Swift 全功能的绘图板开发

jopen 9年前

原文 http://www.cocoachina.com/swift/20151125/14390.html

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要做一个全功能的绘图板，至少要支持以下这些功能：

  • 支持铅笔绘图（画点）

  • 支持画直线

  • 支持一些简单的图形（矩形、圆形等）

  • 做一个真正的橡皮擦

  • 能设置画笔的粗细

  • 能设置画笔的颜色

  • 能设置背景色或者背景图

  • 能支持撤消与重做

  • …

我们先做一些基础性的工作，比如创建工程。

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工程搭建

先创建一个Single View Application 工程：

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语言选择Swift：

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为了最大程度的利用屏幕区域，我们完全隐藏掉状态栏，在Info.plist里修改或添加这两个参数： 

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然后进入到Main.storyboard，开始搭建我们的UI。

我们给已存在的ViewController的View添加一个UIImageView的子视图，背景色设为Light Gray，然后添加4个约束，由于要做一个全屏的画板，必须要让Constraint to margins保持没有选中的状态，否则左右两边会留下苹果建议的空白区域，最后把User Interaction Enabled打开：

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然后我们回到ViewController的View上：

  • 添加一个放工具栏的容器：UIView，为该View设置约束：

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同样的不要选择Contraint to margins。

  • 在该View里添加一个UISegmentedControl，并给SegmentedControl设置6个选项，分别是：

  1. 铅笔

  2. 直尺

  3. 虚线

  4. 矩形

  5. 圆形

  6. 橡皮擦

  • 给这个SegmentedControl添加约束：

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垂直居中，两边各留20，高度固定为28。

完整的UI及结构看起来像这样：

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ImageView将会作为实际的绘制区域，顶部的SegmentedControl提供工具的选择。 到目前为止我们还没有写下一行代码，至此要开始编码了。

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你可能会注意到Board有一部分被挡住了，这只是暂时的～

施工…

Board

我们创建一个Board类，继承自UIImageView，同时把这个类设置为Main.storyboard中ImageView的Class，这样当app启动的时候就会自动创建一个Board的实例了。

增加两个属性以及初始化方法： 

var strokeWidth: CGFloat  var strokeColor: UIColor  override init() {   self.strokeColor = UIColor.blackColor()   self.strokeWidth = 1   super.init()  }  required init(coder aDecoder: NSCoder) {   self.strokeColor = UIColor.blackColor()   self.strokeWidth = 1   super.init(coder: aDecoder)  }

由于我们是依赖于touches方法来完成绘图过程，我们需要记录下每次touch的状态，比如began、moved、ended等，为此我们创建一个枚举，在touches方法中进行记录，并调用私有的绘图方法drawingImage： 

enum DrawingState {   case Began, Moved, Ended  }  class Board: UIImageView {   private var drawingState: DrawingState!   // 此处省略init方法与另外两个属性   // MARK: - touches methods   override func touchesBegan(touches: NSSet, withEvent event: UIEvent) {    self.drawingState = .Began    self.drawingImage()   }   override func touchesMoved(touches: NSSet, withEvent event: UIEvent) {    self.drawingState = .Moved    self.drawingImage()   }   override func touchesEnded(touches: NSSet, withEvent event: UIEvent) {    self.drawingState = .Ended    self.drawingImage()   }   // MARK: - drawing   private func drawingImage() {    // 暂时为空实现   }  }

在我们实现drawingImage方法之前，我们先创建另外一个重要的组件：BaseBrush。

BaseBrush

顾名思义，BaseBrush将会作为一个绘图的基类而存在，我们会在它的基础上创建一系列的子类，以达到弹性的设计目的。为此，我们创建一个BaseBrush类，并实现一个PaintBrush接口： 

import CoreGraphics  protocol PaintBrush {   func supportedContinuousDrawing() -> Bool;   func drawInContext(context: CGContextRef)  }  class BaseBrush : NSObject, PaintBrush {   var beginPoint: CGPoint!   var endPoint: CGPoint!   var lastPoint: CGPoint?   var strokeWidth: CGFloat!   func supportedContinuousDrawing() -> Bool {    return false   }   func drawInContext(context: CGContextRef) {    assert(false, "must implements in subclass.")   }  }

BaseBrush实现了PaintBrush接口，PaintBrush声明了两个方法：

  • supportedContinuousDrawing，表示是否是连续不断的绘图

  • drawInContext，基于Context的绘图方法，子类必须实现具体的绘图

只要是实现了PaintBrush接口的类，我们就当作是一个绘图工具（如铅笔、直尺等），而BaseBrush除了实现PaintBrush接口以外，我们还为它增加了四个便利属性：

