体显示与隐藏状态的变化。
  • AnimatedContent：主要侧重于在内容发生变化时添加动画过渡。它关注的是内容的动态更新，而不仅仅是元素的可见性。

• 使用场景

  • AnimatedVisibility：适用于需要显示或隐藏某个元素的场景，如菜单的展开与收缩、提示信息的显示与隐藏等。
  • AnimatedContent：适用于内容频繁变化的场景，如列表项的更新、文本内容的切换等。

4.2 如何在项目中结合使用 AnimatedVisibility 与 AnimatedContent

在实际项目中，可以将 AnimatedVisibility 和 AnimatedContent 结合使用，以实现更复杂的动画效果。下面是一个结合使用的示例：

kotlin

import androidx.compose.animation.AnimatedContent
import androidx.compose.animation.AnimatedVisibility
import androidx.compose.animation.ExperimentalAnimationApi
import androidx.compose.animation.SizeTransform
import androidx.compose.animation.fadeIn
import androidx.compose.animation.fadeOut
import androidx.compose.animation.scaleIn
import androidx.compose.animation.scaleOut
import androidx.compose.foundation.layout.Box
import androidx.compose.foundation.layout.Column
import androidx.compose.foundation.layout.fillMaxWidth
import androidx.compose.foundation.layout.padding
import androidx.compose.material.Button
import androidx.compose.material.Text
import androidx.compose.runtime.*
import androidx.compose.ui.Alignment
import androidx.compose.ui.Modifier
import androidx.compose.ui.unit.dp

@OptIn(ExperimentalAnimationApi::class)
@Composable
fun CombinedExample() {
    // 定义一个可变状态，用于控制元素的可见性
    var isVisible by remember { mutableStateOf(false) }
    // 定义一个可变状态，用于控制内容的变化
    var state by remember { mutableStateOf("A") }

    // 自定义过渡动画规范
    val customTransitionSpec = {
        // 定义进入动画为淡入和缩放进入
        val enterTransition = fadeIn() + scaleIn()
        // 定义退出动画为淡出和缩放退出
        val exitTransition = fadeOut() + scaleOut()
        // 定义大小变换动画
        val sizeTransform = SizeTransform(clip = false)
        // 返回一个 ContentTransform 对象，包含进入动画、退出动画和大小变换动画
        ContentTransform(
            targetContentEnter = enterTransition,
            initialContentExit = exitTransition,
            sizeTransform = sizeTransform
        )
    }

    // 创建一个 Column 组件，用于布局按钮、AnimatedVisibility 组件和 AnimatedContent 组件
    Column(
        modifier = Modifier
           .fillMaxWidth()
           .padding(16.dp),
        horizontalAlignment = Alignment.CenterHorizontally
    ) {
        // 创建一个按钮，点击时切换元素的可见性
        Button(onClick = { isVisible = !isVisible }) {
            Text(text = if (isVisible) "Hide" else "Show")
        }

        // 使用 AnimatedVisibility 组件，根据 isVisible 的值控制元素的显示与隐藏，并添加淡入淡出动画
        AnimatedVisibility(
            visible = isVisible,
            enter = fadeIn(),
            exit = fadeOut()
        ) {
            // 使用 AnimatedContent 组件，根据 state 的值显示不同的内容，并应用自定义过渡动画
            AnimatedContent(
                targetState = state,
                transitionSpec = customTransitionSpec,
                contentAlignment = Alignment.Center
            ) { currentState ->
                // 根据当前状态显示不同的文本
                Box(
                    modifier = Modifier
                       .fillMaxWidth()
                       .padding(16.dp)
                       .background(if (currentState == "A") androidx.compose.ui.graphics.Color.Red else androidx.compose.ui.graphics.Color.Blue)
                ) {
                    Text(text = "State: $currentState", color = androidx.compose.ui.graphics.Color.White)
                }
            }
        }

        // 创建两个按钮，分别用于切换到状态 A 和状态 B
        Button(onClick = { state = "A" }) {
            Text(text = "Change to State A")
        }
        Button(onClick = { state = "B" }) {
            Text(text = "Change to State B")
        }
    }
}

