Core Text 学习笔记-基础

前言

最近在学习YYKit框架，看到关于CoreText相关的知识的时候感到非常吃力，于是乎就恶补了一下Core Text相关的基础知识。

Glyphs（字形）

字符的图形形式，则是文字中字母 (character) 的视觉表现。
（字形）Glyphs = 字符（Character）+ 字体（font）字符通过字体（map）找到字形
OC中的表现形式: 字形 CGGlyph 字体 UIFont/CTFont 字符 unichar
字形描述集(Glyphs Metris):即字形的各个参数。如下面的两张图:
边框(Bounding Box)：一个假想的边框，尽可能地容纳整个字形。
基线(Baseline)：一条假想的参照线，以此为基础进行字形的渲染。一般来说是一条横线。
基础原点(Origin)：基线上最左侧的点。
行间距(Leading)：行与行之间的间距。
字间距(Kerning)：字与字之间的距离，为了排版的美观，并不是所有的字形之间的距离都是一致的，但是这个基本步影响到我们的文字排版。
上行高度(Ascent)和下行高度(Decent)：一个字形最高点和最低点到基线的距离，前者为正数，而后者为负数。当同一行内有不同字体的文字时，就取最大值作为相应的值。如下图，

红框高度既为当前行的行高，绿线为baseline，绿色到红框上部分为当前行的最大Ascent，绿线到黄线为当前行的最大Desent，而黄框的高即为行间距。由此可以得出：lineHeight = Ascent + |Decent| + Leading。更加详细的内容可以参考苹果的这篇文档：《Cocoa Text Architecture Guide》。当然如果要做到更完善的排版，还需要掌握段落排版(Paragragh Style)相关的知识，但是如果只是完成聊天框内的文字排版，以上的基础知识已经够用了。详细的段落样式相关知识可以参考：《Ruler and Paragraph Style Programming Topics》

Core Text简介

CoreText 是用于处理文字和字体的底层技术。它直接和 Core Graphics（又被称为 Quartz）打交道。Quartz 是一个 2D 图形渲染引擎，能够处理 OSX 和 iOS 中的图形显示。

注意：这个是 iOS7 之后的架构图，在 iOS7 以前，并没有图中的 Text Kit 类，不过 CoreText 仍然是处在最底层直接和 Core Graphics 打交道的模块。

图上可以看出CoreText处于非常底层的位置上层的UILabel，UITextfield等都是通过CoreText来实现的。
Quartz 这个框架能够直接通过字形（glyphs）和位置（positions）将文字渲染在视图上面。

UIWebView 也是处理复杂的文字排版的备选方案。对于排版，基于 CoreText 和基于 UIWebView 相比，前者有以下好处：

CoreText 占用的内存更少，渲染速度快，UIWebView 占用的内存更多，渲染速度慢。
CoreText 在渲染界面前就可以精确地获得显示内容的高度（只要有了 CTFrame 即可），而 UIWebView 只有渲染出内容后，才能获得内容的高度（而且还需要用 javascript 代码来获取）
CoreText 的 CTFrame 可以在后台线程渲染，UIWebView 的内容只能在主线程（UI 线程）渲染。
基于 CoreText 可以做更好的原生交互效果，交互效果可以更细腻。而 UIWebView 的交互效果都是用 javascript 来实现的，在交互效果上会有一些卡顿存在。例如，在 UIWebView 下，一个简单的按钮按下效果，都无法做到原生按钮的即时和细腻的按下效果。

当然，基于 CoreText 的排版方案也有一些劣势：

CoreText 渲染出来的内容不能像 UIWebView 那样方便地支持内容的复制。
基于 CoreText 来排版需要自己处理很多复杂逻辑，例如需要自己处理图片与文字混排相关的逻辑，也需要自己实现链接点击操作的支持。

Core Text关键类

NSAttributedString

富文本，使用NSAttributedString（CFAttributedStringRef）可以创建CTFramesetter。
- (instancetype)initWithString:(NSString *)str attributes:(nullable NSDictionary *)attrs
第二个参数attributes：包含了详细的文字排版信息。详细的信息可以在或者#文件中看到。

CTFramesetter

通过CFAttributedString(NSAttributedString)创建，作用相当于一个生产CTFrame的工厂。

CTFrame

每个CTFrame可以看做一个段落每个CTFrame由多个CTLine组成。可以使用它进行绘制

CTLine

代表一个line 一行文字中可能有多个CTLine组成，单每一个CTLine一定在同一行内。一个CTLine有多个CTRun组成。也可以使用它进行绘制。

CTRun

一个连续的有着相同的attributes和direction的字形（glyph）的集合，是最小的字形绘制单元。

CTTypesetter

通过CFAttributedString(NSAttributedString)创建，相当于一个生产CTLine的工厂。

代码

自定义一个view继承UIView，重写drawRect: 方法
使用Core Text简单的绘制一个段落

- (void)drawRect:(CGRect)rect {
    // Drawing code
    
    // 1.获取绘制上下文
    CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();
    
    // 2.翻转坐标系
    //    对于底层绘制引擎来说左下角是（0，0），对于上层UIKit来说左上是（0，0）点
    CGContextTranslateCTM(context, 0, self.bounds.size.height);
    CGContextScaleCTM(context, 1.0, -1.0);
    CGContextSetTextMatrix(context, CGAffineTransformIdentity);
    
    // 3.创建矩形的路径 指定文字的绘制范围
    CGMutablePathRef path = CGPathCreateMutable();
    CGPathAddRect(path, NULL, self.bounds);
    
    // 4.创建富文本
    NSAttributedString *attrStr = [[NSAttributedString alloc] initWithString:@"Hello, World! I know nothing in the world that has as much power as a word. Sometimes I write one, and I look at it, until it begins to shine." attributes:nil];
    
    // 5.根据attrStr初始化CTFramesetterRef
    CTFramesetterRef framesetter = CTFramesetterCreateWithAttributedString(attrStr);
    
    // 6.使用framesetter根据刚才创建的绘制路径和字符串范围初始化CTFrameRef
    CTFrameRef frame = CTFramesetterCreateFrame(framesetter, CFRangeMake(0, 0), path, NULL);
    // 7.在指定的上下文中绘制指定的内容
    CTFrameDraw(frame, context);
    
    // 8. 释放内存
    CFRelease(frame);
    CFRelease(framesetter);
    CFRelease(path);

}

Reference:

Core Text Programming Guide
iOS文字排版(CoreText)那些事
基于 CoreText 的排版引擎：基础
CoreText入门