quartz2D 的从零到一学习使用（附赠源码）

demo中有苹果婊

什么是Quartz2D?二维的绘图引擎
什么是二维?平面
什么是引擎?经包装的函数库，方便开发者使用。也就是说苹果帮我们封装了一套绘图的函数库
同时支持iOS和Mac系统什么意思?用Quartz2D写的同一份代码，既可以运行在iphone上又可以运行在mac上，可以跨平台开发。
开发中比较常用的是截屏/裁剪/自定义UI控件。
Quartz2D在iOS开发中的价值就是自定义UI控件。

---

使用图形上下文画图，要遵循一下四个步骤
1.获取图像上下文
2.创建路径
3.将路径添加到图形上下文(add)
4.渲染图像上下文(fill,stroke)

一.绘制一条直线的方法

1.直接使用图形上下文画图

//只有在drawRect方法中才能拿到图形上下文，才可以画图
- (void)drawRect:(CGRect)rect {
   //1.获取图形上下文,目前我们现在使用的都是UIGraphics开头,CoreGraphics,项目的简称CG
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();

    //2.描述路径
    //2.1 创建路径
    CGContextMoveToPoint(ctx, 14, 19);
    //2.2 添加线到一个点
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 45, 65);

  //3.完成路线
    CGContextStrokePath(ctx);
}

2.使用图形上下文+CGPathRef画线

- (void)drawRect:(CGRect)rect {
    //1.获取图形上下文,目前我们现在使用的都是UIGraphics开头,CoreGraphics,项目的简称CG
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    //2.使用path来画线
    CGMutablePathRef path = CGPathCreateMutable();
    //3.添加点
    CGPathMoveToPoint(path, NULL, 34, 23);
    CGPathAddLineToPoint(path, NULL, 56, 43);

    //4.将path添加到图像上下文上
    CGContextAddPath(ctx, path);
    //5.渲染上下文
    CGContextStrokePath(ctx);
}

3.贝塞尔曲线

实际上方法都是一样的，只是添加没有获取图形上下文，在底层，系统已经给封装了

- (void)drawRect:(CGRect)rect {
    //1.创建路径
    UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPath];
    //2.画线
    [path moveToPoint:CGPointMake(23, 45)];
    [path addLineToPoint:CGPointMake(66, 88)];
    //3.渲染
    [path stroke];
}

4.图形上下文+贝塞尔曲线

- (void)drawRect:(CGRect)rect {
   //使用贝塞尔曲线和图形上下文画图
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPath];
    [path moveToPoint:CGPointZero];
    [path addLineToPoint:CGPointMake(233, 69)];
   //这个是C语言的写法，必须使用path.CGPath，否则无效
    CGContextAddPath(ctx, path.CGPath);
    CGContextStrokePath(ctx);
}

1.用四种方法，说明绘制图形有很多种方法
2.底层的是2.CGMutablePathRef,绘制图形实际上就是一直设置path
3.CGContextMoveToPoint（实际上底层已经给我们分装了CGPat，但只有一个）c语言的方法，UIBezierPath抽象出的面向对象的类
4.不管哪种，思路都是一样的
5.个人推荐的是使用1，2，3，不推荐4，两个东西杂糅，不太喜欢

二.画两个链接的线，并且设置属性

两条相交的线

//只有在drawRect方法中才能拿到图形上下文，才可以画图
- (void)drawRect:(CGRect)rect {
    //1.获取图形上文
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    //2.将绘制路径，并且将其添加到图形上下文
    CGContextMoveToPoint(ctx,123, 45);
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 45, 80);

    //添加另一根线
    CGContextAddLineToPoint(ctx, 223, 159);

    //设置颜色
    [[UIColor greenColor] set];
    //设置线的宽度
    CGContextSetLineWidth(ctx, 10);
    //设置链接处的链接类型
    CGContextSetLineJoin(ctx, kCGLineJoinMiter);
    //设置线的头部样式
    CGContextSetLineCap(ctx, kCGLineCapButt);