在这个示例中，我们使用 AnimatedVisibility 控制整个内容区域的显示与隐藏，同时使用 AnimatedContent 控制内容区域内的内容变化。当点击 “Show/Hide” 按钮时，内容区域会淡入淡出显示或隐藏；当点击 “Change to State A” 或 “Change to State B” 按钮时，内容区域内的内容会根据状态的变化进行平滑过渡。

五、自动动画的应用场景与案例分析

5.1 常见的应用场景举例

菜单的展开与收缩

在很多应用中，会有菜单的展开与收缩功能。使用 AnimatedVisibility 可以轻松实现菜单的平滑展开和收缩动画，提升用户体验。

kotlin

import androidx.compose.animation.AnimatedVisibility
import androidx.compose.animation.ExperimentalAnimationApi
import androidx.compose.animation.fadeIn
import androidx.compose.animation.fadeOut
import androidx.compose.animation.slideInVertically
import androidx.compose.animation.slideOutVertically
import androidx.compose.foundation.layout.Arrangement
import androidx.compose.foundation.layout.Column
import androidx.compose.foundation.layout.fillMaxWidth
import androidx.compose.foundation.layout.padding
import androidx.compose.material.Button
import androidx.compose.material.Text
import androidx.compose.runtime.*
import androidx.compose.ui.Alignment
import androidx.compose.ui.Modifier
import androidx.compose.ui.unit.dp

@OptIn(ExperimentalAnimationApi::class)
@Composable
fun MenuExpandCollapseExample() {
    // 定义一个可变状态，用于控制菜单的可见性
    var isMenuVisible by remember { mutableStateOf(false) }

    // 创建一个 Column 组件，用于布局按钮和菜单
    Column(
        modifier = Modifier
           .fillMaxWidth()
           .padding(16.dp),
        horizontalAlignment = Alignment.CenterHorizontally
    ) {
        // 创建一个按钮，点击时切换菜单的可见性
        Button(onClick = { isMenuVisible = !isMenuVisible }) {
            Text(text = if (isMenuVisible) "Collapse Menu" else "Expand Menu")
        }

        // 使用 AnimatedVisibility 组件，根据 isMenuVisible 的值控制菜单的显示与隐藏，并添加淡入淡出和垂直滑动动画
        AnimatedVisibility(
            visible = isMenuVisible,
            enter = fadeIn() + slideInVertically(),
            exit = fadeOut() + slideOutVertically()
        ) {
            // 创建一个 Column 组件，用于布局菜单项
            Column(
                modifier = Modifier
                   .fillMaxWidth()
                   .padding(16.dp),
                verticalArrangement = Arrangement.spacedBy(8.dp)
            ) {
                // 菜单项 1
                Text(text = "Menu Item 1")
                // 菜单项 2
                Text(text = "Menu Item 2")
                // 菜单项 3
                Text(text = "Menu Item 3")
            }
        }
    }
}

数据加载提示

当应用需要加载数据时，可以使用 AnimatedVisibility 显示加载提示，数据加载完成后隐藏提示。

kotlin

import androidx.compose.animation.AnimatedVisibility
import androidx.compose.animation.ExperimentalAnimationApi
import androidx.compose.animation.fadeIn
import androidx.compose.animation.fadeOut
import androidx.compose.foundation.layout.Box
import androidx.compose.foundation.layout.fillMaxSize
import androidx.compose.foundation.layout.fillMaxWidth
import androidx.compose.foundation.layout.padding
import androidx.compose.material.Button
import androidx.compose.material.CircularProgressIndicator
import androidx.compose.material.Text
import androidx.compose.runtime.*
import androidx.compose.ui.Alignment
import androidx.compose.ui.Modifier
import androidx.compose.ui.unit.dp
import kotlinx.coroutines.delay

@OptIn(ExperimentalAnimationApi::class)
@Composable
fun DataLoadingExample() {
    // 定义一个可变状态，用于控制加载提示的可见性
    var isLoading by remember { mutableStateOf(false) }

