iOS 7增加了UIKit Dynamics库，其集成于UIKit框架中，将2D物理引擎引入了UIKit，提供了以最简单方式实现真实物理动画功能。UIKit动力学的引入，并不是为了替代CoreAnimation或UIView动画，绝大多数情况下，CA或UIView动画仍然是最优方案，只有在需要引入逼真交互设计的时候，才需要使用UIKit动力学。如果你在开发电子游戏，那么应该使用SpritKit。

动力项(UIDynamicItem)是任何遵守UIDynamicItem协议的对象，相当于现实世界中的一个基本物体。自iOS 7开始，UIView和UICollectionViewLayoutAttributes默认实现了上述协议，你也可以自行实现该协议以便在自定义的类中使用动力效果动画(UIDynamicAnimator)，但很少需要这样做。

动力行为(UIDynamicBehavior)为动力项(UIDynamicItem)提供不同的2D物理动画，即指定UIDynamicItem应该如何运动、适用哪些物理规则。在这里UIDynamicBehavior类似一个抽象类，没有实现具体行为，因此一般使用这个类的子类来对一组UIDynamicItem应遵守的行为规则进行描述。UIDynamicBehavior可以独立作用，多个动力行为同时作用时遵守力的合成。

UIKit Dynamics库的核心在于UIDynamicAnimator，其封装了底层iOS物理引擎，是动力行为(UIDynamicBehavior)的容器，动力行为添加到容器内才会发挥作用，为动力项(UIDynamicItem)提供物理相关的功能和动画。

当所有item处于暂停时，animator自动暂停，并且当动力行为参数改变、添加或移除动力行为或动力项时自动恢复。

使用动力学(dynamics)的步骤是：配置一个或多个UIDynamicBehavior，其中为每个UIDynamicBehavior指定一个或多个UIDynamicItem，最后添加这些UIDynamicBehavior到UIDynamicAnimator。

UIDynamciBehavior有以下六个子类：

1. UIGravityBehavior：重力行为，重力的大小和方向可以配置，并会同等作用于所有关联对象。
2. UICollisionBehavior：碰撞行为，提供两个或多个视图对象碰撞的能力，或视图对象和边界碰撞的能力。
3. UIPushBehavior：对一个或多个动力项施加连续(continuous)或瞬时(instantaneous)力的行为，导致这些动力项改变位置。
4. UIAttachmentBehavior：描述一个view和一个锚点相连接的情况，也可以描述view和view之间的连接情况。
5. UISnapBehavior：将view通过动画吸附到某个点上。吸附的过程类似弹簧作用，使动力项朝向目标点甩出，到达目标点后其初始运动随着时间的推移而减弱，最终物体停止在目标点。
6. UIFieldBehavior：将基于场的物理学应用于动力项对象。场的行为定义了可以应用诸如磁力(magnetism)、拖拽(dragging)、电场(electric)、漩涡(vortex)、辐射(radial)、线性重力(linear gravity)、噪声(noise)、涡流(turbulence)、弹簧场(SpringField)等力的区域。

还有另外一个重要的类是UIDynamicItemBehavior，用于修改指定动力项的以下属性：

• allowsRotation：BOOL型值，用于指定UIDynamicItem是否旋转。默认值是YES。
• angularResistance：旋转阻力，物体旋转过程的阻力大小。值的范围是0到CGFLOAT_MAX，值越大，阻力越大。
• density：动力项的密度（density）和动力项大小（size），决定了其参与UIKit动力行为（包括摩擦、碰撞、推动等）的表现。例如，假设有两个相同密度但不同大小的动态项目，item1是100*100points，item2是100*200points，即item2的有效质量是item1的二倍，在弹性碰撞时，item1和item2会展现出与自然界相同的动量守恒。一个100p * 100p的动力项，density为1.0，施加1.0的力，会产生100points每平方秒的加速度。
• elasticity：弹力。范围是0到1.0，0表示没有弹性，1.0表示完全弹性碰撞。默认值为0。
• friction：摩擦力。默认值0表示没有摩擦力，1.0表示很强摩擦。为了取得更大摩擦力，可以使用更大值。
• resistance：线性阻力。物体移动过程中受到的阻力。默认值0表示没有线性阻力，上限CGFLOAT_MAX为完全阻力。如果此属性值为1.0，则动态项一旦没有作用力会立即停止。
• anchored：BOOL型值，指定动力项是否固定在当前位置。被固定的动力项参与碰撞时不会被移动，而是像边界一样参与碰撞。默认值是NO。

目前为止，对UIKit Dynamics的整体介绍已经结束，下一步将通过demo学习具体使用。

1. 创建demo

和往常一样，将在创建的demo上添加代码来学习UIKit Dynamics。

打开Xcode，点击File > New > File…，选择iOS > Application > Single View Application模板，点击Next；在Product Name中填写UIKitDynamics，Language为Objective-C，点击Next；选择文件位置，点击Create创建工程。

该demo将分为五个部分，为此把UITabBarController设置为根控制器。每一部分作为单独视图控制器添加到UITabBarController。

选中ViewController.h和ViewController.m并删除。使用快捷键command+N添加文件，选择iOS > Source > Cocoa Touch Class模板，点击Next；Class名称为FirstViewController，Subclass of为UIViewController，点击Next；选择文件位置，点击Create创建文件。

重复上面添加文件步骤，依次添加下面名称文件：

• SecondViewController
• ThirdViewController
• FourthViewController
• FifthViewController

最后添加一个Class为TabBarController，Subclass of为UITabBarController的文件。完成后Project Navigator 如下图：

DynamicsProjectNavigator.png

进入AppDelegate.m，导入TabBarController.h，在application: didFinishLaunchingWithOptions:方法中设定根控制器为TabBarController。

- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions {
    
    //  设定根控制器
    self.window = [[UIWindow alloc] initWithFrame:[UIScreen mainScreen].bounds];
    self.window.backgroundColor = [UIColor whiteColor];
    self.window.rootViewController = [[TabBarController alloc] init];
    [self.window makeKeyAndVisible];
    
    return YES;
}

进入TabBarController.m，导入之前添加的五个视图控制器，并将其添加到TabBarController，同时设定各视图控制器标题。

#import "TabBarController.h"

// 导入视图控制器
#import "FirstViewController.h"
#import "SecondViewController.h"
#import "ThirdViewController.h"
#import "FourthViewController.h"
#import "FifthViewController.h"

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    // 初始化视图控制器 设定标题 tabBarItem图片
    UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"circle"];
    FirstViewController *firstVC = [[FirstViewController alloc] init];
    firstVC.title = @"First";
    firstVC.tabBarItem.image = image;
    
    SecondViewController *secVC = [[SecondViewController alloc] init];
    secVC.title = @"Second";
    secVC.tabBarItem.image = image;
    
    ThirdViewController *thirdVC = [[ThirdViewController alloc] init];
    thirdVC.title = @"Third";
    thirdVC.tabBarItem.image = image;
    
    FourthViewController *fourthVC = [[FourthViewController alloc] init];
    fourthVC.title = @"Fourth";
    fourthVC.tabBarItem.image = image;
    
    FifthViewController *fifthVC = [[FifthViewController alloc] init];
    fifthVC.title = @"Fifth";
    fifthVC.tabBarItem.image = image;
    
    // 设置标签栏控制器的根视图
    [self setViewControllers:@[firstVC, secVC, thirdVC, fourthVC, fifthVC] animated:YES];
}

上面的代码非常简单，记得添加图片到Assets.xcassets，可以通过文章底部链接下载源码获取。

2. 重力行为、碰撞行为之初体验

2.1 重力行为 UIGravityBehavior

为了体现重力行为作用，我们在FirstViewController添加一个圆，填充颜色以使其看起来像一个球。最后为其添加UIGravityBehavior。

进入FirstViewController.m文件，在私有接口部分声明以下属性：

@interface FirstViewController ()

@property (strong, nonatomic) UIDynamicAnimator *animator;
@property (strong, nonatomic) UIView *orangeBall;

@end

第一个声明的为UIDynamicAnimator对象。之前已经说过，UIDynamicAnimator自身不能工作，添加其他行为后才可以，稍后添加重力行为。声明的UIView对象用于演示重力行为。

打开FirstViewController.m，进入viewDidLoad方法中，配置刚声明的两个属性。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    // 1.初始化、配置orangeBall
    self.orangeBall = [[UIView alloc] initWithFrame:CGRectMake(self.view.bounds.size.width/2-25, 100, 50, 50)];
    self.orangeBall.backgroundColor = [UIColor orangeColor];
    self.orangeBall.layer.cornerRadius = 25;
    [self.view addSubview:self.orangeBall];
    
    // 2.初始化animator
    self.animator = [[UIDynamicAnimator alloc] initWithReferenceView:self.view];
}

上述代码分步说明：

1. 初始化、配置orangeBall。圆形由self.orangeBall.layer.cornerRadius = 25;代码生成。
2. 初始化animator。初始化时需要Reference View，相当于力学参考系，只有当想要添加力学的UIView是Reference View的子视图时，UIDynamicAnimator才发生作用。

在FirstViewController.m底部添加以下方法，并在其中初始化UIGravityBehavior。

- (void)testGravity {
    // 1.初始化重力行为
    UIGravityBehavior *gravity = [[UIGravityBehavior alloc] initWithItems:@[self.orangeBall]];
    
    // 2.添加重力行为到UIDynamicAnimator
    [self.animator addBehavior:gravity];
}

上述代码分步说明：

1. 初始化UIGravityBehavior，它的参数为NSArray类型，可以把所有需要添加重力作用的视图添加到该数组。在这个示例中，只需要添加orangeBall。
2. 如果想要让行为有效，必需添加行为到UIDynamicAnimator容器。使用animator对象的addBehavior:方法添加重力行为。

进入到viewDidLoad方法，调用上述方法。

- (void)viewDidLoad {
    ...
    // 调用testGravity方法
    [self testGravity];
}

在模拟器运行app，如下所示：

Dynamics1Gravity.gif

现在重力效果带动orangeBall向下跌落。事实上，orangeBall在跌出可见区域后，仍然在继续下滑，下面进行验证。

UIDynamicBehavior类有void(^action)(void)块属性，其子类也会继承该属性。animator会在每步(step)动画调用该块，也就是action中添加的代码会在动力动画运行过程中不断执行。在testGravity方法初始化graviy后添加以下代码：

- (void)testGravity {
    ...
    gravity.action = ^{
        NSLog(@"%f",self.orangeBall.center.y);
    };
    ...
}

在上面的代码中，把块赋值给重力行为gravity的action属性，在块中用NSLog输出orangeBall中心的y坐标，用以表示其位置。运行app，可以在控制台看到不断输出的数字，并且相邻值的差不断增大，在orangeBall离开可见区域后，控制台继续输出。事实上，此时orangeBall正在做自由落体运动。

如果对块不熟悉，可以查看我的另一篇文章：Block的用法

2.2 碰撞行为 UICollisionBehavior

通过上面代码，我们为orangeBall添加了UIGravityBehavior，但让视图在重力行为作用下无限下滑没有意义。如果orangeView在撞到tar bar顶部后开始弹跳，最终停止会更有用途，就像生活中的球跌落到地上。

UICollisionBehavior可以实现碰撞功能。使用UICollisionBehavior的步骤是初始化碰撞行为并制定碰撞边界，添加碰撞行为到animator。更新后代码如下：

- (void)testGravity {
    ...
    // 3.初始化碰撞行为、制定边界
    UICollisionBehavior *collision = [[UICollisionBehavior alloc] initWithItems:@[self.orangeBall]];
    [collision addBoundaryWithIdentifier:@"tabbar" fromPoint:self.tabBarController.tabBar.frame.origin toPoint:CGPointMake(self.tabBarController.tabBar.frame.origin.x + self.tabBarController.tabBar.frame.size.width, self.tabBarController.tabBar.frame.origin.y)];
    [self.animator addBehavior:collision];
}

