iOS开发CoreGraphics核心图形框架之一——CGPath的应用
一、引言
CoreGraphics核心图形框架相较于UIKit框架更加偏于底层。在Objective-C工程中，CoreGraphics其中方法都是采用C语言风格进行编写的，同时其并不支持Objective-C的自动引用计数，在使用这个框架进行编程时，开发者要手动对内存进行管理。在Swift工程中，Apple使用Swift语言对CoreGraphics矿建进行了重构，将CGPath，CGMutablePaht等都重新定义为了类。CGPath可以理解为图形的路径，在Objective-C工程中，其实系统定义的一个内部结构体，开发者不可以直接使用，开发者CGPathRef和CGMutablePathRef别名作为CGPath的引用，实际上，CGPathRef和CGMutablePathRef都是CGPath结构体类型的指针，不同的是一个是const类型不可修改的，一个是可以修改的，系统定义如下：
typedef struct CGPath *CGMutablePathRef;typedef const struct CGPath *CGPathRef;
二、CGPath创建与内存管理的相关方法
关于CGPath的创建与内存管理的相关方法，列举如下：
//这个方法获取CGPath类在CoreGraphics框架中的唯一标识//CFTypeID 实际上是无符号整型的别名 其为CoreGraphics框架中每个类都定义了一个标识 CGPath为280CFTypeID CGPathGetTypeID(void);//这个方法创建一个srtuct CGPath * 指针 可以理解为可变的CGPath类CGMutablePathRef CGPathCreateMutable(void);//这个方法通过一个CGPathRef来创建CGPathRef CGPathRef CGPathCreateCopy(CGPathRef path);//这个方法在通过CGPathRef创建CGPathRef时会将得路径进行transform变换后返回CGPathRef CGPathCreateCopyByTransformingPath(CGPathRef path, const CGAffineTransform * transform);//这个方法通过CGPathRef创建可变的CGMutablePathRefCGMutablePathRef CGPathCreateMutableCopy(CGPathRef path);//意义同上，在创建的CGMutablePathRef基础上进行一次transform变换在返回CGMutablePathRef CGPathCreateMutableCopyByTransformingPath(CGPathRef path, const CGAffineTransform * transform)//这个方法将创建矩形路径 第一个参数为要绘制的矩形区域 第2个参数为要进行的transform变换CGPathRef CGPathCreateWithRect(CGRect rect,const CGAffineTransform * transform);//这个方法将创建椭圆形路径CGPathRef CGPathCreateWithEllipseInRect(CGRect rect, const CGAffineTransform * transform);//这个方法用于创建圆角矩形路径/rect :绘制的矩形区域cornerWidth: 横向圆角尺寸cornerHeight:纵向圆角尺寸/CGPathRef CGPathCreateWithRoundedRect(CGRect rect, CGFloat cornerWidth, CGFloat cornerHeight,const CGAffineTransform * transform);//这个方法用于创建虚线路径/这个方法略微有些复杂 其中参数意义如下：path：要进行虚线化的路径phase：从lengths数组的第几部分开始绘制虚线lengths:C风格的数组 其中为CGFloat值 表示每段虚线的绘制长度 例如传入数组为{10,5}，则虚线的先绘制长度为10的实线 在绘制长度为5的空白 在进行循环count：这个参数需要设置为lengths数组的长度/CGPathRef CGPathCreateCopyByDashingPath(CGPathRef path, const CGAffineTransform * transform,CGFloat phase, const CGFloat lengths, size_t count);//通过CGPathRef来创建斜线/lineWidth:设置线宽lineCap:设置线帽风格 可选参数如下：typedef CF_ENUM(int32_t, CGLineCap) { kCGLineCapButt, 默认的风格 线的端点精确到点 kCGLineCapRound, 圆滑的端点 线的端点为半径为线宽一半的圆弧 kCGLineCapSquare 尖锐的过渡};lineJoin：设置连接线处的风格 可选参数如下：typedef CF_ENUM(int32_t, CGLineJoin) { kCGLineJoinMiter, //以锋利的角作为连接线的转折 kCGLineJoinRound, //以圆角作为连接线的转折 kCGLineJoinBevel //贝塞尔风格的转折};miterLimit：这个值将决定线连接处角的锋利程度*/CGPathRef CGPathCreateCopyByStrokingPath(CGPathRef cg_nullable path, const CGAffineTransform * __nullable transform,CGFloat lineWidth, CGLineCap lineCap,CGLineJoin lineJoin, CGFloat miterLimit);//手动使CGPathRef引用计数+1CGPathRef CGPathRetain(CGPathRef cg_nullable path);//手动使CGPathRef引用计数-1void CGPathRelease(CGPathRef cg_nullable path);
自定义一个View视图，在其drawRect方法中进行界面的绘制，示例代码如下：
- (void)drawRect:(CGRect)rect { //获取当前绘图上下文 CGContextRef contextRef = UIGraphicsGetCurrentContext(); CGPoint center = CGPointMake(rect.size.width/2, rect.size.height/2); //创建圆角矩形路径 CGPathRef pathRef = CGPathCreateWithRoundedRect(CGRectMake(center.x-50, center.y-50, 100, 100), 30, 10, nil); //将路径虚线化 CGFloat floats[] = {10,5}; pathRef = CGPathCreateCopyByDashingPath(pathRef, nil, 0, floats, 2); //设置绘制颜色 [[UIColor redColor] setStroke]; //将路径添加到绘图上下文中 CGContextAddPath(contextRef, pathRef); //进行绘制 CGContextDrawPath(contextRef, kCGPathStroke); //内存释放 CGPathRelease(pathRef);}
运行后效果如下图所示：
[图片上传中。。。（1）]
三、CGPath的路径绘制相关方法