    // 创建一个 Box 组件，用于布局按钮和加载提示
    Box(
        modifier = Modifier.fillMaxSize(),
        contentAlignment = Alignment.Center
    ) {
        // 创建一个按钮，点击时模拟数据加载
        Button(onClick = {
            isLoading = true
            // 模拟 2 秒的数据加载时间
            LaunchedEffect(Unit) {
                delay(2000)
                isLoading = false
            }
        }) {
            Text(text = "Load Data")
        }

        // 使用 AnimatedVisibility 组件，根据 isLoading 的值控制加载提示的显示与隐藏，并添加淡入淡出动画
        AnimatedVisibility(
            visible = isLoading,
            enter = fadeIn(),
            exit = fadeOut()
        ) {
            // 创建一个 Box 组件，用于布局加载进度指示器
            Box(
                modifier = Modifier
                   .fillMaxWidth()
                   .padding(16.dp),
                contentAlignment = Alignment.Center
            ) {
                // 加载进度指示器
                CircularProgressIndicator()
            }
        }
    }
}

列表项的更新

在列表中，当列表项的数据发生变化时，可以使用 AnimatedContent 实现平滑的过渡动画。

kotlin

import androidx.compose.animation.AnimatedContent
import androidx.compose.animation.ExperimentalAnimationApi
import androidx.compose.animation.SizeTransform
import androidx.compose.animation.fadeIn
import androidx.compose.animation.fadeOut
import androidx.compose.animation.scaleIn
import androidx.compose.animation.scaleOut
import androidx.compose.foundation.layout.Arrangement
import androidx.compose.foundation.layout.Column
import androidx.compose.foundation.layout.fillMaxWidth
import androidx.compose.foundation.layout.padding
import androidx.compose.material.Button
import androidx.compose.material.Text
import androidx.compose.runtime.*
import androidx.compose.ui.Alignment
import androidx.compose.ui.Modifier
import androidx.compose.ui.unit.dp

@OptIn(ExperimentalAnimationApi::class)
@Composable
fun ListItemUpdateExample() {
    // 定义一个可变状态，用于存储列表项的数据
    var itemData by remember { mutableStateOf("Initial Data") }

    // 自定义过渡动画规范
    val customTransitionSpec = {
        // 定义进入动画为淡入和缩放进入
        val enterTransition = fadeIn() + scaleIn()
        // 定义退出动画为淡出和缩放退出
        val exitTransition = fadeOut() + scaleOut()
        // 定义大小变换动画
        val sizeTransform = SizeTransform(clip = false)
        // 返回一个 ContentTransform 对象，包含进入动画、退出动画和大小变换动画
        ContentTransform(
            targetContentEnter = enterTransition,
            initialContentExit = exitTransition,
            sizeTransform = sizeTransform
        )
    }

    // 创建一个 Column 组件，用于布局按钮和列表项
    Column(
        modifier = Modifier
           .fillMaxWidth()
           .padding(16.dp),
        horizontalAlignment = Alignment.CenterHorizontally
    ) {
        // 创建一个按钮，点击时更新列表项的数据
        Button(onClick = {
            itemData = "Updated Data"
        }) {
            Text(text = "Update Item")
        }

        // 使用 AnimatedContent 组件，根据 itemData 的值显示不同的内容，并应用自定义过渡动画
        AnimatedContent(
            targetState = itemData,
            transitionSpec = customTransitionSpec,
            contentAlignment = Alignment.Center
        ) { currentData ->
            // 根据当前数据显示不同的文本
            Text(text = "Item Data: $currentData")
        }
    }
}

5.2 实际项目案例分析

社交应用的消息列表更新

在社交应用的消息列表中，当有新消息到来时，需要更新列表并显示新消息。可以使用 AnimatedContent 实现列表项的平滑更新动画，让用户更清晰地看到新消息的到来。

kotlin

import androidx.compose.animation.AnimatedContent
import androidx.compose.animation.ExperimentalAnimationApi
import androidx.compose.animation.SizeTransform
import androidx.compose.animation.fadeIn
import androidx.compose.animation.fadeOut
import androidx.compose.animation.scaleIn
import androidx.compose.animation.scaleOut
import androidx.compose.foundation.layout.Arrangement
import androidx.compose.foundation.layout.Column
import androidx.compose.foundation.layout.fillMaxWidth
import androidx.compose.foundation.layout.padding
import androidx.compose.material.Text
import androidx.compose.runtime.*
import androidx.compose.ui.Alignment
import androidx.compose.ui.Modifier
import androidx.compose.ui.unit.dp
import kotlinx.coroutines.delay