  • beginPoint，开始点的位置

  • endPoint，结束点的位置

  • lastPoint，最后一个点的位置（也可以称作是上一个点的位置）

  • strokeWidth，画笔的宽度

这么一来，子类也可以很方便的获取到当前的状态，并作一些深度定制的绘图方法。

lastPoint的意义：beginPoint和endPoint很好理解，beginPoint是手势刚识别时的点，只要手势不结束，那么beginPoint在手势识别期间是不会变的；endPoint总是表示手势最后识别的点；除了铅笔以外，其他的图形用这两个属性就够了，但是用铅笔在移动的时候，不能每次从beginPoint画到endPoint，如果是那样的话就是画直线了，而是应该从上一次画的位置（lastPoint）画到endPoint，这样才是连贯的线。

回到Board

我们实现了一个画笔的基类之后，就可以重新回到Board类了，毕竟我们之前的工作还没有做完，现在是时候完善Board类了。

我们用Board实际操纵BaseBrush，先为Board添加两个新的属性： 

var brush: BaseBrush?  private var realImage: UIImage?

brush对应到具体的画笔类，realImage保存当前的图形，重新修改touches方法，以便增加对brush属性的处理，完整的touches方法实现如下： 

// MARK: - touches methods  override func touchesBegan(touches: NSSet, withEvent event: UIEvent) {   if let brush = self.brush {    brush.lastPoint = nil    brush.beginPoint = touches.anyObject()!.locationInView(self)    brush.endPoint = brush.beginPoint    self.drawingState = .Began    self.drawingImage()   }  }  override func touchesMoved(touches: NSSet, withEvent event: UIEvent) {   if let brush = self.brush {    brush.endPoint = touches.anyObject()!.locationInView(self)    self.drawingState = .Moved    self.drawingImage()   }  }  override func touchesCancelled(touches: NSSet!, withEvent event: UIEvent!) {   if let brush = self.brush {    brush.endPoint = nil   }  }  override func touchesEnded(touches: NSSet, withEvent event: UIEvent) {   if let brush = self.brush {    brush.endPoint = touches.anyObject()!.locationInView(self)    self.drawingState = .Ended    self.drawingImage()   }  }

我们需要防止brush为nil的情况，以及为brush设置好beginPoint和endPoint，之后我们就可以完善drawingImage方法了，实现如下： 

private func drawingImage() {   if let brush = self.brush {    // 1.    UIGraphicsBeginImageContext(self.bounds.size)    // 2.    let context = UIGraphicsGetCurrentContext()    UIColor.clearColor().setFill()    UIRectFill(self.bounds)    CGContextSetLineCap(context, kCGLineCapRound)    CGContextSetLineWidth(context, self.strokeWidth)    CGContextSetStrokeColorWithColor(context, self.strokeColor.CGColor)    // 3.    if let realImage = self.realImage {     realImage.drawInRect(self.bounds)    }    // 4.    brush.strokeWidth = self.strokeWidth    brush.drawInContext(context);    CGContextStrokePath(context)    // 5.    let previewImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext()    if self.drawingState == .Ended || brush.supportedContinuousDrawing() {     self.realImage = previewImage    }    UIGraphicsEndImageContext()    // 6.    self.image = previewImage;    brush.lastPoint = brush.endPoint   }  }

步骤解析：

开启一个新的ImageContext，为保存每次的绘图状态作准备。

初始化context，进行基本设置（画笔宽度、画笔颜色、画笔的圆润度等）。

把之前保存的图片绘制进context中。

设置brush的基本属性，以便子类更方便的绘图；调用具体的绘图方法，并最终添加到context中。

从当前的context中，得到Image，如果是ended状态或者需要支持连续不断的绘图，则将Image保存到realImage中。

实时显示当前的绘制状态，并记录绘制的最后一个点。

这些工作完成以后，我们就可以开始写第一个工具了：铅笔工具。

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铅笔工具

铅笔工具应该支持连续不断的绘图（不断的保存到realImage中），这也是我们给PaintBrush接口增加supportedContinuousDrawing方法的原因，考虑到用户的手指可能快速的移动，导致从一个点到另一个点有着跳跃性的动作，我们对铅笔工具采用画直线的方式来实现。

首先创建一个类，名为PencilBrush，继承自BaseBrush类，实现如下： 

class PencilBrush: BaseBrush {   override func drawInContext(context: CGContextRef) {    if let lastPoint = self.lastPoint {     CGContextMoveToPoint(context, lastPoint.x, lastPoint.y)     CGContextAddLineToPoint(context, endPoint.x, endPoint.y)    } else {     CGContextMoveToPoint(context, beginPoint.x, beginPoint.y)     CGContextAddLineToPoint(context, endPoint.x, endPoint.y)    }   }   override func supportedContinuousDrawing() -> Bool {    return true   }  }