在初始化时指定orangeBall为UICollisionBehavior的作用对象，使用addBoundaryWithIdentifier: fromPoint: toPoint:方法添加tab bar上部为边界。最后添加collision到animator。

除上面的添加边界方法外，还有以下三种添加边界的方法：

• translatesReferenceBoundsIntoBoundary：BOOL类型值，指定是否把reference view作为碰撞边界。默认为NO。
• addBoundaryWithIdentifier: forPath:：添加指定Bezier Path作为碰撞边界。
• setTranslatesReferenceBoundsIntoBoundaryWithInsets:：设定某一区域作为碰撞边界。

运行demo，如下所示：

Dynamics1Collision.gif

现在orangeBall遇到边界会弹跳，不会直接穿过。我们在开始部分介绍到UIDynamicItemBehavior用于修改动力项属性，现在初始化一个UIDynamicItemBehavior，修改其elasticity属性。更新后testGravity方法如下：

- (void)testGravity {
    ...
    // 4.初始化UIDynamicItemBehavior 修改elasticity
    UIDynamicItemBehavior *ballBehavior = [[UIDynamicItemBehavior alloc] initWithItems:@[self.orangeBall]];
    ballBehavior.elasticity = 0.7;
    [self.animator addBehavior:ballBehavior];
}

elasticity默认值为0，范围是0到1.0，0表示没有弹性，1.0表示完全弹性碰撞。这里把值设为0.7。

运行app，显示如下：

Dynamics1Elasticity.gif

现在已经了解了UIDynamicItemBehavior的使用方法，你可以尝试一下其他属性。

UICollisionBehavior类遵守UICollisionBehaviorDelegate协议，该协议内有以下方法：

• collisionBehavior: beganContactForItem: withBoundaryIdentifier: atPoint:动力项与边界碰撞开始时被调用。
• collisionBehavior: beganContactForItem: withItem: atPoint:动力项与动力项之间碰撞开始时被调用。
• collisionBehavior: endedContactForItem: withBoundaryIdentifier:动力项与边界碰撞结束时调用。
• collisionBehavior: endedContactForItem: withItem:动力项与动力项之间碰撞结束时调用。

实际使用中，可以根据上面代理方法执行其他操作。

3. 重力行为、碰撞行为和推动行为具体应用

通过第一部分的学习，我们已经基本了解了UIKit Dynamics的使用，但这个弹跳球在实际中没有太大用途。基于此，在第二部分将创建一个更有实用价值的示例。

在显示、隐藏菜单组件时，使用UIKit Dynamics可以获得更好的动画效果。这一部分示例想要达到的效果为：使用UISwipeGestureRecognizer手势自左向右滑，从左侧弹出一个占据半个屏幕的菜单。使用同样手势自右向左滑动，隐藏弹出菜单。在弹出菜单后面，另一个半透明的视图将会显示在主视图之上，防止误点击到主视图；当弹出菜单隐藏时，半透明视图隐藏。如下所示：

Dynamics2MenuTable.gif

上面弹出菜单中的选项将不可使用，只需要实现显示、隐藏功能。

为实现弹出、隐藏菜单功能我们添加一个UIView，而没有添加另一个视图控制器。对于整个app的菜单，你应该创建一个视图控制器，以便于你可以从任何视图控制器访问菜单。这里将不会这样做，因为这已成为自定义视图控制器转换，不再符合这里要说明的问题。

弹出菜单中的选项将使用UITableView显示。最终，菜单视图、表视图和背景视图共同用于显示弹出项，UIDynamicAnimator处理所有动画。

进入SecondViewController.m，声明以下属性。

#import "SecondViewController.h"

@interface SecondViewController ()

@property (strong, nonatomic) UIView *menuView;
@property (strong, nonatomic) UIView *backgroundView;
@property (strong, nonatomic) UITableView *menuTable;
@property (strong, nonatomic) UIDynamicAnimator *animator;

@end

在实现部分前，添加以下预定义，用于指定menuView的宽度为视图控制器视图宽度的二分之一。

@end

#define menuWidth self.view.frame.size.width/2

@implementation SecondViewController

在实现部分使用懒加载初始化刚声明的属性。

// 1.设置背景视图
- (UIView *)backgroundView {
    if (!_backgroundView) {
        _backgroundView = [[UIView alloc] initWithFrame:self.view.frame];
        _backgroundView.backgroundColor = [UIColor lightGrayColor];
        _backgroundView.alpha = 0.0;
    }
    return _backgroundView;
}

// 2.设置菜单视图
- (UIView *)menuView {
    if (!_menuView) {
        _menuView = [[UIView alloc] initWithFrame:CGRectMake(-menuWidth, 20, menuWidth, self.view.frame.size.height - self.tabBarController.tabBar.frame.size.height)];
        _menuView.backgroundColor = [UIColor colorWithRed:0.2 green:0.2 blue:0.2 alpha:1.0];
    }
    return _menuView;
}

// 3.设置表视图
- (UITableView *)menuTable {
    if (!_menuTable) {
        _menuTable = [[UITableView alloc] initWithFrame:self.menuView.bounds style:UITableViewStylePlain];
        _menuTable.backgroundColor = [UIColor clearColor];
        _menuTable.alpha = 1.0;
        _menuTable.scrollEnabled = NO;
        _menuTable.separatorStyle = UITableViewCellSeparatorStyleNone;
        
        _menuTable.delegate = self;
        _menuTable.dataSource = self;
    }
    return _menuTable;
}

// 4.初始化UIDynamicAnimator
- (UIDynamicAnimator *)animator {
    if (!_animator) {
        _animator = [[UIDynamicAnimator alloc] initWithReferenceView:self.view];
    }
    return _animator;
}

