在 dribbble.com 搜索 timeline 可以搜到不少优秀的原型设计。在 Github 上找了下好像没有现成的布局，有一个实现了类似 Path 的效果但不是使用布局实现，有一个是用于 Mac 平台的，于是动手实现了下，Demo 地址：TimelineLayout。本以为这类布局可以通用的，动手实现了两个例子发现很难实现一个非常通用的布局，需要根据具体的场景进行选择。
初次接触这类布局的人最大的疑惑估计是怎么生成那条轴线，其实线只不过是宽度比较小的矩形而已，这么说你就明白了吧。那么这类布局里这条轴线可以用多种方法实现，SupplementaryView (也就是通常说的 HeaderView 和 FooterView)和 DecorationView 都可用来实现这条线，甚至使用 Cell 来实现这条线也是可以的，具体要看你的场景要求来进行选择。
在 dribbble.com 上很多针对 iPhone 设计的时间轴布局用 UITableView 来实现更方便一点，比如下面几种，这几种的共同特点是，元素的种类相同，位置相对固定。实现时在固定位置插入窄矩形视图当作线条，当节点的圆形用图片搞定或者代码画出来，基本用不上布局，用 UICollectionView 实现就是多此一举了。
下面这两种就需要 UICollectionView 了，左边的链接在这里，右边的链接在这里。这两个布局其实是很普通的 FlowLayout，左边的是垂直滚动的 FlowLayout 加上了一条轴线，右边的是横向滚动的 FlowLayout 加一条轴线。DecorationView 非常适合用来实现这种轴线。Demo 地址：TimelineLayout。
DecorationView 的使用场景较少，特别是扁平化设计普及后更加少见了，也很少看到有关使用 DecorationView 的教程，不过 DecorationView 在时间轴这类布局里非常有用。Mark Pospesel 的这篇三年前的文章 How to Add a Decoration View to a UICollectionView 依然值得一看，而这篇文章的主体 IntroducingCollectionViews 实现了多种布局并包含了一份详细介绍 UICollectionView 各部分的 keynote，值得一颗星。
只使用 FlowLayout 本身自然是无法实现上述的布局的，这意味着使用UICollectionViewFlowLayout子类，关于自定义布局入门，推荐官方文档，详细说明了布局流程，什么时候自定义布局以及需要重写哪些方法；还有 Objc.io 出品的自定义 Collection View 布局也是好文章。
自定义布局的主要流程是：
1.prepareLayout：做一些准备工作。
2.collectionViewContentSize：返回 collectionView 的内容尺寸用于滚动。
3.layoutAttributesForElementsInRect:：最关键的部分，返回指定区域(也就是可视区域)内所有的布局属性，根据这些属性来配置所有 Cell, SupplementaryView 和 DecorationView 的布局。
DecorationView 并不是数据驱动的视图，它的数量以及布局完全由 CollectionView 的布局属性决定。上面的两种布局主要在 FlowLayout 的基础上添加了 DecorationView 布局属性，这三个方法只用重写第3个方法，外带实现 DecorationView 的默认布局。
添加 DecorationView
DecorationView 必须是UICollectionReusableView的子类，添加前必须在UICollectionViewLayout里注册，有两种注册方法：
func registerClass(_ viewClass: AnyClass?, forDecorationViewOfKind elementKind: String)
func registerNib(_ nib: UINib?, forDecorationViewOfKind elementKind: String)
方法里的elementKind参数和 Cell 中的 ReuseIdentifier 作用相同。在两个例子里我自定义了UICollectionReusableView的子类LineView类，唯一的作用是将其背景色设置为白色。在自定义的UICollectionViewLayout类初始化方法里注册LineView:
self.registerClass(LineView.self, forDecorationViewOfKind: "LineView")
同时，记得在自定义布局类中提供 DecorationView 布局对象的默认实现，即使只是提供一个空的布局对象。文档告诉我们应该这么做，我没在意，直接生成了空的布局对象，绝大部分情况下都没有问题，但后来掉进了某个坑里，所以切记重写这个方法，下面的例子里都提供下面的空布局实现：
override func layoutAttributesForDecorationViewOfKind(elementKind: String, atIndexPath indexPath: NSIndexPath) -> UICollectionViewLayoutAttributes? {
return UICollectionViewLayoutAttributes(forDecorationViewOfKind: elementKind, withIndexPath: indexPath)
}
在自定义 FlowLayout 的layoutAttributesForElementsInRect:里添加需要的 DecorationView 布局属性即可：
override func layoutAttributesForElementsInRect(rect: CGRect) -> [UICollectionViewLayoutAttributes]? {
let layoutAttrs = super.layoutAttributesForElementsInRect(rect)
......
