PSCollectionView瀑布流实现

 

PSCollectionView是一个实现较简洁的仿Pinterest瀑布流iOS版实现，使用UIScrollView做容器，每列列宽固定，高度可变，使用方式类似UITableView。
其效果如图:

一.基本原理

其基本实现原理为:

  1. 列数固定，根据列数每列存储一个当前列的高度值。
  2. 每次插入数据块时，在当前最小高度的列里插入，然后更新当前列的高度为原有高度加上当前数据模块高度
  3. 重复2直到所有数据模块插入完毕
  4. 调整容器（UIScrollView）的高度为各列最大的高度值。

二.具体实现

1. 相关数据结构

公共属性

@property (nonatomic, retain) UIView *headerView;
@property (nonatomic, retain) UIView *footerView;
@property (nonatomic, retain) UIView *emptyView;
@property (nonatomic, retain) UIView *loadingView;

@property (nonatomic, assign, readonly) CGFloat colWidth;
@property (nonatomic, assign, readonly) NSInteger numCols;
@property (nonatomic, assign) NSInteger numColsLandscape;
@property (nonatomic, assign) NSInteger numColsPortrait;
@property (nonatomic, assign) id  collectionViewDelegate;
@property (nonatomic, assign) id  collectionViewDataSource;
  • headerView,footerView,emptyView,loadingView分别对应列表头部，尾部，空白时，正在加载时要显示的视图。
    numColsLandscape，numColsPortrait为横屏和竖屏时的列数。
  • colWidth,numCols为只读属性，根据当前的视图方向，视图总大小，横屏和竖屏时的列数计算得出。
  • collectionViewDelegate，collectionViewDataSource为Delegate和数据源。

私有属性

@property (nonatomic, assign, readwrite) CGFloat colWidth;
@property (nonatomic, assign, readwrite) NSInteger numCols;
@property (nonatomic, assign) UIInterfaceOrientation orientation;

@property (nonatomic, retain) NSMutableSet *reuseableViews;
@property (nonatomic, retain) NSMutableDictionary *visibleViews;
@property (nonatomic, retain) NSMutableArray *viewKeysToRemove;
@property (nonatomic, retain) NSMutableDictionary *indexToRectMap;
  • 私有属性将colWidth,numCols定义为readwrite，便于内部赋值操作。
  • orientation为当前视图的方向，从UIApplication的statusBarOrientation属性获取。
  • reuseableViews数据集存储可重用的的数据块视图，在数据块移除可见范围时将其放入reuseableViews中，当DataSource调用dequeueReusableView时，从reuseableViews取出一个返回。
  • visibleViews字典存储当前可见的数据块视图，key为数据块索引，当容器滚动时，将移除可见范围的数据块视图从visibleViews中移除，并放入reuseableViews中；当存在应该显示的数据块视图，但还未放入容器视图时，则从DataSource获取新的数据块视图，加入到容器视图中，同时将其加入到visibleViews中。
  • viewKeysToRemove数组在遍历visibleViews时存储应该移除的数据块视图Key。
  • indexToRectMap数据字典存储每个数据块(不管可不可见)在容器中的位置，将CGRect转换为NSString(NSStringFromCGRect)作为Value存储,Key为数据块的索引。



    2.视图更新方式

    • 在reloadData或视图方向发生变化时，需要重新计算所有数据块的位置并重新加载,见relayoutViews方法。
    • 当滑动容器时，UIScrollView会调用其layoutSubviews方法，若方向未变化，则不需要重新加载所有数据块，仅仅需要移除非可见的数据块，载入进入可见范围的数据块，见removeAndAddCellsIfNecessary方法.
    #pragma mark - DataSource

- (void)reloadData {
    [self relayoutViews];
}

#pragma mark - View

- (void)layoutSubviews {
    [super layoutSubviews];

    UIInterfaceOrientation orientation = [UIApplication sharedApplication].statusBarOrientation;
    if (self.orientation != orientation) {
        self.orientation = orientation;
        [self relayoutViews];
    } else {
        [self removeAndAddCellsIfNecessary];
    }
}