如果lastPoint为nil，则基于beginPoint画线，反之则基于lastPoint画线。 

这样一来，一个铅笔工具就完成了，怎么样，很简单吧。

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测试

到目前为止，我们的ViewController还保持着默认的状态，是时候先为铅笔工具写一些测试代码了。

在ViewController添加board属性，并与Main.storyboard中的Board关联起来；创建一个brushes属性，并为之赋值为： 

var brushes = [PencilBrush()]

在ViewController中添加switchBrush:方法，并把Main.storyboard中的SegmentedControl的ValueChanged连接到ViewController的switchBrush:方法上，实现如下： 

@IBAction func switchBrush(sender: UISegmentedControl) {      assert(sender.tag < self.brushes.count, "!!!")      self.board.brush = self.brushes[sender.selectedSegmentIndex]  }

最后在viewDidLoad方法中做一个初始化：

self.board.brush = brushes[0]

编译、运行，铅笔工具可以完美运行～！

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其他的工具

接下来我们把其他的绘图工具也实现了。

其他的工具不像铅笔工具，不需要支持连续不断的绘图，所以也就不用覆盖supportedContinuousDrawing方法了。

直尺

创建一个LineBrush类，实现如下： 

class LineBrush: BaseBrush {      override func drawInContext(context: CGContextRef) {          CGContextMoveToPoint(context, beginPoint.x, beginPoint.y)          CGContextAddLineToPoint(context, endPoint.x, endPoint.y)      }  }

虚线

创建一个DashLineBrush类，实现如下： 

class DashLineBrush: BaseBrush {   override func drawInContext(context: CGContextRef) {    let lengths: [CGFloat] = [self.strokeWidth * 3, self.strokeWidth * 3]    CGContextSetLineDash(context, 0, lengths, 2);    CGContextMoveToPoint(context, beginPoint.x, beginPoint.y)    CGContextAddLineToPoint(context, endPoint.x, endPoint.y)   }  }

这里我们就用到了BaseBrush的strokeWidth属性，因为我们想要创建一条动态的虚线。

矩形

创建一个RectangleBrush类，实现如下： 

class RectangleBrush: BaseBrush {      override func drawInContext(context: CGContextRef) {          CGContextAddRect(context, CGRect(origin: CGPoint(x: min(beginPoint.x, endPoint.x), y: min(beginPoint.y, endPoint.y)),              size: CGSize(width: abs(endPoint.x - beginPoint.x), height: abs(endPoint.y - beginPoint.y))))      }  }

我们用到了一些计算，因为我们希望矩形的区域不是由beginPoint定死的。

圆形

创建一个EllipseBrush类，实现如下： 

class EllipseBrush: BaseBrush {      override func drawInContext(context: CGContextRef) {          CGContextAddEllipseInRect(context, CGRect(origin: CGPoint(x: min(beginPoint.x, endPoint.x), y: min(beginPoint.y, endPoint.y)),              size: CGSize(width: abs(endPoint.x - beginPoint.x), height: abs(endPoint.y - beginPoint.y))))      }  }

同样有一些计算，理由同上。

橡皮擦

从本文一开始就说过了，我们要做一个真正的橡皮擦，网上有很多的橡皮擦的实现其实就是把画笔颜色设置为背景色，但是如果背景色可以动态设置，甚至设置为一个渐变的图片时，这种方法就失效了，所以有些绘图app的背景色就是固定为白色的。

其实Apple的Quartz2D框架本身就是支持橡皮擦的，只用一个方法就可以完美实现。

让我们创建一个EraserBrush类，实现如下： 

class EraserBrush: PencilBrush {      override func drawInContext(context: CGContextRef) {          CGContextSetBlendMode(context, kCGBlendModeClear);          super.drawInContext(context)      }  }

注意，与其他的工具不同，橡皮擦是继承自PencilBrush的，因为橡皮擦本身也是基于点的，而drawInContext里也只是加了一句： 

CGContextSetBlendMode(context, kCGBlendModeClear);

加入这一句代码，一个真正的橡皮擦便实现了。

再次测试

现在我们的工程结构应该类似于这样：

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我们修改下ViewController中的brushes属性的初始值： 

var brushes = [PencilBrush(), LineBrush(), DashLineBrush(), RectangleBrush(), EllipseBrush(), EraserBrush()]

编译、运行： 

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除了橡皮擦擦除的范围太小以外，一切都很完美~!

