《iOS编程（第四版）》Demo：TouchTracker

功能：创建一个画板应用 TouchTracker，用户可以在该视图上触摸并绘制线条。借助多点触摸，用户可以同时画多根线条。

要点：触摸事件、UIGestureRecognizer 手势处理、UIMenuController 菜单项、调试应用程序。

1. 触摸事件与UIResponder

因为 UIView 是 UIResponder 的子类，所以覆盖以下四个方法就可以处理四种不同的触摸事件：

// 一根手指或多根手指触摸屏幕
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event;

// 一根手指或多根手指在屏幕上移动（随着手指的移动，相关的对象会持续发送该消息）
- (void)touchesMoved:(NSSet *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event;

// 一根手指或多根手指离开屏幕
- (void)touchesEnded:(NSSet *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event;

// 在触摸操作正常结束前，某个系统事件（例如突然来电话）打断了触摸过程
- (void)touchesCancelled:(NSSet *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event;

当系统检测到手指触摸屏幕的事件后，就会创建 UITouch 对象（一根手指的触摸事件对应一个 UITouch 对象）。发生触摸事件的 UIView 对象会收到不同阶段的以上四种消息。

UITouch 对象和事件响应的方法的工作机制：

• 一个 UITouch 对象对应屏幕上的一根手指。只要手指没有离开屏幕，相应的 UITouch 对象就会一直存在。这些 UITouch 对象都会保存对应的手指在屏幕上的当前位置。
• 在触摸事件的持续过程中，无论发生什么，最初发生触摸事件的那个视图都会在各个阶段收到相应的触摸消息。也就是说，当某个视图发生触摸事件后，该视图将永远“拥有”当时创建的所有 UITouch 对象。
• 读者自己编写的代码不需要也不应该保留任何 UITouch 对象。当某个 UITouch 对象的状态发生变化时，系统会向指定的对象发送特定的事件消息，并传入发生变化的 UITouch 对象。
• 触摸事件由系统添加至一个由 UIApplication 单例管理的事件队列。
• 当多根手指在同一个视图、同一个时刻执行相同的触摸动作时，UIApplication 会用单个消息、一次分发所有相关的 UITouch 对象。但是，因为 UIApplication对“同一时刻”的判断很严格，通常 UIApplication 都是发送多个 UIResponder 消息，分批发送 UITouch 对象。

2. 创建 TouchTracker 画板应用

项目的组织结构

TouchTracker

模型对象：定义一条线

通过两个点可以定义一条直线，所以 HQLLine 对象需要用 begin 属性和 end 属性来保存起点和终点。

#import 
#import 

/**
 描述线条的模型对象：起点 begin（x,y）、终点 end（x,y）
 */
@interface HQLLine : NSObject

@property (nonatomic) CGPoint begin;
@property (nonatomic) CGPoint end;

@end

3. 实现绘图功能

HQLDrawView 对象要实现绘图功能：

管理正在绘制的线条、被选中的线条和绘制完成的线条。所以在类扩展中添加这几个属性：

@interface HQLDrawView () 

// 保存当前线（多点触控，同时保存多线）
// key 是 UITouch 对象的内存地址，value 是 HQLLine 对象
@property (nonatomic, strong) NSMutableDictionary *linesInProgress;

// 保存所有线
@property (nonatomic, strong) NSMutableArray *finishedLines;

// 单击手势选中的线条
// weak: ① finishedLines 数组会保存 selectedLine，是强引用；
//       ② 如果用户双击清除所有线条，finishedLines 数组会移除 selectedLine，这时 HQLDrawView会自动将 selectedLine 设置为 nil
@property (nonatomic, weak) HQLLine *selectedLine;

@end

说明：

• 当前线 linesInProgress 通过 NSMutableDictionary 字典来保存，字典的键是一个NSValue 对象，用于保存 UITouch 对象的内存地址。字典的值就是 UITouch 对象所对应的线条模型对象（即 HQLLine 对象）。
• 使用内存地址分辨 UITouch 对象的原因是：在触摸事件开始、移动、结束的整个过程中，其内存地址是不会改变的，内存地址相同的 UITouch 对象一定是同一个对象。
• 使用 NSValue 对象封装 UITouch 对象的内存地址，而不是直接保存 UITouch 对象。是因为：NSDictionary 及其子类 NSMutableDictionary 的键必须遵守 协议——键必须可以复制（可以响应 copy 消息）。UITouch 并不遵守 协议，因为每一个触摸事件都是唯一的，不应该被复制。相反，NSValue 遵守 协议，同一个 UITouch 对象会在触摸过程中创建包含相同内存地址的 NSValue 对象。

