Android-尺寸单位换算全解析

结论先行

开发首选 dp：确保在不同尺寸和像素密度的设备上显示一致。
sp 用于字体：它会跟随系统字体大小设置缩放，提升 accessibility。
像素密度 dpi ：决定了 dp 与 px 之间的换算关系。

一、关键名词解析

px (Pixels, 像素)
- 定义：屏幕显示的最小物理单位。
- 特点：大小不固定，同样是 100px，在小屏高密度手机上看起来会比大屏低密度手机上小很多。应避免在布局中直接使用。
分辨率 (Resolution)
- 定义：屏幕在水平和垂直方向上的总像素数，如 2720x1260。
dpi (dots per inch, 像素密度)
- 定义：屏幕每英寸长度上排列的像素点数量。这是决定显示细腻度的关键指标。
- 引申：Android 系统为了简化开发，将设备按 dpi 范围划分为几个标准密度桶 (Density Bucket) ，如 mdpi, hdpi, xhdpi 等。
dip/dp (device-independent pixel, 设备独立像素)
- 定义：开发中最常用的长度单位。它是一个虚拟单位，旨在让同一数值在不同 dpi 的设备上呈现出肉眼看起来差不多大小的物理尺寸。
- 换算公式 ：px = dp * (dpi / 160)。160dpi 被视为基准。
sp (scale-independent pixel, 缩放独立像素)
- 定义：专门用于字体大小的单位。它与 dp 类似，但会额外受到用户在系统设置中选择的 "字体大小" 的影响。
- 最佳实践 ：所有字体大小都应使用 sp。

二、计算规则与实例（小米 / 华为机型）

我们选取两款主流机型作为实例：小米 14 （小屏旗舰）和华为 Mate 60 Pro（大屏旗舰），通过对比计算，更直观地理解单位换算逻辑。

实例 1：小米 14（小屏旗舰）

已知参数（来自小米官方数据）：

屏幕尺寸：6.36 英寸
分辨率：2670 × 1200 像素
官方标称 PPI（像素密度）：460

验证对角线像素首先通过分辨率计算屏幕对角线的像素总数，公式为勾股定理：
- 对角线像素 = √(横向像素² + 纵向像素²)
- 计算过程：√(2670² + 1200²) = √(7,128,900 + 1,440,000) = √8,568,900 ≈ 2927 px
计算 dpi (像素密度) 用对角线像素除以屏幕实际物理尺寸（英寸），得到像素密度：
- dpi = 对角线像素 / 屏幕尺寸 = 2927 px / 6.36 in ≈ 460 dpi
- 这与官方标称的 460 PPI 完全一致。根据 Android 密度桶划分标准，460dpi 属于 xxhdpi 密度桶（范围 320-479dpi）。
dp 与 px 的换算 核心公式：px = dp * (dpi / 160)
- 假设设置一个 120dp 的按钮宽度：
  - 在小米 14 上：120 * (460 / 160) ≈ 345 px
  - 这意味着在小米 14 的屏幕上，120dp 会被渲染为约 345 个物理像素点。

实例 2：华为 Mate 60 Pro（大屏旗舰）

已知参数（来自华为官方数据）：

屏幕尺寸：6.82 英寸
分辨率：2720 × 1260 像素

计算对角线像素
- 对角线像素 = √(2720² + 1260²) = √(7,398,400 + 1,587,600) = √8,986,000 ≈ 2998 px
计算 dpi (像素密度)
- dpi = 2998 px / 6.82 in ≈ 439 dpi
- 439dpi 同样属于 xxhdpi 密度桶，与小米 14 处于同一区间，但数值略低。
dp 与 px 的换算 同样以 120dp 的按钮宽度为例：
- 在华为 Mate 60 Pro 上：120 * (439 / 160) ≈ 329 px
- 虽然换算出的 px 数值比小米 14 小，但由于华为 Mate 60 Pro 屏幕尺寸更大，120dp 对应的物理宽度 与小米 14 上的 120dp 几乎一致（约 7.5 毫米），这正是 dp 作为 "设备独立像素" 的核心价值。

对比总结：同样是 120dp，在小米 14（460dpi）上对应 345px，在华为 Mate 60 Pro（439dpi）上对应 329px。尽管像素数不同，但由于后者屏幕更大，最终呈现的物理尺寸几乎相同，确保了跨设备的一致性。

三、开发中的最佳实践与代码示例

1. 在 XML 布局中使用 dp 和 sp

xml 复制代码

    <Button android:layout_width="120dp" // 使用 dp 定义控件宽度 
            android:layout_height="48dp" 
            android:layout_marginTop="20dp" // 使用 dp 定义间距 
            android:text="点击按钮" 
            android:textSize="16sp" /> // 使用 sp 定义字体大小

2. 在代码中进行单位换算 是一个实用的工具类，可在 Kotlin 代码中动态将 dp/sp 转换为 px，适配不同机型。

kotlin 复制代码

// Kotlin 工具类
object DisplayUtils {
    /**
     * 将 dp 转换为 px
     * @param context 上下文，用于获取屏幕 metrics
     * @param dp 需要转换的 dp 值
     * @return 转换后的 px 值（加 0.5f 用于四舍五入）
     */
    fun dpToPx(context: Context, dp: Float): Int {
        val metrics = context.resources.displayMetrics
        return (dp * metrics.density + 0.5f).toInt()
    }

    /**
     * 将 sp 转换为 px
     */
    fun spToPx(context: Context, sp: Float): Int {
        val metrics = context.resources.displayMetrics
        return (sp * metrics.scaledDensity + 0.5f).toInt()
    }

    /**
     * 获取当前设备的 dpi
     */
    fun getDeviceDpi(context: Context): Int {
        return context.resources.displayMetrics.densityDpi
    }
}

四、密度桶介绍（扩展）

在安卓开发中，密度桶（Density Bucket）是指将不同屏幕像素密度（DPI）范围的屏幕进行分类的标准等级。

安卓系统为了方便进行屏幕适配，将屏幕密度划分为以下几个常见的密度桶：

ldpi（low） ：约 120dpi，目前已较为罕见。
mdpi（medium） ：约 160dpi，这是安卓的基准密度。在 160dpi 的屏幕上，1dp（密度无关像素）等于 1px（像素）。
hdpi（high） ：约 240dpi。
xhdpi（extra high） ：约 320dpi。
xxhdpi（extra extra high） ：约 480dpi。
xxxhdpi（extra extra extra high） ：约 640dpi。

不同密度桶下，dp 与 px 的转换比例不同。例如，在 xhdpi 设备上，像素密度是 mdpi 的 2 倍，1dp 就等于 2px；在 xxhdpi 设备上，1dp 等于 3px。系统会根据设备的实际物理 dpi 将其归入相应的密度桶，然后根据密度桶的转换比例来自动将 dp 值转换为 px 值进行渲染，从而保证 UI 元素在不同密度的屏幕上能够大致保持相同的物理尺寸。