let decorationViewLayoutAttr = self.layoutAttributesForDecorationViewOfKind("LineView", atIndexPath: headerLayoutAttr.indexPath)
if decorationViewLayoutAttr != nil{
layoutAttrs?.append(decorationViewLayoutAttr!)
}
/*修改 decorationViewLayoutAttr 的属性满足你的需求*/
......
return layoutAttrs
}
这样就添加了一个 DecorationView 到 CollectionView 里。
时间轴布局1
Demo 地址：TimelineLayout，实际效果以及结构分解：
看图说话，这样一来也没什么好解释了的吧。在这个布局里，使用 DecorationView 来作为轴线是最优解。至于前面的 section 只有 Header 没有 Footer，这个好办，让 CollectionView 的 delegate 对象遵守UICollectionViewDelegateFlowLayout协议并提供相关的尺寸信息就好了。
func collectionView(collectionView: UICollectionView, layout collectionViewLayout: UICollectionViewLayout, referenceSizeForFooterInSection section: Int) -> CGSize {
if section == sectionCount - 1{
//实际上这里的提供的 width 并不能决定 FooterView 的宽度，只不是0或负数都可以。实际的值在 Layout 里决定。
//默认情况下 FooterView 的 width 与 CollectionView 的 contentSize 的 width 值一致。
return CGSize(width: 50, height: 2)
}else{
//尺寸为 Zero 时没有 FooterView，实际上返回的 CGSize 中的 width 或 height 只要有一个为0或负数也会有同样的效果。
return CGSizeZero
}
}
HeaderView 和 FooterView 的尺寸效应是一样的。
在布局里，需要 Cell, SupplementaryView, DecorationView 这三种视图在布局上精准配合防止露馅，同时修改 sectionInset 为 DecorationView 留出视觉上的空间。最核心的layoutAttributesForElementsInRect:方法如下：
override func layoutAttributesForElementsInRect(rect: CGRect) -> [UICollectionViewLayoutAttributes]? {
//在父类的基础上调整布局，不需要全部重新计算
var layoutAttrs = super.layoutAttributesForElementsInRect(rect)
let headerLayoutAttrs = layoutAttrs?.filter({ $0.representedElementKind == UICollectionElementKindSectionHeader })
if headerLayoutAttrs?.count > 0{
let sectionCount = (self.collectionView?.dataSource?.numberOfSectionsInCollectionView!(self.collectionView!))!
for headerLayoutAttr in headerLayoutAttrs!{
//生成一个空的 DecorationView 布局对象，然后通过 header 和 footer 的布局来计算属性。
let decorationViewLayoutAttr = self.layoutAttributesForDecorationViewOfKind(decorationLineViewKind, atIndexPath: headerLayoutAttr.indexPath)
if decorationViewLayoutAttr != nil{
layoutAttrs?.append(decorationViewLayoutAttr!)