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设计思路

在继续完成剩下的功能之前，我想先对之前的代码进行些说明。

为什么不用drawRect方法

其实我最开始也是使用drawRect方法来完成绘制，但是感觉限制很多，比如context无法保存，还是要每次重画（虽然可以保存到一个BitMapContext里，但是这样与保存到image里有什么区别呢？）；后来用CALayer保存每一条CGPath，但是这样仍然不能避免每次重绘，因为需要考虑到橡皮擦和画笔属性之类的影响，这么一来还不如采用image的方式来保存最新绘图板。

既然定下了以image来保存绘图板，那么drawRect就不方便了，因为不能用UIGraphicsBeginImageContext方法来创建一个ImageContext。

ViewController与Board、BaseBrush之间的关系

在ViewController、Board和BaseBrush这三者之间，虽然VC要知道另外两个组件，但是仅限于选择对应的工具给Board，Board本身并不知道当前的brush是哪个brush，也不需要知道其内部实现，只管调用对应的brush就行了；BaseBrush（及其子类）也并不知道自己将会被用于哪，它们只需要实现自己的算法即可。类似于这样的图：

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实际上这里包含了两个设计模式。

策略设计模式

策略设计模式的UML图：

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策略设计模式在iOS中也应用广泛，如AFNetworking的AFHTTPRequestSerializer和AFHTTPResponseSerializer的设计，通过在运行时动态的改变委托对象，变换行为，使程序模块之间解耦、提高应变能力。

以我们的绘图板为例，输出不同的图形就意味着不同的算法，用户可根据不同的需求来选择某一种算法，即BaseBrush及其子类做具体的封装，这样的好处是每一个子类只关心自己的算法，达到了高聚合的原则，高级模块（Board）不用关心具体实现。

想象一下，如果是让Board里自身来处理这些算法，那代码中无疑会充斥很多与算法选择相关的逻辑，而且每增加一个算法都需要重新修改Board类，这又与代码应该对拓展开放、对修改关闭原则有了冲突，而且每个类也应该只有一个责任。

通过采用策略模式我们实现了一个好维护、易拓展的程序（妈妈再也不用担心工具栏不够用了^^）。

策略模式的定义：定义一个算法群，把每一个算法分别封装起来，让它们之间可以互相替换，使算法的变化独立于使用它的用户之上。

模板方法

在传统的策略模式中，每一个算法类都独自完成整个算法过程，例如一个网络解析程序，可能有一个算法用于解析JSON，有另一个算法用于解析XML等（另外一个例子是压缩程序，用ZIP或RAR算法），独自完成整个算法对灵活性更好，但免不了会有重复代码，在DrawingBoard里我们做一个折中，尽量保证灵活性，又最大限度地避免重复代码。

我们将BaseBrush的角色提升为算法的基类，并提供一些便利的属性（如beginPoint、endPoint、strokeWidth等），然后在Board的drawingImage方法里对BaseBrush的接口进行调用，而BaseBrush不会知道自己的接口是如何联系起来的，虽然supportedContinuousDrawing（这是一个“钩子”）甚至影响了算法的流程（铅笔需要实时绘图）。

我们用drawingImage搭建了一个算法的骨架，看起来像是模板方法的UML图：

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图中右边的方框代表模板方法。

BaseBrush通过提供抽象方法(drawInContext)、具体方法或钩子方法(supportedContinuousDrawing)来对应算法的每一个步骤，让其子类可以重定义或实现这些步骤。同时，让模板方法（即dawingImage）定义一个算法的骨架，模板方法不仅可以调用在抽象类中实现的基本方法，也可以调用在抽象类的子类中实现的基本方法，还可以调用其他对象中的方法。

除了对算法的封装以外，模板方法还能防止“循环依赖”，即高层组件依赖低层组件，反过来低层组件也依赖高层组件。想像一下，如果既让Board选择具体的算法子类，又让算法类直接调用drawingImage方法（不提供钩子，直接把Board的事件下发下去），那到时候就热闹了，这些类串在一起难以理解，又不好维护。

模板方法的定义：在一个方法中定义一个算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下，重新定义算法中的某些步骤。

其实模式都很简单，很多人在工作中会思考如何让自己的代码变得更好，“情不自禁”地就会慢慢实现这些原则，了解模式的设计意图，有助于在遇到需要折中的地方更加明白如何在设计上取舍。

以上就是我设计时的思路，说完了，接下来还要完成的工作有：

  • 提供对画笔颜色、粗细的设置

  • 背景设置

  • 全屏绘图（不能让Board一直显示不全）

先从画笔开始，Let’s go!

