数字时钟

[TOC]

本次作业的目标是使用 Timer 和 TimerTask 实现一个数字时钟应用程序。

运行效果

功能需求

显示当前时间，包括 24 小时制时钟、上下午、秒数、日期和星期几。
实现数字时钟的刷新和更新，使其能够自动显示当前时间。
根据时间动态改变

实现思路：

1.布局设计

调整 ActionBar 的颜色

修改 ActionBar 颜色

在 themes.xml(night) 中增加 background 属性，以及设置黑夜字体为白色

使用 ConstraintLayout 布局，包含 5 个 TextView 控件，分别用于显示当前时间、日期、星期几、上下午和秒数。

对 weekday_text_view 和 date_text_view 设置基线对齐

当前时间控件

<TextView
    android:id="@+id/time_text_view"
    android:layout_width="wrap_content"
    android:layout_height="wrap_content"
    android:fontFamily="@font/digitalnormal"
    android:letterSpacing="0.04"
    android:text="00:00"
    android:textSize="90sp"
    app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
    app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
    app:layout_constraintHorizontal_bias="0.326"
    app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
    app:layout_constraintTop_toTopOf="parent"
    app:layout_constraintVertical_bias="0.402" />

新建 Android Resource Directory 取名为 font 包，将电子数字字体下载后放置于 font 包中调用

日期控件

<TextView
    android:id="@+id/date_text_view"
    android:layout_width="wrap_content"
    android:layout_height="wrap_content"
    android:text="0000/00/00"
    android:textSize="20sp"
    android:textStyle="bold"
    app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
    app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
    app:layout_constraintHorizontal_bias="0.664"
    app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
    app:layout_constraintTop_toTopOf="parent"
    app:layout_constraintVertical_bias="0.536" />

星期几控件

<TextView
    android:id="@+id/weekday_text_view"
    android:layout_width="wrap_content"
    android:layout_height="wrap_content"
    android:text="周一"
    android:textSize="20sp"
    android:textStyle="bold"
    app:layout_constraintBaseline_toBaselineOf="@+id/date_text_view"
    app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
    app:layout_constraintHorizontal_bias="0.234"
    app:layout_constraintStart_toStartOf="parent" />

上下午控件

<TextView
    android:id="@+id/ap_text_view"
    android:layout_width="wrap_content"
    android:layout_height="wrap_content"
    android:text="AM"
    android:textSize="20sp"
    android:textStyle="bold"
    app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
    app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
    app:layout_constraintHorizontal_bias="0.813"
    app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
    app:layout_constraintTop_toTopOf="parent"
    app:layout_constraintVertical_bias="0.373" />

秒数控件

<TextView
    android:id="@+id/second_text_view"
    android:layout_width="wrap_content"
    android:layout_height="wrap_content"
    android:fontFamily="@font/digitalnormal"
    android:letterSpacing="0.01"
    android:text="00"
    android:textSize="35sp"
    app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
    app:layout_constraintEnd_toEndOf="@+id/ap_text_view"
    app:layout_constraintHorizontal_bias="1.0"
    app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
    app:layout_constraintTop_toTopOf="parent"
    app:layout_constraintVertical_bias="0.438" />

2.定时器设计

使用 Timer 和 TimerTask 实现定时器，定时器每隔 1 秒更新一次 TextView 的值，以实现时钟自动刷新的效果。

private Timer timer;
TimerTask task;

public void init(){
    TextView second_text_view = (TextView) findViewById( R.id.second_text_view ); // 秒数
    TextView time_text_view = (TextView) findViewById( R.id.time_text_view ); // 24小时制时钟
    TextView ap_text_view = (TextView) findViewById( R.id.ap_text_view ); // 上下午
    TextView date_text_view = (TextView) findViewById( R.id.date_text_view ); // 年份月份日期
    TextView weekday_text_view = (TextView) findViewById( R.id.weekday_text_view ); // 星期几

    timer = new Timer(); //定时器
    task = new TimerTask() { //定时任务--子线程（TimerTask是一个抽象类）
        @Override
        public void run() {
            // 在定时任务线程中再启动一个 runOnUiThread 线程去更新UI
            runOnUiThread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    // 说明：Android规定只有主线程才能更新UI，在TimerTask线程中是不能直接更新UI的，
                    // 但可调用runOnUiThread方法将一个Runnable子线程任务放到主线程中执行。
                    ...
                }
            }); //end runOnUiThread
        }
    };
}

