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《iOS编程(第4版)》4.7 深入学习:Core Graphics

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UIImage、UIBezierPath和NSString都提供了至少一种用于在drawRect:中绘图的方法,这些绘图方法会在drawRect:执行时分别将图像、图形和文本绘制到视图的图层上。

使用这些方法进行绘图既简单又方便,但是绘制方法内部封装了很多复杂的绘图代码。

无论绘制JPEG、PDF还是视图的图层,都是由Core Graphics框架完成的。本章使用的UIBezierPath,其实是将Core Graphics代码封装在一系列方法中,以方便开发者调用,降低了绘图难度。为了真正了解绘图的过程与原理,必须深入学习Core Graphics是如何工作的。

Core Hraphics是一套提供2D绘图功能的C语言API,使用C结构和C函数模拟了一套面向对象的编程机制,并没有Objective-C对象和方法。Core Graphics中最重要的“对象”是图形上下文(graphics context),图形上下文是CGContextRef的“对象”,负责存储绘画状态(例如画笔颜色和线条粗细)和绘制内容所处的内存空间。

视图的drawRect:方法在执行之前,系统首先为视图的图层创建一个图形上下文,然后为绘画状态设置一些默认参数。drawRect:方法开始执行时,随着图形上下文不断执行绘图操作,图层上的内容也会随之改变。drawRect:执行完毕后,系统会将图层与其他图层一起组合成完整的图像并显示在屏幕上。

参与绘图操作的类都定义了改变绘画状态和执行绘图操作的方法,这些方法其实调用了对应的Core Graphics函数。例如,向UIColor对象发送setStroke消息时,会调用Core Graphics中的CGContextSetRGBStrokeColor函数改变当前图形上下文中的画笔颜色。

以下两段代码的效果是相同的:

[[UIColor colorWithRed:1.0 green:0.0 blue:1.0 alpha:1.0] setStroke];

UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPath];

[path moveToPoint:a];

[path addLineToPoint:b];

[path stroke];

直接使用Core Graphics函数完成相同的绘图操作:

CGContextSetRGBStrokeColor(currentContext, 1, 0, 0, 1);

CGMutablePathRef path = CGPathCreateMutable;

CGPathMoveToPoint(path, NULL, a.x, a.y);

CGPathAddLineToPoint(path, NULL, b.x, b.y);

CGContextAddPath(currentContext, path);

CGContextStrokePath(currentContext);

CGPathRelease(path);

像CGContextSetRGBStrokeColor这类在图形上下文中执行绘图操作的函数,第一个参数需要传入指向图形上下文的指针。可以在drawRect:方法中调用UIGraphics- GetCurrentContext函数获取当前图形上下文。视图的当前图形上下文是在drawRect:方法执行之前创建的。

- (void)drawRect:(CGRect)rect

{

CGContextRef currentContext = UIGraphicsGetCurrentContext;

CGContextSetRGBStrokeColor(currentContext, 1, 0, 0, 1);

CGMutablePathRef path = CGPathCreateMutable;

CGPathMoveToPoint(path, NULL, a.x, a.y);

CGPathAddLineToPoint(path, NULL, b.x, b.y);

CGContextAddPath(currentContext, path);

CGContextStrokePath(currentContext);

CGPathRelease(path);

CGContextSetStrokeColorWithColor(currentContext, color);

}

UIBezierPath和UIColor的所有绘图功能都可以通过直接调用Core Graphics函数完成。实际上,UIBezierPath和UIColor在Core Graphics中有对应的C结构:CGMutablePathRef 和CGColorRef。通常情况下,使用Objective-C类更加方便。

但是,有些功能只能使用Core Graphics完成,例如绘制渐变。Core Graphics中的结构和函数都具有CG前缀,如果遇到无法使用Objective-C类完成的绘图功能,可以在文档中查阅带有CG前缀的结构和函数,直接使用Core Graphics。

或许读者会感到疑惑,为什么很多Core Graphics类型都带有Ref后缀。带有Ref后缀的类型是Core Graphics中用来模拟面向对象机制的C结构。Core Graphics“对象”与Objective-C对象都是在堆上分配内存,因此创建一个Core Graphics“对象”时,同样会返回一个指向对象内存地址的指针。

使用这种分配方式的C结构都有一个用来表示结构指针(结构名后加一个“*”)的类型定义(type definition)。例如,CGColor结构(不会直接使用的类型)有一个表示CGColor *的类型定义——CGColorRef(应该使用的类型)。使用这种类型定义是为了区分指针变量,方便开发者判断指针变量是指向C结构还是可以接收消息的Objective-C对象。

相反,部分类型没有结构指针,因此类型名称不带Ref后缀。例如CGRect和CGPoint。这些类型的数据结构简单,可以直接在栈上分配,因此不需要使用结构指针。

带有Ref后缀的类型的对象可能具有指向其他Core Graphics“对象”的强引用指针,并成为这些“对象”的拥有者。但是ARC无法识别这类强引用和“对象”所有权,必须在使用完之后手动释放。规则是,如果使用名称中带有create或者copy的函数创建了一个Core Graphics“对象”,就必须调用对应的Release函数并传入该对象指针。

最后,Mac开发中也可以使用Core Graphics,使用该框架编写的代码在Mac和iOS平台上都能运行,例如开源项目core-plot。