    3.relayoutViews方法

    relayoutViews会将现有的所有数据块视图清除，重新从DataSource获取数据，重新计算所有数据块视图的位置，容器的高度等。

    1. 首先遍历可见数据块视图字典visibleViews，将所有数据块视图放入reuseableViews中，并清空visibleViews,indexToRectMap。
    2. 将emptyView,loadingView从容器视图中移除。
    3. 从DataSource获取数据块的个数numViews。
    4. 若headerView不为nil,则将headerView视图加入到容器，更新top索引。
    5. 若numViews不为0，则依次计算每个数据块的位置。使用colOffsets存储每一列的当前高度，每次增加数据块时将其添加到高度最小的列中，所处的列确定后，其orig坐标就确定了，宽度固定，再从DataSource获取此数据块的高度，那么当前数据块的frame位置就确定了，将其转换为NSString(使用setObject:NSStringFromCGRect)存储到indexToRectMap字典中，以数控块索引为key；同时将当前列的高度更新，再继续处理下一数据块，还是加入到高度最小的列中，直至所有数据块处理完毕。
    6. 这时的总高度即最高列的高度。
    7. 若numViews为0，则将emptyView增加到容器中，总高度则为添加emptyView的高度。
    8. 若footerView不为nil,则将footerView加入到容器中.
    9. 这时的总高度totalHeight即为最终容器内容的总高度，将其赋值的UIScrollView的contentSize属性。
    10. 这时headerView和footView已加入到容器中，但所有的数据块只是计算了其应该处于的位置，并未实际放入容器中，调用removeAndAddCellsIfNecessary将当前可见的数据块视图加入到容器中。
    - (void)relayoutViews {
    self.numCols = UIInterfaceOrientationIsPortrait(self.orientation) ? self.numColsPortrait : self.numColsLandscape;

    // Reset all state
    [self.visibleViews enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id key, id obj, BOOL *stop) {
        PSCollectionViewCell *view = (PSCollectionViewCell *)obj;
        [self enqueueReusableView:view];
    }];
    [self.visibleViews removeAllObjects];
    [self.viewKeysToRemove removeAllObjects];
    [self.indexToRectMap removeAllObjects];

    if (self.emptyView) {
        [self.emptyView removeFromSuperview];
    }
    [self.loadingView removeFromSuperview];

    // This is where we should layout the entire grid first
    NSInteger numViews = [self.collectionViewDataSource numberOfViewsInCollectionView:self];

    CGFloat totalHeight = 0.0;
    CGFloat top = kMargin;

    // Add headerView if it exists
    if (self.headerView) {
        self.headerView.top = kMargin;
        top = self.headerView.top;
        [self addSubview:self.headerView];
        top += self.headerView.height;
        top += kMargin;
    }

    if (numViews > 0) {
        // This array determines the last height offset on a column
        NSMutableArray *colOffsets = [NSMutableArray arrayWithCapacity:self.numCols];
        for (int i = 0; i < self.numCols; i++) {
            [colOffsets addObject:[NSNumber numberWithFloat:top]];
        }

        // Calculate index to rect mapping
        self.colWidth = floorf((self.width - kMargin * (self.numCols + 1)) / self.numCols);
        for (NSInteger i = 0; i < numViews; i++) {
            NSString *key = PSCollectionKeyForIndex(i);

            // Find the shortest column
            NSInteger col = 0;
            CGFloat minHeight = [[colOffsets objectAtIndex:col] floatValue];
            for (int i = 1; i < [colOffsets count]; i++) {
                CGFloat colHeight = [[colOffsets objectAtIndex:i] floatValue];

                if (colHeight < minHeight) {
                    col = i;
                    minHeight = colHeight;
                }
            }

            CGFloat left = kMargin + (col * kMargin) + (col * self.colWidth);
            CGFloat top = [[colOffsets objectAtIndex:col] floatValue];
            CGFloat colHeight = [self.collectionViewDataSource heightForViewAtIndex:i];
            if (colHeight == 0) {
                colHeight = self.colWidth;
            }

            if (top != top) {
                // NaN
            }

            CGRect viewRect = CGRectMake(left, top, self.colWidth, colHeight);

            // Add to index rect map
            [self.indexToRectMap setObject:NSStringFromCGRect(viewRect) forKey:key];

