鸿蒙NEXT开发案例：指南针

【1】引言
在本文中，我们将介绍如何使用鸿蒙系统（HarmonyOS）开发一个简单的指南针应用。通过这个案例，你可以学习如何使用传感器服务、状态管理以及UI构建等基本技能。
【2】环境准备
电脑系统：windows 10
开发工具：DevEco Studio NEXT Beta1 Build Version: 5.0.3.806
工程版本：API 12
真机：Mate 60 Pro
语言：ArkTS、ArkUI
【3】算法分析

1. 角度差计算算法
   计算当前角度与目标角度之间的差值，考虑了角度的周期性（0度和360度等效）。

private calculateAngleDifference(currentAngle: number, targetAngle: number): number {
    let diff = targetAngle - currentAngle;

    if (diff > 180) {
        diff -= 360; // 顺时针旋转超过180度，调整为负值
    } else if (diff < -180) {
        diff += 360; // 逆时针旋转超过180度，调整为正值
    }

    return diff;
}

2. 累计旋转角度算法
   累计计算旋转角度，确保角度在0到360度之间。以便旋转动画能正确实现

private updateRotationAngle(angleDifference: number, newAngle: number): void {
    this.cumulativeRotation += angleDifference; // 累加旋转角度
    this.rotationAngle += angleDifference; // 更新当前旋转角度
    this.currentAngle = newAngle; // 更新当前传感器角度

    this.rotationAngle = (this.rotationAngle % 360 + 360) % 360; // 保持在0到360度之间
}

3. 方向计算算法
   根据传感器角度计算当前方向，匹配角度范围对应的方向名称。

private calculateDirection(angle: number): string {
    for (const range of DIRECTION_RANGES) {
        if (angle >= range.min && angle < range.max) {
            return range.name; // 返回对应的方向名称
        }
    }
    return '未知方向'; // 如果角度不在任何范围内，返回未知方向
}

【完整代码】

import { sensor } from '@kit.SensorServiceKit'; // 导入传感器服务模块
import { BusinessError } from '@kit.BasicServicesKit'; // 导入业务错误处理模块

// 定义方向范围类
class DirectionRange {
  name: string = ''; // 方向名称
  min: number = 0; // 最小角度
  max: number = 0; // 最大角度
}

// 定义各个方向的范围
const DIRECTION_RANGES: DirectionRange[] = [
  { name: '北', min: 337.5, max: 360 },
  { name: '北', min: 0, max: 22.5 },
  { name: '东北', min: 22.5, max: 67.5 },
  { name: '东', min: 67.5, max: 112.5 },
  { name: '东南', min: 112.5, max: 157.5 },
  { name: '南', min: 157.5, max: 202.5 },
  { name: '西南', min: 202.5, max: 247.5 },
  { name: '西', min: 247.5, max: 292.5 },
  { name: '西北', min: 292.5, max: 337.5 }
];

// 定义指南针组件
@Entry
@Component
struct Compass {
  @State directionMessage: string = ''; // 当前方向的名称
  @State rotationAngle: number = 0; // 当前旋转角度
  @State currentAngle: number = 0; // 当前传感器角度
  @State cumulativeRotation: number = 0; // 累计旋转角度
  private threshold: number = 1; // 设置阈值，用于过滤小的旋转变化

  // 组件即将出现时调用
  aboutToAppear(): void {
    sensor.getSensorList((error: BusinessError) => {
      if (error) {
        console.error('获取传感器列表失败', error); // 如果获取传感器列表失败，打印错误信息
        return;
      }
      this.startOrientationUpdates(); // 开始监听传感器数据
    });
  }

  // 开始监听传感器的方位数据
  private startOrientationUpdates(): void {
    sensor.on(sensor.SensorId.ORIENTATION, (orientationData) => {
      const alpha = orientationData.alpha; // 获取当前的方位角
      this.directionMessage = this.calculateDirection(alpha); // 计算当前方向
      const angleDifference = this.calculateAngleDifference(this.currentAngle, alpha); // 计算角度差

      if (Math.abs(angleDifference) > this.threshold) { // 如果角度变化超过阈值
        this.updateRotationAngle(angleDifference, alpha); // 更新旋转角度
      }
    }, { interval: 10000000 }); // 设置传感器更新间隔，单位为纳秒，10000000表示1秒
  }

  // 计算两个角度之间的差异
  private calculateAngleDifference(currentAngle: number, targetAngle: number): number {
    let diff = targetAngle - currentAngle; // 计算角度差

    if (diff > 180) {
      diff -= 360; // 顺时针旋转超过180度，调整为负值
    } else if (diff < -180) {
      diff += 360; // 逆时针旋转超过180度，调整为正值
    }

    return diff; // 返回调整后的角度差
  }

  // 更新旋转角度
  private updateRotationAngle(angleDifference: number, newAngle: number): void {
    this.cumulativeRotation += angleDifference; // 累加旋转角度
    this.rotationAngle += angleDifference; // 更新当前旋转角度
    this.currentAngle = newAngle; // 更新当前传感器角度