画笔设置

不管是画笔还是背景设置，我们都要有一个能提供设置的工具栏。

设置工具栏

所以我们往Board上再盖一个UIToolbar，与顶部的View类似：

  1. 拖一个UIToolbar到Board的父类上，与Board的视图层级平级。

  2. 设置UIToolbar的约束：左、右、下间距为0，高为44：

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  4. 往UIToolbar上拖一个UIBarButtonItem，title就写：画笔设置。

  5. 在ViewController里增加一个paintingBrushSettings方法，并把UIBarButtonItem的action连接paintingBrushSettings方法上。

  6. 在ViewController里增加一个toolar属性，并把Xib中的UIToolbar连接到toolbar上。

UIToolbar配置好后，UI及视图层级如下：

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RGBColorPicker

考虑到多个页面需要选取自定义的颜色，我们先创建一个工具类：RGBColorPicker，用于选择RGB颜色：

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这个工具类很简单，没有采用Auto Layout进行布局，因为layoutSubviews方法已经能很好的满足我们的需求了。当用户拖动任何一个UISlider的时候，我们能实时的通过colorChangedBlock回调给外部。它能展现一个这样的视图： 

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不过虽然该工具类本身没有采用Auto Layout进行布局，但是它还是支持Auto Layout的，当它被添加到某个Auto Layout的视图中的时候，Auto Layout布局系统可以通过intrinsicContentSize知道该视图的尺寸信息。

最后它还有一个setCurrentColor方法从外部接收一个UIColor，可以用于初始化。

画笔设置的UI

我打算在用户点击画笔设置的时候，从底部弹出一个控制面板（就像系统的Control Center那样），所以我们还要有一个像这样的设置UI：

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具体的，创建一个PaintingBrushSettingsView类，同时创建一个PaintingBrushSettingsView.xib文件，并把xib中view的Class设为PaintingBrushSettingsView，设置view的背景色为透明：

  1. 放置一个title为“画笔粗细”的UILabel，约束设为：宽度固定为68，高度固定为21，左和上边距为8。

  2. 放置一个title为“1”的UILabel，“1”与“画笔粗细”的垂直间距为10，宽度固定为10，高度固定为21，与superview的左边距为10。

  3. 放置一个UISlider，用于调节画笔的粗细，与“1”的水平间距为5，并与“1”垂直居中，高度固定为30，宽度暂时不设，在PaintingBrushSettingsView中添加strokeWidthSlider属性，与之连接起来。

  4. 放置一个title为“20”的UILabel，约束设为：宽度固定为20，高度固定为21，top与“1”相同，与superview的右间距为10。并把上一步中的UISlider的右间距设为与“20”相隔5。

  5. 放置一个title为“画笔颜色”的UILabel，宽、高、left与“画笔粗细”相同，与上面UISlider的垂直间距设为12。

  6. 放置一个UIView至“画笔颜色”下方（上图中被选中的那个UIView），宽度固定为50，高度固定为30，left与“画笔颜色”相同，并且与“画笔颜色”的垂直间距为5，在PaintingBrushSettingsView中添加strokeColorPreview属性，与之连接起来。

  7. 放置一个UIView，把它的Class改为RGBColorPicker，约束设为：left与顶部的UISlider相同，底部与superview的间距为0，右间距为10，与上一步中的UIView的垂直间距为5。

PaintingBrushSettingsView类的完整代码如下： 

class PaintingBrushSettingsView : UIView {   var strokeWidthChangedBlock: ((strokeWidth: CGFloat) -> Void)?   var strokeColorChangedBlock: ((strokeColor: UIColor) -> Void)?   @IBOutlet private var strokeWidthSlider: UISlider!   @IBOutlet private var strokeColorPreview: UIView!   @IBOutlet private var colorPicker: RGBColorPicker!   override func awakeFromNib() {    super.awakeFromNib()    self.strokeColorPreview.layer.borderColor = UIColor.blackColor().CGColor    self.strokeColorPreview.layer.borderWidth = 1    self.colorPicker.colorChangedBlock = {     [unowned self] (color: UIColor) in     self.strokeColorPreview.backgroundColor = color     if let strokeColorChangedBlock = self.strokeColorChangedBlock {      strokeColorChangedBlock(strokeColor: color)     }    }    self.strokeWidthSlider.addTarget(self, action: "strokeWidthChanged:", forControlEvents: .ValueChanged)   }   func setBackgroundColor(color: UIColor) {    self.strokeColorPreview.backgroundColor = color    self.colorPicker.setCurrentColor(color)   }   func strokeWidthChanged(slider: UISlider) {    if let strokeWidthChangedBlock = self.strokeWidthChangedBlock {     strokeWidthChangedBlock(strokeWidth: CGFloat(slider.value))    }   }  }

strokeWidthChangedBlock和strokeColorChangedBlock两个Block用于给外部传递状态。setBackgroundColor用于初始化。

