What is the difference between px, dip, dp, and sp?

技术背景

在 Android 开发中，为了让应用在不同屏幕尺寸和密度的设备上都能有良好的显示效果，需要使用合适的尺寸单位。px、dip（dp）、sp 等就是 Android 中常用的尺寸单位，理解它们之间的区别对于实现多屏幕适配至关重要。

实现步骤

了解常用尺寸单位的定义

px（Pixels）：对应屏幕上的实际像素。由于不同设备的像素密度不同，使用 px 可能导致在不同设备上显示大小不一致，因此不推荐在布局中广泛使用。
in（Inches）：基于屏幕的物理尺寸，1 英寸等于 2.54 厘米。
mm（Millimeters）：同样基于屏幕的物理尺寸。
pt（Points）：1 点等于 1/72 英寸，也是基于屏幕的物理尺寸。
dp 或 dip（Density - independent Pixels）：密度无关像素，是一种抽象单位，基于屏幕的物理密度。在 160 dpi 的屏幕上，1 dp 等于 1 像素。dp 与像素的比例会随着屏幕密度的变化而变化，但不一定成直接比例。编译器同时接受 “dip” 和 “dp”，不过 “dp” 与 “sp” 更一致。
sp（Scaleable Pixels 或 scale - independent pixels）：类似于 dp 单位，但还会根据用户的字体大小偏好进行缩放。建议在指定字体大小时使用此单位，这样可以同时根据屏幕密度和用户偏好进行调整。

理解屏幕相关概念

屏幕尺寸（Screen size）：实际物理尺寸，以屏幕对角线长度衡量。Android 将所有实际屏幕尺寸大致分为四类：小、正常、大、超大。
屏幕密度（Screen density）：屏幕物理区域内的像素数量，通常用 dpi（每英寸点数）表示。Android 将所有实际屏幕密度大致分为六类：低、中、高、超高、超超高、超超超高。
屏幕方向（Orientation）：从用户角度看屏幕的方向，分为横向（landscape）和纵向（portrait）。不同设备默认的屏幕方向可能不同，并且用户旋转设备时方向会在运行时改变。
分辨率（Resolution）：屏幕上的总物理像素数。在为多屏幕添加支持时，应用应关注屏幕尺寸和密度，而不是直接处理分辨率。

掌握单位转换公式

px = dp * (dpi / 160)

不同密度屏幕下的单位表现

Density Bucket	Screen Density	Physical Size	Pixel Size
ldpi	120 dpi	`0.5 x 0.5 in`	`0.5 in * 120 dpi = 60x60 px`
mdpi	160 dpi	`0.5 x 0.5 in`	`0.5 in * 160 dpi = 80x80 px`
hdpi	240 dpi	`0.5 x 0.5 in`	`0.5 in * 240 dpi = 120x120 px`
xhdpi	320 dpi	`0.5 x 0.5 in`	`0.5 in * 320 dpi = 160x160 px`
xxhdpi	480 dpi	`0.5 x 0.5 in`	`0.5 in * 480 dpi = 240x240 px`
xxxhdpi	640 dpi	`0.5 x 0.5 in`	`0.5 in * 640 dpi = 320x320 px`

单位使用建议

dp：在定义 UI 布局时，除了字体大小外，应始终使用 dp 单位，以确保 UI 在不同密度的屏幕上正确显示。
sp：用于指定字体大小，这样可以根据用户的字体大小偏好进行调整。
px：尽量避免在布局文件中使用，但在某些情况下，如为 ListView 添加 1 像素的分隔线时，px 是合适的选择。

核心代码

以下是一个 Java 实现的 DPI 计算器示例，用于计算不同密度屏幕下的像素尺寸：

public class DPICalculator {

    private final float LDPI = 120;
    private final float MDPI = 160;
    private final float HDPI = 240;
    private final float XHDPI = 320;
    private final float XXHDPI = 480;
    private final float XXXHDPI = 640;    

    private float forDeviceDensity;
    private float width;
    private float height;

    public DPICalculator(float forDeviceDensity, float width, float height){
        this.forDeviceDensity = forDeviceDensity;
        this.width = width;
        this.height = height;
    }

    public static void main(String... args) {
        DPICalculator dpiCalculator = new DPICalculator(240,330,120);
        dpiCalculator.calculateDPI();
    }

    private float getPx(float dp, float value) {
        float px = dp * (value / forDeviceDensity );        
        return px;
    }

    private void calculateDPI() {

        float ldpiW = getPx(LDPI,width);        
        float ldpiH =  getPx(LDPI,height);
        float mdpiW = getPx(MDPI,width);        
        float mdpiH =  getPx(MDPI,height);        
        float hdpiW = getPx(HDPI,width);        
        float hdpiH =  getPx(HDPI,height);       
        float xdpiW = getPx(XHDPI,width);        
        float xdpiH =  getPx(XHDPI,height);
        float xxdpiW = getPx(XXHDPI,width);        
        float xxdpiH =  getPx(XXHDPI,height);
        float xxxdpiW = getPx(XXXHDPI,width);        
        float xxxdpiH =  getPx(XXXHDPI,height);
        
        System.out.println("LDPI: " + ldpiW + " X " + ldpiH);
        System.out.println("MDPI: " + mdpiW + " X " + mdpiH);
        System.out.println("HDPI: " + hdpiW + " X " + hdpiH);
        System.out.println("XHDPI: " + xdpiW + " X " + xdpiH);
        System.out.println("XXHDPI: " + xxdpiW + " X " + xxdpiH);
        System.out.println("XXXHDPI: " + xxxdpiW + " X " + xxxdpiH);        
    }
}

最佳实践

在设计 UI 时，优先使用 dp 单位来布局控件，确保在不同屏幕密度的设备上布局的一致性。
对于字体大小，使用 sp 单位，以满足用户对字体大小的个性化需求。
在与设计团队协作时，确保获取的像素值为偶数，避免在转换为 dp 时出现精度损失。
考虑到不同设备的字体设置和自定义字体，在使用 sp 时要谨慎，避免因字体大小变化而破坏布局。可以通过在布局文件中使用 android:minWidth、android:maxWidth 等属性来限制控件的大小。
对于图标等资源，为不同密度的屏幕提供相应的资源文件，如 drawable - ldpi、drawable - mdpi、drawable - hdpi 等，以保证在不同设备上的显示质量。