上述代码的分步说明如下：

1. 背景视图大小与当前视图大小一致，设置为透明色。
2. 菜单视图宽度为窗口宽度一半，初始化时使其位于左侧不可见区域。
3. 设置表视图大小和菜单视图大小一致，初始化完成后将其添加到菜单视图。
4. 初始化UIDynamicAnimator。

上面的代码都很简单，就不再详细说明。Xcode此时会发出警告，这是因为我们已经将我们的类设置为表视图的委托和数据源，但却没有遵守各自的协议。在interface后添加协议后代码如下：

@interface SecondViewController () <UITableViewDelegate, UITableViewDataSource>

遵守上述协议后，Xcode会提示没有实现必需实现的协议方法。现在实现所有我们需要的方法，其中表视图共五行，每行一个选项，点击每行时其状态从选中变为取消选中。

#pragma mark - UITableViewDataSource

- (NSInteger)numberOfSectionsInTableView:(UITableView *)tableView {
    return 1;
}

- (NSInteger)tableView:(UITableView *)tableView numberOfRowsInSection:(NSInteger)section {
    return 5;
}

- (UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
    UITableViewCell *cell = [tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:reuseIdentifier forIndexPath:indexPath];
    
    cell.textLabel.text = [NSString stringWithFormat:@"Option %li",indexPath.row + 1];
    cell.textLabel.textColor = [UIColor lightGrayColor];
    cell.textLabel.font = [UIFont preferredFontForTextStyle:UIFontTextStyleBody];
    cell.textLabel.textAlignment = NSTextAlignmentCenter;
    cell.backgroundColor = [UIColor clearColor];
    
    return cell;
}

#pragma mark - UITableViewDelegate

- (CGFloat)tableView:(UITableView *)tableView heightForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
    return 50;
}

- (void)tableView:(UITableView *)tableView didSelectRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
    [[tableView cellForRowAtIndexPath:indexPath] setSelected:NO];
}

开始下一步之前，在实现部分前定义cell的标识符如下：

@end

#define menuWidth self.view.frame.size.width
static NSString * const reuseIdentifier = @"CellIdentifier";

@implementation SecondViewController

进入viewDidLoad方法，将背景视图和菜单视图添加到视图控制器视图，将表视图添加到菜单视图，最后注册cell。更新后如下：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    // 添加背景视图 菜单视图 表视图
    [self.view addSubview:self.backgroundView];
    [self.view addSubview:self.menuView];
    [self.menuView addSubview:self.menuTable];
    
    // 注册cell
    [self.menuTable registerClass:[UITableViewCell class] forCellReuseIdentifier:reuseIdentifier];
}

backgroundView和menuView添加到视图控制器视图上，menuTable添加到menuView上。

现在开始实现弹出、隐藏动画部分。如果我们仔细考虑一下，你会发现菜单视图弹出和隐藏的动画是相同的，只是方向相反。这意味着可以在一个方法内定义动力行为，其方向根据menuView所处状态而定。

在实现之前，先看一下要显示菜单的动力行为。首先，需要一个碰撞行为，以便让视图在指定边界发生碰撞，而不是从屏幕一边滑动到另一边。其次，添加方向向右的重力行为，以便让menuView看起来像被边界拖拽着滑动。再添加一个UIDynamicItemBehavior属性中的elasticity，这样看起来就很好了。但还可以添加一个UIPushBehavior让menuView移动的快一些。在隐藏menuView时使用相同动力行为，只是方向相反。

我们将在实现部分添加以下方法，用于实现动画的主要部分。

- (void)toggleMenu:(BOOL)shouldOpenMenu {
    // 移除所有动力行为
    [self.animator removeAllBehaviors];
    
    // 根据参数shouldOpenMenu 获取重力方向 推力方向 边界位置
    CGFloat gravityDirectionX = shouldOpenMenu ? 1.0 : -1.0;
    CGFloat pushMagnitude = shouldOpenMenu ? 20.0 : -20.0;
    CGFloat boundaryPointX = shouldOpenMenu ? menuWidth : -menuWidth;
    
    // 添加重力行为
    UIGravityBehavior *gravityBehavior = [[UIGravityBehavior alloc] initWithItems:@[self.menuView]];
    gravityBehavior.gravityDirection = CGVectorMake(gravityDirectionX, 0);
    [self.animator addBehavior:gravityBehavior];
    
    // 添加碰撞行为
    UICollisionBehavior *collisionBehavior = [[UICollisionBehavior alloc] initWithItems:@[self.menuView]];
    [collisionBehavior addBoundaryWithIdentifier:@"menuBoundary" fromPoint:CGPointMake(boundaryPointX, 20) toPoint:CGPointMake(boundaryPointX, self.tabBarController.tabBar.frame.origin.y)];
    [self.animator addBehavior:collisionBehavior];
    
    // 添加推力行为
    UIPushBehavior *pushBehavior = [[UIPushBehavior alloc] initWithItems:@[self.menuView] mode:UIPushBehaviorModeInstantaneous];
    pushBehavior.magnitude = pushMagnitude;
    [self.animator addBehavior:pushBehavior];
    
    // 设置menuView的elasticity属性
    UIDynamicItemBehavior *menuViewBehavior = [[UIDynamicItemBehavior alloc] initWithItems:@[self.menuView]];
    menuViewBehavior.elasticity = 0.4;
    [self.animator addBehavior:menuViewBehavior];
    
    //  设置backgroundView alpha值
    self.backgroundView.alpha = shouldOpenMenu ? 0.5 : 0;
}

上述代码每一步都很简单，这里有以下几点需要注意：

1. 在代码开始部分，移除animator内所有动力行为。因为当使用相反手势，隐藏menuView时，需要添加的行为与已存在的行为冲突，同时存在动画不能正常运行。
2. 初始化推力行为中参数mode:有两个可用参数，UIPushBehaviorModeInstantaneous表示施加瞬时力，即一个冲量；UIPushBehaviorModeContinuous表示施加连续的力。
3. backgroundView的alpha由现在所处状态决定。