处理触摸事件：

#pragma mark 一根手指或多根手指触摸屏幕
// 触摸事件开始时,HQLDrawView 对象需要创建一个 HQLLine 对象，并将其begin属性和end属性设置为触摸发生时的手指位置
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    
    // 向控制台输出日志，查看触摸事件发生顺序
    NSLog(@"%@",NSStringFromSelector(_cmd));
    
    for (UITouch *t in touches) {
        // 根据触摸位置创建 HQLLine 对象
        CGPoint location = [t locationInView:self];
        HQLLine *line = [[HQLLine alloc] init];
        line.begin = location;
        line.end   = location;
        // valueWithNonretainedObject：将 UITouch 对象的内存地址封装为 NSValue 对象
        // 使用内存地址分辨 UITouch 对象的原因是，在触摸事件开始、移动、结束的整个过程中，其内存地址不会改变，内存地址相同的 UITouch 对象一定是同一个对象。
        NSValue *key = [NSValue valueWithNonretainedObject:t];
        // 保存当前线到字典中，key值是内存地址，value值是 HQLLine 对象
        self.linesInProgress[key] = line;
    }
    [self setNeedsDisplay];
}


#pragma mark 一根手指或多根手指在屏幕上移动
// 触摸事件继续时（手指在频幕上移动），HQLDrawView对象需要将end设置为手指的当前位置
- (void) touchesMoved:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    
    // 向控制台输出日志，查看触摸事件发生顺序
    NSLog(@"%@",NSStringFromSelector(_cmd));
    
    for (UITouch *t in touches) {
        // 根据当前 UITouch 对象的内存地址找到key值，再找到value值，更新 HQLLine 对象的终点
        NSValue *key = [NSValue valueWithNonretainedObject:t];
        HQLLine *line = self.linesInProgress[key];
        line.end = [t locationInView:self];
    }
    [self setNeedsDisplay];
}


#pragma mark 一根手指或多根手指离开屏幕
// 触摸结束时，将当前线linesInProgress保存到finishedLines数组中。
- (void) touchesEnded:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    
    // 向控制台输出日志，查看触摸事件发生顺序
    NSLog(@"%@",NSStringFromSelector(_cmd));
    
    for (UITouch *t in touches) {
        NSValue *key = [NSValue valueWithNonretainedObject:t];
        HQLLine *line = self.linesInProgress[key];
        // 将所有绘制完成的线，即 HQLLine 对象添加到_finishedLines数组中
        [self.finishedLines addObject:line];
        // 从当前线中移除 HQLLine 对象
        [self.linesInProgress removeObjectForKey:key];
    }
    [self setNeedsDisplay];
}


#pragma mark 在触摸操作正常结束前，某个系统事件打断了触摸进程
// 触摸取消事件：当系统中断了应用，触摸事件就会被取消，这是应用应该恢复到触摸事件发生前的状态，这里就简单的清楚所有正在绘制的线条。
- (void) touchesCancelled:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    
    //向控制台输出日志，查看触摸事件发生顺序
    NSLog(@"%@",NSStringFromSelector(_cmd));
    
    for (UITouch *t in touches) {
        NSValue *key = [NSValue valueWithNonretainedObject:t];
        // 从当前线中移除 HQLLine 对象
        [self.linesInProgress removeObjectForKey:key];
    }
    [self setNeedsDisplay];
}

8. 响应对象链

UIResponder 对象可以接受触摸事件，而 UIView、UIViewController、UIApplication 和 UIWindow 等都是 UIResponder 的子类。因此，他们都可以可以接受触摸事件。

例如，虽然 UIViewController 不是视图对象，系统不能向 UIViewController 对象直接发送触摸事件，但是该对象能通过响应对象链接受事件。