}
let headerSize = headerLayoutAttr.size
var lineLength: CGFloat = 0
if headerLayoutAttr.indexPath.section < sectionCount - 1{
//如果不是最后的 section，获取下一段的 header
let nexHeaderLayoutAttr = ......
lineLength = nexHeaderLayoutAttr.frame.origin.y - headerLayoutAttr.frame.origin.y
}else{
// 来到最后一段，获取当前可视区域中的 footer，并调整 footerView 的位置和尺寸，至多只有一个 footer
let footerLayouts = layoutAttrs?.filter({ $0.representedElementKind == UICollectionElementKindSectionFooter && $0.indexPath.section == headerLayoutAttr.indexPath.section})
if footerLayouts?.count == 1{
let footerLayoutAttr = footerLayouts!.first
footerLayoutAttr!.frame = CGRect(x: footerXOffset, y: footerLayoutAttr!.frame.origin.y, width: 20, height: 2)
lineLength = footerLayoutAttr!.frame.origin.y - headerLayoutAttr.frame.origin.y - headerSize.height / 2
}else{//如果 footerView 尚未出现，则 line 一直延伸到可视区域的底部或者直接获取默认的 footer 布局，此时的 origin 与我们修改过后的一致，见代码。
lineLength = rect.height + rect.origin.y - headerLayoutAttr.frame.origin.y - headerSize.height / 2
}
}
//在非 retina 屏幕上，当视图的宽度<0.54时肉眼不可见，保险起见使用0.55；在 retina 屏幕的极限则是0.27
decorationViewLayoutAttr?.frame = CGRect(x: decorationLineXOffset, y: (headerLayoutAttr.frame.origin.y + headerSize.height / 2), width: 0.55, height: lineLength)
}
}
return layoutAttrs
}
这里的实现是使用多个 DecorationView 来构成轴线，也可以只使用一个 DecorationView 从头至尾贯穿，代码会更少。我也实现了 DecorationView 和 FooterView 的布局动画用于它们初次出现在屏幕上时避免突兀的视图变化，有兴趣可以看看代码。关于布局动画，推荐 Objc.io 出品的 CollectionView 动画；我实现了另外一种效果：CollectionView 添加/删除动画。
PS: 注意需要重写func shouldInvalidateLayoutForBoundsChange(newBounds: CGRect) -> Bool方法来应对屏幕方向变化，不然会轴线缺失和 FooterView 没有调整的奇特 Bug。
时间轴布局2
Demo 地址：TimelineLayout，实际效果：
这个布局比上面的稍微麻烦一些，这是一个横向滚动的 FlowLayout，圆形的节点可以在 Cell 里实现，头尾的虚线分别由 HeaderView 和 FooterView 担当，中间的轴线有两种方法：HeaderView(或FooterView) 和 DecorationView。同时这也是一个基于内容的布局，时间轴的间隔和年代有关，我的实现里没有那么严格计算间隔。
使用 HeaderView 来充当轴线时，在中部区域滚动时可能会出现一些轴线缺失的情况，因为在两侧 HeaderView 可能不处于可视区域内，我们通过延长 HeaderView 宽度的作弊手段可能失效，这与节点的间隔长度有关。为了最大程度解决这种情况，使用两种 Cell，头尾段的 Cell 使用左边的，中间段的 Cell 使用右边的，如下所示：
即使加上上面的补救措施，依然有可能出现轴线缺失的情况，不完美。其实，这个布局我首选的是DecorationView 充当轴线，但最后遇到了严重的NSInternalInconsistencyException，不得已使用 HeaderView 实现了一次，好在最终解决了这个 bug，解决方法见这里。
现在就说说使用 DecorationView 实现轴线。经过上面的例子的练手，我决定在这里使用单个 DecorationView 来贯穿头尾。轴线在 X 轴方向的起始位置为首段里节点 Cell 的center.x(或者从节点 Cell 的圆形右侧边缘往左边一点点)，终点位置为末段节点 Cell 的center.x(或者从节点 Cell 的圆形左侧边缘往右边一点点)；在 Y 轴方向，与节点 Cell 的圆心在同一高度。
另外，横向滚动的 FlowLayout 的 Cell 的起始布局是从上往下，我们需要将其逆转。
重写layoutAttributesForElementsInRect:方法：
override func layoutAttributesForElementsInRect(rect: CGRect) -> [UICollectionViewLayoutAttributes]? {
