Quartz2D 备忘 + 学习

Quartz2D

Quartz2D是支持iOS和Mac系统的二维绘制引擎，它可以绘制：

绘制图形(图形，线条，圆等)
绘制文字
绘制/生成图片
读取/生成PDF
截图

Quartz2D主要功能就是以画为主，它可以实现与用户交互的画板或实现UIKit框架中不好展示的一些图形如：饼图，柱状图。在自定义控件的时候也可以绘制控件，iOS中大部分控件都是用Quartz2D绘制出来的。

图形上下文

图形上下文说白了就是画布，没有图形上下文就不能绘制任何图形，Quartz2D 提供了五种图形上下文，不同的图形上下文决定画出的内容将展示在不同的情况中。

Bitmap Graphics Context：位图上下文，在这个上下文中绘制的内容可以获取成图片。（这个上下文只能主动创建来使用，使用完毕后要销毁）。
PDF Graphics Context：PDF上下文，用于生成绘制PDF文件。
Window Graphics Context：
Layer Graphics Context：图层上下文，一般用于绘制UI控件使用。
Printer Graphics Context：

drawRect方法

一般我们最常用的就是绘制一些自定义控件，那么如何获得相应上下文呢？答案是：在drawRect方法中获取，一般获取到的是Layer Graphics Context(图层上下文)，获取到上下文后就可以绘制一些我们想要的内容了，需要注意的是我们绘制的内容全部在view内部的layer上。

class CustomView: UIView {
    override func drawRect(rect: CGRect) {
        // 获取当前的上下文
        let contextRef = UIGraphicsGetCurrentContext()
    }
}

那么这个方法什么时候被调用？请看以下几种情况：

当view第一次显示在屏幕上时。

改变某个属性让view必须重绘时(比如改变背景色，添加子view时)。

当我们主动调用setNeedsDisplay或setNeedsDisplayInRect方法时drawRect会被调用，注意：我们主动调用drawRect方法是无效的。

绘制一条简单的线

class CustomView: UIView {
    override func drawRect(rect: CGRect) {
        // 获取当前的上下文
        let contextRef = UIGraphicsGetCurrentContext()
        CGContextMoveToPoint(contextRef, 0, 0)
        CGContextAddLineToPoint(contextRef, 50, 50)
        CGContextSetLineWidth(contextRef, 20)
        UIColor.yellowColor().set()
        CGContextStrokePath(contextRef)
    }
}

下面我们来看下常用的绘制函数(更多属性参考官方文档)：

UIGraphicsGetCurrentContext()：获取当前的上下文，一般在drawRect方法中才能获得。
CGContextMoveToPoint(contextRef, 50, 0.0)：新建一个起点。
CGContextAddLineToPoint(contextRef, 50, 50)：新添加一条线到新的点。
CGContextAddLines(contextRef, [CGPointMake(10.0, 10.0), CGPointMake(50.0, 50.0), CGPointMake(20.0, 80.0)], 3)：添加若干条线
CGContextAddRect(contextRef, CGRectMake(10, 10, 20, 20))：添加一个矩形。
CGContextAddEllipseInRect(contextRef, CGRectMake(10, 10, 60, 60))：添加一个椭圆。
CGContextAddArc(contextRef, 40, 40, 20, 0.0, CGFloat(M_PI), 0)：添加一条圆弧，解释下几个参数：1图层上下文，2圆心的X点，3圆心的Y点，4半径长度，5起始角度，6结束角度，7是否是顺时针 1为顺时针 0为逆时针。
CGContextAddArcToPoint(contextRef, 40.0, 40.0, 70.0, 80.0, 30.0)：添加一条曲线。

CGContextClosePath(contextRef)：将没有结合的两个点封起来。
CGContextDrawPath(contextRef, .FillStroke)：绘制图形，并且设置填充模式。
CGContextStrokePath(contextRef)：绘制图形，只是绘制不会有填充封闭效果。
CGContextFillPath(contextRef)：绘制图形，会有填充封闭效果。

CGContextRotateCTM(contextRef, CGFloat(M_PI_4))：矩阵旋转。
CGContextScaleCTM(contextRef, 1.0, 0.5)：矩阵缩放。
CGContextTranslateCTM(contextRef, 10, 10)：矩阵平移。

上下文栈

先来看两个方法：

CGContextSaveGState(contextRef)：将当前的上下文copy一份，保存到上下文栈的栈顶。
CGContextRestoreGState(contextRef)：将上下文栈栈顶重置。

那么上下文栈有什么用呢？下面来看一个比较繁琐的例子：

    override func drawRect(rect: CGRect) {
        // 获取当前的上下文
        let contextRef = UIGraphicsGetCurrentContext()
        
        // 设置上下文的状态
        CGContextSetLineWidth(contextRef, 3.0)
        CGContextSetLineCap(contextRef, .Round)
        UIColor.redColor().set()
        
        // 绘制第一条线
        CGContextMoveToPoint(contextRef, 0.0, 0.0)
        CGContextAddLineToPoint(contextRef, 30.0, 30.0)
        
        // 绘制
        CGContextStrokePath(contextRef)
        
        // 重置属性
        CGContextSetLineCap(contextRef, .Square)
        CGContextSetLineWidth(contextRef, 1.0)
        UIColor.blackColor().set()
        
        // 绘制第二条线
        CGContextMoveToPoint(contextRef, 10.0, 50.0)
        CGContextAddLineToPoint(contextRef, 80.0, 80.0)
        // 绘制
        CGContextStrokePath(contextRef)
    }

分析：

我们绘制第一条线之前把上下文的属性做了设置，之后绘制。
如果第二条线不想与第一条线一样，做了属性的再一次设置成默认的样式，然后绘制。

注意：虽然这样也可以达成效果，but 如果在实际开发中会大大增加代码量，最好的办法是重置栈顶的上下文。

看一个正确做法的例子：

    override func drawRect(rect: CGRect) {
        // 获取当前的上下文
        let contextRef = UIGraphicsGetCurrentContext()
        
        // 1、copy上下文至栈顶
        CGContextSaveGState(contextRef)
        
        // 设置状态 再次copy
        CGContextSetLineWidth(contextRef, 3.0)
        CGContextSaveGState(contextRef)
        
        // 设置上下文的状态
        CGContextSetLineCap(contextRef, .Round)
        UIColor.redColor().set()
        
        // 绘制第一条线
        CGContextMoveToPoint(contextRef, 0.0, 0.0)
        CGContextAddLineToPoint(contextRef, 30.0, 30.0)
        CGContextStrokePath(contextRef)
        
        // 2、将栈顶出栈，重置当前的上下文
        CGContextRestoreGState(contextRef)
        
        // 绘制第二条线
        CGContextMoveToPoint(contextRef, 10.0, 50.0)
        CGContextAddLineToPoint(contextRef, 80.0, 80.0)
        CGContextStrokePath(contextRef)
        
        // 3、再次出栈
        CGContextRestoreGState(contextRef)
        
        // 绘制第三条线
        CGContextMoveToPoint(contextRef, 40.0, 40.0)
        CGContextAddLineToPoint(contextRef, 90.0, 70.0)
        CGContextStrokePath(contextRef)
    }

第一条线：圆角，颜色为红色，宽度为3
第二条线：当绘制完第一条线完毕后做了一次出栈，第二条线样式为宽度为3 其他默认。
第三条线：当绘制完第二条线后又做了一次出栈，第三条线为默认样式。