    //渲染
    CGContextStrokePath(ctx);

}

画出了两条有链接的线，其中设置颜色的时候，是区分设置线的颜色，和设置图片的颜色的，可以设置他们各自的属性（但是经常设置错误），懒得去区分并且保证不会设置错误，建议设置[[UIColor greenColor] set]就不用考虑实线还是填充图形了。还有，CGContextSetLineJoin是设置连接处的样式，是枚举，CGContextSetLineCap是设置线的顶部的样式，也是枚举。
注意：设置各种属性的时候，一定要记住在渲染之前，否则无效

三.绘制两条不相交的线，并且设置各自属性

两条不相交的线，设置他们的属性

- (void)drawRect:(CGRect)rect {
    UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPath];
    [path moveToPoint:CGPointMake(12, 49)];
    [path addLineToPoint:CGPointMake(68, 34)];
    [path setLineWidth:3];
    [[UIColor redColor] set];
    [path stroke];
    //设置第2个线段
    UIBezierPath *path2 = [UIBezierPath bezierPath];
    [path2 moveToPoint:CGPointMake(145, 167)];
    [path2 addLineToPoint:CGPointMake(98, 34)];
    [path2 setLineWidth:10];
    [[UIColor greenColor] set];
    [path2 setLineCapStyle:kCGLineCapRound];
    [path2 stroke];
}

使用贝塞尔曲线画图的好处在于，1.每一个贝塞尔底层都有一个图形上线文，如果是用CGContextMoveToPoint画图，实际上就是一个图形上下文，不好去控制，所以建议没多条线可以使用贝塞尔曲线或者说使用底层的CGMutablePathRef画线，比较靠谱

四.绘制曲线

曲线

- (void)drawRect:(CGRect)rect {
    //绘制一条曲线
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();

    //设置起点
    CGContextMoveToPoint(ctx, 10, 10);
    /**
     *  添加曲线的五个参数
     *
     *  @param c#>   图形上下文
     *  @param cpx#> 将来要突出的x值
     *  @param cpy#> 要突出的y值
     *  @param x#>   曲线结束时的x
     *  @param y#>   曲线结束时的y
     */
    CGContextAddQuadCurveToPoint(ctx, 50, 50, 100, 10);

    //设置颜色
    [[UIColor redColor] set];

    //渲染图层
    CGContextStrokePath(ctx);
}

五.绘制带有圆角边框的正方形

圆角的矩形们

- (void)drawRect:(CGRect)rect {
    //绘制一个圆角矩形
    UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithRoundedRect:CGRectMake(10, 10, 100, 40) cornerRadius:5];
    [[UIColor orangeColor] set];
    [path stroke];

    //绘制一个圆角矩形
    UIBezierPath *path2 = [UIBezierPath bezierPathWithRoundedRect:CGRectMake(10, 110, 100, 40) cornerRadius:5];
    [[UIColor greenColor] set];
    [path2 fill];

    //绘制一个原形（不规范的绘制）
    UIBezierPath *path3 = [UIBezierPath bezierPathWithRoundedRect:CGRectMake(140, 10, 100, 100) cornerRadius:50];
    [[UIColor cyanColor] set];
    [path3 fill];
}

• 1.stroke设置边框的颜色，fill填充内部的颜色
• 2.fill并不是随意使用的，必须是封闭的图形。
• 3.可以通过设置圆角是正方形的高度，生成一个原形，但不是最规范绘制原形的方法，不过也可以使用。

六.绘制一个弧度曲线

弧度曲线

- (void)drawRect:(CGRect)rect {
    /**
     *  绘制弧度曲线
     *
     *  @param ArcCenter 曲线中心
     *  @param radius       半径
     *  @param startAngle 开始的弧度
     *  @param endAngle 接收的弧度
     *  @param clockwise YES顺时针，NO逆时针
     */
    UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithArcCenter:CGPointMake(100, 100) radius:14 startAngle:0 endAngle:M_PI clockwise:YES];
    [[UIColor greenColor] set];
    [path stroke];