UIResponder 对象拥有一个名为 nextResponder 的指针，相关的 UIResponder 对象可以通过该指针组成一个响应对象链。

• 当 UIView 对象属于某个 UIViewController 对象时，其 nextResponder 指针就会指向包含该视图的UIViewController 对象。
• 当 UIView 对象不属于任何 UIViewController 对象时，其 nextResponder 指针就会指向该视图的父视图。UIViewController 对象的 nextResponder 通常会指向其视图的父视图。最顶层的父视图是 UIWindow 对象，而 UIWindow 对象的 nextResponder 指向的是 UIApplication 单例。
• 如果没有为某个 UIResponder 对象覆盖特定的事件处理方法，那么该对象的 nextResponder 会尝试处理相应的触摸事件。最终，该事件会传递给 UIApplication（响应对象链的最后一个对象），如果 UIApplication 也无法对其处理，系统就会丢弃该事件。

除了由 UIResponder 对象向 nextResponder 转发消息，也可以直接向 nextResponder 发送消息。

[[self nextResponder]touchesBegan:touches withEvent:event];

UIController

• UIController 是部分 Cocoa Touch 类的父类，例如 UIButton 和 UISlider。
• UIControl 对象并不是直接向目标对象发送消息，而是通过 UIApplication 转发。UIApplication 在转发源自 UIControl 对象的消息时，会先判断目标对象是不是 nil。如果是 nil，UIApplication 就会先找出 UIWindow 对象的第一响应对象，然后向第一响应对象发送相应的动作消息。

13. UIGestureRecognizer 与 UIMenuController

• UIGestureRecognizer 对象可以用于识别特定手势，例如“张开或者合拢手指”（pinch）或者滑动（swipe）手势。
• 在为应用添加手势识别功能时，需要针对特定的手势创建 UIGestureRecognizer 子类对象，而不是直接使用 UIGestureRecognizer 对象。

双击手势——UITapGestureRecognize

添加双击手势需要在 HQLDrawView.m 的初始化方法中创建一个 UITapGestureRecognize 对象，并注册触发的手势方法。

初始化创建双击手势：

// 使用 UIGestureRecognize 子类步骤：
// ① 创建对象并设置目标-动作对；
// ② 将该对象“附着”在某个视图上；

// UIGestureRecognize 子类 - UITapGestureRecognizer
// 1️⃣ 双击手势
UITapGestureRecognizer *doubleTapRecognizer =
    [[UITapGestureRecognizer alloc] initWithTarget:self
                                            action:@selector(doubleTap:)];
// 设置点击次数为2
doubleTapRecognizer.numberOfTapsRequired = 2;
// 设置手势优先：延迟 UIView 收到 UIResponder 消息
// 只有双击手势识别失败后，才能再去识别 UIResponder 消息的触摸手势，防止误识别。
doubleTapRecognizer.delaysTouchesBegan = YES;
// 将该对象“附着”在视图上；
[self addGestureRecognizer:doubleTapRecognizer];

触发响应事件：

// doubleTap:双击手势方法：删除所有线条
- (void) doubleTap:(UIGestureRecognizer *)gr {
NSLog(@"Recognized Double Tap");
[self.linesInProgress removeAllObjects];
[self.finishedLines removeAllObjects];
[self setNeedsDisplay];
}

单击手势——UITapGestureRecognizer

在 HQLDrawView.m 的初始化方法中创建一个 UITapGestureRecognizer 单击手势对象。

初始化创建双击手势：

// 2️⃣ 单击手势
UITapGestureRecognizer *tapRecognizer =
    [[UITapGestureRecognizer alloc] initWithTarget:self
                                            action:@selector(tap:)];
// 同样设置手势优先：① 延迟 UIView 收到 UIResponder 消息
tapRecognizer.delaysTouchesBegan = YES;
// ② 需要双击手势识别失败时再识别单击手势
[tapRecognizer requireGestureRecognizerToFail:doubleTapRecognizer];
[self addGestureRecognizer:tapRecognizer];

触发响应事件：

#pragma mark - 单击手势

- (void) tap:(UIGestureRecognizer *)gr {
    
    NSLog(@"Recognized tap");
    // 获取点击的坐标位置
    CGPoint point = [gr locationInView:self];
    // 根据该点找到最近的线
    self.selectedLine = [self lineAtPoint:point];
    
