Swift3.0学习实践-一个简单的画板(七色轨迹可撤销可清除带橡皮擦)

Posted 2020-08-30

写着玩儿的小程序，继续学习Swift.运行效果＋代码＋知识点总结

运行效果：

           

代码:

Canvas类：画布，画图板状态管理、交互、处理手势

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1. class Canvas:UIView{  
2.     //负责线条的生成、操作与管理  
3.     let pathCreator:PathCreator  
4.     //是否处于擦除状态  
5.     var isInErasering:Bool  
6.     //橡皮擦视图  
7.     let eraserView:UIView  
8.       
9.     override init(frame: CGRect) {  
10.         isInErasering = false  
11.         pathCreator = PathCreator()  
12.           
13.         eraserView = UIView.init()  
14.         eraserView.frame = CGRect(x: 0, y: 0, width: 10, height: 10)  
15.         eraserView.backgroundColor = UIColor.white  
16.         eraserView.alpha = 0  
17.   
18.         super.init(frame: frame)  
19.           
20.         self.backgroundColor = UIColor.black  
21.           
22.         self.addSubview(eraserView)  
23.           
24.         let revokeBut = UIButton(type: UIButtonType.system)  
25.         revokeBut.frame = CGRect(x: 20, y: 20, width: 80, height: 30)  
26.         revokeBut.setTitle("撤销", for: UIControlState.normal)  
27.         revokeBut.addTarget(self, action: #selector(revokeButClick), for: UIControlEvents.touchUpInside)  
28.         self.addSubview(revokeBut)  
29.           
30.         let cleanBut = UIButton(type: UIButtonType.system)  
31.         cleanBut.frame = CGRect(x: 110, y: 20, width: 80, height: 30)  
32.         cleanBut.setTitle("清空", for: UIControlState.normal)  
33.         cleanBut.addTarget(self, action: #selector(cleanButClick), for: UIControlEvents.touchUpInside)  
34.         self.addSubview(cleanBut)  
35.       
36.         let eraserBut = UIButton(type: UIButtonType.system)  
37.         eraserBut.frame = CGRect(x: 200, y: 20, width:80, height: 30)  
38.         eraserBut.setTitle("橡皮", for: UIControlState.normal)  
39.         eraserBut.setTitle("画笔", for: UIControlState.selected)  
40.         eraserBut.addTarget(self, action: #selector(eraserButClick(but:)), for: UIControlEvents.touchUpInside)  
41.         self.addSubview(eraserBut)  
42.           
43.         let ges = UIPanGestureRecognizer(target: self, action:#selector(handleGes(ges:)))  
44.         ges.maximumNumberOfTouches = 1  
45.         self.addGestureRecognizer(ges)  
46.     }  
47.       
48.     required public init?(coder aDecoder: NSCoder) {  
49.         fatalError("init(coder:) has not been implemented")  
50.     }  
51.       
52.     override public func layoutSubviews() {  
53.           
54.     }  
55.       
56.     @objc private func handleGes(ges:UIPanGestureRecognizer) -> Void {  
57.         let point = ges.location(in: self)  
58.         switch ges.state {  
59.         case UIGestureRecognizerState.began:  
60.             if isInErasering {  
61.                 //擦除状态,显示出橡皮擦  
62.                 eraserView.alpha = 1  
63.                 eraserView.center = point  
64.             }  
65.             //生成新的一笔  
66.             pathCreator.addNewPath(to: point,isEraser: isInErasering)  
67.             self.setNeedsDisplay()  
68.         case UIGestureRecognizerState.changed:  
69.             if isInErasering {  
70.                 //移动橡皮擦  
71.                 eraserView.center = ges.location(in: self)  
72.             }  
73.             //更新当前笔画路径  
74.             pathCreator.addLineForCurrentPath(to: point,isEraser:isInErasering)  
75.             self.setNeedsDisplay()  
76.         case UIGestureRecognizerState.ended:  
77.             if isInErasering {  
78.                 //擦除状态,隐藏橡皮擦  
79.                 eraserView.alpha = 0  
80.                 eraserView.center = ges.location(in: self)  
81.             }  
82.             //更新当前笔画路径  
83.             pathCreator.addLineForCurrentPath(to: point,isEraser: isInErasering)  
84.             self.setNeedsDisplay()  
85.         case UIGestureRecognizerState.cancelled:  
86.             print("cancel")  
87.         case UIGestureRecognizerState.failed:  
88.             print("fail")  
89.         default:  
90.             return  
91.         }  
92.     }  
93.       
94.     override public func draw(_ rect: CGRect) {  
95.         //画线  
96.         pathCreator.drawPaths()  
97.     }  
98.       
99.     @objc private func revokeButClick()->Void{  
100.         //撤销操作  
101.         pathCreator.revoke()  
102.         self.setNeedsDisplay()  
103.     }  
104.       
105.     @objc private func cleanButClick()->Void{  
106.         //清空操作  
107.         pathCreator.clean()  
108.         self.setNeedsDisplay()  
109.     }  
110.       
111.     @objc private func eraserButClick(but:UIButton)->Void{  
112.         //切换画图与擦除状态  
113.         if but.isSelected {  
114.             but.isSelected = false  
115.             isInErasering = false  
116.         }else{  
117.             but.isSelected = true  
118.             isInErasering = true  
119.         }  
120.     }  
121. }  