    // 动画更新
    animateToImmediately({}, () => {
      this.rotationAngle = this.cumulativeRotation; // 将旋转角度设置为累计旋转角度
    });

    console.log(`累计旋转角度: ${this.cumulativeRotation}`); // 打印累计旋转角度
  }

  // 根据角度计算方向
  private calculateDirection(angle: number): string {
    for (const range of DIRECTION_RANGES) {
      if (angle >= range.min && angle < range.max) {
        return range.name; // 返回对应的方向名称
      }
    }
    return '未知方向'; // 如果角度不在任何范围内，返回未知方向
  }

  // 构建用户界面
  build() {
    Column({ space: 20 }) { // 创建一个列布局，设置间距为20
      Row({ space: 5 }) { // 创建一个行布局，设置间距为5
        Text(this.directionMessage) // 显示当前方向
          .layoutWeight(1) // 设置布局权重
          .textAlign(TextAlign.End) // 文本对齐方式
          .fontColor('#dedede') // 文本颜色
          .fontSize(50); // 文本大小
        Text(`${Math.floor(this.currentAngle)}°`) // 显示当前角度
          .layoutWeight(1) // 设置布局权重
          .textAlign(TextAlign.Start) // 文本对齐方式
          .fontColor('#dedede') // 文本颜色
          .fontSize(50); // 文本大小
      }.width('100%').margin({ top: 50 }); // 设置宽度和上边距

      Stack() { // 创建一个堆叠布局
        Stack() { // 内部堆叠布局
          Circle() // 创建一个圆形
            .width(250) // 设置宽度
            .height(250) // 设置高度
            .fillOpacity(0) // 设置填充透明度
            .strokeWidth(25) // 设置边框宽度
            .stroke('#f95941') // 设置边框颜色
            .strokeDashArray([1, 5]) // 设置边框虚线样式
            .strokeLineJoin(LineJoinStyle.Round); // 设置边框连接方式
          Text('北') // 创建一个文本，显示“北”
            .height('100%') // 设置高度
            .width(40) // 设置宽度
            .align(Alignment.Top) // 设置对齐方式
            .fontColor('#ff4f3f') // 设置文本颜色
            .rotate({ angle: 0 }) // 设置旋转角度
            .padding({ top: 80 }) // 设置内边距
            .textAlign(TextAlign.Center); // 设置文本对齐方式
          Text('东') // 创建一个文本，显示“东”
            .height('100%') // 设置高度
            .width(40) // 设置宽度
            .align(Alignment.Top) // 设置对齐方式
            .fontColor('#fcfdfd') // 设置文本颜色
            .rotate({ angle: 90 }) // 设置旋转角度
            .padding({ top: 80 }) // 设置内边距
            .textAlign(TextAlign.Center); // 设置文本对齐方式
          Text('南') // 创建一个文本，显示“南”
            .height('100%') // 设置高度
            .width(40) // 设置宽度
            .align(Alignment.Top) // 设置对齐方式
            .fontColor('#fcfdfd') // 设置文本颜色
            .rotate({ angle: 180 }) // 设置旋转角度
            .padding({ top: 80 }) // 设置内边距
            .textAlign(TextAlign.Center); // 设置文本对齐方式
          Text('西') // 创建一个文本，显示“西”
            .height('100%') // 设置高度
            .width(40) // 设置宽度
            .align(Alignment.Top) // 设置对齐方式
            .fontColor('#fcfdfd') // 设置文本颜色
            .rotate({ angle: 270 }) // 设置旋转角度
            .padding({ top: 80 }) // 设置内边距
            .textAlign(TextAlign.Center); // 设置文本对齐方式
        }
        .width('100%') // 设置宽度
        .height('100%') // 设置高度
        .borderRadius('50%') // 设置圆角
        .margin({ top: 50 }) // 设置上边距
        .rotate({ angle: -this.rotationAngle }) // 设置旋转角度
        .animation({}); // 设置动画效果

        Line() // 创建一个线条
          .width(5) // 设置宽度
          .height(40) // 设置高度
          .backgroundColor('#fdfffe') // 设置背景颜色
          .borderRadius('50%') // 设置圆角
          .margin({ bottom: 200 }); // 设置下边距
      }
      .width(300) // 设置宽度
      .height(300); // 设置高度
    }
    .height('100%') // 设置高度
    .width('100%') // 设置宽度
    .backgroundColor('#18181a'); // 设置背景颜色
  }
}