    // 弹出删除菜单
    if (self.selectedLine) {
        // 使视图成为 UIMenuItem 动作消息的目标
        [self becomeFirstResponder];
        // 获取 UIMenuController 对象
        UIMenuController *menu = [UIMenuController sharedMenuController];
        // 创建一个新的标题为 “Delete” 的 UIMenuItem 对象
        UIMenuItem *deleteItem =
            [[UIMenuItem alloc] initWithTitle:@"删除"
                                       action:@selector(deleteLine:)];
        menu.menuItems = @[deleteItem];
        // 先为 UIMenuController 对象设置显示区域，然后将其设置为可见
        [menu setTargetRect:CGRectMake(point.x, point.y, 2, 2) inView:self];
        [menu setMenuVisible:YES animated:YES];
    }else {
        // 如果没有选中的线条，就隐藏 UIMenuController 对象
        // 即点击其他空白区域，隐藏 UIMenuController 对象
        [[UIMenuController sharedMenuController] setMenuVisible:NO
                                                       animated:YES];
    }
    // 用绿色重绘这根线条
    [self setNeedsDisplay];
}

#pragma 根据点找出最近的线
- (HQLLine *) lineAtPoint:(CGPoint) p {
    
    // 找出离P最近的 HQLLine 对象
    for (HQLLine *l in self.finishedLines) {
        CGPoint start = l.begin;
        CGPoint end = l.end;
        //检查线条的若干点
        for (float t= 0.0; t <= 1.0; t += 0.05) {
            float x = start.x + t * (end.x - start.x);
            float y = start.y + t * (end.y - start.y);
            // 如果线条的某个点和p的距离在20点以内，就返回相应的HQLLine对象
            if (hypot(x-p.x, y-p.y) < 20.0) {
                return l;
            }
        }
    }
    return nil;
}

#pragma UIMenuItem 动作方法：删除线

- (void) deleteLine:(id) sender {
    // 从已经完成的线条中删除选中的线条
    [self.finishedLines removeObject:self.selectedLine];
    // 重画整个视图
    [self setNeedsDisplay];
}

UIMenuController

以上单击手势方法 tap: 中用到了 UIMenuController 对象

• UIMenuController 对象用于在用户手指按下的地方显示一组 UIMenuItem 对象（菜单项），每个 UIMenuItem 对象都有自己的标题和动作方法。
• 显示 UIMenuItem 对象的对象必须是当前 UIWindow 对象的第一响应对象。

如果要将某个自定义的 UIView 子类对象设置为第一响应者 [self becomeFirstResponder]，就必须在 HQLDrawView.m 中覆盖 canBecomeFirstResponder 方法并返回 YES：

- (BOOL) canBecomeFirstResponder {
return YES;
}

还需要为 UIMenuController 对象实现删除线的动作方法，才会在选中某条线时显示 UIMenuController 对象。如果 UIMenuController 对象的动作方法没有实现，应用就不会显示 UIMenucontroller 对象。

- (void) deleteLine:(id) sender {
//从已经完成的线条中删除选中的线条
[self.finishedLines removeObject:self.selectedLine];
//重画整个视图
[self setNeedsDisplay];
}

长按手势——UILongPressGestureRecognizer

• UILongPressGestureRecognizer 对象默认会将持续时间超过0.5秒的触摸事件识别为长按手势。设置 UILongPressGestureRecognizer 对象的 minimumPressDuration 属性可以修改这个时间。
• UILongPressGestureRecognizer 对象在识别出长按手势后，会持续跟踪该手势并在不同的阶段分别触发三种不同的事件：
  1. UIGestureRecognizerStatePossible（可能会发生）
  2. UIGestureRecognizerStateBegan（长按开始）
  3. UIGestureRecognizerStateEnded（长按结束）

在 HQLDrawView.m 的初始化方法中创建一个 UILongPressGestureRecognizer 长按手势对象。

// UIGestureRecognize 子类 - UILongPressGestureRecognizer
// 3️⃣ 长按手势
UILongPressGestureRecognizer *pressRecognizer = [[UILongPressGestureRecognizer alloc] initWithTarget:self
                                                  action:@selector(longPress:)];
// UILongPressGestureRecognizer 对象默认会将持续时间超过 0.5秒的触摸事件识别为长按手势
// 设置 minimumPressDuration 属性可修改该时间
pressRecognizer.minimumPressDuration = 0.6;
[self addGestureRecognizer:pressRecognizer];

在 HQLDrawView.m 中实现 longPress: 方法

- (void) longPress:(UIGestureRecognizer *)gr {
    
    // 长按开始
    if (gr.state == UIGestureRecognizerStateBegan) {
        CGPoint point = [gr locationInView:self];
        // 选中被长按的线
        self.selectedLine = [self lineAtPoint:point];
        if (self.selectedLine) {
            // 删除当前线
            [self.linesInProgress removeAllObjects];
        }
    }
    // 长按结束
    else if (gr.state == UIGestureRecognizerStateEnded) {
        self.selectedLine = nil;
    }
    [self setNeedsDisplay];
}

