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iOS 动画绘制线条颜色渐变的折线图

时间:2016-09-05 01:33:02      阅读:226      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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概述

  • 现状

    折线图的应用比较广泛,为了增强用户体验,很多应用中都嵌入了折线图。折线图可以更加直观的表示数据的变化。网络上有很多绘制折线图的demo,有的也使用了动画,但是线条颜色渐变的折线图的demo少之又少,甚至可以说没有。该Blog阐述了动画绘制线条颜色渐变的折线图的实现方案,以及折线图线条颜色渐变的实现原理,并附以完整的示例。
  • 成果
    • 本人已将折线图封装到了一个UIView子类中,并提供了相应的接口。该自定义折线图视图,基本上可以适用于大部分需要集成折线图的项目。若你遇到相应的需求可以直接将文件拖到项目中,调用相应的接口即可
    • 项目文件中包含了大量的注释代码,若你的需求与折线图的实现效果有差别,那么你可以对项目文件的进行修改,也可以依照思路定义自己的折线图视图
  • Blog中涉及到的知识点
    • CALayer
      • 图层,可以简单的看做一个不接受用户交互的UIView
      • 每个图层都具有一个CALayer类型mask属性,作用与蒙版相似
      • Blog中主要用到的CALayer子类有
        • CAGradientLayer,绘制颜色渐变的背景图层
        • CAShapeLayer,绘制折线图
    • CAAnimation
      • 核心动画的基类(不可实例化对象),实现动画操作
    • Quartz 2D
      • 一个二维的绘图引擎,用来绘制折线(Path)和坐标轴信息(Text)

实现思路

  • 折线图视图
    • 整个折线图将会被自定义到一个UIView子类中
  • 坐标轴绘制
    • 坐标轴直接绘制到折线图视图上,在自定义折线图视图的 drawRect 方法中绘制坐标轴相关信息(线条和文字)
    • 注意坐标系的转换
  • 线条颜色渐变
    • 失败的方案
      • 开始的时候,为了实现线条颜色渐变,我的思考方向是,如何改变路径(UIBezierPath)的渲染颜色(strokeColor)。但是strokeColor只可以设置一种,所以最终无法实现线条颜色的渐变。
    • 成功的方案
      • 在探索过程中找到了CALayer的CALayer类型的mask()属性,最终找到了解决方案,即:使用UIView对象封装渐变背景视图(frame为折线图视图的减去坐标轴后的frame),创建一个CAGradientLayer渐变图层添加到背景视图上。
      • 创建一个CAShapeLayer对象,用于绘制线条,线条的渲染颜色(strokeColor)为whiteColor,填充颜色 (fillColor)为clearColor,从而显示出渐变图层的颜色。将CAShapeLayer对象设置为背景视图的mask属性,即背景视图的 蒙版。
  • 折线
    • 使用 UIBezierPath 类来绘制折线
    • 折线转折处尖角的处理,使用 kCALineCapRound 与 kCALineJoinRound 设置折线转折处为圆角
    • 折线起点与终点的圆点的处理,可以直接在 UIBezierPath 对象上添加一个圆,设置远的半径为路径宽度的一半,从而保证是一个实心的圆而不是一个圆环
  • 折线转折处的点
    • 折线转折处点使用一个类来描述(不使用CGPoint的原因是:折线转折处的点需要放到一个数组中)
  • 坐标轴信息
    • X轴、Y轴的信息分别放到一个数组中
    • X轴显示的是最近七天的日期,Y轴显示的是最近七天数据变化的幅度
  • 动画
    • 使用CABasicAnimation类来完成绘制折线图时的动画
    • 需要注意的是,折线路径在一开始时需要社会线宽为0,开始绘制时才设置为适当的线宽,保证一开折线路径是隐藏的
  • 标签
    • 在动画结束时,向折线图视图上添加一个标签(UIButton对象),显示折线终点的信息
    • 标签的位置,需要根据折线终点的位置计算