    //结束角度如果是M_PI *2 就是一个圆
    UIBezierPath *path1 = [UIBezierPath bezierPathWithArcCenter:CGPointMake(240, 140) radius:40 startAngle:0 endAngle:M_PI * 2 clockwise:YES];
    [[UIColor purpleColor] set];
    [path1 fill];

    //绘制115度角的圆弧
    UIBezierPath *path2 = [UIBezierPath bezierPathWithArcCenter:CGPointMake(200, 100) radius:20 startAngle:0 endAngle:115/360.0*(M_PI *2) clockwise:NO];
    [[UIColor orangeColor] set];
    [path2 stroke];

}

1.M_PI是180度.M_PI_2是90°
2.这里的角度都是弧度制度，如果我们需要15°，可以用15°/180°*π得到。
3.clockwise这个是顺时针，如果穿1，就是顺时针,穿0,是逆时针

七.绘制一个一个扇形

扇形

- (void)drawRect:(CGRect)rect {
    //1.获取图形上下文
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    //绘制曲线
    CGFloat centerX = 100;
    CGFloat centerY = 100;
    CGFloat radius = 30;
    //添加一根线·
    CGContextMoveToPoint(ctx, centerX, centerY);
    CGContextAddArc(ctx, centerX, centerY, radius, M_PI, M_PI_2, NO);
    //关闭线段
    CGContextClosePath(ctx);
    //渲染
    CGContextStrokePath(ctx);
}

1.线添加一个点CGContextMoveToPoint
2.添加一个圆弧CGContextAddArc
3.闭合绘图CGContextClosePath
4.给路径设置颜色CGContextStrokePath,或者给图形内部设置颜色CGContextFillPath
5.使用贝塞尔曲线，也要设置闭合路径CGContextClosePath

八.简单下载进度的demo

demo下载进度

- (void)setProgressValue:(CGFloat)progressValue{
    _progressValue = progressValue;
    [self setNeedsDisplay];
}

- (void)drawRect:(CGRect)rect {
    
    CGFloat radius = self.frame.size.height * 0.5 - 10;
    CGFloat endA = self.progressValue*M_PI*2 - M_PI_2;
    UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithArcCenter:CGPointMake(radius+5,radius+5) radius:radius-5 startAngle:-M_PI_2 endAngle:endA clockwise:YES];
    path.lineWidth = 10;
    path.lineCapStyle = kCGLineCapRound;
    [[UIColor redColor] set];
    [path stroke];
    
}

1. demo上传github，DEMO链接，上边是重要的代码
   2.在UIBezierPath的bezierPathWithArcCenter:radius:startAngle:endAngle:clockwise:中clockwise: == 1表示顺时针
   3.CGContextAddArc(ctx, centerX, centerY, radius, M_PI, M_PI_2, NO),clockwise == 0表示顺时针
   4.想调用这个方法drawRect:(CGRect)rect，必须要使用setNeedsDisplay,其他的无效。

九.饼状图

饼状图

@interface WXView ()
@property(nonatomic,strong)NSArray *nums;
@property(assign,nonatomic)NSInteger total;
@end
@implementation WXView


-(NSInteger )total{
    if (_total == 0) {
        for (int j = 0; j < self.nums.count; j++) {
            _total += [self.nums[j] integerValue];
        }
    }
    return _total;
}

-(NSArray *)nums{
    if (!_nums) {
        _nums = @[@23,@34,@33,@13,@30,@44,@66];
    }
    return _nums;
}

