Android学习探索之本地原生渲染 LaTeX数据公式

前言：

    一直致力于为公司寻找更加高效的解决方案，作为一款K12在线教育App，功能中难免会有LaTeX数学公式的显示需求，这部分公司已经实现了此功能，只是个人觉得在体验和效率上还是不太好，今天来聊一下如何让原生渲染LaTeX数学公式。

先了解一下LaTeX数学公式

  什么是Latex？感兴趣的同学可以查看百科：Latex百科。

  Latex数学公式：就是通过Latex来表示一个数学公式，举例说明：

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

   表示数学公式：

           

目前方案

  由于之前一直没有找到原生渲染latex数学公式的方案，所以之前的采用的方案比较简单粗暴了点，直接通过Latex生成图片的方式，然后客户端通过自定义TextView实现图文混排。

  分析优缺点：

•  一道题目中有可能很多数学公式，会有大量的图片下载需求
• 由于是图片下载，在弱网环境下会导致下载过慢
• 由于是下载的图片，渲染过程慢，内存开销相对也大

选定方案

   基于目前现状，一直想着寻找替换方案，最近寻找了一下解决方案，惊奇的发现现在已经有支持Latex原生渲染的开源框架了。今天来学习使用一下。它就是：FlexibleRichTextView。

FlexibleRichTextView简介

   一个可以自行定义大部分标签（比如你可以自己定义粗体为 <b></b> 或者  [bold][/bold] 等等），支持LaTeX、图片、代码高亮、表格、引用以及许多文本样式如粗体、斜体、居中、删除线、下划线等的库。

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

FlexibleRichTextView使用

 1.）在项目根目录的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.）具体使用

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

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

如果希望自动识别代码段中的语言以实现高亮，在 Application 或其他地方添加

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

要显示富文本，只需要调用 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!
" +
                "This is LaTeX:
" +
                "$e^{\pi i} + 1 = 0$";
flexibleRichTextView.setText(richText);

其他相关知识请异步到：FlexibleRichTextView中文使用文档 本文主要是验证对Latex的支持。

4.）使用举例

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数学公式，看下具体展示情况

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("$$\mbox{对任意的$x>0$}, \mbox{有 }f(x)>0. $$");
        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("$$ f(x)=\int_{-\infty}^x e^{-t^2}dt $$ 这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

  内部具体Latex展示是基于LatexTextView，然后将其添加到FlexibleRichTextView 容器中，由于项目中也会有其他的图文混排的问题，所以直接使用FlexibleRichTextView是无法满足需求的，需要基于LatexTextView进行二次开发。

总结：

  本文主要验证本地原生渲染Latex数学公式是否可行。接下来会对FlexibleRichTextView进行二次开发，来满足项目的需求。