如果你想要施加的重力需要结合物体自身质量，请使用后面讲到的UIFieldBehavior，场行为支持线性和径向引力场，其引力大小和动力项自身质量有关，且力大小与距场行为中心远近相关，导致施加到不同物体上的力大小不同。

在主屏幕上使用手势右滑，menuView出现；在menuView上左滑，menuView隐藏。最方便的方法就是当手势触发时调用同一个方法，在调用方法内根据手势方向调用toggleMenu:方法，并设置对应参数。

进入viewDidLoad，添加手势。

- (void)viewDidLoad {
    ...
    // 添加右滑手势
    UISwipeGestureRecognizer *showMenuGesture = [[UISwipeGestureRecognizer alloc] initWithTarget:self action:@selector(handleGesture:)];
    showMenuGesture.direction = UISwipeGestureRecognizerDirectionRight;
    [self.view addGestureRecognizer:showMenuGesture];
    
    // 添加左滑手势
    UISwipeGestureRecognizer *hideMenuGesture = [[UISwipeGestureRecognizer alloc] initWithTarget:self action:@selector(handleGesture:)];
    hideMenuGesture.direction = UISwipeGestureRecognizerDirectionLeft;
    [self.menuView addGestureRecognizer:hideMenuGesture];
}

上面添加手势的代码有两点不同。其一，手势方向相反；其二，手势添加到的视图不同，右滑手势添加到view，左滑手势添加到menuView。你也可以在视图控制器视图上再添加一个左滑手势，方便用户在主视图上左滑隐藏menuView，如果遇到问题，可以通过文章底部网址下载demo源码查看。

在实现部分实现手势中handleGesture:方法，根据手势方向为toggleMenu:设置不同参数。

- (void)handleGesture:(UISwipeGestureRecognizer *)gesture {
    if (gesture.direction == UISwipeGestureRecognizerDirectionRight) {
        [self toggleMenu:YES];
    } else {
        [self toggleMenu:NO];
    }
}

现在运行app，尝试使用手势弹出、隐藏menuView，也可以自行修改其他属性。

Dynamics2MenuTable.gif

这篇文章将多次用到手势识别器(UIGestureRecognizer)，如果你还不熟悉，可以查看我的另一篇文章：手势控制：点击、滑动、平移、捏合、旋转、长按、轻扫

4. 附着行为UIAttachmentBehavior

在这一部分，将添加UIPushBehavior、UIAttachmentBehavior和UIDynamicItemBehavior几种动力行为到image，随后拖动image产生如下效果：

Dynamics3UIPushBehavior.gif

4.1 构建界面

下载图片并添加到Assets.xcassets。进入到ThirdViewController.m，添加以下声明。

@interface ThirdViewController ()

@property (strong, nonatomic) UIImageView *imageView;
@property (strong, nonatomic) UIView *redView;
@property (strong, nonatomic) UIView *blueView;
@property (assign, nonatomic) CGRect orangeBounds;
@property (assign, nonatomic) CGPoint orangeCenter;
@property (strong, nonatomic) UIDynamicAnimator *animator;
@property (strong, nonatomic) UIAttachmentBehavior *attachmentBehavior;
@property (strong, nonatomic) UIPushBehavior *pushBehavior;
@property (strong, nonatomic) UIDynamicItemBehavior *itemBehavior;

@end

redView和blueView用于表示UIDynamics物理引擎动画的点，blueView表示触摸开始的点，redView表示表示手指触摸点，也是imageView的锚点。

使用懒加载初始化、配置前三个视图属性。

- (UIImageView *)imageView {
    if (!_imageView) {
        CGPoint center = self.view.center;
        _imageView = [[UIImageView alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, 0, 240, 240)];
        _imageView.center = CGPointMake(center.x, center.y*2/3);
        _imageView.image = [UIImage imageNamed:@"AppleLogo.jpg"];
        _imageView.userInteractionEnabled = YES;
    }
    return _imageView;
}

- (UIView *)redView {
    if (!_redView) {
        _redView = [[UIView alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, 0, 10, 10)];
        _redView.center = CGPointMake(self.view.center.x, self.view.center.y*2/3);
        _redView.backgroundColor = [UIColor redColor];
    }
    return _redView;
}

- (UIView *)blueView {
    if (!_blueView) {
        _blueView = [[UIView alloc] initWithFrame:CGRectMake(80, 400, 10, 10)];
        _blueView.backgroundColor = [UIColor blueColor];
    }
    return _blueView;
}

将上面初始化的属性添加到view。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    [self.view addSubview:self.imageView];
    [self.view addSubview:self.redView];
    [self.view addSubview:self.blueView];
}

在viewDidLoad中为imageView添加平移手势识别器UIPanGestureRecognizer，用于拖动图片视图。

- (void)viewDidLoad {
    ...
    // 为imageView添加平移手势识别器
    UIPanGestureRecognizer *pan = [[UIPanGestureRecognizer alloc] initWithTarget:self action:@selector(handleAttachmentGesture:)];
    [self.imageView addGestureRecognizer:pan];
}

在imageView识别到平移手势时，会调用以下方法。在该方法内用view和imageView不同坐标系统输出当前手势位置。

- (void)handleAttachmentGesture:(UIPanGestureRecognizer *)panGesture {
    CGPoint location = [panGesture locationInView:self.view];
    CGPoint boxLocation = [panGesture locationInView:self.imageView];
    
    switch (panGesture.state) {
        // 手势开始
        case UIGestureRecognizerStateBegan:
            NSLog(@"Touch started position: %@",NSStringFromCGPoint(location));
            NSLog(@"Location in image started is %@",NSStringFromCGPoint(boxLocation));
            break;
            
