iOS CollectionView 的那些事

UICollectionView是开发中用的比较多的一个控件，本文记录UICollectionView在开发中常用的方法总结，包括使用UICollectionViewFlowLayout实现Grid布局、添加Header/Footer、自定义layout布局、UICollectionView的其它方面比如添加Cell的点击效果等等

本文Demo: CollectionViewDemo

UICollectionView重要的概念

UICollectionView中有几个重要的概念，理解这几个重要的概念对于使用UICollectionView有很大的帮助，这个几个概念从用户的数据、布局展示的数据、视图展示的View、UICollectionView充当的角色这几个维度来展开讲解，这部分讲解的是偏概念的东西，如果你是一个实用主义者，那么可以直接跳到下一部分“UICollectionView和UICollectionViewFlowLayout”查看UICollectionView的简单实用，然后再回过头来回顾下这些概念，这样也是一个比较好的方式

用户的数据

用户的数据是UICollectionView中的DataSource，DataSource告诉UICollectionView有几个section、每个section中有几个元素需要展示，这点和UITableView中的DataSource是类似的

布局展示的数据

布局展示的数据是UICollectionView中的Layout，Layout告诉UICollectionView每个section中元素展示的大小和位置，每个元素展示的位置大小信息是保存在一个UICollectionViewLayoutAttributes类的对象中，Layout对象会管理一个数组包含了多个UICollectionViewLayoutAttributes的对象。Layout对应的具体类是UICollectionViewLayout和UICollectionViewFlowLayout，UICollectionViewFlowLayout可以直接使用，最简单的通过设置每个元素的大小就可以实现Grid布局。如果需要更多了定制设置其他属性比如minimumLineSpacing、minimumInteritemSpacing来设置元素之间的间距。

视图展示的View

DataSource中每个数据展示需要使用到的是UICollectionViewCell类对象，一般的通过创建UICollectionViewCell的子类，添加需要的UI元素进行自定义的布局。可以使用registerClass:forCellReuseIdentifier:方法或者registerNib:forCellReuseIdentifier:方法注册，然后在UICollectionView的DataSource方法collectionView: cellForItemAtIndexPath:中使用方法dequeueReusableCellWithIdentifier:获取到前面注册的Cell，使用item设置急需要展示的数据。

另外如果有特殊的Header/Footer需求，需要使用到的是UICollectionReusableView类，一般也是通过创建子类进行设置自定义的UI。可以使用registerClass:forSupplementaryViewOfKind:withReuseIdentifier:方法或者registerNib:forSupplementaryViewOfKind:withReuseIdentifier:方法注册，然后在UICollectionView的DataSource方法collectionView: viewForSupplementaryElementOfKind: atIndexPath:中使用方法dequeueReusableSupplementaryViewOfKind: withReuseIdentifier: forIndexPath:获取到前面注册的reusableView，然后设置需要展示的数据。

UICollectionView充当的角色

UICollectionView在这里面充当的角色是一个容器类，是一个中间者，他用于连接DataSource、Layout、UI之间的关系，起到一个协调的作用，CollectionView的角色可以使用下面的这张图来标识。

UICollectionView充当的角色

UICollectionView和UICollectionViewFlowLayout

UICollectionView已经为我们准备好了一个开箱即用的Layout类，就是UICollectionViewFlowLayout，使用UICollectionViewFlowLayout可以实现经常使用到的Grid表格布局，下面了解下UICollectionViewFlowLayout中常用的几个属性的意思以及如何使用和定制UICollectionViewFlowLayout。

