一、绘制基本图形

1、Quartz 2D是一个二维绘图引擎，同时支持iOS和Mac系统（Quartz 2D是封装好一套绘图的库，里面放有很多绘图框架提供使用）
Quartz 2D在ios开发中很重要的价值就是自定义view（自定义UI控件）
Quartz 2D能完成的工作:
1>绘制图形 : 线条\三角形\矩形\圆\弧等
2>绘制文字
3>绘制\生成图片(图像)
4>读取\生成PDF
5>截图\裁剪图片
6>自定义UI控件(最大的作用自定义view)

为了便于搭建美观的UI界面，iOS提供了UIKit框架，里面有各种各样的UI控件
UILabel：显示文字
UIImageView：显示图片
UIButton：同时显示图片和文字（能点击）
… …

利用UIKit框架提供的控件，拼拼凑凑，能搭建和现实一些简单、常见的UI界面

但是，有些UI界面极其复杂、而且比较个性化，用普通的UI控件无法实现，这时可以利用Quartz2D技术将控件内部的结构画出来，自定义控件的样子

其实，iOS中大部分控件的内容都是通过Quartz2D画出来的

因此，Quartz2D在iOS开发中很重要的一个价值是：自定义view（自定义UI控件）
Quartz 2D能做很多强大的事情,例如

裁剪图片
涂鸦\画板
手势解锁

2、图形上下文（Graphics Context）：是一个CGContextRef类型的数据

图形上下文的作用
保存绘图信息、绘图状态
图形上下文类型不同决定绘制的输出目标（绘制到什么地方去？）
（输出目标可以是PDF文件、Bitmap或者显示器的窗口上）

相同的一套绘图序列，指定不同的Graphics Context，就可将相同的图像绘制到不同的目标上

Quartz2D提供了以下几种类型的Graphics Context：
Bitmap Graphics Context
PDF Graphics Context
Window Graphics Context
Layer Graphics Context
Printer Graphics Context

如何利用Quartz2D自定义view？（自定义UI控件）

如何利用Quartz2D绘制东西到view上？
首先，得有图形上下文，因为它能保存绘图信息，并且决定着绘制到什么地方去
其次，那个图形上下文必须跟view相关联，才能将内容绘制到view上面


以下实现的是Layer Graphics Context类型的：
自定义view的步骤:
1>新建一个类，继承自UIView
2>实现- (void)drawRect:(CGRect)rect方法（此方法中默认自动生成一个与view相关联的图形上下文）
3>在这个方法中取得跟当前view相关联的图形上下文
4>绘制相应的图形内容
5>利用图形上下文将绘制的所有内容渲染显示到view上面

为什么要实现drawRect:方法才能绘图到view上？
因为在drawRect:方法中才能取得跟view相关联的图形上下文

drawRect:方法在什么时候被调用？
当view第一次显示到屏幕上时调用（被加到UIWindow上显示出来）
调用view的setNeedsDisplay或者setNeedsDisplayInRect:时

Quartz2D的API是纯C语言的，Quartz2D的API来自于Core Graphics框架


数据类型和函数基本都以CG作为前缀
CGContextRef
CGPathRef
CGContextStrokePath(ctx);


在drawRect:方法中取得上下文后，就可以绘制东西到view上

具体实现步骤：
1>自定义View
2>在view的根类中实现- (void)drawRect:(CGRect)rect 方法
3>在方法中＝>
- (void)drawRect:(CGRect)rect
{
（1）画线
//获取图形上下文(获取，创建上下文，都以UIGraphics开头)
CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();
//绘制路径
UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPath];
//设置起点
[path moveToPoint:CGPointMake(50, 50)];
//添加一根线到终点
[path addLineToPoint:CGPointMake(100, 100)];
//设置线的颜色
[[UIColor redColor] set];
//设置线的宽度
CGContextSetLineWidth(context, 20);
//把绘制的内容添加到上下文当中
CGContextAddPath(context, path.CGPath);
//把上下文的内容显示到View上(渲染到View的layer)
CGContextStrokePath(context);
//CGContextFillPath(context);