var layoutAttrs = super.layoutAttributesForElementsInRect(rect)
//逆转 Cell 的位置
let cellLayoutAttrs = layoutAttrs?.filter({ $0.representedElementCategory == .Cell })
let fixedHeight = self.collectionView!.bounds.height - self.sectionInset.top - self.sectionInset.bottom
var isCalculated = false
var timelineY: CGFloat = 0.0//时间轴在 Y 轴方向的位置
if cellLayoutAttrs?.count > 0{
for layoutAttribute in cellLayoutAttrs!{
layoutAttribute.center = CGPoint(x: layoutAttribute.center.x, y: fixedHeight - layoutAttribute.center.y)
if layoutAttribute.indexPath.item == 1 && !isCalculated{
timelineY = layoutAttribute.frame.origin.y + layoutAttribute.size.height - nodeRadius - lineThickness / 2
isCalculated = true
}
}
}
//添加 DecorationView并调整位置和尺寸
if let decorationViewLayoutAttr = self.layoutAttributesForDecorationViewOfKind(decorationLineViewKind, atIndexPath: NSIndexPath(forItem: 0, inSection: 0)){
let sectionCount = self.collectionView!.dataSource!.numberOfSectionsInCollectionView!(self.collectionView!)
let firstNodeCellAttr = self.layoutAttributesForItemAtIndexPath(NSIndexPath(forItem: 1, inSection: 0))
let lastNodeCellAttr = self.layoutAttributesForItemAtIndexPath(NSIndexPath(forItem: 1, inSection: sectionCount - 1))
let timelineStartX = firstNodeCellAttr!.center.x
let timelineEndX = lastNodeCellAttr!.center.x
decorationViewLayoutAttr.frame = CGRect(x: timelineStartX, y: timelineY, width: timelineEndX - timelineStartX, height: lineThickness)
layoutAttrs?.append(decorationViewLayoutAttr)
}
/*
调整头尾段的 HeaderView 和 FooterView 的布局属性，见代码。
*/
return layoutAttrs
}
自定义布局 Tips
- Layout 会预加载沿滚动方向可视区域后面的布局信息，可以通过观察
layoutAttributesForElementsInRect(rect: CGRect)里 rect 的值得知，但是 Layout 只负责可视区域的布局。这样一来，Layout 可能无法处理可视区域前面的布局，这样就解释了在上面的案例2中使用 SupplementaryView 实现轴线时当 SupplementaryView 恰好离开可视区域边缘造成轴线缺失的情况。 -
layoutAttributesForElementsInRect:返回的布局属性才决定视图布局，即使你重写了下面两个方法，这个方法不一定会调用你的版本，除非你明确调用。
layoutAttributesForCellWithIndexPath:
layoutAttributesForSupplementaryViewOfKind:withIndexPath: - 尽管 FlowLayout 能够正确应对屏幕方向变化造成的布局变化，你仍然应该在你定义的 FlowLayout 子类里重写
func shouldInvalidateLayoutForBoundsChange(newBounds: CGRect) -> Bool方法。 - 在 CollectionView 的顶部和底部时，不要让某个位置的布局属性发生变化，不然会触发
layout attributes changed from xxx to xxx without invalidating the layout
这种NSInternalInconsistencyException。这么说你可能不明白，如果你遇到了这个问题，可以参考我解决这个问题的经历。 - 尽管 CollectionView 每个 section 里至多只可以有一个 Header 和一个 Footer，但 CollectionView 并不限制 SupplementaryView 的种类，和 Cell 的管理方式相同，只不过在 storyboard 里由于限制至多也只能注册一个 Header 和一个 Footer，剩下的只能通过代码注册了。
- 文档里要求重写的方法切记重写，不然可能就哪儿出问题了，具体是哪些方法看官方文档。