PathCreator:具体线条绘制、管理

 

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1. //每条子线段信息  
2. struct BezierInfo{  
3.     let path:UIBezierPath//具体线段  
4.     let color:UIColor//线段对应颜色  
5.     init(path:UIBezierPath,color:UIColor){  
6.         self.path = path  
7.         self.color = color  
8.     }  
9. }  
10.   
11. class PathCreator{  
12.     //所有笔画  
13.     private var paths:[NSMutableArray]?  
14.     //笔画内当前子线段  
15.     private var currentBezierPathInfo:BezierInfo?  
16.     //当前笔画的所有子线段  
17.     private var currentPath:NSMutableArray?  
18.     //当前笔画已经采集处理了几个触摸点  
19.     private var pointCountInOnePath = 0  
20.       
21.     static let colors = [UIColor.red,UIColor.orange,UIColor.yellow,UIColor.green,UIColor.blue,UIColor.gray,UIColor.purple]  
22.     init() {  
23.         paths = []  
24.     }  
25.     //添加新笔画  
26.     func addNewPath(to:CGPoint,isEraser:Bool)->Void{  
27.         //创建起始线段  
28.         let path = UIBezierPath()  
29.         path.lineWidth = 5  
30.         path.move(to: to)  
31.         path.lineJoinStyle = CGLineJoin.round  
32.         path.lineCapStyle = CGLineCap.round  
33.         if !isEraser {  
34.             //绑定线段与颜色信息  
35.             currentBezierPathInfo = BezierInfo(path: path, color: PathCreator.colors[0])  
36.         }else{  
37.             //处于擦除模式，颜色与画板背景色相同  
38.             currentBezierPathInfo = BezierInfo(path: path, color: UIColor.black)  
39.         }  
40.         //新建一个笔画  
41.         currentPath = NSMutableArray.init()  
42.         //将起始线段加入当前笔画  
43.         currentPath!.add(currentBezierPathInfo)  
44.         pointCountInOnePath = 0  
45.         //将当前笔画加入笔画数组  
46.         paths!.append(currentPath!)  
47.     }  
48.     //添加新的点，更新当前笔画路径  
49.     func addLineForCurrentPath(to:CGPoint,isEraser:Bool) -> Void {  
50.         pointCountInOnePath += 1//同一笔画内，每7个点换一次颜色  
51.         if pointCountInOnePath % 7 == 0{//换颜色  
52.             if let currentBezierPathInfo = currentBezierPathInfo{  
53.                 //将当前点加入当前子线段,更新当前子线段路径  
54.                 currentBezierPathInfo.path.addLine(to: to)  
55.             }  
56.             //生成新的子线段  
57.             let path = UIBezierPath()  
58.             path.lineWidth = 5  
59.             path.move(to: to)  
60.             path.lineJoinStyle = CGLineJoin.round  
61.             path.lineCapStyle = CGLineCap.round  
62.             if !isEraser{  
63.                 //给当前子线段设置下一个颜色  
64.                 currentBezierPathInfo = BezierInfo(path: path, color: PathCreator.colors[currentPath!.count % 7])  
65.             }else{  
66.                 //处于擦除模式，颜色与画板背景色相同  
67.                 currentBezierPathInfo = BezierInfo(path: path, color: UIColor.black)  
68.             }  
69.             //将当前子线段加入当前笔画  
70.             currentPath!.add(currentBezierPathInfo)  
71.         }else{  
72.             if let currentBezierPathInfo = currentBezierPathInfo{  
73.                 //将当前点加入当前子线段,更新当前子线段路径  
74.                 currentBezierPathInfo.path.addLine(to: to)  
75.             }  
76.         }  
77.     }  
78.       
79.     func drawPaths()->Void{  
80.         //画线  
81.         let pathCount = paths!.count  
82.         for i in 0..<pathCount{  
83.             //取出所有笔画  
84.             let onePath = paths![i]  
85.             let onePathCount = onePath.count  
86.             for j in 0..<onePathCount{  
87.                 //绘制每条笔画内每个子线段  
88.                 let pathInfo = onePath.object(at: j) as! BezierInfo  
89.                 pathInfo.color.set()  
90.                 pathInfo.path.stroke()  
91.             }  
92.         }  
93.     }  
94.       
95.     func revoke()->Void{  
96.         //移走上一笔画  
97.         if paths!.count > 0 {  
98.             paths!.removeLast()  
99.         }  
100.     }  
101.       
102.     func clean()->Void{  
103.         //移走所有笔画  
104.         paths!.removeAll()  
105.     }  
106. }  