UICollectionViewFlowLayout头文件中定义的属性如下：

@property (nonatomic) CGFloat minimumLineSpacing;
@property (nonatomic) CGFloat minimumInteritemSpacing;
@property (nonatomic) CGSize itemSize;
@property (nonatomic) UICollectionViewScrollDirection scrollDirection;
@property (nonatomic) UIEdgeInsets sectionInset;

minimumLineSpacing 如果itemSize的大小是一样的，那么真实的LineSpacing就是minimumLineSpacing，如果高度不一样，那么这个值回事上一行中Y轴值最大者和当前行中Y轴值最小者之间得高度，行中其它元素的LineSpacing会大于minimumLineSpacing

minimumLineSpacing
minimumInteritemSpacing 如下图所示，定义的是元素水平之间的间距，这个间距会大于等于我们设置的值，因为有可能有可能一行容纳不下只能容纳下N个元素，还有M个单位的空间，这些剩余的空间会被平局分配到元素的间距，那么真实的IteritemSpacing值其实是(minimumInteritemSpacing + M / (N - 1))

minimumInteritemSpacing
itemSize itemSize表示的是Cell的大小
scrollDirection 如下图所示，表示UICollectionView的滚动方向，可以设置垂直方向UICollectionViewScrollDirectionVertical和水平方向UICollectionViewScrollDirectionHorizontal

scrollDirection
sectionInset 定义的是Cell区域相对于UICollectionView区域的上下左右之间的内边距，如下图所示

sectionInset

在了解了UICollectionViewFlowLayout的一些概念之后，我们实现一个如下的表格布局效果

表格布局效果

1. UICollectionViewFlowLayout初始化和UICollectionView的初始化

首先使用UICollectionViewFlowLayout对象初始化UICollectionView对象，UICollectionViewFlowLayout对象设置item元素显示的大小，滚动方向，内边距，行间距，元素间距，使得一行刚好显示两个元素，并且元素内边距为5，元素的间距为10，行间距为20，也就是上图的效果。这边还有一个重要的操作是使用registerClass:forCellWithReuseIdentifier:方法注册Cell，以备后面的使用。

- (UICollectionView *)collectionView {
    if (_collectionView == nil) {
        
        UICollectionViewFlowLayout *layout = [[UICollectionViewFlowLayout alloc] init];
        CGFloat itemW = (SCREEN_WIDTH - 20) / 2;
        CGFloat itemH = itemW * 256 / 180;
        layout.itemSize = CGSizeMake(itemW, itemH);
        layout.sectionInset = UIEdgeInsetsMake(5, 5, 5, 5);
        layout.scrollDirection = UICollectionViewScrollDirectionVertical;
        layout.minimumLineSpacing = 20;
        layout.minimumInteritemSpacing = 10;
        
        _collectionView = [[UICollectionView alloc] initWithFrame:CGRectZero collectionViewLayout:layout];
        _collectionView.backgroundColor = [UIColor whiteColor];
        _collectionView.delegate = self;
        _collectionView.dataSource = self;
        [_collectionView registerClass:[TTQVideoListCell class] forCellWithReuseIdentifier:@"TTQVideoListCell"];
    }
    return _collectionView;
}

2. UICollectionViewDataSource处理

重写collectionView: numberOfItemsInSection:返回元素个数
重写collectionView: cellForItemAtIndexPath:，使用dequeueReusableCellWithReuseIdentifier:获取重用的Cell，设置Cell的数据，返回Cell
重写collectionView: didSelectItemAtIndexPath:，处理Cell的点击事件，这一步是非必须的，但是绝大多数场景是需要交互的，点击Cell需要执行一些处理，所以这里也添加上这个方法，在这里做一个取消选择状态的处理

// MARK: - UICollectionViewDataSource

- (NSInteger)collectionView:(UICollectionView *)collectionView numberOfItemsInSection:(NSInteger)section {
    return self.dataSource.count;
}

- (__kindof UICollectionViewCell *)collectionView:(UICollectionView *)collectionView cellForItemAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
    TTQVideoListCell *cell = [collectionView dequeueReusableCellWithReuseIdentifier:@"TTQVideoListCell" forIndexPath:indexPath];
    TTQVideoListItemModel *data = self.dataSource[indexPath.item];
    [cell setupData:data];
    return cell;
}