(2)曲线
CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPath];

[path moveToPoint:CGPointMake(20, 100)];

//controlPoint控制点
[path addQuadCurveToPoint:CGPointMake(100, 100) controlPoint:CGPointMake(50, 30)];
CGContextAddPath(ctx, path.CGPath);
CGContextStrokePath(ctx);

（3）画三角形

 CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();
 //绘制路径
 UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPath];
 //设置起点
 [path moveToPoint:CGPointMake(50, 50)];
 //添加一根线到终点,并且以终点作为起点再画一条线
 [path addLineToPoint:CGPointMake(100, 100)];
 [path addLineToPoint:CGPointMake(50, 200)];
 //设置线的颜色
 [[UIColor redColor] set];
 //线的冒冒设置为圆角
 CGContextSetLineCap(context, kCGLineCapRound);
 //设置线的宽度
 CGContextSetLineWidth(context, 5);
 //把绘制的内容添加到上下文当中
 CGContextAddPath(context, path.CGPath);
 //终点与起点闭合
 CGContextClosePath(context);
 //把上下文的内容显示到View上(渲染到View的layer)
 CGContextStrokePath(context);
 //CGContextFillPath(context);(Fill有填充及自动关闭路径的功能）

 (4)画矩形
 1>//获取图形上下文(获取，创建上下文，都以UIGraphics开头)
 CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();
  UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithRect:CGRectMake(50, 50, 50, 100)];(宽高一样就是正方形)
 2>只写下面方法能快速填充出一个矩形
   [[UIColor redColor]set];
   UIRectFill(CGRectMake(50, 50, 50, 50));
 
 
  (5)圆角矩形(如果当前的矩形是正方形设置圆角半径等于宽画成圆了，如果不是正方形，设置圆角半径等于宽画成椭圆)
  UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithRoundedRect:CGRectMake(50, 50, 100, 100) cornerRadius:20];
   [[UIColor redColor]set];
   CGContextAddPath(ctx, path.CGPath);
   //CGContextStrokePath(ctx);
   CGContextFillPath(ctx);（填充）
 
  (6)画椭圆(宽高一样，画成圆)
 //注意：以后使用以下的写法，可以省列很多步骤
  UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithOvalInRect:CGRectMake(100, 100, 100, 50)];
  [path stroke];//（该方法中封装了以下步骤：1、获取上下文 2、描述路径 3、把路径添加到上下文 4、把上下文的内容渲染到view上）
  [path fill];（填充）//跟以上同有封装功能
 
 (7)画弧
 //参数Center:弧所在的圆心
 //参数radius:圆的半径
 //参数startAngle:开始的角度
 //参数endAngle:截止角度
 //参数clockwise:YES顺时针 NO：逆时针
 
 //注意：不能直接调用父类的self.center，是因为self.center坐标是相对于它的父控件，不能使用，必须要使用自定义view的坐标，drawRect方法提供的参数rect就是自定义view的范围
 CGPoint center =CGPointMake(rect.size.width *0.5, rect.size.height *0.5);
 CGFloat radius =rect.size.width *0.5 - 10;
 
 UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithArcCenter:center radius:radius  startAngle:M_PI_2 endAngle:-M_PI_2 clockwise:YES];
 
 [path stroke];
 
 (8)扇形
 //参数Center:弧所在的圆心
 //参数radius:圆的半径
 //参数startAngle:开始的角度
 //参数endAngle:截止角度
 //参数clockwise:YES顺时针 NO：逆时针
 CGPoint center =CGPointMake(rect.size.width *0.5, rect.size.height *0.5);
 CGFloat radius =rect.size.width *0.5 - 10;
 
 UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithArcCenter:center radius:radius  startAngle:- M_PI endAngle:-M_PI_2 clockwise:YES];
 [path addLineToPoint:center];
 [[UIColor redColor]set];
 //    [path closePath];
 //    [path stroke];
 [path fill];
 