知识点总结:

1.结构体是值传递

一个基础概念，但开始使用时还是给忘了。数组[]在swift中是结构体(struct)实现，值传递。最开始把currentPath声明为了[],添加到paths[]中后，后续再去往currentPath中添加元素，paths中的对应的currentpath对象内容并未随之发生改变，后将currentPath改为了NSMutableArray(引用传递).

2.selector、@objc、private

(纯)swift与oc采用了不同的运行机制,swift不再采用与oc一样的运行时(runtime)与消息分发机制，selector作为oc运行机制的产物，swift中也对其进行了保留与支持。

@objc修饰符的作用是将swift定义的类、方法等暴露给oc。

于是，下列selector中指定的方法，都要使用@objc进行修饰

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1. cleanBut.addTarget(self, action: #selector(cleanButClick), for: UIControlEvents.touchUpInside)  

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1. let ges = UIPanGestureRecognizer(target: self, action:#selector(handleGes(ges:)))  

如果一个swift类继承自NSObject,swift会默认给该类的非private属性或方法加上@objc修饰。

因为Canvas类(->UIView->UIResponder->NSObject)继承自NSObject,所以其属性或方法(非private)都会被自动加上@objc修饰

但是因为我代码中的这几个selector指向的方法都声明为了private,所以还是需要手动去做@objc修饰(如果是非private的，可以不写@objc)

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1. @objc private func handleGes(ges:UIPanGestureRecognizer) -> Void  

3.required的构造函数

required用于修饰构造方法，用于要求子类必需实现对应的构造方法

如果子类中没有实现任何构造方法，则不必去显式的实现父类要求的required构造方法；而当子类中有定义实现构造方法时，则必需显式的去实现父类要求的required构造方法，同时还要保留required修饰.

当实现一个类Canvas继承自UIView时，我们可以看到编译器强制要求我们实现构造方法

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1. public init?(coder aDecoder: NSCoder)  

通过xcode找到该方法是在NSCoding协议中被定义的

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1. public protocol NSCoding {  
2.     public func encode(with aCoder: NSCoder)  
3.     public init?(coder aDecoder: NSCoder) // NS_DESIGNATED_INITIALIZER  
4. }  

可以看到，此处并没有进行requird修饰，为什么还要求强制实现该构造方法呢？
因为在协议中规定的构造方法，不用显式进行requird修饰，实现协议的对应类默认必需要去实现协议中规定的构造方法，且加上requird修饰

4.as

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1. let x:UInt16 = 100  
2. let y:UInt8 = 10  
3. //x + y会报错，不自动类型转换，更安全  
4. let n = UInt8(x) + y  

上面例子中，当我们进行值类型之间的类型转换(UInt16->UInt8)时，其实借助的是UInt8的构造方法

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1. /// Create an instance initialized to `value`.  
2.     public init(integerLiteral value: UInt8)  

而当引用类型之间需要进行强制转换时，则需要借助as操作符

因为转换可能失败(两个不相关的类之间进行转换)，所以需要使用as?，转换结果为一个可选型,不成功时，可选型值为nil

当然，如果可以肯定转换是成功的，则可以使用as!进行转换，结果为目标类型的对象。

另外，看下面这个例子

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1. var people:People?  
2. let man:Man = Man()  
3. people = man  
4. print(people)//可选型变量  
5. let beMan = people as! Man  
6. print (beMan)//强制转化后beMan不是可选型  

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1. var people:People?  
2. let man:Man = Man()  
3. people = man  
4. print(people)//可选型变量  
5. let beMan = people as! Man?  
6. print (beMan)//强制转化后beMan为可选型  

转换后的结果类型完全由as!后面的目标类型决定，即便原对象在转换之前是可选型对象，但如果转换的目标类型不是可选型，则转换后得到的也就不是一个可选型了