关于 Swift 1.2

在 Swift 1.2里，不能用 setBackgroundColor方法了，具体的，见Xcode 6.3的发布文档：Xcode 6.3 Release Notes，下面是用didSet代替原有的setBackgroundColor方法: 

override var backgroundColor: UIColor? {      didSet {          self.strokeColorPreview.backgroundColor = self.backgroundColor          self.colorPicker.setCurrentColor(self.backgroundColor!)          super.backgroundColor = oldValue      }  }

实现毛玻璃效果

在把PaintingBrushSettingsView显示出来之前，我们要先想一想以何种方式展现比较好，众所周知Control Center是有毛玻璃效果的，我们也想要这样的效果，而且不用自己实现。那如何产生效果? 答案是用UIToolbar就行了。

UIToolbar本身就是带有毛玻璃效果的，只要你不设置背景色，并且translucent属性为true，“恰好”我们页面底部就有一个UIToolbar，我们把它拉高就可以插入展现PaintingBrushSettingsView了。

只要get到了这一点，毛玻璃效果就算实现了～～

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测试画笔设置

我们在ViewController新增加几个属性： 

var toolbarEditingItems: [UIBarButtonItem]?  var currentSettingsView: UIView?  @IBOutlet var toolbarConstraintHeight: NSLayoutConstraint!

toolbarConstraintHeight连接到Main.storyboard中对应的约束上就行了。toolbarEditingItems能让我们在UIToolbar上显示不同的items，本来还需要一个toolbarItems属性的，因为UIViewController类本身就自带，我们便不用单独新增。currentSettingsView是用来保存当前展示的哪个设置页面，考虑到我们后面会增加背景设置，这个属性还是有必要的。 

我们先写一个往toolbar上添加约束的工具方法： 

func addConstraintsToToolbarForSettingsView(view: UIView) {   view.setTranslatesAutoresizingMaskIntoConstraints(false)   self.toolbar.addSubview(view)   self.toolbar.addConstraints(NSLayoutConstraint.constraintsWithVisualFormat("H:|-0-[settingsView]-0-|",    options: .DirectionLeadingToTrailing,    metrics: nil,    views: ["settingsView" : view]))   self.toolbar.addConstraints(NSLayoutConstraint.constraintsWithVisualFormat("V:|-0-[settingsView(==height)]",    options: .DirectionLeadingToTrailing,    metrics: ["height" : view.systemLayoutSizeFittingSize(UILayoutFittingCompressedSize).height],    views: ["settingsView" : view]))  }

这个工具方法会把传入进来的view添加到toolbar上，同时添加相应的约束。注意高度的约束，我是通过systemLayoutSizeFittingSize方法计算出设置视图最佳的高度，这是为了达到更好的拓展性（背景设置与画笔设置所需要的高度很可能会不同）。

然后再增加一个setupBrushSettingsView方法： 

func setupBrushSettingsView() {   let brushSettingsView = UINib(nibName: "PaintingBrushSettingsView", bundle: nil).instantiateWithOwner(nil, options: nil).first as PaintingBrushSettingsView   self.addConstraintsToToolbarForSettingsView(brushSettingsView)   brushSettingsView.hidden = true   brushSettingsView.tag = 1   brushSettingsView.setBackgroundColor(self.board.strokeColor)   brushSettingsView.strokeWidthChangedBlock = {    [unowned self] (strokeWidth: CGFloat) -> Void in    self.board.strokeWidth = strokeWidth   }   brushSettingsView.strokeColorChangedBlock = {    [unowned self] (strokeColor: UIColor) -> Void in    self.board.strokeColor = strokeColor   }  }

我们在这个方法里实例化了一个PaintingBrushSettingsView，并添加到toolbar上，增加相应的约束，以及一些初始化设置和两个Block回调的处理。

然后修改viewDidLoad方法，增加以下行为： 

//---  self.toolbarEditingItems = [   UIBarButtonItem(barButtonSystemItem:.FlexibleSpace, target: nil, action: nil),   UIBarButtonItem(title: "完成", style:.Plain, target: self, action: "endSetting")  ]  self.toolbarItems = self.toolbar.items  self.setupBrushSettingsView()  //---

在paintingBrushSettings方法里响应点击： 

@IBAction func paintingBrushSettings() {   self.currentSettingsView = self.toolbar.viewWithTag(1)   self.currentSettingsView?.hidden = false   self.updateToolbarForSettingsView()  }  func updateToolbarForSettingsView() {   self.toolbarConstraintHeight.constant = self.currentSettingsView!.systemLayoutSizeFittingSize(UILayoutFittingCompressedSize).height + 44   self.toolbar.setItems(self.toolbarEditingItems, animated: true)   UIView.beginAnimations(nil, context: nil)   self.toolbar.layoutIfNeeded()   UIView.commitAnimations()   self.toolbar.bringSubviewToFront(self.currentSettingsView!)  }

updateToolbarForSettingsView也是一个工具方法，用于更新toolbar的高度。

由于我们采用了Auto Layout进行布局，动画要通过调用layoutIfNeeded方法来实现。

响应点击“完成”按钮的endSetting方法： 

@IBAction func endSetting() {   self.toolbarConstraintHeight.constant = 44   self.toolbar.setItems(self.toolbarItems, animated: true)   UIView.beginAnimations(nil, context: nil)   self.toolbar.layoutIfNeeded()   UIView.commitAnimations()   self.currentSettingsView?.hidden = true  }