具体实现

  • 折线转折处的点
    • 使用一个类来描述折线转折处的点,代码如下:

      // 接口
      /** 折线图上的点 */
      @interface IDLineChartPoint : NSObject
      /** x轴偏移量 */
      @property (nonatomic, assign) float x;
      /** y轴偏移量 */
      @property (nonatomic, assign) float y;
      /** 工厂方法 */
      + (instancetype)pointWithX:(float)x andY:(float)y;
      @end
      
      // 实现
      @implementation IDLineChartPoint
      + (instancetype)pointWithX:(float)x andY:(float)y {
          IDLineChartPoint *point = [[self alloc] init];
          point.x = x;
          point.y = y;
          return point;
      }
      @end
  • 自定义折线图视图
    • 折线图视图是一个自定义的UIView子类,代码如下:

      // 接口
      /** 折线图视图 */
      @interface IDLineChartView : UIView
      /** 折线转折点数组 */
      @property (nonatomic, strong) NSMutableArray<IDLineChartPoint *> *pointArray;
      /** 开始绘制折线图 */
      - (void)startDrawlineChart;
      @end
      
      // 分类
      @interface IDLineChartView ()
      @end
      
      // 实现
      @implementation IDLineChartView
      // 初始化
      - (instancetype)initWithFrame:(CGRect)frame {
          if (self = [super initWithFrame:frame]) {
              // 设置折线图的背景色
              self.backgroundColor = [UIColor colorWithRed:243/255.0 green:243/255.0 blue:243/255.0 alpha:1.0];
          }
          return self;
      }
      @end
    • 效果如图

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  • 绘制坐标轴信息
    • 与坐标轴绘制相关的常量

      /** 坐标轴信息区域宽度 */
      static const CGFloat kPadding = 25.0;
      /** 坐标系中横线的宽度 */
      static const CGFloat kCoordinateLineWith = 1.0;
    • 在分类中添加与坐标轴绘制相关的成员变量

      /** X轴的单位长度 */
      @property (nonatomic, assign) CGFloat xAxisSpacing;
      /** Y轴的单位长度 */
      @property (nonatomic, assign) CGFloat yAxisSpacing;
      /** X轴的信息 */
      @property (nonatomic, strong) NSMutableArray<NSString *> *xAxisInformationArray;
      /** Y轴的信息 */
      @property (nonatomic, strong) NSMutableArray<NSString *> *yAxisInformationArray;
    • 与坐标轴绘制相关的成员变量的get方法

      - (CGFloat)xAxisSpacing {
          if (_xAxisSpacing == 0) {
              _xAxisSpacing = (self.bounds.size.width - kPadding) / (float)self.xAxisInformationArray.count;
          }
          return _xAxisSpacing;
      }
      - (CGFloat)yAxisSpacing {
          if (_yAxisSpacing == 0) {
              _yAxisSpacing = (self.bounds.size.height - kPadding) / (float)self.yAxisInformationArray.count;
          }
          return _yAxisSpacing;
      }
      - (NSMutableArray<NSString *> *)xAxisInformationArray {
          if (_xAxisInformationArray == nil) {
              // 创建可变数组
              _xAxisInformationArray = [[NSMutableArray alloc] init];
              // 当前日期和日历
              NSDate *today = [NSDate date];
              NSCalendar *currentCalendar = [NSCalendar currentCalendar];
              // 设置日期格式
              NSDateFormatter *dateFormatter = [[NSDateFormatter alloc] init];
              dateFormatter.dateFormat = @"MM-dd";
              // 获取最近一周的日期
              NSDateComponents *components = [[NSDateComponents alloc] init];
              for (int i = -7; i<0; i++) {
                  components.day = i;
                  NSDate *dayOfLatestWeek = [currentCalendar dateByAddingComponents:components toDate:today options:0];
                  NSString *dateString = [dateFormatter stringFromDate:dayOfLatestWeek];
                  [_xAxisInformationArray addObject:dateString];
              }
          }
          return _xAxisInformationArray;
      }
      - (NSMutableArray<NSString *> *)yAxisInformationArray {
          if (_yAxisInformationArray == nil) {
              _yAxisInformationArray = [NSMutableArray arrayWithObjects:@"0", @"10", @"20", @"30", @"40", @"50", nil];
          }
          return _yAxisInformationArray;
      }
      // 折线图上的点(重写get方法,后期需要暴露接口)
      - (NSMutableArray<IDLineChartPoint *> *)pointArray {
          if (_pointArray == nil) {
              _pointArray = [NSMutableArray arrayWithObjects:[IDLineChartPoint pointWithX:1 andY:1], [IDLineChartPoint pointWithX:2 andY:2], [IDLineChartPoint pointWithX:3 andY:1.5], [IDLineChartPoint pointWithX:4 andY:2], [IDLineChartPoint pointWithX:5 andY:4], [IDLineChartPoint pointWithX:6 andY:1], [IDLineChartPoint pointWithX:7 andY:2], nil];
          }
          return _pointArray;
      }
    • 绘制坐标轴的相关信息