- (void)collectionView:(UICollectionView *)collectionView didSelectItemAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
    TTQVideoListItemModel *data = self.dataSource[indexPath.item];
    [collectionView deselectItemAtIndexPath:indexPath animated:YES];
    // FIXME: ZYT 处理跳转
}

3.数据源
数据源是一个简单的一维数组，如下

- (NSMutableArray *)dataSource {
    if (!_dataSource) {
        _dataSource = [NSMutableArray array];
        
        // FIXME: ZYT TEST
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            TTQVideoListItemModel *data = [TTQVideoListItemModel new];
            data.images = @"https://timgsa.baidu.com/timg?image&quality=80&size=b9999_10000&sec=1534329621698&di=60249b63257061ddc1f922bf55dfa0f4&imgtype=0&src=http%3A%2F%2Fimgsrc.baidu.com%2Fimgad%2Fpic%2Fitem%2Fd009b3de9c82d158e0bd1d998b0a19d8bc3e42de.jpg";
            [_dataSource addObject:data];
        }
    }
    return _dataSource;
}

4.Cell实现
在这个演示项目中，Cell是通过代码的方式继承UICollectionViewCell实现的

头文件：

@interface TTQVideoListCell : UICollectionViewCell

- (void)setupData:(TTQVideoListItemModel *)data;

@end

实现文件：

@interface TTQVideoListCell()
@property (nonatomic, strong) UIImageView *coverImageView;
@property (nonatomic, strong) UIView *titleLabelBgView;
@property (nonatomic, strong) UILabel *titleLabel;
@property (nonatomic, strong) UILabel *playCountLabel;
@property (nonatomic, strong) UILabel *praiseCountLabel;
@property (nonatomic, strong) UILabel *statusLabel;
@property (nonatomic, strong) UILabel *tagLabel;
@property (nonatomic, strong) TTQVerticalGradientView *bottomGradientView;
@property (nonatomic, strong) TTQVerticalGradientView *topGradientView;
@property (strong, nonatomic) UIView *highlightView;
@end

@implementation TTQVideoListCell

- (instancetype)initWithFrame:(CGRect)frame {
    self = [super initWithFrame:frame];
    if (self) {
        [self setupUI];
    }
    return self;
}

- (void)setHighlighted:(BOOL)highlighted {
    [super setHighlighted:highlighted];
    if (highlighted) {
        self.highlightView.backgroundColor = [UIColor colorWithWhite:0 alpha:0.5];
    } else {
        self.highlightView.backgroundColor = [UIColor colorWithWhite:0 alpha:0];
    }
}

- (void)setupUI {
    self.contentView.layer.cornerRadius = 4;
    self.contentView.layer.masksToBounds = YES;
    [self.contentView addSubview:self.coverImageView];
    [self.contentView addSubview:self.topGradientView];
    [self.contentView addSubview:self.bottomGradientView];
    [self.contentView addSubview:self.titleLabelBgView];
    [self.titleLabelBgView addSubview:self.titleLabel];
    [self.contentView addSubview:self.playCountLabel];
    [self.contentView addSubview:self.praiseCountLabel];
    [self.contentView addSubview:self.statusLabel];
    [self addSubview:self.tagLabel];
    [self addSubview:self.highlightView];
    // 布局省略了，具体可以查看git仓库中的代码
}

- (void)setupData:(TTQVideoListItemModel *)data {
   
    self.titleLabel.text = data.title;
    self.playCountLabel.text = @"播放次数";
    self.praiseCountLabel.text = @"点赞次数";
    [self.coverImageView sd_setImageWithURL:[NSURL URLWithString:data.images]];
    
    if (data.status == TTQVideoItemStatusReviewRecommend) {
        self.tagLabel.hidden = NO;
        self.statusLabel.hidden = YES;
        self.tagLabel.text = data.status_desc;
    } else {
        self.tagLabel.hidden = YES;
        self.statusLabel.hidden = NO;
        self.statusLabel.text = data.status_desc;
    }
}