@OptIn(ExperimentalAnimationApi::class)
@Composable
fun SocialMessageListExample() {
    // 定义一个可变状态，用于存储消息列表
    var messages by remember { mutableStateOf(listOf("Message 1", "Message 2")) }

    // 自定义过渡动画规范
    val customTransitionSpec = {
        // 定义进入动画为淡入和缩放进入
        val enterTransition = fadeIn() + scaleIn()
        // 定义退出动画为淡出和缩放退出
        val exitTransition = fadeOut() + scaleOut()
        // 定义大小变换动画
        val sizeTransform = SizeTransform(clip = false)
        // 返回一个 ContentTransform 对象，包含进入动画、退出动画和大小变换动画
        ContentTransform(
            targetContentEnter = enterTransition,
            initialContentExit = exitTransition,
            sizeTransform = sizeTransform
        )
    }

    // 模拟新消息到来
    LaunchedEffect(Unit) {
        delay(3000)
        messages = messages + "New Message"
    }

    // 创建一个 Column 组件，用于布局消息列表
    Column(
        modifier = Modifier
           .fillMaxWidth()
           .padding(16.dp),
        verticalArrangement = Arrangement.spacedBy(8.dp)
    ) {
        // 使用 AnimatedContent 组件，根据 messages 的值显示不同的消息列表，并应用自定义过渡动画
        AnimatedContent(
            targetState = messages,
            transitionSpec = customTransitionSpec,
            contentAlignment = Alignment.TopStart
        ) { currentMessages ->
            // 遍历消息列表，显示每个消息
            current

五、自动动画的应用场景与案例分析

5.2 实际项目案例分析

社交应用的消息列表更新

kotlin

import androidx.compose.animation.AnimatedContent
import androidx.compose.animation.ExperimentalAnimationApi
import androidx.compose.animation.SizeTransform
import androidx.compose.animation.fadeIn
import androidx.compose.animation.fadeOut
import androidx.compose.animation.scaleIn
import androidx.compose.animation.scaleOut
import androidx.compose.foundation.layout.Arrangement
import androidx.compose.foundation.layout.Column
import androidx.compose.foundation.layout.fillMaxWidth
import androidx.compose.foundation.layout.padding
import androidx.compose.material.Text
import androidx.compose.runtime.*
import androidx.compose.ui.Alignment
import androidx.compose.ui.Modifier
import androidx.compose.ui.unit.dp
import kotlinx.coroutines.delay

@OptIn(ExperimentalAnimationApi::class)
@Composable
fun SocialMessageListExample() {
    // 定义一个可变状态，用于存储消息列表
    var messages by remember { mutableStateOf(listOf("Message 1", "Message 2")) }

    // 自定义过渡动画规范
    val customTransitionSpec = {
        // 定义进入动画为淡入和缩放进入
        val enterTransition = fadeIn() + scaleIn()
        // 定义退出动画为淡出和缩放退出
        val exitTransition = fadeOut() + scaleOut()
        // 定义大小变换动画
        val sizeTransform = SizeTransform(clip = false)
        // 返回一个 ContentTransform 对象，包含进入动画、退出动画和大小变换动画
        ContentTransform(
            targetContentEnter = enterTransition,
            initialContentExit = exitTransition,
            sizeTransform = sizeTransform
        )
    }

    // 模拟新消息到来
    LaunchedEffect(Unit) {
        delay(3000)
        messages = messages + "New Message"
    }

    // 创建一个 Column 组件，用于布局消息列表
    Column(
        modifier = Modifier
           .fillMaxWidth()
           .padding(16.dp),
        verticalArrangement = Arrangement.spacedBy(8.dp)
    ) {
        // 使用 AnimatedContent 组件，根据 messages 的值显示不同的消息列表，并应用自定义过渡动画
        AnimatedContent(
            targetState = messages,
            transitionSpec = customTransitionSpec,
            contentAlignment = Alignment.TopStart
        ) { currentMessages ->
            // 遍历消息列表，显示每个消息
            currentMessages.forEach { message ->
                Text(
                    text = message,
                    modifier = Modifier
                       .fillMaxWidth()
                       .padding(8.dp)
                )
            }
        }
    }
}