        // 手势结束
        case UIGestureRecognizerStateEnded:
            NSLog(@"Touch ended position: %@",NSStringFromCGPoint(location));
            NSLog(@"Location in image ended is %@",NSStringFromCGPoint(boxLocation));
            break;
            
        default:
            break;
    }
}

现在运行app，拖动视图上的Apple logo，可以看到控制台输出如下：

Touch started position: {237.66665649414062, 294.66665649414062}
Location in image started is {150.66665649414062, 169.33332316080728}
Touch ended position: {144, 288.66665649414062}
Location in image ended is {57, 163.33332316080728}

4.2 添加UIDynamicAnimator和UIAttachmentBehavior

现在要做的就是通过使用UIAttachmentBehavior让imageView随手指移动。在此之前，先将imageView的frame保存到属性中。更新后viewDidLoad方法如下：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    self.orangeBounds = self.imageView.bounds;
    self.orangeCenter = self.imageView.center;
    ...
}

当手势识别器识别到手势开始时，初始化UIAttachmentBehavior，更新redView和blueView位置。最后添加UIAttachmentBehavior到UIDynamicAnimator。更新后的handleAttachmentGesture:方法如下：

- (void)handleAttachmentGesture:(UIPanGestureRecognizer *)panGesture {
    ...
    switch (panGesture.state) {
        // 手势开始
        case UIGestureRecognizerStateBegan:
//            NSLog(@"Touch started position: %@",NSStringFromCGPoint(location));
//            NSLog(@"Location in image started is %@",NSStringFromCGPoint(boxLocation));
            // 1.移除所有动力行为
            [self.animator removeAllBehaviors];
                
            // 2.通过改变锚点移动imageView
            UIOffset centerOffset = UIOffsetMake(boxLocation.x - CGRectGetMidX(self.imageView.bounds), boxLocation.y - CGRectGetMidY(self.imageView.bounds));
            self.attachmentBehavior = [[UIAttachmentBehavior alloc] initWithItem:self.imageView offsetFromCenter:centerOffset attachedToAnchor:location];
            
            // 3.redView中心设置为attachmentBehavior的anchorPoint  blueView的中心设置为手势手势开始的位置
            self.redView.center = self.attachmentBehavior.anchorPoint;
            self.blueView.center = location;
            
            // 4.添加附着行为到animator
            self.animator = [[UIDynamicAnimator alloc] initWithReferenceView:self.view];
            [self.animator addBehavior:self.attachmentBehavior];
            
            break;
            
        // 手势结束
        ...
}

上述代码分布说明如下：

1. 首先移除已存在的动力行为，不然动力行为间会产生冲突。
2. 先计算出手势与imageView中心偏移，初始化attachmentBehavior。
3. redView中心设置为attachmentBehavior的anchorPoint，blueView的中心设置为手势手势开始的位置location。
4. 初始化animator时指定其坐标系统为self.view，添加附着行为到animator。

现在让anchorPoint跟随手指移动，在上面代码后添加如下代码：

- (void)handleAttachmentGesture:(UIPanGestureRecognizer *)panGesture {
        ...  
        // 手势改变
        case UIGestureRecognizerStateChanged:
            self.attachmentBehavior.anchorPoint = [panGesture locationInView:self.view];
            self.redView.center = self.attachmentBehavior.anchorPoint;
            break;
            
        // 手势结束
        ...
}

上面的代码可以让anchorPoint和redView中心与当前手指位置一致，当手指移动时，手势识别器调用该方法更新anchorPoint，animator会自动动态更新视图位置。如果手动更新了动力项位置，则需要使用animator调用updateItemUsingCurrentState:方法更新动力项位置。

运行demo，拖拽图片，显示如下：

Dynamics3UIAttachmentBehavior.gif

在拖拽结束后，让imageView恢复到原来位置更美观一些。在实现部分添加如下方法：

- (void)resetDemo {
    [self.animator removeAllBehaviors];
    
    [UIView animateWithDuration:0.5 animations:^{
        self.imageView.bounds = self.originalBounds;
        self.imageView.center = self.originalCenter;
        self.imageView.transform = CGAffineTransformIdentity;
    }];
}

在handleAttachmentGesture:方法UIGestureRecognizerStateEnded部分调用该方法。

- (void)handleAttachmentGesture:(UIPanGestureRecognizer *)panGesture {
        ...    
        // 手势结束
        case UIGestureRecognizerStateEnded:
//            NSLog(@"Touch ended position: %@",NSStringFromCGPoint(location));
//            NSLog(@"Location in image ended is %@",NSStringFromCGPoint(boxLocation));
            [self resetDemo];
            break;
            
        default:
            break;
    }
}

运行demo，这次拖拽完毕imageView会自动回到初始位置。

Dynamics3AttachmentBack.gif

4.3 添加UIPushBehavior

在这一部分，需要在停止拖动时分离imageView，并施加冲量，以便在释放时可以继续其轨迹。

在实现部分前添加以下两个常量。

@end

static CGFloat const ThrowingThreshold = 1000;
static CGFloat const ThrowingVelocityPadding = 15;

@implementation ThirdViewController

ThrowingThreshold表示imageView要想继续移动而不立即返回到原始位置所需要的最低速度。ThrowingVelocityPadding是一个魔术数字，用于影响推力大小。

继续在handleAttachmentGesture:方法，更新UIGestureRecognizerStateEnded内代码后如下：

- (void)handleAttachmentGesture:(UIPanGestureRecognizer *)panGesture {
        ...   
        // 手势结束
        case UIGestureRecognizerStateEnded:
//            NSLog(@"Touch ended position: %@",NSStringFromCGPoint(location));
//            NSLog(@"Location in image ended is %@",NSStringFromCGPoint(boxLocation));
            // 1.移除attachmentBehavior
            [self.animator removeBehavior:self.attachmentBehavior];
            