只要以上几个步骤，我们就能实现一个Grid的表格布局了，如果有其它的Header/Footer的需求，其实也只要增加三个小步骤就可以实现，下面就来实现一个带有Header/Footer效果的CollectionView

UICollectionViewFlowLayout的Header和Footer

UICollectionView中的Header和Footer也是会经常使用到的，下面通过三个步骤来实现，这三个步骤其实和Cell的步骤是相似的，所以十分简单

Header和Footer

**1.注册Header/Footer **
使用registerClass:forSupplementaryViewOfKind:withReuseIdentifier:方法或者registerNib:forSupplementaryViewOfKind:withReuseIdentifier:方法注册

        [_collectionView registerClass:SimpleCollectionHeaderView.class forSupplementaryViewOfKind:UICollectionElementKindSectionHeader withReuseIdentifier:@"SimpleCollectionHeaderView"];
        [_collectionView registerClass:SimpleCollectionFooterView.class forSupplementaryViewOfKind:UICollectionElementKindSectionFooter withReuseIdentifier:@"SimpleCollectionFooterView"];

**2.获取Header/Footer **

重写collectionView: layout: referenceSizeForHeaderInSection:返回header的高度
重写collectionView: layout: referenceSizeForFooterInSection:返回footer的高度
重写collectionView: viewForSupplementaryElementOfKind: atIndexPath:方法，使用方法dequeueReusableSupplementaryViewOfKind: withReuseIdentifier: forIndexPath:获取到前面注册的reusableView，然后设置需要展示的数据。该方法中的kind参数可以使用UICollectionElementKindSectionHeader、UICollectionElementKindSectionFooter两个常量来判断是footer还是header

// MARK: 处理Header/Footer

- (CGSize)collectionView:(UICollectionView *)collectionView layout:(UICollectionViewLayout*)collectionViewLayout referenceSizeForHeaderInSection:(NSInteger)section {
    return CGSizeMake(SCREEN_WIDTH, 40);
}

- (CGSize)collectionView:(UICollectionView *)collectionView layout:(UICollectionViewLayout*)collectionViewLayout referenceSizeForFooterInSection:(NSInteger)section {
    return CGSizeMake(SCREEN_WIDTH, 24);
}

- (UICollectionReusableView *)collectionView:(UICollectionView *)collectionView viewForSupplementaryElementOfKind:(NSString *)kind atIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
    UICollectionReusableView *supplementaryView = nil;
    SectionDataModel *sectionData = self.dataSource[indexPath.section];
    if ([kind isEqualToString:UICollectionElementKindSectionHeader]) {
        SimpleCollectionHeaderView* header = [collectionView dequeueReusableSupplementaryViewOfKind:UICollectionElementKindSectionHeader withReuseIdentifier:@"SimpleCollectionHeaderView" forIndexPath:indexPath];
        header.descLabel.text = sectionData.title;
        supplementaryView = header;
    } else {
        SimpleCollectionFooterView* footer = [collectionView dequeueReusableSupplementaryViewOfKind:UICollectionElementKindSectionFooter withReuseIdentifier:@"SimpleCollectionFooterView" forIndexPath:indexPath];
        footer.descLabel.text = [NSString stringWithFormat:@"%@条数据", @(sectionData.items.count)];
        supplementaryView = footer;
    }
    return supplementaryView;
}

3.Header/Footer类实现 **
继承UICollectionReusableView类，然后进行自定义的UI布局即可，下面实现一个简单的Header，只有一个Label显示分类的标题，注意需要使用UICollectionReusableView子类，才能利用CollectionView中的重用机制**
头文件

@interface SimpleCollectionHeaderView : UICollectionReusableView

@property (nonatomic, strong) UILabel *descLabel;

@end

实现文件

@implementation SimpleCollectionHeaderView

- (instancetype)initWithFrame:(CGRect)frame {
    self = [super initWithFrame:frame];
    if (self) {
        [self addSubview:self.descLabel];
        self.backgroundColor = [UIColor colorWithWhite:0.95 alpha:0.6];;
    }
    return self;
}