//只有在drawRect方法中才能拿到图形上下文，才可以画图
- (void)drawRect:(CGRect)rect {
    
    //绘制一个饼状图
    CGFloat centX = 100;
    CGFloat centY = 100;
    CGPoint center = CGPointMake(centX, centY);
    CGFloat radius = 50;
    CGFloat startA = 0;
    CGFloat endA = 0;
    
    for (int i = 0; i < self.nums.count; i++) {
        NSNumber *data = self.nums[i];
        startA = endA;
        endA = startA + [data floatValue]/self.total * 2 * M_PI;
        UIBezierPath *path  = [UIBezierPath bezierPathWithArcCenter:center radius:radius startAngle:startA endAngle:endA clockwise:YES];
        [path addLineToPoint:center];
        
        CGFloat randRed = arc4random_uniform(256)/255.0;
        CGFloat randGreen = arc4random_uniform(256)/255.0;
        CGFloat randBlue = arc4random_uniform(256)/255.0;
        
        UIColor *randomColor = [UIColor colorWithRed:randRed green:randGreen blue:randBlue alpha:1.0];
        [randomColor set];
        [path fill];
    }

}

十.柱状图

柱状图

-(NSArray *)nums{
    if (!_nums) {
        _nums = @[@23,@34,@93,@2,@55,@46];
    }
    return _nums;
}

//只有在drawRect方法中才能拿到图形上下文，才可以画图
- (void)drawRect:(CGRect)rect {

    //1.获取图形上下文
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    //2.绘制图像
    CGFloat margin = 30;
    CGFloat width = (rect.size.width - (self.nums.count + 1)*margin)/self.nums.count;
    for (int i = 0; i < self.nums.count; i++) {
        
        CGFloat x = margin + (width + margin)*i;
        CGFloat num = [self.nums[i] floatValue]/100;
        CGFloat y = rect.size.height * (1-num);
        CGFloat height = rect.size.height*num;
        
        CGRect rectA =  CGRectMake(x, y, width, height);
        CGContextAddRect(ctx,rectA);
        [[self randomColor] set];
        CGContextFillPath(ctx);
    }
}

十一.绘制图片

绘制文字和图片的时候，是不用去获取图像上下文的

平铺

固定位置画图

默认固定大小

- (void)drawRect:(CGRect)rect {
    //剪切图片，超出的图片位置都要剪切掉！必须要在绘制之前写，否则无效
//    UIRectClip(CGRectMake(0, 0, 100, 50));
    
    UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"1"];
    //（渲染）默认绘制的大小就是图片的大小，也可以自己设置一下
 
    //在什么范围下（原图大小）
    [image drawInRect:rect];
    //在哪个位置开始画
    [image drawAtPoint:CGPointMake(10, 10)];
    //平铺
   [image drawAsPatternInRect:rect];
}

十二.绘制富文本

苹果富文本

- (void)drawRect:(CGRect)rect {
    NSString *str = @"每个人都\n应该喜欢敲代\n码，只有这样，\n科技才能改变生活";
    //设置文字的属性
    NSMutableDictionary * paras = [NSMutableDictionary dictionary];
    paras[NSFontAttributeName] = [UIFont systemFontOfSize:40];
    paras[NSForegroundColorAttributeName] = [UIColor redColor];
    paras[NSStrokeColorAttributeName] = [UIColor orangeColor];
    paras[NSStrokeWidthAttributeName] = @3;
    //创建阴影对象
    NSShadow *shodow = [[NSShadow alloc] init];
    shodow.shadowColor = [UIColor blueColor];
    shodow.shadowOffset = CGSizeMake(5, 6);
    shodow.shadowBlurRadius = 4;
    //苹果的富文本就是这样搞出来的
    paras[NSShadowAttributeName]  = shodow;
    [str drawAtPoint:CGPointZero withAttributes:paras];
}

十三.自定义一个ImageView

WXImageView继承自UIView

WXImageView.h文件中定义的属性和接口和 UIImageView一样，继承自 UIView

- (id)initWithImage:(UIImage *)image;
@property(nonatomic,strong)UIImage *image;