这么一来画笔设置就做完了，代码应该还是比较好理解，编译、运行后，应该能看到：

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完成度已经很高了^^！

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背景设置

整体的框架基本上已经在之前的工作中搭好了，我们快速过掉这一节。

在Main.storyboard中增加了一个title为“背景设置”的UIBarButtonItem，并将action连接到ViewController的backgroundSettings方法上，你可以选择在插入“背景设置”之前，先插入一个FlexibleSpace的UIBarButtonItem。

创建BackgroundSettingsVC类，继承自UIViewController，这与画笔设置继承于UIView不同，我们希望背景设置可以在用户的相册中选择照片，而使用UIImagePickerController的前提是要实现UIImagePickerControllerDelegate、UINavigationControllerDelegate两个接口，如果让UIView来实现这两个接口会很奇怪。

创建一个BackgroundSettingsVC.xib文件： 

放置一个title为“从相册中选择背景图”的UIButton，约束为：左、上边距为8，宽度固定为135，高度固定为30。  放置一个RGBColorPicker，约束为：左、右边距为8，与UIButton的垂直间距为20，底部与superview齐平。  把UIButton的Touch Up Inside事件连接到BackgroundSettingsVC的pickImage方法上；RGBColorPicker连接到BackgroundSettingsVC的colorPicker属性上。

看上去像这样：

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BackgroundSettingsVC类的完整代码： 

class BackgroundSettingsVC : UIViewController, UIImagePickerControllerDelegate, UINavigationControllerDelegate {   var backgroundImageChangedBlock: ((backgroundImage: UIImage) -> Void)?   var backgroundColorChangedBlock: ((backgroundColor: UIColor) -> Void)?   @IBOutlet private var colorPicker: RGBColorPicker!   lazy private var pickerController: UIImagePickerController = {    [unowned self] in    let pickerController = UIImagePickerController()    pickerController.delegate = self    return pickerController   }()   override func awakeFromNib() {    super.awakeFromNib()    self.colorPicker.colorChangedBlock = {     [unowned self] (color: UIColor) in     if let backgroundColorChangedBlock = self.backgroundColorChangedBlock {      backgroundColorChangedBlock(backgroundColor: color)     }    }   }   func setBackgroundColor(color: UIColor) {    self.colorPicker.setCurrentColor(color)   }   @IBAction func pickImage() {    self.presentViewController(self.pickerController, animated: true, completion: nil)   }   // MARK: UIImagePickerControllerDelegate Methods   func imagePickerController(picker: UIImagePickerController, didFinishPickingMediaWithInfo info: [NSObject : AnyObject]) {    let image = info[UIImagePickerControllerOriginalImage] as UIImage    if let backgroundImageChangedBlock = self.backgroundImageChangedBlock {     backgroundImageChangedBlock(backgroundImage: image)    }    self.dismissViewControllerAnimated(true, completion: nil)   }   // MARK: UINavigationControllerDelegate Methods   func navigationController(navigationController: UINavigationController, willShowViewController viewController: UIViewController, animated: Bool) {    UIApplication.sharedApplication().setStatusBarHidden(true, withAnimation: .None)   }  }

同样用两个Block进行回调；setBackgroundColor公共方法用于设置内部的RGBColorPicker的初始颜色状态；在UINavigationControllerDelegate里隐藏系统默认显示的状态栏。

回到ViewController，我们对背景设置进行测试。

像setupBrushSettingsView方法一样，我们增加一个setupBackgroundSettingsView方法： 

func setupBackgroundSettingsView() {   let backgroundSettingsVC = UINib(nibName: "BackgroundSettingsVC", bundle: nil).instantiateWithOwner(nil, options: nil).first as BackgroundSettingsVC   self.addConstraintsToToolbarForSettingsView(backgroundSettingsVC.view)   backgroundSettingsVC.view.hidden = true   backgroundSettingsVC.view.tag = 2   backgroundSettingsVC.setBackgroundColor(self.board.backgroundColor!)   self.addChildViewController(backgroundSettingsVC)   backgroundSettingsVC.backgroundImageChangedBlock = {    [unowned self] (backgroundImage: UIImage) in    self.board.backgroundColor = UIColor(patternImage: backgroundImage)   }   backgroundSettingsVC.backgroundColorChangedBlock = {    [unowned self] (backgroundColor: UIColor) in    self.board.backgroundColor = backgroundColor   }  }

修改viewDidLoad方法： 

self.toolbarEditingItems = [   UIBarButtonItem(barButtonSystemItem:.FlexibleSpace, target: nil, action: nil),   UIBarButtonItem(title: "完成", style:.Plain, target: self, action: "endSetting")  ]  self.toolbarItems = self.toolbar.items  self.setupBrushSettingsView()  self.setupBackgroundSettingsView() // Added~!!!