 (9)画文字
 NSString *str = @"我爱您sdgsdgsdgfdbfdsfagsdgsg";
 
     NSMutableDictionary *dictM = [NSMutableDictionary dictionary];
     dictM[NSFontAttributeName] = [UIFont systemFontOfSize:50 weight:20];
     dictM[NSForegroundColorAttributeName] = [UIColor redColor];
     //描边
     dictM[NSStrokeWidthAttributeName] = @3;
     dictM[NSStrokeColorAttributeName] = [UIColor blueColor];
     //设置阴影
     NSShadow *shadow = [[NSShadow alloc]init];
     shadow.shadowColor = [UIColor orangeColor];
     shadow.shadowOffset = CGSizeMake(1, 2);
     
     dictM[NSShadowAttributeName] = shadow;
 
 //[str drawAtPoint:CGPointMake(0, 0) withAttributes:dictM];
 [str drawInRect:rect withAttributes:dictM];//此方法会自动换行
 
 （10）画图片
 UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"people_wangxinling"];
 //  UIRectClip(CGRectMake(0, 0, 50, 50));(裁剪,必须在绘制之前进行设置)
 // [image drawInRect:rect];(把药绘制的图片给填充给定的区域当中)
 //    [image drawAtPoint:CGPointMake(0, 0)];//(绘制的是原始图片的大小)

 [image drawAsPatternInRect:rect];(平铺)
（11）饼图（在自定义view的跟类中实现）
 - (void)drawRect:(CGRect)rect {
     
     NSArray *arr = @[@25,@25,@50];
     CGPoint center = CGPointMake(rect.size.width *0.5, rect.size.height *0.5);
     CGFloat radius = rect.size.width *0.5 - 10;
     
     CGFloat startA = 0;
     CGFloat angle = 0;
     CGFloat endA = 0;
     for (NSNumber *num in arr) {
         
         startA = endA;
         angle = num.intValue/100.0 *M_PI *2;
         endA = startA + angle;
         
         UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithArcCenter:center radius: radius startAngle:startA endAngle:endA clockwise:YES];
         [[self radamColor]set];
         [path addLineToPoint:center];
         [path fill];
         
     }
 }

 - (UIColor *)radamColor
 {
     CGFloat r = arc4random_uniform(256)/255.0;
     CGFloat g = 0;
     CGFloat b = 0;
     while ( r == g) {
         g = arc4random_uniform(256)/255.0;
     }
     while ( r == g == b) {
         b = arc4random_uniform(256)/255.0;
     }
     return [UIColor colorWithRed:r green:g  blue:b  alpha:1.0];
     
 }

 - (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
 {
     [self setNeedsDisplay];
}

3、下载进度条例子实现

      //％在stringWithFormat有特殊含义，不能直接使用，如果想要使用用两个％代表一个％
      self.LabelSlider.text = [NSString stringWithFormat:@"%.2f%%", sender.value];

  (2)注意：- (void)drawRect:方法如果是手动调用的话，它是不会给你创建view相关联的上下文，只有系统调用该方法时，才会创建跟view相关联的上下文，所以一般使用以下方法，让系统自动调用- (void)drawRect:方法
      [self setNeedsDisplay];

4、新的定时器（不使用NSTimer，在自定义view的跟类中实现）

- (void)awakeFromNib
{
    [super awakeFromNib];
     //旧的定时器
     //[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:0.1 target:self selector:@selector(changeY) userInfo:nil repeats:YES];
    
     //新的定时器
    CADisplayLink *link = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(changeY)];
    //想要让CADisplayLink让它工作，必须要把他添加到主运行循环当中
    //当每一次屏幕刷新的时候就会调用指定的方法(屏幕每一秒刷新60次)
    [link addToRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
}

CGFloat cc = 0;