            // Update the last height offset for this column
            CGFloat test = top + colHeight + kMargin;

            if (test != test) {
                // NaN
            }
            [colOffsets replaceObjectAtIndex:col withObject:[NSNumber numberWithFloat:test]];
        }

        for (NSNumber *colHeight in colOffsets) {
            totalHeight = (totalHeight < [colHeight floatValue]) ? [colHeight floatValue] : totalHeight;
        }
    } else {
        totalHeight = self.height;

        // If we have an empty view, show it
        if (self.emptyView) {
            self.emptyView.frame = CGRectMake(kMargin, top, self.width - kMargin * 2, self.height - top - kMargin);
            [self addSubview:self.emptyView];
        }
    }

    // Add footerView if exists
    if (self.footerView) {
        self.footerView.top = totalHeight;
        [self addSubview:self.footerView];
        totalHeight += self.footerView.height;
        totalHeight += kMargin;
    }

    self.contentSize = CGSizeMake(self.width, totalHeight);

    [self removeAndAddCellsIfNecessary];
}

    4.removeAndAddCellsIfNecessary方法

    removeAndAddCellsIfNecessary根据当前容器UIScrollView的contentOffset,将用户不可见的数据块视图从容器中移除，将用户可见的数据块视图加入到容器中。

    1. 获得当前容器的可见部分。 
      CGRect visibleRect = CGRectMake(self.contentOffset.x, self.contentOffset.y, self.width, self.height);
    2. 逐个遍历visibleViews中的视图，使用CGRectIntersectsRect方法判断其frame与容器可见部分visibleRect是否有交集,若没有，则将其从visibleViews中去除，并添加到reuseableViews中。
    3. 对visibleViews剩余的数据块视图排序，获得其最小索引（topIndex）和最大索引（bottomIndex）。
    4. 将topIndex和bottomIndex分别向上和向下扩充bufferViewFactor*numCols个数据块索引。
    5. 从topIndex开始到bottomIndex判断索引对应的数据块视图的位置是否在容器的visibleRect范围内，以及其是否在visibleViews中。若其应该显示，而且不在visibleViews中，则向DataSource请求一个新的数据块视图，加到容器视图中，同时添加到visibleViews中。

    这样新的ScrollView可见区域就可以被数据块填充满。

    - (void)removeAndAddCellsIfNecessary {
    static NSInteger bufferViewFactor = 5;
    static NSInteger topIndex = 0;
    static NSInteger bottomIndex = 0;

    NSInteger numViews = [self.collectionViewDataSource numberOfViewsInCollectionView:self];

    if (numViews == 0) return;

    // Find out what rows are visible
    CGRect visibleRect = CGRectMake(self.contentOffset.x, self.contentOffset.y, self.width, self.height);

    // Remove all rows that are not inside the visible rect
    [self.visibleViews enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id key, id obj, BOOL *stop) {
        PSCollectionViewCell *view = (PSCollectionViewCell *)obj;
        CGRect viewRect = view.frame;
        if (!CGRectIntersectsRect(visibleRect, viewRect)) {
            [self enqueueReusableView:view];
            [self.viewKeysToRemove addObject:key];
        }
    }];

    [self.visibleViews removeObjectsForKeys:self.viewKeysToRemove];
    [self.viewKeysToRemove removeAllObjects];

    if ([self.visibleViews count] == 0) {
        topIndex = 0;
        bottomIndex = numViews;
    } else {
        NSArray *sortedKeys = [[self.visibleViews allKeys] sortedArrayUsingComparator:^(id obj1, id obj2) {
            if ([obj1 integerValue] < [obj2 integerValue]) {
                return (NSComparisonResult)NSOrderedAscending;
            } else if ([obj1 integerValue] > [obj2 integerValue]) {
                return (NSComparisonResult)NSOrderedDescending;
            } else {
                return (NSComparisonResult)NSOrderedSame;
            }
        }];
        topIndex = [[sortedKeys objectAtIndex:0] integerValue];
        bottomIndex = [[sortedKeys lastObject] integerValue];

        topIndex = MAX(0, topIndex - (bufferViewFactor * self.numCols));
        bottomIndex = MIN(numViews, bottomIndex + (bufferViewFactor * self.numCols));
    }
    //    NSLog(@"topIndex: %d, bottomIndex: %d", topIndex, bottomIndex);

    // Add views
    for (NSInteger i = topIndex; i < bottomIndex; i++) {
        NSString *key = PSCollectionKeyForIndex(i);
        CGRect rect = CGRectFromString([self.indexToRectMap objectForKey:key]);