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_clock);
    init();
    //0秒之后执行task任务，每隔1秒再执行一次task
    timer.schedule(task, 0, 1000);
}

3.时间格式化

使用 SimpleDateFormat 类将当前时间格式化为需要的字符串，再设置到 TextView 控件上。

@Override
public void run() {
    // 说明：Android规定只有主线程才能更新UI，在TimerTask线程中是不能直接更新UI的，
    // 但可调用runOnUiThread方法将一个Runnable子线程任务放到主线程中执行。

    // 获取当前时间
    Date now = new Date();
    Calendar calendar = Calendar.getInstance();
    calendar.setTime(now);

    // 格式化时间和日期
    Locale englishLocale = Locale.ENGLISH; // 区域设置(硬编码为英语）,否则会输出上下午而不是 AM/PM
    SimpleDateFormat sdfTime = new SimpleDateFormat("hh:mm", Locale.getDefault());
    // 获取当前小时
    SimpleDateFormat sdfTimeHour = new SimpleDateFormat("hh", Locale.getDefault());
    SimpleDateFormat sdfDate = new SimpleDateFormat("yyyy/MM/dd", Locale.getDefault());
    SimpleDateFormat sdfSeconds = new SimpleDateFormat("ss", Locale.getDefault());
    SimpleDateFormat sdfWeekday = new SimpleDateFormat("EEEE", Locale.getDefault());
    SimpleDateFormat sdfAmPm = new SimpleDateFormat("a", englishLocale);
    String time = sdfTime.format(now);
    int timeHour = Integer.parseInt(sdfTimeHour.format(now));
    String date = sdfDate.format(now);
    String seconds = sdfSeconds.format(now);
    String weekday = sdfWeekday.format(now);
    String amPm = sdfAmPm.format(now);

    // 根据当前时间来自动切换 白天/黑夜 主题
    if ( 6 <= timeHour && timeHour <= 17 ) {
        AppCompatDelegate.setDefaultNightMode(AppCompatDelegate.MODE_NIGHT_NO); // 开启白天主题
    } else {
        AppCompatDelegate.setDefaultNightMode(AppCompatDelegate.MODE_NIGHT_YES); // 开启夜间主题
    }
    // 设置文本
    time_text_view.setText(time);
    date_text_view.setText(date);
    second_text_view.setText(seconds);
    // 把星期X替换为周X
    String formattedWeekday;
    if (weekday.startsWith("星期")) {
        formattedWeekday = weekday.replace("星期", "周");
    } else {
        formattedWeekday = weekday;
    }
    weekday_text_view.setText(formattedWeekday);
    ap_text_view.setText(amPm);
}

4.多语言支持

由于时钟需要支持多语言，特别是上下午的显示，为了确保语言的准确性，需要将 SimpleDateFormat 中的语言设置为硬编码。

获取当前系统语言

1	SimpleDateFormat sdfTime = new SimpleDateFormat("hh:mm", Locale.getDefault());

自定义的区域语言

1	Locale englishLocale = Locale.ENGLISH; // 区域设置(硬编码为英语）,否则会输出上下午而不是 AM/PM

实现细节

1.初始化时钟

在 onCreate() 方法中调用 init() 方法，该方法主要用于初始化 TextView 控件和定时器。

2.定时器

在定时器中，每秒更新一次时间和日期的字符串，并使用 runOnUiThread() 方法在主线程中更新 UI。

task = new TimerTask() { //定时任务--子线程（TimerTask是一个抽象类）
    @Override
    public void run() {
        // 在定时任务线程中再启动一个 runOnUiThread 线程去更新UI
        runOnUiThread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // 说明：Android规定只有主线程才能更新UI，在TimerTask线程中是不能直接更新UI的，
                // 但可调用runOnUiThread方法将一个Runnable子线程任务放到主线程中执行。
            }
        }); //end runOnUiThread
    }
};