- (void)changeY
{
    cc += 10;
    
    if (cc > self.bounds.size.height) {
        cc = 0;
    }
    //setNeedsDisplay会调用drawRect:方法，但是它并不是立马调用，只是设了一个表示，当下一次屏幕刷新的时候才会调用drawRect:方法，所以与上面新的定时器同步跑时看起来比较顺滑
    [self setNeedsDisplay];
}

- (void)drawRect:(CGRect)rect {
    
    UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"people_wangxinling"];
    
    [image drawInRect:CGRectMake(0, cc, 50, 50)];
    
}

5、图形上下文栈(面试题)

(1)//一执行下面的方法，就会获取跟view相关联的上下文，在内存中分配存储空间
   //上下文在内存中的结构分为上下两个区域:1>上面区域是保存路径，2>下面区域是保存上下文的状态（默认此区域的线宽为1，颜色为黑色）
CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();

(2)//描述路径
UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPath];
[path moveToPoint:CGPointMake(20, 20)];
[path addLineToPoint:CGPointMake(60, 60)];

//以下代码对上下文状态区域的状态进行修改
CGContextSetLineWidth(ctx, 10);
[UIColor redColor] set];

(3)//把路径添加到上下文中(当执行完这行代码，就把线添加到上下文保存路径的区域)
CGContextAddPath(ctx, path.CGPath);
//

(4)//把上下文中的内容渲染到view当中
当执行次操作：会到上下文内存的保存路径的区域取出全部内容，然后把保存在上下文状态区域里的状态设置给取出的内容
CGContextStrokePath(ctx);
CGContextFillPath(ctx);


补一：//保存当前上下文的状态（当执行此代码，就把上下文状态区域里的状态复制一份保存到状态栈中）
    CGContextSaveGState(ctx);
补二：//从上下文状态栈当中恢复上下文的状态(执行此代码，取出上下文状态栈中最上面的状态来进行设值，并且恢复上下文状态区域的状态为上下文状态栈中最上面的状态)
    CGContextRestoreGState(ctx);

6、图形上下文的矩阵操作

   CGContextTranslateCTM(ctx, 10, 10);
   //旋转（最常用）
   CGContextRotateCTM(ctx, M_PI);
   //缩放
   CGContextScaleCTM(ctx, 1.5, 1.5);

7、图片加水印(是生成一张新的图片，在任何地方都可实现，不是在view上画东西，所以不需要在 - (void)drawRect:(CGRect)rect实现)

位图上下文需要手动去开启，开启多大的上下文，生成的图片就多大

//0、加载图片
UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"people_caoying"];

//1、开启一个跟图片原始大小的上下文
//参数:opaque不透明
UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(image.size, NO, 0);

//2.把图片绘制到上下文当中
[image drawAtPoint:CGPointZero];

//3.把文字绘制到上下文当中
NSString *str = @"x阿贝";
NSMutableDictionary *dictM = [NSMutableDictionary dictionary];
dictM[NSFontAttributeName] = [UIFont systemFontOfSize:100 weight:20];
dictM[NSForegroundColorAttributeName] = [UIColor redColor];
[str drawAtPoint:CGPointMake(10,20) withAttributes:dictM];

//4.从上下文当中生成一张新的图片
UIImage *newimage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();

//5.关闭上下文
UIGraphicsEndPDFContext();
self.imageV.image = newimage;

Mode参数决定绘制的模式
void CGContextDrawPath(CGContextRef c, CGPathDrawingMode mode)

绘制空心路径
void CGContextStrokePath(CGContextRef c)

绘制实心路径
void CGContextFillPath(CGContextRef c)

提示：一般以CGContextDraw、CGContextStroke、CGContextFill开头的函数，都是用来绘制路径的

将当前的上下文copy一份,保存到栈顶(那个栈叫做”图形上下文栈”)
void CGContextSaveGState(CGContextRef c)

将栈顶的上下文出栈,替换掉当前的上下文
void CGContextRestoreGState(CGContextRef c)