解释这些方法的差别

<think>我们正在讨论Android中的Matrix类，特别是setRotate、preRotate和postRotate方法的区别，以及px, py参数的作用。 根据引用[2]和[3]，我们可以知道： - setRotate方法会重置Matrix，然后设置旋转变换。也就是说，调用setRotate后，Matrix之前的所有变换都会被清除，然后设置当前的旋转。 - preRotate和postRotate则是在当前Matrix的基础上叠加旋转变换，不会重置Matrix。其中： preRotate表示先进行旋转，再进行原有的变换（即旋转左乘原矩阵）； postRotate表示先进行原有的变换，再进行旋转（即旋转右乘原矩阵）。 另外，关于旋转中心： - 不带旋转中心的方法（如setRotate(float degrees)）默认以坐标原点(0,0)为旋转中心。 - 带旋转中心的方法（如setRotate(float degrees, float px, float py)）会以(px, py)为旋转中心。根据引用[4]，其实现原理是： 1. 将旋转中心平移到原点（即平移(-px, -py)） 2. 旋转指定角度 3. 将旋转中心平移回原位置（即平移(px, py)） 因此，实际上这个旋转操作是三个变换的复合：T(px, py) * R(degrees) * T(-px, -py) 同样，preRotate和postRotate也有带旋转中心坐标的版本，其原理相同，只是这个旋转变换是左乘（pre）还是右乘（post）当前矩阵。 下面我们用一个例子来说明： 假设我们有一个点P，我们想以点C(px, py)为中心旋转degrees度。 使用setRotate(degrees, px, py)： Matrix m = new Matrix(); m.setRotate(degrees, px, py); 这个矩阵m的效果是：先平移(-px, -py)，然后旋转，再平移(px, py)。 使用preRotate： 如果我们已经有一个矩阵m（可能包含一些变换），然后我们想以点C为中心旋转，那么我们可以： m.preTranslate(px, py); // 步骤3：平移回原位置 m.preRotate(degrees); // 步骤2：旋转 m.preTranslate(-px, -py); // 步骤1：平移至原点 或者更简洁地使用： m.preRotate(degrees, px, py); // 这一句相当于上面三句 使用postRotate： 同样，如果我们要在已有变换之后追加一个旋转（以点C为中心）： m.postTranslate(-px, -py); // 步骤1：平移至原点 m.postRotate(degrees); // 步骤2：旋转 m.postTranslate(px, py); // 步骤3：平移回原位置 或者： m.postRotate(degrees, px, py); 注意：preRotate和postRotate的旋转中心参数也是通过上述三个步骤实现的。 总结： 1. setRotate：重置矩阵，然后设置旋转（可以指定旋转中心）。 2. preRotate：在当前变换之前添加旋转（左乘），即新变换在原有变换之前执行。 3. postRotate：在当前变换之后添加旋转（右乘），即新变换在原有变换之后执行。 旋转中心(px, py)的作用：指定旋转操作围绕的点。 参考引用[4]和[5]（虽然[5]是关于错切的，但原理相似）我们可以理解指定点的变换实现方式。 因此，在具体使用时： - 如果你需要重新设置整个变换（丢弃之前的变换），使用setRotate。 - 如果你需要在当前变换的基础上再添加一个旋转，并且希望这个旋转先于当前变换执行，则用preRotate。 - 如果你需要在当前变换的基础上再添加一个旋转，并且希望这个旋转在当前变换之后执行，则用postRotate。 例如，如果我们要对一个图像先平移再旋转（以图像自身中心为旋转中心），可以： Matrix matrix = new Matrix(); matrix.postTranslate(dx, dy); // 先平移 matrix.postRotate(degrees, centerX, centerY); // 再旋转（旋转中心是(centerX, centerY)） 注意：这里使用postRotate，因为我们要先平移再旋转。如果我们使用preRotate，那么旋转会先于平移执行，导致不同的效果。 另外，注意旋转中心的选择：如果不指定，则默认是原点(0,0)。对于图像操作，通常我们以图像中心为旋转中心，所以需要指定。 下面我们通过一个代码示例来展示： 假设我们有一个Bitmap，我们想将它平移到(100,100)，然后以图片中心为旋转中心旋转45度。 正确做法（使用postRotate）： Matrix matrix = new Matrix(); // 先设置平移 matrix.postTranslate(100, 100); // 再设置旋转，旋转中心是图片中心（假设图片宽w，高h，则中心点(100+w/2, 100+h/2)） // 注意：因为平移已经将图片移到了(100,100)位置，所以旋转中心应该是相对于这个新位置的中心 float centerX = 100 + bitmap.getWidth()/2; float centerY = 100 + bitmap.getHeight()/2; matrix.postRotate(45, centerX, centerY); 错误做法（使用preRotate）： Matrix matrix = new Matrix(); // 先设置旋转（以目标中心为旋转中心，但此时图片还没有平移，所以中心点应该是(bitmap.getWidth()/2, bitmap.getHeight()/2)） matrix.preRotate(45, bitmap.getWidth()/2, bitmap.getHeight()/2); // 再设置平移，这样会先旋转再平移，旋转中心是原图中心（在(0,0)位置的原图片的中心），然后平移到(100,100) 两种做法效果不同，需要根据需求选择。 