3.多语言支持

在 SimpleDateFormat 构造函数中，使用 Locale.getDefault() 获取当前系统语言，并将 SimpleDateFormat 中的语言设置为该语言。

 // 格式化时间和日期
Locale englishLocale = Locale.ENGLISH; // 区域设置(硬编码为英语）,否则会输出上下午而不是 AM/PM
SimpleDateFormat sdfTime = new SimpleDateFormat("hh:mm", Locale.getDefault());
// 获取当前小时
SimpleDateFormat sdfTimeHour = new SimpleDateFormat("hh", Locale.getDefault());
SimpleDateFormat sdfDate = new SimpleDateFormat("yyyy/MM/dd", Locale.getDefault());
SimpleDateFormat sdfSeconds = new SimpleDateFormat("ss", Locale.getDefault());
SimpleDateFormat sdfWeekday = new SimpleDateFormat("EEEE", Locale.getDefault());
SimpleDateFormat sdfAmPm = new SimpleDateFormat("a", englishLocale);

4.星期几的转换

在将星期几显示到 TextView 控件中之前，需要先将“星期X”转换为“周X”，使用 String 的 replace() 方法进行替换。

// 把星期X替换为周X
String formattedWeekday;
if (weekday.startsWith("星期")) {
    formattedWeekday = weekday.replace("星期", "周");
} else {
    formattedWeekday = weekday;
}
weekday_text_view.setText(formattedWeekday);

5.根据当前时间自动切换主题

获取当前时间，如果在 6:00-17:00 间则设置白天主题，否则设置为夜间主题

if ( 6 <= timeHour && timeHour <= 17 ) {
    AppCompatDelegate.setDefaultNightMode(AppCompatDelegate.MODE_NIGHT_NO); // 开启白天主题
} else {
    AppCompatDelegate.setDefaultNightMode(AppCompatDelegate.MODE_NIGHT_YES); // 开启夜间主题
}

代码分析

1.布局文件

activity_clock.xml：

使用 ConstraintLayout 布局，包含 5 个 TextView 控件，分别用于显示当前时间、日期、星期几、上下午和秒数。其中，上下午的控件使用了硬编码的方式来确保多语言的准确性。

2.Java 代码

ClockActivity.java：

该类主要实现时钟的逻辑和更新。在 onCreate() 方法中，初始化 TextView 控件和定时器，定时器每隔 1 秒更新一次时间和日期，并使用 runOnUiThread() 方法在主线程中更新 UI。同时，在 init() 方法中，使用 SimpleDateFormat 将当前时间格式化为需要的字符串，再设置到 TextView 控件上。在星期几的显示上，使用 String 的 replace() 方法进行替换，将“星期X”转换为“周X”。获取当前时间，如果在 6:00-17:00 间则设置白天主题，否则设置为夜间主题。

总结

本次作业中，我们使用 Timer 和 TimerTask 实现了一个数字时钟应用程序。通过使用 SimpleDateFormat 将时间格式化为需要的字符串，再设置到 TextView 控件上，并使用定时器每隔 1 秒更新一次时间和日期，实现了时钟自动刷新的效果。同时，我们还学习了如何在多语言环境下正确地显示上下午，并使用硬编码来实现语言设置，将上下午转化为 AM/PM 输出，以及通过获取当前的时间来动态更改主题。