WXImageView.m中方法的具体实现

- (id)initWithImage:(UIImage *)image{
    if (self = [super initWithFrame:CGRectMake(0, 0, image.size.width, image.size.height)]) {
        _image = image;
    }
    return self;
}

- (void)setImage:(UIImage *)image{
    _image = image;
    [self setNeedsDisplay];
}
- (void)drawRect:(CGRect)rect {
    [self.image drawInRect:rect];
}

在vc中调用

    WXImageView *imageV = [[WXImageView alloc] initWithImage:[UIImage imageNamed:@"1"]];
    imageV.center = CGPointMake(100, 50);
    [self.view addSubview:imageV];

即使在xib使用，我发现和UIImageView的结果都是一样的

十四.雪花飘动

雪花动画

//只有在drawRect方法中才能拿到图形上下文，才可以画图
- (void)drawRect:(CGRect)rect {
    //设置下雪的动画
    UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"snow"];
    _snowY += 10;
    
    [image drawAtPoint:CGPointMake(0, _snowY)];
    if (_snowY >= rect.size.height) {
        _snowY = 0;
    }
}
// 如果在绘图的时候需要用到定时器，通常使用CADisplayLink
// NSTimer很少用于绘图，因为调度优先级比较低，并不会准时调用
- (void)awakeFromNib
{
    // 创建定时器
    CADisplayLink *link = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(timeChange)];
    
    // 添加主运行循环
    [link addToRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
}
// CADisplayLink:每次屏幕刷新的时候就会调用，屏幕一般一秒刷新60次
- (void)timeChange{
    [self setNeedsDisplay];
}

1.本质就是调用drawRect方法，一直刷新雪花的y值
2.每一次调用drawRect，都创建大量的对象，有人说可能性能不好，不过你可能多虑了，没吃都是在内存加载，不会创建新的UIImage

十五.图形上下文栈

我自己详细的介绍了一下，上下文栈，可以看一下~
图形上下文详解

十六.图形上下文矩阵

到底是个啥？
就是图形上下文画出的东西永远是方方正正的，你要是想画个偏离的矩形，按照过去的方法画不出来，只能使用矩阵的方式。分别有偏移,缩放,旋转

正常尺寸的椭圆

x,y各自平移10px后的椭圆

旋转后的椭圆

缩放后的椭圆

- (void)drawRect:(CGRect)rect {
    //图形上下文矩阵
    //1.画一个椭圆
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
//    CGContextAddEllipseInRect(ctx, CGRectMake(100, 100, 100, 100));
    CGPathRef path = CGPathCreateWithEllipseInRect(CGRectMake(0, 0, 200, 100),nil);
    [[UIColor redColor] set];
    //1.偏移
//    CGContextTranslateCTM(ctx, 10, 10);
   //2.旋转
//    CGContextRotateCTM(ctx, M_PI_4);
    //3.缩放
    CGContextScaleCTM(ctx, 0.25, 2);
    CGContextAddPath(ctx, path);
    CGContextFillPath(ctx);
}

1.绘制变化的图形的步骤

• 先绘制path
• 设置图形上下文矩阵
• 将path添加到图形上下文(这一步很重要，一定按照步骤来)
• 渲染

2.绘图的时候，我们要使用底层的** CGPathRef,或者贝塞尔，然后 CGContextRef+path的方式。
如不这样，我注释的CGContextAddEllipseInRect(ctx, CGRectMake(100, 100, 100, 100))方法，这个方法中已经先去添加了path到图形上下文，即使我们在去添加图形上下文矩阵，也是无效
3.可以和图形上下文栈**一起使用，给特定的一些图案设置一些属性，还有一些不会受到影响

本文特别感谢小马哥教育,参考了他们的视频，做的一个总结。文章的demo已经更新到了github，如有需要，可以参考