      - (void)drawRect:(CGRect)rect {
          // 获取上下文
          CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();
          // x轴信息
          [self.xAxisInformationArray enumerateObjectsUsingBlock:^(NSString * _Nonnull obj, NSUInteger idx, BOOL * _Nonnull stop) {
              // 计算文字尺寸
              UIFont *informationFont = [UIFont systemFontOfSize:10];
              NSMutableDictionary *attributes = [NSMutableDictionary dictionary];
              attributes[NSForegroundColorAttributeName] = [UIColor colorWithRed:158/255.0 green:158/255.0 blue:158/255.0 alpha:1.0];
              attributes[NSFontAttributeName] = informationFont;
              CGSize informationSize = [obj sizeWithAttributes:attributes];
              // 计算绘制起点
              float drawStartPointX = kPadding + idx * self.xAxisSpacing + (self.xAxisSpacing - informationSize.width) * 0.5;
              float drawStartPointY = self.bounds.size.height - kPadding + (kPadding - informationSize.height) / 2.0;
              CGPoint drawStartPoint = CGPointMake(drawStartPointX, drawStartPointY);
              // 绘制文字信息
              [obj drawAtPoint:drawStartPoint withAttributes:attributes];
          }];
          // y轴
          [self.yAxisInformationArray enumerateObjectsUsingBlock:^(NSString * _Nonnull obj, NSUInteger idx, BOOL * _Nonnull stop) {
              // 计算文字尺寸
              UIFont *informationFont = [UIFont systemFontOfSize:10];
              NSMutableDictionary *attributes = [NSMutableDictionary dictionary];
              attributes[NSForegroundColorAttributeName] = [UIColor colorWithRed:158/255.0 green:158/255.0 blue:158/255.0 alpha:1.0];
              attributes[NSFontAttributeName] = informationFont;
              CGSize informationSize = [obj sizeWithAttributes:attributes];
              // 计算绘制起点
              float drawStartPointX = (kPadding - informationSize.width) / 2.0;
              float drawStartPointY = self.bounds.size.height - kPadding - idx * self.yAxisSpacing - informationSize.height * 0.5;
              CGPoint drawStartPoint = CGPointMake(drawStartPointX, drawStartPointY);
              // 绘制文字信息
              [obj drawAtPoint:drawStartPoint withAttributes:attributes];
              // 横向标线
              CGContextSetRGBStrokeColor(context, 231 / 255.0, 231 / 255.0, 231 / 255.0, 1.0);
              CGContextSetLineWidth(context, kCoordinateLineWith);
              CGContextMoveToPoint(context, kPadding, self.bounds.size.height - kPadding - idx * self.yAxisSpacing);
              CGContextAddLineToPoint(context, self.bounds.size.width, self.bounds.size.height - kPadding - idx * self.yAxisSpacing);
              CGContextStrokePath(context);
          }];
      }
    • 效果如图

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  • 渐变背景视图
    • 在分类中添加与背景视图相关的常量