所以，理解变换的顺序和旋转中心的选择非常重要。 相关问题： 1. 在Android Matrix中，set、pre和post方法在矩阵乘法上的区别是什么？ 2. 如何用Matrix实现先缩放再旋转最后平移的复合变换？ 3. Matrix中指定旋转中心(px,py)的变换原理是什么？ 4. 使用Matrix进行图像变换时，如何避免因为变换顺序导致的错误效果？ 5. 在自定义View中使用Matrix进行图形变换，有哪些常见的注意事项？</think>### Android Matrix setRotate vs preRotate vs postRotate 区别详解 在Android的`Matrix`类中，`setRotate`、`preRotate`和`postRotate`方法用于实现旋转变换，主要区别在于**变换重置行为**和**变换叠加顺序**。`px, py`参数用于指定旋转中心点（默认为坐标原点`(0,0)`）。 --- #### 1. **`setRotate` 方法** - **作用**：重置当前Matrix的所有变换，然后设置旋转变换。 - **旋转中心**： - `setRotate(float degrees)`：默认以坐标原点`(0,0)`为中心旋转。 - `setRotate(float degrees, float px, float py)`：以自定义点`(px, py)`为中心旋转。 - **底层原理**（以`(px, py)`为中心）： 1. 平移：`T(-px, -py)`（将旋转中心移至原点） 2. 旋转：`R(degrees)`（绕原点旋转） 3. 平移：`T(px, py)`（移回原位置）[^4] - **特性**：调用后**会清除Matrix之前的所有变换**，仅保留当前旋转[^2]。 --- #### 2. **`preRotate` 方法** - **作用**：将旋转变换**前置叠加**到当前Matrix（新变换 × 原矩阵）。 - **旋转中心**： - `preRotate(float degrees)`：绕原点旋转。 - `preRotate(float degrees, float px, float py)`：绕`(px, py)`旋转。 - **数学表示**： 若当前矩阵为 $M$，新旋转为 $R$，则结果为： $$ M_{\text{new}} = R \times M $$ - **使用场景**：需先旋转再执行其他变换（如先旋转后平移）。 --- #### 3. **`postRotate` 方法** - **作用**：将旋转变换**后置叠加**到当前Matrix（原矩阵 × 新变换）。 - **旋转中心**： - `postRotate(float degrees)`：绕原点旋转。 - `postRotate(float degrees, float px, float py)`：绕`(px, py)`旋转。 - **数学表示**： 若当前矩阵为 $M$，新旋转为 $R$，则结果为： $$ M_{\text{new}} = M \times R $$ - **使用场景**：需先执行其他变换再旋转（如先平移后旋转）。 --- ### `px, py` 参数的作用 - **功能**：定义旋转变换的轴心点。 - **默认值**：未指定时，默认使用坐标原点 `(0,0)`。 - **实现原理**（以`postRotate(degrees, px, py)`为例）： ```java Matrix m = new Matrix(); m.postTranslate(-px, -py); // 移动到原点 m.postRotate(degrees); // 绕原点旋转 m.postTranslate(px, py); // 移回原位置 ``` 等价于直接调用 `postRotate(degrees, px, py)`[^4]。 --- ### 关键区别总结 | **方法** | 变换重置 | 叠加顺序 | 适用场景 | |----------------|----------|----------------|-----------------------------| | `setRotate` | ✅ 会重置 | 无（覆盖旧变换） | 需清除历史变换，仅保留旋转 | | `preRotate` | ❌ 保留 | 新变换 × 原矩阵 | 先旋转后执行其他变换（如缩放） | | `postRotate` | ❌ 保留 | 原矩阵 × 新变换 | 先执行其他变换（如平移）后旋转 | --- ### 示例代码 ```java // 场景：先平移(dx,dy)，再以点(px,py)为中心旋转45度 Matrix matrix = new Matrix(); matrix.postTranslate(dx, dy); // 步骤1：平移 matrix.postRotate(45, px, py); // 步骤2：绕(px,py)旋转 // 错误做法（旋转中心偏移）： matrix.setRotate(45, px, py); // 清除平移，仅保留旋转 matrix.postTranslate(dx, dy); // 旋转中心变为(px+dx, py+dy) ``` --- ### 相关问题 1. 如何用`Matrix`实现「先缩放再旋转最后平移」的复合变换？ 2. `preRotate`和`postRotate`在矩阵乘法中的顺序如何影响最终效果？ 3. 为什么使用`setRotate`后调用`getValues()`会重置非平移参数[^2]？ 4. 在自定义View中，`Matrix`的旋转中心`(px, py)`应如何根据视图尺寸动态计算？ 5. `Matrix`的`pre`和`post`方法在性能上有差异吗？如何优化频繁变换的场景？ [^1]: Matrix在Android开发中，特别是一些高级UI的绘制中，做平移，旋转，缩放，错切操作很是适用。 [^2]: 当使用Matrix.java setXX方法时，其它变换会被重置。 [^3]: set方法都有与之对应的pre及post方法。 [^4]: 基于指定点旋转的实现分为三个步骤：平移-旋转-平移。 [^5]: setSkew方法演示了指定轴心点的变换原理。