- (void)layoutSubviews {
    [super layoutSubviews];
    self.descLabel.frame = CGRectMake(15, 0, self.bounds.size.width - 30, self.bounds.size.height);
}

- (UILabel *)descLabel {
    if (!_descLabel) {
        _descLabel = [UILabel new];
        _descLabel.font = [UIFont systemFontOfSize:18];
        _descLabel.textColor = [UIColor colorWithWhite:0.7 alpha:1];
    }
    return _descLabel;
}
@end

自定义Layout

自定义Layout为CollectionView的布局提供了最大的灵活性，使用自定义的Layout可以实现复杂的布局视图，下面会通过一个简单的例子来了解下自定义Layout，更加深入的内容可以查看ClassHierarchicalTree这个开源项目的代码进行学习，Demo项目中自定义布局实现的效果如下：

自定义Layout效果

自定义Layout需要经过以下的几个步骤

预处理，该步骤是可选的，为了提高性能可以在这个方法中做预处理
提供ContentSize
提供LayoutAttributes，是一个数组，表示的是在UICollectionView可见范围内的item显示的Cell的布局参数
提供单独的Attributes，与IndexPath相关的的布局参数

作为一个最简单的实践，本文不做预处理，所以步骤只有后面三个，接下来逐个的展开来说
下面的代码中会使用到下面的几个宏定义的值得意思说明如下：

/**
 Cell外边距
 */
#define VideoListCellMargin 5
/**
 Cell宽度
 */
#define VideoListCellWidth ((SCREEN_WIDTH - VideoListCellMargin * 3) / 2)
/**
 Cell高度
 */
#define VideoListCellHeight (VideoListCellWidth * 265 / 180)

下面的代码中会使用到headerHeight表示的是头部视图的高度，datas表示的是数据源

@interface TTQVideoListLayout : UICollectionViewLayout

@property (nonatomic, strong) NSArray *datas;
/**
 头部视图的高度
 */
@property (nonatomic, assign) CGFloat headerHeight;

@end

提供ContentSize

ContentSize的概念和ScrollView中contentSize的概念类似，表示的是所有内容占用的大小，下面的代码会根据DataSource数组的大小和headerHeight的值计算最终需要显示的大小

- (CGSize)collectionViewContentSize {
    return CGSizeMake(SCREEN_WIDTH, ceil((CGFloat)self.datas.count / (CGFloat)2) * (VideoListCellHeight + VideoListCellMargin) + self.headerHeight + VideoListCellMargin);
}

提供LayoutAttributes

返回值是一个数组，表示的是在UICollectionView可见范围内的item显示的Cell的布局参数，如下图的Visible rect标识的位置中所有元素的布局属性

Visible rect

实现的方式很简单，通过对全部内容的布局属性的遍历，判断是否和显示区域的rect有交集，如果有交集，就把该布局属性对象添加到数组中，最后返回这个数组。

- (NSArray *)layoutAttributesForElementsInRect:(CGRect)rect {
    NSMutableArray *array = [[NSMutableArray alloc] init];
    for (NSInteger i = 0; i < self.datas.count; i++) {
        NSIndexPath *indexPath = [NSIndexPath indexPathForItem:i inSection:0];
        UICollectionViewLayoutAttributes *attributes = [self layoutAttributesForItemAtIndexPath:indexPath];
        if (!CGRectEqualToRect(attributes.frame, CGRectZero)) {
            if (CGRectIntersectsRect(rect, attributes.frame)) {
                [array addObject:attributes];
            }
        }
    }
    return array;
}

提供单独的Attributes

这个方法用于返回和单独的IndexPath相关的布局属性对象，根据indexPath中的row参数可以知道元素的位置，然后可以计算出相应所在的位置大小，然后初始化一个UICollectionViewLayoutAttributes对象，设置参数值，返回UICollectionViewLayoutAttributes对象即可