      /** 渐变背景视图 */
      @property (nonatomic, strong) UIView *gradientBackgroundView;
      /** 渐变图层 */
      @property (nonatomic, strong) CAGradientLayer *gradientLayer;
      /** 颜色数组 */
      @property (nonatomic, strong) NSMutableArray *gradientLayerColors;
    • 在初始化方法中添加调用设置背景视图方法的代码

      [self drawGradientBackgroundView];
    • 设置渐变视图方法的具体实现

      - (void)drawGradientBackgroundView {
          // 渐变背景视图(不包含坐标轴)
          self.gradientBackgroundView = [[UIView alloc] initWithFrame:CGRectMake(kPadding, 0, self.bounds.size.width - kPadding, self.bounds.size.height - kPadding)];
          [self addSubview:self.gradientBackgroundView];
          /** 创建并设置渐变背景图层 */
          //初始化CAGradientlayer对象,使它的大小为渐变背景视图的大小
          self.gradientLayer = [CAGradientLayer layer];
          self.gradientLayer.frame = self.gradientBackgroundView.bounds;
          //设置渐变区域的起始和终止位置(范围为0-1),即渐变路径
          self.gradientLayer.startPoint = CGPointMake(0, 0.0);
          self.gradientLayer.endPoint = CGPointMake(1.0, 0.0);
          //设置颜色的渐变过程
          self.gradientLayerColors = [NSMutableArray arrayWithArray:@[(__bridge id)[UIColor colorWithRed:253 / 255.0 green:164 / 255.0 blue:8 / 255.0 alpha:1.0].CGColor, (__bridge id)[UIColor colorWithRed:251 / 255.0 green:37 / 255.0 blue:45 / 255.0 alpha:1.0].CGColor]];
          self.gradientLayer.colors = self.gradientLayerColors;
          //将CAGradientlayer对象添加在我们要设置背景色的视图的layer层
          [self.gradientBackgroundView.layer addSublayer:self.gradientLayer];
      }
    • 效果如图

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  • 折线
    • 在分类中添加与折线绘制相关的成员变量

      /** 折线图层 */
      @property (nonatomic, strong) CAShapeLayer *lineChartLayer;
      /** 折线图终点处的标签 */
      @property (nonatomic, strong) UIButton *tapButton;
    • 在初始化方法中添加调用设置折线图层方法的代码

      [self setupLineChartLayerAppearance];
    • 设置折线图层方法的具体实现

      - (void)setupLineChartLayerAppearance {
          /** 折线路径 */
          UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPath];
          [self.pointArray enumerateObjectsUsingBlock:^(IDLineChartPoint * _Nonnull obj, NSUInteger idx, BOOL * _Nonnull stop) {
              // 折线
              if (idx == 0) {
                  [path moveToPoint:CGPointMake(self.xAxisSpacing * 0.5 + (obj.x - 1) * self.xAxisSpacing, self.bounds.size.height - kPadding - obj.y * self.yAxisSpacing)];
              } else {
                  [path addLineToPoint:CGPointMake(self.xAxisSpacing * 0.5 + (obj.x - 1) * self.xAxisSpacing, self.bounds.size.height - kPadding - obj.y * self.yAxisSpacing)];
              }
              // 折线起点和终点位置的圆点
              if (idx == 0 || idx == self.pointArray.count - 1) {
                  [path addArcWithCenter:CGPointMake(self.xAxisSpacing * 0.5 + (obj.x - 1) * self.xAxisSpacing, self.bounds.size.height - kPadding - obj.y * self.yAxisSpacing) radius:2.0 startAngle:0 endAngle:2 * M_PI clockwise:YES];
              }
          }];
          /** 将折线添加到折线图层上,并设置相关的属性 */
          self.lineChartLayer = [CAShapeLayer layer];
          self.lineChartLayer.path = path.CGPath;
          self.lineChartLayer.strokeColor = [UIColor whiteColor].CGColor;
          self.lineChartLayer.fillColor = [[UIColor clearColor] CGColor];
          // 默认设置路径宽度为0,使其在起始状态下不显示
          self.lineChartLayer.lineWidth = 0;
          self.lineChartLayer.lineCap = kCALineCapRound;
          self.lineChartLayer.lineJoin = kCALineJoinRound;
          // 设置折线图层为渐变图层的mask
          self.gradientBackgroundView.layer.mask = self.lineChartLayer;
      }
    • 效果如图(初始状态不显示折线)

