Android學習探索之本地原生渲染 LaTeX數據公式

前言：

    一直致力於為公司尋找更加高效的解決方案，作為一款K12在線教育App，功能中難免會有LaTeX數學公式的顯示需求，這部分公司已經實現了此功能，只是個人覺得在體驗和效率上還是不太好，今天來聊一下如何讓原生渲染LaTeX數學公式。

先了解一下LaTeX數學公式

  什么是Latex？感興趣的同學可以查看百科：Latex百科。

  Latex數學公式：就是通過Latex來表示一個數學公式，舉例說明：

   例如：$$ \\[ \\sum_{k=1}^n k^2 = \\frac{1}{2} n (n+1).\\] $$

   表示數學公式：

           

目前方案

  由於之前一直沒有找到原生渲染latex數學公式的方案，所以之前的采用的方案比較簡單粗暴了點，直接通過Latex生成圖片的方式，然后客戶端通過自定義TextView實現圖文混排。

  分析優缺點：

•  一道題目中有可能很多數學公式，會有大量的圖片下載需求
• 由於是圖片下載，在弱網環境下會導致下載過慢
• 由於是下載的圖片，渲染過程慢，內存開銷相對也大

選定方案

   基於目前現狀，一直想着尋找替換方案，最近尋找了一下解決方案，驚奇的發現現在已經有支持Latex原生渲染的開源框架了。今天來學習使用一下。它就是：FlexibleRichTextView。

FlexibleRichTextView簡介

   一個可以自行定義大部分標簽（比如你可以自己定義粗體為 <b></b> 或者  [bold][/bold] 等等），支持LaTeX、圖片、代碼高亮、表格、引用以及許多文本樣式如粗體、斜體、居中、刪除線、下划線等的庫。

   gitHub地址：https://github.com/daquexian/FlexibleRichTextView

FlexibleRichTextView使用

 1.）在項目根目錄的build.gralde文件里添加：

allprojects {
    repositories {
        ...
        maven { url "https://jitpack.io" }
    }
}

2.）在app的 build.gradle文件中添加

compile 'com.github.daquexian:FlexibleRichTextView:0.8.2'

3.）具體使用

使用之前必須初始化 JLaTeXMath，在 Application 或其他地方添加

AjLatexMath.init(context); // init library: load fonts, create paint, etc.

如果希望自動識別代碼段中的語言以實現高亮，在 Application 或其他地方添加

// train classifier on app start
CodeProcessor.init(this);

要顯示富文本，只需要調用 flexibleRichTextView.setText(String text) 方法，例如

String richText = "[h][center]hi![/center][/h]" +
                "[quote]This is quote[/quote]" +
                "[code]print(\"Hello FlexibleRichTextView!\")[/code]" +
                "Hello FlexibleRichTextView!\n" +
                "This is LaTeX:\n" +
                "$e^{\\pi i} + 1 = 0$";
flexibleRichTextView.setText(richText);

其他相關知識請異步到：FlexibleRichTextView中文使用文檔 本文主要是驗證對Latex的支持。

4.）使用舉例

在布局中引入FlexibleRichTextView

  <com.daquexian.flexiblerichtextview.FlexibleRichTextView
       android:id="@+id/test_text"
       android:layout_width="match_parent"
       android:layout_height="wrap_content"
       android:layout_gravity="center"
       android:layout_margin="10dp" />

添加一些Latex數學公式，看下具體展示情況

FlexibleRichTextView richTextView = (FlexibleRichTextView) findViewById(R.id.test_text);
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        stringBuilder.append("$$\\sum_{i=1}^n a_i=0$$,");

        stringBuilder.append("$$f(x)=x^{x^x}$$");
        stringBuilder.append("$$f(x_1,x_x,\\ldots,x_n) = x_1^2 + x_2^2 + \\cdots + x_n^2 $$");
        stringBuilder.append("$$\\left. \\frac{du}{dx} \\right|_{x=0}.$$");
        stringBuilder.append("f(n) = \\begin{cases} \\frac{n}{2}, & \\text{if } n\\text{ is even} \\\\ 3n+1, & \\text{if } n\\text{ is odd} \\end{cases}");

        stringBuilder.append("$$\\mbox{對任意的$x>0$}, \\mbox{有 }f(x)>0. $$");
        stringBuilder.append("$$\\sqrt[n]{x_r_r_r} $$");
        stringBuilder.append("$$ \\frac{x+2}{x} \\sqrt{x} $$");
        stringBuilder.append("$$ \\[f(x,y,z) = 3y^2 z \\left( 3 + \\frac{7x+5}{1 + y^2} \\right).\\] $$");

        stringBuilder.append("$$ P(x|c)=\\frac{P(c|x)\\cdot P(x)}{P(x)} $$");
        stringBuilder.append("$$ \\Large x=\\frac{-b\\pm\\sqrt{b^2-4ac}}{2a} $$");
        stringBuilder.append("$$ \\sum_{i=1}^n i = \\frac{n(n+1)}2 $$");
        stringBuilder.append("$$ f(x)=\\int_{-\\infty}^x e^{-t^2}dt $$ 這道公式我也不知道怎么做");

        stringBuilder.append("$$ \\cos 2\\theta  = \\cos^2 \\theta - \\sin^2 \\theta = 2 \\cos^2 \\theta - 1. $$");

        stringBuilder.append("$$ \\displaystyle= \\frac{k(k+1)}{2}+k+1 $$");
        stringBuilder.append("$$ \\frac{x}{2}-3=0 $$");
        stringBuilder.append("$$ x=\\frac{3}{2} $$");
        stringBuilder.append("$$ \\[ \\sum_{k=1}^n k^2 = \\frac{1}{2} n (n+1).\\] $$");

        richTextView.setText(stringBuilder.toString());

展示效果

  內部具體Latex展示是基於LatexTextView，然后將其添加到FlexibleRichTextView 容器中，由於項目中也會有其他的圖文混排的問題，所以直接使用FlexibleRichTextView是無法滿足需求的，需要基於LatexTextView進行二次開發。

總結：

  本文主要驗證本地原生渲染Latex數學公式是否可行。接下來會對FlexibleRichTextView進行二次開發，來滿足項目的需求。