代码分析：

• 状态管理：通过 remember 创建可变状态 messages 来存储消息列表。初始时，消息列表包含两条消息。
• 过渡动画规范：customTransitionSpec 自定义了进入和退出动画，使用 fadeIn 和 scaleIn 组合作为进入动画，fadeOut 和 scaleOut 组合作为退出动画，同时使用 SizeTransform 处理大小变换。
• 模拟新消息：使用 LaunchedEffect 模拟 3 秒后有新消息到来，更新 messages 列表。
• 消息列表显示：使用 AnimatedContent 组件，根据 messages 的变化更新显示的消息列表。当新消息到来时，新消息会以淡入和缩放的动画效果显示出来，旧消息则以淡出和缩放的动画效果消失。

电商应用的商品筛选动画

在电商应用中，用户可能会使用筛选功能来查找特定的商品。可以使用 AnimatedVisibility 和 AnimatedContent 结合实现筛选条件的显示与隐藏，以及筛选结果的平滑过渡。

kotlin

import androidx.compose.animation.AnimatedContent
import androidx.compose.animation.AnimatedVisibility
import androidx.compose.animation.ExperimentalAnimationApi
import androidx.compose.animation.SizeTransform
import androidx.compose.animation.fadeIn
import androidx.compose.animation.fadeOut
import androidx.compose.animation.scaleIn
import androidx.compose.animation.scaleOut
import androidx.compose.foundation.layout.Arrangement
import androidx.compose.foundation.layout.Box
import androidx.compose.foundation.layout.Column
import androidx.compose.foundation.layout.fillMaxWidth
import androidx.compose.foundation.layout.padding
import androidx.compose.material.Button
import androidx.compose.material.Text
import androidx.compose.runtime.*
import androidx.compose.ui.Alignment
import androidx.compose.ui.Modifier
import androidx.compose.ui.unit.dp

@OptIn(ExperimentalAnimationApi::class)
@Composable
fun EcommerceProductFilterExample() {
    // 定义一个可变状态，用于控制筛选条件的可见性
    var isFilterVisible by remember { mutableStateOf(false) }
    // 定义一个可变状态，用于存储筛选条件
    var filter by remember { mutableStateOf("All") }
    // 模拟商品列表
    val allProducts = listOf("Product 1", "Product 2", "Product 3", "Product 4")
    // 根据筛选条件过滤商品列表
    val filteredProducts = when (filter) {
        "All" -> allProducts
        "Even" -> allProducts.filterIndexed { index, _ -> index % 2 == 0 }
        "Odd" -> allProducts.filterIndexed { index, _ -> index % 2 != 0 }
        else -> allProducts
    }

    // 自定义过渡动画规范
    val customTransitionSpec = {
        // 定义进入动画为淡入和缩放进入
        val enterTransition = fadeIn() + scaleIn()
        // 定义退出动画为淡出和缩放退出
        val exitTransition = fadeOut() + scaleOut()
        // 定义大小变换动画
        val sizeTransform = SizeTransform(clip = false)
        // 返回一个 ContentTransform 对象，包含进入动画、退出动画和大小变换动画
        ContentTransform(
            targetContentEnter = enterTransition,
            initialContentExit = exitTransition,
            sizeTransform = sizeTransform
        )
    }

    // 创建一个 Column 组件，用于布局筛选按钮、筛选条件和商品列表
    Column(
        modifier = Modifier
           .fillMaxWidth()
           .padding(16.dp),
        verticalArrangement = Arrangement.spacedBy(8.dp)
    ) {
        // 创建一个按钮，点击时切换筛选条件的可见性
        Button(onClick = { isFilterVisible = !isFilterVisible }) {
            Text(text = if (isFilterVisible) "Hide Filters" else "Show Filters")
        }