            // 2.当前运行速度 推动行为力向量大小
            CGPoint velocity = [panGesture velocityInView:self.view];
            CGFloat magnitude = sqrtf(velocity.x * velocity.x + velocity.y * velocity.y);
            
            if (magnitude > ThrowingThreshold) {
                // 3.添加pushBehavior
                UIPushBehavior *pushBehavior = [[UIPushBehavior alloc] initWithItems:@[self.imageView] mode:UIPushBehaviorModeInstantaneous];
                pushBehavior.pushDirection = CGVectorMake(velocity.x / 10, velocity.y / 10);
                pushBehavior.magnitude = magnitude / ThrowingVelocityPadding;
                
                self.pushBehavior = pushBehavior;
                [self.animator addBehavior:self.pushBehavior];
                
                // 4.修改itemBehavior属性 以便让imageView产生飞起来的感觉
                NSInteger angle = arc4random_uniform(20) - 10;
                
                self.itemBehavior = [[UIDynamicItemBehavior alloc] initWithItems:@[self.imageView]];
                self.itemBehavior.friction = 0.2;
                self.itemBehavior.allowsRotation = YES;
                [self.itemBehavior addAngularVelocity:angle forItem:self.imageView];
                [self.animator addBehavior:self.itemBehavior];
                
                // 5.一定时间后 imageView回到初始位置
                [self performSelector:@selector(resetDemo) withObject:nil afterDelay:0.3];
            }
            else
            {
                [self resetDemo];
            }
            
            break;
            
        default:
            break;
    }
}

上述代码的分布说明如下：

1. 移除attachmentBehavior，否则手势停止时imageView会立即停止。这里的移除不需要判断被移除项是否存在，如果被移除项为nil，或不是该animator的动力项，animator会自动忽略该移除方法。
2. 通过手势获得当前速度，计算出力大小。
3. 若imageView与手势分离时的速度大于ThrowingThreshold，添加UIPushBehavior。这里的推力为瞬时力，所以mode:参数为UIPushBehaviorModeInstantaneous。力的方向根据向量的x和y决定。最后添加pushBehavior到animator。
4. 这一部分设置UIDynamicItemBehavior属性，让imageView产生飞起来的感觉。你可以自行修改其他属性，体会各种属性产生的不同效果。
5. 通过performSelector: withObject: afterDelay:方法，在一定时间后，让imageView回归到初始位置。

运行demo，可以看到效果如下：

Dynamics3UIPushBehavior.gif

5. 吸附行为UISnapBehavior

使用UISnapBehavior可以把视图吸附到一个新位置，视图移动的过程就像受弹簧拉力而动。在这一部分，我们将通过点击屏幕将视图吸附到点击处。

进入到FourthViewController.m，声明以下属性。

@interface FourthViewController ()

@property (strong, nonatomic) UIView *purpleView;
@property (strong, nonatomic) UIDynamicAnimator *animator;
@property (strong, nonatomic) UISnapBehavior *snapBehavior;

@end

初始化purpleView和animator，并设置purpleView背景颜色为purpleColor。

- (UIView *)purpleView {
    if (!_purpleView) {
        _purpleView = [[UIView alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, 0, 50, 50)];
        _purpleView.center = self.view.center;
        _purpleView.backgroundColor = [UIColor purpleColor];
    }
    return _purpleView;
}

- (UIDynamicAnimator *)animator {
    if (!_animator) {
        _animator = [[UIDynamicAnimator alloc] initWithReferenceView:self.view];
    }
    return _animator;
}

在viewDidLoad方法中添加点击手势识别器，手指点击的位置用于吸附purpleView。在添加点击手势前，添加purpleView到view。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    [self.view addSubview:self.purpleView];
    
    // 添加点击手势
    UITapGestureRecognizer *tapGesture = [[UITapGestureRecognizer alloc] initWithTarget:self action:@selector(handleTapGesture:)];
    [self.view addGestureRecognizer:tapGesture];
}

当用户点击屏幕时，点击手势识别器会调用handleTapGesture:方法，下面实现该方法。

- (void)handleTapGesture:(UITapGestureRecognizer *)tapGesture {
    // 1.获得点击屏幕位置
    CGPoint touchPoint = [tapGesture locationInView:self.view];
    
    // 2.snapBehavior存在时 移除
    if (self.snapBehavior) {
        [self.animator removeBehavior:self.snapBehavior];
    }
    
    // 3.初始化snapBehavior 设定damping值
    self.snapBehavior = [[UISnapBehavior alloc] initWithItem:self.purpleView snapToPoint:touchPoint];
    self.snapBehavior.damping = 0.3;
    [self.animator addBehavior:self.snapBehavior];
}

上述代码的分布说明如下：

1. 获得点击屏幕位置。
2. 因为只能存在一个激活的snapBehavior，当snapBehavior存在时，将其从animator移除。这里也可不做判断直接移除。
3. 初始化snapBehavior，初始化时指定动力项为purpleView，snapToPoint:参数指定吸附点为屏幕点击位置。减震系数damping值范围是0.0至1.0，值越小震动幅度越大，默认值是0.5。最后添加snapBehavior到animator。

运行demo，点击屏幕任意位置查看效果。

Dynamics4UISnapBehavior.gif

6. 场行为UIFieldBehavior

UIFieldBehavior将基于场的物理学应用于动力项对象，场行为定义了可以应用诸如重力(gravity)、磁力(magnetism)、阻力(drag)、速度(velocity)、湍流(turbulence)等力的区域。使用UIFieldBehavior时，要先创建所需场行为，之后配置场强度（strength）属性和其他所需属性。

创建UIFieldBehavior后，使用addItem:方法将该场行为与动力项关联起来。对于很多场行为，你还必须为动力项配置UIDynamicItemBehavior属性以便让场可以对其施加作用，如density属性。最后将配置好的UIFieldBehavior添加到UIDynamicAnimator以便在用户界面执行动画。

场行为的position属性用于定义场行为在用户界面中的位置，场行为的region属性定义了场行为作用的区域。region区域以position为中心，region可以是圆形或长方形，也可以用不同方式组建区域复杂的region。