UIPanGestureRecognizer（拖动手势）以及同时识别多个手势

在 HQLDrawView.m 中的类扩展中将 HQLDrawView 声明为遵守 协议。然后声明一个类型为 UIPanGestureRecognizer 的属性:
@property (nonatomic,strong) UIPanGestureRecognizer *moveRecognizer;

更新 HQLDrawView.m 的 initWithFrame: 方法,创建一个 UIPanGestureRecognizer 对象。默认情况下，UIGestureRecognize 对象在识别出特定的手势时，会“吃掉”所有和该手势有段的 UItouch 对象，这边选择否“NO”，让 UILongPressGestureRecognizer 对象和 UIPanGestureRecognizer 对象能够同时识别手势。

// 4️⃣ 移动手势
self.moveRecognizer =
    [[UIPanGestureRecognizer alloc] initWithTarget:self
                                            action:@selector(moveLine:)];
self.moveRecognizer.delegate = self;
// cancelsTouchesInView 属性默认为 YES，这个对象会在识别出特定手势时，“吃掉”所有和该手势有关的 UITouch 对象；
// 这里设置为NO，因为还要处理相关的 UITouch 对象：
// 一开始，画板上没有任何线时，在屏幕上划动就会识别出 moveRecognizer 手势，它会发送 moveLine:消息。执行该消息，如果没有选中的线条就直接返回。与此同时 YES 的cancelsTouchesInView 属性拦截了所有的 UIResponder 方法，就无法处理 UITouch 对象，就无法画线。
self.moveRecognizer.cancelsTouchesInView = NO;
[self addGestureRecognizer:self.moveRecognizer];

使用 协议中的一个协议 gestureRecognizer: shouldRecognizeSimultaneouslyWithGestureRecognizer:，当某个 UIGestureRecognizer 子类对象识别出特定的手势后，如果发现其他的 UIGestureRecognizer 子类对象也识别出了特定的手势，就会向其委托对象发送 gestureRecognizer: shouldRecognizeSimultaneouslyWithGestureRecognizer: 消息。如果相应的方法返回YES，那么当前的 UIGestureRecognizer 子类对象就会和其他的 UIGestureRecognizer 子类对象共享 UITouch 对象。

#pragma mark - UIGestureRecognizerDelegate
// 默认情况下，UIGestureRecognize 对象在识别出特定的手势时，会“吃掉”所有和该手势有关的 UItouch 对象
// 让 UILongPressGestureRecognizer 长按手势和 UIPanGestureRecognizer 拖动手势同时被识别
- (BOOL) gestureRecognizer:(UIGestureRecognizer *)gestureRecognizer shouldRecognizeSimultaneouslyWithGestureRecognizer:(UIGestureRecognizer *)otherGestureRecognizer {
    
    if (gestureRecognizer == self.moveRecognizer) {
        return YES;
    }
    return NO;
}

在 HQLDrawView.m 中实现 moveLine: 方法：

- (void) moveLine:(UIPanGestureRecognizer *)gr {
    // 如果没有选中的线条就直接返回
    if (! self.selectedLine) {
        return;
    }
    
    // 如果菜单项可见，返回
    UIMenuController *menuController = [UIMenuController sharedMenuController];
    if (menuController.isMenuVisible ) {
        return;
    }
    
    // 如果 UIPanGestureRecognizer 对象处于“变化后”状态
    if (gr.state == UIGestureRecognizerStateChanged) {
        // 获取手指的拖移距离
        CGPoint translation = [gr translationInView:self];
        // 将拖移距离加至选中的线条的起点和终点
        CGPoint begin = self.selectedLine.begin;
        CGPoint end = self.selectedLine.end;
        begin.x += translation.x;
        begin.y += translation.y;
        end.x += translation.x;
        end.y += translation.y;
        // 为选中的线段设置新的起点和和终点
        self.selectedLine.begin = begin;
        self.selectedLine.end = end;
        // 重画视图
        [self setNeedsDisplay];
        // 使该对象增量地报告拖移距离
        // ：将手指的当前位置设置为拖移手势的起始位置
        [gr setTranslation:CGPointZero inView:self];
    }
}