        // 使用 AnimatedVisibility 组件，根据 isFilterVisible 的值控制筛选条件的显示与隐藏，并添加淡入淡出动画
        AnimatedVisibility(
            visible = isFilterVisible,
            enter = fadeIn(),
            exit = fadeOut()
        ) {
            // 创建一个 Column 组件，用于布局筛选条件按钮
            Column(
                modifier = Modifier
                   .fillMaxWidth()
                   .padding(8.dp),
                verticalArrangement = Arrangement.spacedBy(8.dp)
            ) {
                // 全部筛选条件按钮
                Button(onClick = { filter = "All" }) {
                    Text(text = "All Products")
                }
                // 偶数索引商品筛选条件按钮
                Button(onClick = { filter = "Even" }) {
                    Text(text = "Even Index Products")
                }
                // 奇数索引商品筛选条件按钮
                Button(onClick = { filter = "Odd" }) {
                    Text(text = "Odd Index Products")
                }
            }
        }

        // 使用 AnimatedContent 组件，根据 filteredProducts 的值显示不同的商品列表，并应用自定义过渡动画
        AnimatedContent(
            targetState = filteredProducts,
            transitionSpec = customTransitionSpec,
            contentAlignment = Alignment.TopStart
        ) { currentProducts ->
            // 遍历商品列表，显示每个商品
            currentProducts.forEach { product ->
                Text(
                    text = product,
                    modifier = Modifier
                       .fillMaxWidth()
                       .padding(8.dp)
                )
            }
        }
    }
}

代码分析：

• 状态管理：

  • isFilterVisible 用于控制筛选条件的可见性。
  • filter 用于存储当前的筛选条件。
  • allProducts 模拟了所有商品的列表，filteredProducts 根据 filter 的值进行筛选。

• 筛选条件显示：使用 AnimatedVisibility 组件，根据 isFilterVisible 的值控制筛选条件的显示与隐藏，添加淡入淡出动画。

• 筛选结果显示：使用 AnimatedContent 组件，根据 filteredProducts 的变化更新显示的商品列表，应用自定义的过渡动画。当筛选条件改变时，新的商品列表会以平滑的动画效果显示出来。

5.3 自动动画在提升用户体验方面的作用

• 增强交互反馈：自动动画可以为用户的操作提供直观的反馈。例如，在点击按钮展开菜单时，菜单以动画的形式平滑展开，让用户清楚地知道操作已经生效。这种反馈能够增强用户与界面的交互感，使用户更加自信地操作应用。
• 引导用户注意力：通过动画效果，可以引导用户的注意力到重要的信息或操作上。例如，在有新消息到来时，消息提示以闪烁或缩放的动画效果显示，吸引用户的注意力，让用户及时发现新消息。
• 提升界面的流畅感：自动动画可以使界面元素的显示和隐藏、状态的切换更加自然流畅，避免界面的突然变化给用户带来的不适感。例如，在切换列表项内容时，使用动画过渡可以让用户感觉界面的变化是连续的，提升了界面的整体流畅感。
• 增加应用的趣味性：精美的动画效果可以为应用增添趣味性，使应用更具吸引力。例如，在游戏应用中，角色的移动、技能的释放等都可以通过动画来表现，让用户在游戏过程中获得更好的体验。

六、自动动画的性能优化与注意事项

6.1 性能优化策略

合理选择动画类型

不同的动画类型对性能的影响不同。例如，简单的淡入淡出动画相对来说性能开销较小，而复杂的缩放、旋转动画可能会消耗更多的资源。在选择动画类型时，应根据实际需求进行权衡，优先选择性能开销较小的动画。

kotlin

// 简单的淡入淡出动画
AnimatedVisibility(
    visible = isVisible,
    enter = fadeIn(),
    exit = fadeOut()
) {
    // 内容
}

// 复杂的缩放和旋转动画
// 这种动画可能会消耗更多资源，需要谨慎使用
AnimatedVisibility(
    visible = isVisible,
    enter = scaleIn() + rotateIn(),
    exit = scaleOut() + rotateOut()
) {
    // 内容
}