        // If view is within visible rect and is not already shown
        if (![self.visibleViews objectForKey:key] && CGRectIntersectsRect(visibleRect, rect)) {
            // Only add views if not visible
            PSCollectionViewCell *newView = [self.collectionViewDataSource collectionView:self viewAtIndex:i];
            newView.frame = CGRectFromString([self.indexToRectMap objectForKey:key]);
            [self addSubview:newView];

            // Setup gesture recognizer
            if ([newView.gestureRecognizers count] == 0) {
                PSCollectionViewTapGestureRecognizer *gr = [[[PSCollectionViewTapGestureRecognizer alloc] initWithTarget:self action:@selector(didSelectView:)] autorelease];
                gr.delegate = self;
                [newView addGestureRecognizer:gr];
                newView.userInteractionEnabled = YES;
            }

            [self.visibleViews setObject:newView forKey:key];
        }
    }
}

    5.select方法

    其定义了一个UITapGestureRecognizer的子类PSCollectionViewTapGestureRecognizer来检测每个数据块的点击操作。
    从DataSource获取到一个新的数据块视图时，会检测里面是否已包含gesture recognizer对象，若没有则新创建一个PSCollectionViewTapGestureRecognizer对象放入,将delegate设为自身。

                // Setup gesture recognizer
            if ([newView.gestureRecognizers count] == 0) {
                PSCollectionViewTapGestureRecognizer *gr = [[[PSCollectionViewTapGestureRecognizer alloc] initWithTarget:self action:@selector(didSelectView:)] autorelease];
                gr.delegate = self;
                [newView addGestureRecognizer:gr];
                newView.userInteractionEnabled = YES;
            }

    手势识别检测到点击时会向Delegate询问此点是否可接受（gestureRecognizer:shouldReceiveTouch:），若手势识别对象是PSCollectionViewTapGestureRecognizer类型，则是我们添加进去的。若该点所属的数据块视图可见，则接受此点，若不可见，则忽略。若手势识别对象不是PSCollectionViewTapGestureRecognizer对象，就不是我们放入的，则一直返回YES。

    - (BOOL)gestureRecognizer:(UIGestureRecognizer *)gestureRecognizer shouldReceiveTouch:(UITouch *)touch {
    if (![gestureRecognizer isMemberOfClass:[PSCollectionViewTapGestureRecognizer class]]) return YES;

    NSString *rectString = NSStringFromCGRect(gestureRecognizer.view.frame);
    NSArray *matchingKeys = [self.indexToRectMap allKeysForObject:rectString];
    NSString *key = [matchingKeys lastObject];

    if ([touch.view isMemberOfClass:[[self.visibleViews objectForKey:key] class]]) {
        return YES;
    } else {
        return NO;
    }
}

    当检测到点击操作时，调用didSelectView:方法,在其中调用delegate的collectionView:didSelectView:atIndex:方法，传递参数为self对象，选择的数据块视图以及选择的数据块索引;

    - (void)didSelectView:(UITapGestureRecognizer *)gestureRecognizer {
    NSString *rectString = NSStringFromCGRect(gestureRecognizer.view.frame);
    NSArray *matchingKeys = [self.indexToRectMap allKeysForObject:rectString];
    NSString *key = [matchingKeys lastObject];
    if ([gestureRecognizer.view isMemberOfClass:[[self.visibleViews objectForKey:key] class]]) {
        if (self.collectionViewDelegate && [self.collectionViewDelegate respondsToSelector:@selector(collectionView:didSelectView:atIndex:)]) {
            NSInteger matchingIndex = PSCollectionIndexForKey([matchingKeys lastObject]);
            [self.collectionViewDelegate collectionView:self didSelectView:(PSCollectionViewCell *)gestureRecognizer.view atIndex:matchingIndex];
        }
    }
}

    这种方式还存在各种问题

    1. 若DataSource返回的数据块视图中已加入自己的UITapGestureRecognizer对象，则[newView.gestureRecognizers count]就不为0,在判断时PSCollectionView内部定义的PSCollectionViewTapGestureRecognizer就不会加入， 这样选择数据块视图的操作就不会触发。
    2. 实现的gestureRecognizer:shouldReceiveTouch:方法对非PSCollectionViewTapGestureRecognizer的对象直接返回YES。这样，如果子类化PSCollectionView重写gestureRecognizer:shouldReceiveTouch:方法时，如果调用super的此方法，则会直接返回，不会执行自己的定制化操作；若不调用super的此方法，则选择功能就会出差错。

