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从 0 到 1:使用 Jetpack Compose 和智能自动化实现高效 Android UI 开发

现代 Android UI 开发正逐步从命令式 XML 向声明式 Compose 转变。Compose 凭借其简洁、高效、易测试的特点,能够让开发者更专注于界面和业务逻辑,而不必陷入大量模板化的代码。手把手带你构建一个完整的 Todo List 应用,并演示如何借助自动化工具大幅提升开发效率。


目录

  1. 为什么选用 Jetpack Compose?
  2. 环境与依赖准备
  3. Compose 基础入门
  4. 状态管理:驱动 UI 的心脏
  5. 布局与主题:打造统一的视觉风格
  6. 进阶:副作用、性能与动画
  7. 智能自动化:让重复工作“自动跑起来”
  8. 实战:构建 Todo List 应用
  9. 测试与 CI:质量保障
  10. 性能优化与最佳实践
  11. 总结与展望
  12. 参考文献

为什么选用 Jetpack Compose?

  • 声明式:写 UI 就像写函数,传入数据,输出界面,避免了 XML + findViewById 的繁琐。
  • 可组合:所有 UI 元素都是 @Composable 函数,易于拆分、复用和测试。
  • 内建状态管理:结合 Kotlin 特性,remembermutableStateOf 等 API,让状态驱动界面更新,重组(recomposition)高效且可预测。
  • 生态完善:官方提供 Material3 组件、Accompanist 辅助库、与导航、生命周期等 Jetpack 库深度集成。

环境与依赖准备

  1. Android Studio:推荐使用 Arctic Fox (2020.3.1) 或更高版本。

  2. Kotlin:版本 1.8.0+。

  3. Gradle 配置

    // 项目级 build.gradle
    buildscript {ext {compose_version   = '1.5.0'kotlin_version    = '1.8.0'}dependencies {classpath "com.android.tools.build:gradle:8.0.0"classpath "org.jetbrains.kotlin:kotlin-gradle-plugin:$kotlin_version"}
    }// 模块级 build.gradle
    plugins {id 'com.android.application'id 'org.jetbrains.kotlin.android'id "kotlin-kapt"id "io.github.raamcosta.compose-destinations" version "1.8.5"
    }android {compileSdk 34defaultConfig {applicationId "com.example.todo"minSdk 21targetSdk 34}buildFeatures {compose true}composeOptions {kotlinCompilerExtensionVersion compose_version}kotlinOptions {jvmTarget = "1.8"}
    }dependencies {implementation "androidx.core:core-ktx:1.10.1"implementation "androidx.compose.ui:ui:$compose_version"implementation "androidx.compose.material3:material3:1.1.0"implementation "androidx.lifecycle:lifecycle-runtime-ktx:2.6.0"implementation "androidx.activity:activity-compose:1.7.0"implementation "io.github.raamcosta.compose-destinations:animations-core:1.8.5"kapt "io.github.raamcosta.compose-destinations:ksp:1.8.5"
    }
    

    Tips: 在 Android Studio 设置里(Preferences → Experimental)确保已开启 Compose 支持。


Compose 基础入门

认识 @Composable

@Composable
fun Greeting(name: String) {Text(text = "Hello, $name!")
}
  • 声明式:直接描述“界面应该是什么样子”,数据变化时 Compose 自动重组。
  • 无 UI 对象:没有 ViewActivity 等概念,只有函数调用嵌套。

布局容器

  • Column:垂直排列
  • Row:水平排列
  • Box:堆叠布局
@Composable
fun ProfileCard() {Row(modifier = Modifier.padding(16.dp)) {Image(/*…*/)Column(modifier = Modifier.padding(start = 8.dp)) {Text("Alice")Text("Android Developer")}}
}

修饰符(Modifier

  • 链式调用.fillMaxWidth().padding(8.dp).background(Color.Gray)
  • 常用APIsize(), padding(), background(), clickable()……

状态管理:驱动 UI 的心脏

mutableStateOfremember

@Composable
fun Counter() {var count by remember { mutableStateOf(0) }Button(onClick = { count++ }) {Text("Clicked $count times")}
}
  • remember:组件重组时保留状态
  • mutableStateOf:包装可观察状态,值变时自动触发重组

StateFlow 结合 Compose

在 ViewModel 中:

class TodoViewModel : ViewModel() {private val _todos = MutableStateFlow<List<Todo>>(emptyList())val todos: StateFlow<List<Todo>> = _todosfun load() { /*…*/ }
}

在 Composable:

@Composable
fun TodoList(viewModel: TodoViewModel = hiltViewModel()) {val list by viewModel.todos.collectAsState()LazyColumn { items(list) { TodoItem(it) } }
}