- (UICollectionViewLayoutAttributes *)layoutAttributesForItemAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
    UICollectionViewLayoutAttributes* attributes = [UICollectionViewLayoutAttributes layoutAttributesForCellWithIndexPath:indexPath];
    if (indexPath.row < self.datas.count) {
        id item = self.datas[indexPath.row];
        if ([item isKindOfClass:[TTQVideoListItemModel class]]) {
            CGFloat originX = (indexPath.row % 2 == 0) ? (VideoListCellMargin) : (VideoListCellMargin * 2 + VideoListCellWidth);
            CGFloat originY = indexPath.row/ 2 * (VideoListCellMargin + VideoListCellHeight) + VideoListCellMargin + self.headerHeight;
            attributes.frame = CGRectMake(originX, originY, VideoListCellWidth, VideoListCellHeight);
        } else {
            attributes.frame = CGRectZero;
        }
    } else {
        attributes.frame = CGRectZero;
    }
    return attributes;
}

其它

Cell点击效果是很经常使用到的，这边主要讲下两种Cell点击效果的实现方式

Cell点击效果

有两种方法可以实现CollectionViewCell的点击效果，一种是设置CollectionViewCell的属性selectedBackgroundView和backgroundView；另一种是重写setHighlighted方法设置自定义的背景View的高亮状态

设置selectedBackgroundView和backgroundView

下图中的左边是点击效果，右边是普通的状态

selectedBackgroundView和backgroundView

    UIView *selectedBackgroundView = [UIView new];
    selectedBackgroundView.backgroundColor = [UIColor colorWithWhite:0 alpha:0.5];
    self.selectedBackgroundView = selectedBackgroundView;
    
    UIView *backgroundView = [UIView new];
    backgroundView.backgroundColor = [UIColor clearColor];
    self.backgroundView = backgroundView;

这种方式有一个局限性，如下图所示，设置的selectedBackgroundView和backgroundView是位于Cell的最底层，如果上面有自定义的图层会覆盖住selectedBackgroundView和backgroundView，比如Cell中设置了一个充满Cell视图的ImageView，点击的效果将会不可见。

`selectedBackgroundView`和`backgroundView`是位于Cell的最底层

重写setHighlighted方法

重写setHighlighted方法相对来说是一种灵活性比较高的方法，这种方式和自定义UITableViewCell的高亮状态很类似，setHighlighted方法中通过判断不同的状态进行设置任意的UI元素的样式，我们可以在Cell的最上层添加一个自定义的高亮状态的View，这样高亮的效果就不会因为充满Cell的UI而导致看不见了，代码如下

- (void)setupUI {
    // ......
    [self addSubview:self.highlightView];
    [self.highlightView mas_makeConstraints:^(MASConstraintMaker *make) {
        make.edges.equalTo(self);
    }];
}

- (UIView *)highlightView {
    if (!_highlightView) {
        _highlightView = [UIView new];
        _highlightView.backgroundColor = [UIColor clearColor];
        _highlightView.layer.cornerRadius = 3;
    }
    return _highlightView;
}

- (void)setHighlighted:(BOOL)highlighted {
    [super setHighlighted:highlighted];
    if (highlighted) {
        self.highlightView.backgroundColor = [UIColor colorWithWhite:0 alpha:0.5];
    } else {
        self.highlightView.backgroundColor = [UIColor colorWithWhite:0 alpha:0];
    }
}

效果如下图：

setHighlighted效果

参考

Collection View Programming Guide for iOS
自定义 Collection View 布局

iOS CollectionView 的那些事

UICollectionView重要的概念

用户的数据

布局展示的数据

视图展示的View

UICollectionView充当的角色

UICollectionView和UICollectionViewFlowLayout

UICollectionViewFlowLayout的Header和Footer

自定义Layout

提供ContentSize

提供LayoutAttributes

提供单独的Attributes

其它

Cell点击效果

设置selectedBackgroundView和backgroundView

重写setHighlighted方法

参考

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