所有场行为都有strength属性，用于定义场强度。大部分场行为也会用到falloff属性，使场强随距离变化。根据场的类型和需要配置其他属性，如minimumRadius、direction、smoothness和animationSpeed等属性。

在这里将创建radialGravityField和vortexField两个场行为，并与UIView对象blueView关联起来。因这里场行为的类型，需要使用UIDynamicItemBehavior对象配置blueView的density属性。

进入FifthViewController.m，声明以下属性。

@interface FifthViewController ()

@property (strong, nonatomic) UIView *blueView;
@property (strong, nonatomic) UIDynamicAnimator *animator;
@property (strong, nonatomic) UIFieldBehavior *radialGravityField;
@property (strong, nonatomic) UIFieldBehavior *vortexField;

@end

使用懒加载配置blueView和animator，初始化后在viewDidLoad方法中将blueView添加到view。

- (UIView *)blueView {
    if (!_blueView) {
        _blueView = [[UIView alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, 0, 50, 50)];
        _blueView.center = CGPointMake(self.view.center.x*2/3, self.view.center.y*2/3);
        _blueView.layer.cornerRadius = _blueView.frame.size.width/2;
        _blueView.layer.backgroundColor = [UIColor blueColor].CGColor;
    }
    return _blueView;
}

- (UIDynamicAnimator *)animator {
    if (!_animator) {
        _animator = [[UIDynamicAnimator alloc] initWithReferenceView:self.view];
    }
    return _animator;
}

使用懒加载初始化radialGravityField。

- (UIFieldBehavior *)radialGravityField {
    if (!_radialGravityField) {
        // 1.使用类方法初始化radialGravityField
        _radialGravityField = [UIFieldBehavior radialGravityFieldWithPosition:self.view.center];
        // 2.指定radialGravityField区域
        _radialGravityField.region = [[UIRegion alloc] initWithRadius:300];
        // 3.设置场强
        _radialGravityField.strength = 1.5;
        // 4.场强随距离变化
        _radialGravityField.falloff = 4.0;
        // 5.场强变化的最小半径
        _radialGravityField.minimumRadius = 50.0;
    }
    return _radialGravityField;
}

上述代码分步说明如下：

1. 使用类方法radialGravityFieldWithPosition:初始化radialGravityBehavior，模拟地心引力，指定场行为的位置在视图的中心。
2. region指定场行为作用区域为半径300point的圆。radialGravityBehavior对区域外动力项不能施加作用。
3. 设定场强为1.5，strength的默认值为1.0。相同strength值在不同类型场行为中有不同作用力大小，确定该值最佳方法是尝试不同值，直到获得所需的效果。
4. fallOff定义了场强strength随距离场行为中心距离增加而减小的速度。距离每超过minimumRadius时，falloff会施加一次作用。该属性默认值是0，产生场强不会随距离变化的均匀区域。在这里，设置fallOff值为4.0。
5. 开始计算场强度新值的最小距离。距离小于minimumRadius时，按照等于minimumRadius计算。除此之外，只有到达最小距离时falloff才会有效。minimumRadius默认值很小，但不为零。在这里，设置minimumRadius值为50.0。

初始化vortexField。

- (UIFieldBehavior *)vortexField {
    if (!_vortexField) {
        // 1.初始化vortexField
        _vortexField = [UIFieldBehavior vortexField];
        // 2.设置position为视图中心
        _vortexField.position = self.view.center;
        
        _vortexField.region = [[UIRegion alloc] initWithRadius:200];
        _vortexField.strength = 0.005;
    }
    return _vortexField;
}

上述代码的分布说明如下：

1. 使用类方法vortexField初始化vortexField，模拟涡流力。
2. 设定vortexField的position为视图控制器中心。

在viewDidAppear:方法添加动力项到动力行为，将动力行为添加到animator。

- (void)viewDidAppear:(BOOL)animated {
    [super viewDidAppear:animated];
    
    // 1.开启调试模式
    [self.animator setValue:[NSNumber numberWithBool:YES] forKey:@"debugEnabled"];
    
    // 2.配置动力项密度
    UIDynamicItemBehavior *blueViewBehavior = [[UIDynamicItemBehavior alloc] initWithItems:@[self.blueView]];
    blueViewBehavior.density = 0.5;
    [self.animator addBehavior:blueViewBehavior];
    
    // 3.添加动力项到动力行为
    [self.vortexField addItem:self.blueView];
    [self.radialGravityField addItem:self.blueView];
    
    // 4.添加动力行为到animator
    [self.animator addBehavior:self.vortexField];
    [self.animator addBehavior:self.radialGravityField];
}

在1中开启调试模式，可以让我们看到场行为的强度和方向(下图中红线)。强度越大，红色虚线越显著。下图1strength为1.5，图2strength为50，其他属性相同。

Dynamics5FieldBehaviorStrength.png

运行demo，显示如下：

Dynamics5UIFieldBehavior.gif

你可以添加其他场行为到blueView，查看各种场行为的效果。

总结

UIKit Dynamics是一个非常有用的库，利用系统提供的各种动力行为并设置适当的属性，可以为UI添加很多逼真动画。使用物理引擎是要耗费一定CPU资源的，特别是在碰撞检测时。使用中可以组合使用多种动力行为，但不要让彼此冲突。UIKit Dynamics可以与他动画结合使用，以创建更复杂的UI动画。

Demo名称：UIKitDynamics
源码地址：https://github.com/pro648/BasicDemos-iOS

参考资料：

1. iOS 7 UIKit Dynamic 学习总结
2. WWDC 2013 Session笔记 - UIKit Dynamics入门
3. Adding Animated Effects to iOS App Using UIKit Dynamics
4. How To Toss Views Using UIKit Dynamics
5. Add Snap Behaviour Tutorial in iOS8 with Swift
6. Dynamic animations: UIFieldBehavior

欢迎更多指正：https://github.com/pro648/tips/wiki