布局与主题:打造统一的视觉风格

Material3 主题

@Composable
fun MyTheme(content: @Composable ()->Unit) {MaterialTheme(colorScheme = lightColorScheme(primary = Color(0xFF6200EE),secondary = Color(0xFF03DAC6)),typography = Typography(/*…*/),content = content)
}

自定义组件

@Composable
fun MyButton(text: String, onClick: ()->Unit) {Button(onClick = onClick,shape = RoundedCornerShape(8.dp),modifier = Modifier.fillMaxWidth()) {Text(text.uppercase(), fontWeight = FontWeight.Bold)}
}

进阶:副作用、性能与动画

副作用 API

  • LaunchedEffect(key):基于键启动协程
  • SideEffect:在每次成功重组后执行
  • DisposableEffect:绑定 / 解绑资源

性能优化

  • remember 缓存计算结果
  • derivedStateOf:避免不必要重组
  • 拆分小组件:让重组局部化

简单动画

@Composable
fun PulsingDot() {val scale by animateFloatAsState(targetValue = if (expanded) 1.5f else 1f,animationSpec = tween(1000, easing = LinearEasing))Box(modifier = Modifier.size(50.dp).graphicsLayer { scaleX = scale; scaleY = scale }.background(Color.Red, CircleShape).clickable { expanded = !expanded })
}

智能自动化:让重复工作“自动跑起来”

  1. Live Templates

    • 在 IDE 中预设 Compose 代码片段,如 @cmp:

      @Composable
      fun $NAME$() {$END$
      }
      
    • 极大减少样板代码输入。

  2. Compose Destinations

    • 注解一行:@Destination
    • 编译时自动生成导航:无须手写 NavHost、NavController。
  3. GitHub Copilot / AI 助手

    • 在代码中写注释 // TODO: fetch from repo
    • Copilot 自动补全网络请求、JSON 解析等模板。
  4. Screenshot Testing(Paparazzi)

    • 快速对比 UI 回归,自动化生成、校对截图。

实战构建 Todo List 应用

项目结构

com.example.todo
├── MainActivity.kt
├── navigation/           // Destinations 生成
├── ui/
│   ├── TodoListScreen.kt
│   └── EditTodoScreen.kt
└── viewmodel/└── TodoViewModel.kt

关键代码

TodoListScreen.kt
@Destination(start = true)
@Composable
fun TodoListScreen(navigator: DestinationsNavigator,viewModel: TodoViewModel = hiltViewModel()
) {val todos by viewModel.todos.collectAsState()Scaffold(topBar = { TopAppBar(title = { Text("我的待办") }) },floatingActionButton = {FloatingActionButton(onClick = { navigator.navigate(EditTodoScreenDestination(null)) }) {Icon(Icons.Default.Add, contentDescription = "添加")}}) { padding ->LazyColumn(modifier = Modifier.padding(padding)) {items(todos) { todo ->Card(modifier = Modifier.fillMaxWidth().padding(8.dp).clickable { navigator.navigate(EditTodoScreenDestination(todo.id)) }) {Text(todo.title, modifier = Modifier.padding(16.dp))}}}}
}
TodoViewModel.kt
@HiltViewModel
class TodoViewModel @Inject constructor(private val repo: TodoRepository
): ViewModel() {private val _todos = MutableStateFlow<List<Todo>>(emptyList())val todos: StateFlow<List<Todo>> = _todosinit { loadTodos() }fun loadTodos() = viewModelScope.launch {_todos.value = repo.getAllTodos()}fun save(todo: Todo) = viewModelScope.launch {repo.save(todo)loadTodos()}
}

测试与 CI:质量保障

  1. Compose UI Test

    @get:Rule val rule = createComposeRule()
    @Test fun addButtonNavigates() {rule.setContent { TodoListScreen(/*…*/) }rule.onNodeWithContentDescription("添加").performClick()rule.onNodeWithText("编辑待办").assertExists()
    }
    
  2. Paparazzi 截图测试

    @Test fun todoListSnapshot() = paparazzi.snapshot {TodoListScreen(/*…*/)
    }
    
  3. GitHub Actions

    • 运行 ./gradlew testDebugUnitTest./gradlew testDebugAndroidTest
    • 对比 Paparazzi 输出,回归提醒。

性能优化与最佳实践

  • 局部重组:把可变状态限制在最小组件里。
  • 使用 derivedStateOf:复杂计算结果缓存。
  • 避免在组合函数中做 I/O:利用 LaunchedEffect
  • 自定义 Layout:对于特殊需求可编写自己的布局算法。

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