实现backgroundSettings方法： 

@IBAction func backgroundSettings() {      self.currentSettingsView = self.toolbar.viewWithTag(2)      self.currentSettingsView?.hidden = false      self.updateToolbarForSettingsView()  }

编译、运行，现在你可以用不同的背景色（或背景图）了！

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全屏绘图

到目前为止，Board一直显示不全（事实上，我很早就实现了全屏绘图，但是优先级一直被我排在最后），现在是时候来解决它了。 

解决思路是这样的：当用户开始绘图的时候，我们把顶部和底部两个View隐藏；当用户结束绘图的时候，再让两个View显示。

为了获取用户的绘图状态，我们需要在Board里加个“钩子”： 

// 增加一个Block回调  var drawingStateChangedBlock: ((state: DrawingState) -> ())?  private func drawingImage() {   if let brush = self.brush {    // hook    if let drawingStateChangedBlock = self.drawingStateChangedBlock {     drawingStateChangedBlock(state: self.drawingState)    }    UIGraphicsBeginImageContext(self.bounds.size)    // ...

这样一来用户绘图的状态就在ViewController掌握中了。

ViewController想要控制两个View的话，还需要增加几个属性： 

@IBOutlet var topView: UIView!  @IBOutlet var topViewConstraintY: NSLayoutConstraint!  @IBOutlet var toolbarConstraintBottom: NSLayoutConstraint!

然后在viewDidLoad方法里增加对“钩子”的处理： 

self.board.drawingStateChangedBlock = {(state: DrawingState) -> () in   if state != .Moved {    UIView.beginAnimations(nil, context: nil)    if state == .Began {     self.topViewConstraintY.constant = -self.topView.frame.size.height     self.toolbarConstraintBottom.constant = -self.toolbar.frame.size.height     self.topView.layoutIfNeeded()     self.toolbar.layoutIfNeeded()    } else if state == .Ended {     UIView.setAnimationDelay(1.0)     self.topViewConstraintY.constant = 0     self.toolbarConstraintBottom.constant = 0     self.topView.layoutIfNeeded()     self.toolbar.layoutIfNeeded()    }    UIView.commitAnimations()   }  }

只有当状态为开始或结束的时候我们才需要更新UI状态，而且我们在结束的事件里延迟了1秒钟，这样用户可以暂时预览下全图。

依靠Auto Layout布局系统以及我们在钩子里对高度的处理，用户在设置页面绘图时也能完美运行。

保存到图库

最后一个功能：保存到图库！

在toolbar上插入一个title为“保存到图库”的UIBarButtonItem，还是可以先插入一个FlexibleSpace的UIBarButtonItem，然后把action连接到ViewController的saveToAlbumy方法上： 

@IBAction func saveToAlbum() {      UIImageWriteToSavedPhotosAlbum(self.board.takeImage(), self, "image:didFinishSavingWithError:contextInfo:", nil)  }

我为Board添加一个新的公共方法：takeImage： 

func takeImage() -> UIImage {   UIGraphicsBeginImageContext(self.bounds.size)   self.backgroundColor?.setFill()   UIRectFill(self.bounds)   self.image?.drawInRect(self.bounds)   let image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext()   UIGraphicsEndImageContext()   return image  }

然后是一个方法指针的回调： 

func image(image: UIImage, didFinishSavingWithError error: NSError?, contextInfo:UnsafePointer) {      if let err = error {          UIAlertView(title: "错误", message: err.localizedDescription, delegate: nil, cancelButtonTitle: "确定").show()      } else {          UIAlertView(title: "提示", message: "保存成功", delegate: nil, cancelButtonTitle: "确定").show()      }  }

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旅行到终点了～！

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感谢一路的陪伴！

看了下，有些小长，文本+代码有2w3+，全部代码去除空行和空格有1w4+，直接贴代码会简单很多，但我始终觉得让代码完成功能并不是全部目的，代码背后隐藏的问题定义、设计、构建更有意义，毕竟软件开发完成“后”比完成“前”所花费的时间永远更多（除非是一个只有10行代码或者“一次性”的程序）。

希望与大家多多交流。