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  • 动画的开始与结束
    • 动画开始

      /** 动画开始,绘制折线图 */
      - (void)startDrawlineChart {
          // 设置路径宽度为4,使其能够显示出来
          self.lineChartLayer.lineWidth = 4;
          // 移除标签,
          if ([self.subviews containsObject:self.tapButton]) {
              [self.tapButton removeFromSuperview];
          }
          // 设置动画的相关属性
          CABasicAnimation *pathAnimation = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"strokeEnd"];
          pathAnimation.duration = 2.5;
          pathAnimation.repeatCount = 1;
          pathAnimation.removedOnCompletion = NO;
          pathAnimation.fromValue = [NSNumber numberWithFloat:0.0f];
          pathAnimation.toValue = [NSNumber numberWithFloat:1.0f];
          // 设置动画代理,动画结束时添加一个标签,显示折线终点的信息
          pathAnimation.delegate = self;
          [self.lineChartLayer addAnimation:pathAnimation forKey:@"strokeEnd"];
      }
    • 动画结束,添加标签

      /** 动画结束时,添加一个标签 */
      - (void)animationDidStop:(CAAnimation *)anim finished:(BOOL)flag {
          if (self.tapButton == nil) { // 首次添加标签(避免多次创建和计算)
              CGRect tapButtonFrame = CGRectMake(self.xAxisSpacing * 0.5 + ([self.pointArray[self.pointArray.count - 1] x] - 1) * self.xAxisSpacing + 8, self.bounds.size.height - kPadding - [self.pointArray[self.pointArray.count - 1] y] * self.yAxisSpacing - 34, 30, 30);
      
              self.tapButton = [[UIButton alloc] initWithFrame:tapButtonFrame];
              self.tapButton.enabled = NO;
              [self.tapButton setBackgroundImage:[UIImage imageNamed:@"bubble"] forState:UIControlStateDisabled];
              [self.tapButton.titleLabel setFont:[UIFont systemFontOfSize:10]];
              [self.tapButton setTitle:@"20" forState:UIControlStateDisabled];
          }
          [self addSubview:self.tapButton];
      }
  • 集成折线图视图

    • 创建折线图视图
      • 添加成员变量

        /** 折线图 */
        @property (nonatomic, strong) IDLineChartView *lineCharView;
      • 在viewDidLoad方法中创建折线图并添加到控制器的view上

        self.lineCharView = [[IDLineChartView alloc] initWithFrame:CGRectMake(35, 164, 340, 170)];
        [self.view addSubview:self.lineCharView];
    • 添加开始绘制折线图视图的按钮

      • 添加成员变量

        /** 开始绘制折线图按钮 */
        @property (nonatomic, strong) UIButton *drawLineChartButton;
      • 在viewDidLoad方法中创建开始按钮并添加到控制器的view上

        self.drawLineChartButton = [UIButton buttonWithType:UIButtonTypeSystem];
        self.drawLineChartButton.frame = CGRectMake(180, 375, 50, 44);
        [self.drawLineChartButton setTitle:@"开始" forState:UIControlStateNormal];
        [self.drawLineChartButton addTarget:self action:@selector(drawLineChart) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];
        [self.view addSubview:self.drawLineChartButton];
      • 开始按钮的点击事件

        // 开始绘制折线图
        - (void)drawLineChart {
            [self.lineCharView startDrawlineChart];
        }
    • 效果如图

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iOS 动画绘制线条颜色渐变的折线图

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原文地址:http://www.cnblogs.com/tabu3154/p/5840885.html

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