    6.重用数据块视图机制

    NSMutableSet *reuseableViews;中存储可复用的数据块视图。dequeueReusableView从reuseableViews中任取一个视图返回，enqueueReusableView将数据块视图放入reuseableViews中。

    #pragma mark - Reusing Views

- (PSCollectionViewCell *)dequeueReusableView {
    PSCollectionViewCell *view = [self.reuseableViews anyObject];
    if (view) {
        // Found a reusable view, remove it from the set
        [view retain];
        [self.reuseableViews removeObject:view];
        [view autorelease];
    }

    return view;
}

- (void)enqueueReusableView:(PSCollectionViewCell *)view {
    if ([view respondsToSelector:@selector(prepareForReuse)]) {
        [view performSelector:@selector(prepareForReuse)];
    }
    view.frame = CGRectZero;
    [self.reuseableViews addObject:view];
    [view removeFromSuperview];
}

    代码:
    PSCollectionView.h
    PSCollectionView.m
    PSCollectionViewCell.h
    PSCollectionViewCell.m

    git工程：
    https://github.com/ptshih/PSCollectionView

    三.使用方法

    创建PSCollectionView对象

    self.collectionView = [[[PSCollectionView alloc] initWithFrame:self.view.bounds] autorelease];
self.collectionView.delegate = self;
self.collectionView.collectionViewDelegate = self;
self.collectionView.collectionViewDataSource = self;
self.collectionView.autoresizingMask = UIViewAutoresizingFlexibleWidth | UIViewAutoresizingFlexibleHeight;

    设置列数

    // Specify number of columns for both iPhone and iPad
if (isDeviceIPad()) {
    self.collectionView.numColsPortrait = 4;
    self.collectionView.numColsLandscape = 5;
} else {
    self.collectionView.numColsPortrait = 2;
    self.collectionView.numColsLandscape = 3;
}

    添加header,footer,empty,loader等视图

    UIView *loadingLabel = ...
self.collectionView.loadingView = loadingLabel;
UIView *emptyView = ...
self.collectionView.emptyView = emptyView;
UIView *headerView = ...
self.collectionView.headerView = headerView;
UIView *footerView = ...
self.collectionView.footerView = footerView;

    实现Delegate和DataSource

    - (PSCollectionViewCell *)collectionView:(PSCollectionView *)collectionView viewAtIndex:(NSInteger)index {
    NSDictionary *item = [self.items objectAtIndex:index];

    // You should probably subclass PSCollectionViewCell
    PSCollectionViewCell *v = (PSCollectionViewCell *)[self.collectionView dequeueReusableView];
    if (!v) {
        v = [[[PSCollectionViewCell alloc] initWithFrame:CGRectZero] autorelease];
    }

    [v fillViewWithObject:item]

    return v;
}

- (CGFloat)heightForViewAtIndex:(NSInteger)index {
    NSDictionary *item = [self.items objectAtIndex:index];

    // You should probably subclass PSCollectionViewCell
    return [PSCollectionViewCell heightForViewWithObject:item inColumnWidth:self.collectionView.colWidth];
}

- (void)collectionView:(PSCollectionView *)collectionView didSelectView:(PSCollectionViewCell *)view atIndex:(NSInteger)index {
    // Do something with the tap
}

    四.其他瀑布流实现

    1.WaterflowView
    2.上拉刷新瀑布流将PSCollectionView与EGOTableViewPullRefresh结合，增加上拉/下拉刷新效果。
    3.瀑布效果，不同的实现方式

    参考：
    PSCollectionView
    When does layoutSubviews get called?
    Overriding layoutSubviews when rotating UIView
    iPhone开发笔记 – 瀑布流布局
    瀑布流布局浅析
    说说瀑布流式网站里那些可人的小细节
    EGOTableViewPullRefresh

本文出自 清风徐来，水波不兴 的博客，转载时请注明出处及相应链接。

From: http://www.winddisk.com/2012/07/28/pscollectionview%E7%80%91%E5%B8%83%E6%B5%81%E5%A

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