//将路径移动到一个点作为起点void CGPathMoveToPoint(CGMutablePathRef path,const CGAffineTransform * m, CGFloat x, CGFloat y);//将路径移动到某个点画出一条线void CGPathAddLineToPoint(CGMutablePathRef path,const CGAffineTransform * m, CGFloat x, CGFloat y);//向路径中添加一段二次贝塞尔曲线/cpx:控制点的x坐标cpy:控制点的y坐标/void CGPathAddQuadCurveToPoint(CGMutablePathRef path,const CGAffineTransform * m, CGFloat cpx, CGFloat cpy,CGFloat x, CGFloat y);//添加一段三次贝塞尔曲线void CGPathAddCurveToPoint(CGMutablePathRef path,const CGAffineTransform * m, CGFloat cp1x, CGFloat cp1y,CGFloat cp2x, CGFloat cp2y, CGFloat x, CGFloat y);//这个方法用于闭合路径 调用这个方法后 路径最后的端点将和起点闭合void CGPathCloseSubpath(CGMutablePathRef path);//向路径中追加一个矩形void CGPathAddRect(CGMutablePathRef path, const CGAffineTransform * m, CGRect rect);//向路径中追加一组矩形void CGPathAddRects(CGMutablePathRef path, const CGAffineTransform * m, const CGRect * rects,size_t count);//向路径中追加一组线条void CGPathAddLines(CGMutablePathRef path, const CGAffineTransform * m, const CGPoint * __nullable points, size_t count);//添加一组椭圆void CGPathAddEllipseInRect(CGMutablePathRef cg_nullable path,const CGAffineTransform * m, CGRect rect);//向路径中追加一组圆弧/x:圆心x坐标y:圆心y坐标radius:弧线半径startAngle:起始角度endAngle:终止角度clockwise:是否顺时针绘制/void CGPathAddArc(CGMutablePathRef path, const CGAffineTransform * m, CGFloat x, CGFloat y, CGFloat radius, CGFloat startAngle, CGFloat endAngle, bool clockwise);//向路径中追加一组圆弧/x:圆心x坐标y:圆心y坐标radius:弧线半径startAngle:起始角度delta:圆弧绘制的长度 为弧度制 2π为整个圆/void CGPathAddRelativeArc(CGMutablePathRef path, const CGAffineTransform * __nullable matrix, CGFloat x, CGFloat y, CGFloat radius, CGFloat startAngle, CGFloat delta);//向路径中追加一段圆弧 弧线是以(x1,y1)到(x2,y2)为切线的弧线void CGPathAddArcToPoint(CGMutablePathRef path,const CGAffineTransform * m, CGFloat x1, CGFloat y1, CGFloat x2, CGFloat y2, CGFloat radius);//向路径中追加一段路径void CGPathAddPath(CGMutablePathRef path1,const CGAffineTransform * m, CGPathRef path2);
示例代码如下：
- (void)drawRect:(CGRect)rect { CGContextRef contextRef = UIGraphicsGetCurrentContext(); CGPoint center = CGPointMake(rect.size.width/2, rect.size.height/2); CGMutablePathRef pathRef = CGPathCreateMutable(); CGPathMoveToPoint(pathRef, nil, center.x, center.y-50); CGPathAddLineToPoint(pathRef, nil, center.x+100, center.y); CGPathAddQuadCurveToPoint(pathRef, nil, 0, 0, center.x+100, center.y-100); CGPathAddRelativeArc(pathRef, nil, 100, 100, 50, 0, M_PI); CGPathCloseSubpath(pathRef); [[UIColor redColor] setStroke]; CGContextAddPath(contextRef, pathRef); CGContextDrawPath(contextRef, kCGPathStroke); CGPathRelease(pathRef); CGContextRelease(contextRef);}
效果如下图所示：
[图片上传中。。。（2）]
四、CGPath中的其他方法汇总
//判断某个路径是否为空bool CGPathIsEmpty(CGPathRef path);//判断某个路径是否为某个矩形bool CGPathIsRect(CGPathRef cg_nullable path, CGRect * rect);//获取某个路径当前绘制所在的点CGPoint CGPathGetCurrentPoint(CGPathRef path);//获取某个路径包含所有点的尺寸CGPathGetBoundingBox(CGPathRef cg_nullable path);//获取某个路径的尺寸CGRect CGPathGetPathBoundingBox(CGPathRef path);//判断路径是否包含某个点bool CGPathContainsPoint(CGPathRef path, const CGAffineTransform * m, CGPoint point, bool eoFill);
五、关于CGPathElement结构体
当每次向CGPath路径做操作时，操作的过程实际上都会被记录下来，每个操作行为节点都被封装为了CGPathElement结构体，开发者可以通过如下方法来获取所有操作行为：
CGPathApply(pathRef, nil, func);
CGPathApply()方法中的第3个参数为一个函数指针，示例C函数实现如下：
void func(void * __nullable info, const CGPathElement * element){ printf("%d",(*element).type);}
CGPathElement结构体的定义如下：
struct CGPathElement { //操作节点的类型 CGPathElementType type; //对应的点集 CGPoint * points;};//CGPathElementType枚举定义如下typedef CF_ENUM(int32_t, CGPathElementType) { //移动到点的操作行为 kCGPathElementMoveToPoint, //添加线的操作行为 kCGPathElementAddLineToPoint, //添加二次贝塞尔曲线的操作行为 kCGPathElementAddQuadCurveToPoint, //添加三次贝塞尔曲线的操作行为 kCGPathElementAddCurveToPoint, //闭合路径的操作行为 kCGPathElementCloseSubpath};