控制动画时长和帧率

动画的时长和帧率也会影响性能。过长的动画时长会增加用户的等待时间，而过短的动画时长可能会导致动画效果不明显。帧率方面，过高的帧率会增加 CPU 和 GPU 的负担，一般将帧率控制在 60fps 左右即可。

kotlin

// 设置动画时长为 300 毫秒
val enterTransition = fadeIn(animationSpec = tween(durationMillis = 300))
val exitTransition = fadeOut(animationSpec = tween(durationMillis = 300))

AnimatedVisibility(
    visible = isVisible,
    enter = enterTransition,
    exit = exitTransition
) {
    // 内容
}

避免不必要的动画

在开发过程中，应避免添加不必要的动画。只有在确实需要增强用户体验的地方才使用动画，避免过度使用动画导致性能下降。例如，在一些静态页面中，不需要添加动画效果。

优化动画状态管理

合理管理动画的状态可以减少不必要的动画计算和重绘。例如，使用 remember 函数来缓存可变状态，避免在每次重组时重新创建状态。

kotlin

// 使用 remember 缓存可变状态
var isVisible by remember { mutableStateOf(false) }

AnimatedVisibility(
    visible = isVisible,
    enter = fadeIn(),
    exit = fadeOut()
) {
    // 内容
}

6.2 注意事项

兼容性问题

不同的 Android 设备和版本可能对动画的支持有所不同。在开发过程中，应进行充分的测试，确保动画在各种设备和版本上都能正常显示。特别是在使用一些新的动画特性时，要注意其兼容性。

内存管理

动画可能会占用一定的内存资源，特别是在处理复杂动画或大量动画时。要注意及时释放不再使用的动画资源，避免内存泄漏。例如，在组件销毁时，停止正在运行的动画。

动画冲突

在一个界面中，如果同时存在多个动画，可能会出现动画冲突的问题。例如，一个元素正在进行淡入动画，同时又要进行缩放动画，可能会导致动画效果不理想。在设计动画时，要避免这种冲突的发生，或者使用合适的动画组合方式来解决冲突。

七、总结与展望

7.1 总结

Android Compose 中的 AnimatedVisibility 和 AnimatedContent 为开发者提供了强大而便捷的自动动画功能。通过这两个组件，开发者可以轻松实现元素的显示与隐藏动画，以及内容的动态变化动画，从而提升应用的用户体验。

AnimatedVisibility 主要用于控制元素的可见性，通过设置 visible 参数和动画效果，可以让元素在显示和隐藏时具有平滑的过渡。其内部通过 updateTransition 函数管理动画的过渡状态，利用 AnimatedVisibilityScope 函数处理动画的执行。

AnimatedContent 则专注于内容的动态更新，当传递给它的内容发生变化时，会根据 transitionSpec 中定义的动画效果进行平滑过渡。开发者可以自定义过渡动画，实现淡入淡出、缩放、旋转等多种效果。

在实际项目中，AnimatedVisibility 和 AnimatedContent 可以结合使用，以实现更复杂的动画效果。同时，合理运用自动动画可以增强交互反馈、引导用户注意力、提升界面的流畅感和增加应用的趣味性。

7.2 展望

更多动画效果和特性

未来，Android Compose 可能会提供更多丰富的动画效果和特性。例如，支持更多基于物理模拟的动画，如弹性动画、重力动画等，让动画更加逼真和自然。同时，可能会增加更多的动画插值器和过渡类型，为开发者提供更多的选择。

性能进一步优化

随着 Android 系统和硬件的不断发展，Android Compose 的动画性能也有望得到进一步优化。例如，采用更高效的动画计算和渲染算法，减少动画对 CPU 和 GPU 的负担，提高动画的流畅度和响应速度。

跨平台动画支持

随着跨平台开发的趋势不断增强，Android Compose 可能会提供更好的跨平台动画支持。开发者可以使用相同的代码在不同的平台上实现一致的动画效果，降低开发成本和维护难度。

更便捷的动画调试工具

目前，Android Compose 的动画调试相对来说还比较困难。未来，可能会提供更便捷的动画调试工具，帮助开发者快速定位和解决动画问题，提高开发效率。

总之，Android Compose 的自动动画功能为开发者带来了很多便利，未来也有着广阔的发展前景。开发者可以充分利用这些功能，为用户打造更加出色的 Android 应用。