PNChart源码解析
来源:互联网 发布:增值税发票模拟软件 编辑:程序博客网 时间:2024/05/17 01:00
本文来自简书,原文地址:http://www.jianshu.com/p/7523fa5805e1
一. 框架介绍
PNChart是国内开发者开发的iOS图表框架,现在已经7900多颗star了。它涵盖了折线图,饼图,散点图等图表。图表的可定制性很高,而且UI设计简洁大方。
该框架分为两层:视图层和数据层。视图层里有两层继承关系,第一层是所有类型图表的父类PNGenericChart
,第二层就是所有类型的图表。提供一张图来直观感受一下:
在这张图里,需要注意以下几点:
- 带箭头的线和不带箭头的线的区别。
Data
类对应图表的一组数据,因为当前类型的图表支持多组数据(例如:饼状图没有Data
类,因为饼状图没有多组数据,而折线图LineChart
是支持多组数据的,所以有Data
类。Item
类负责将传入图表的某个真实值转化为图表中显示的值,具体做法会在下文详细讲解。BarChart
类里面的每一根柱子都是PNBar
的实例(该类型的图表不在本篇讲解的范围之内)。
今天就来介绍一下该框架里的折线图。一旦学会了折线图的绘制,了解了绘图原理,那么其他类型的图表就可以触类旁通。
上文提到过,该框架的折线图是支持多组数据的,也就是在同一张图表上显示多条折线。先带大家看一下效果图:
折线图在效果上还是很简洁美观的(并支持动画效果),如果现在的你还不知道如何使用CAShapeLayer
和UIBezierPath
画图并附加动画效果,那么本篇源码解析非常适合你。
阅读本文之后,你可以掌握有关图形绘制的相关知识,也可以掌握自定义各种图形(UIView
)的方法,而且你也应该有能力作出这样的图表,甚至更好!
在开始讲解之前,我先粗略介绍一下利用CAShapeLayer
画图的过程。这个过程有三个大前提:
- 因为
UIView
是对CALayer
的封装,所以我们可以通过改变UIView
所持有的layer
属性来直接改变UIView
的显示效果。 CAShapeLayer
是CALayer
的子类。CAShapeLayer
的使用是依赖于UIBezierPath
的。UIBezierPath
就是“路径”,可以理解为形状。不难理解,想象一下,如果我们想画一个图形,那么这个图形的形状(包括颜色)是必不可少的,而这个角色,就需要UIBezierPath
来充当。
那么了这三个大前提,我们就可以知道如何画图了:
- 实例化一个
UIBezierPath
,并赋给CAShapeLayer
实例的path
属性。 - 将这个
CAShapeLayer
的实例添加到UIView
的layer
上。
简单的代码演示上述过程:
UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPath];...自定义path...CAShapeLayer *shapLayer = [CAShapeLayer alloc] init];shapLayer.path = path;[self.view.layer addSubLayer:shapeLayer];
现在大致了解了画图的过程,我们来看一下该框架的作者是如何实现一个折线图的吧!
二. 源码解析
首先看一下整个绘制折线图的步骤:
- 图表的初始化。
- 获取横轴和纵轴的数据。
- 计算折线上所有拐点的x,y值。
- 计算每个拐点中间的圆圈的贝塞尔曲线(UIBezierPath)。
- 生成每个拐点上面的Label(可有可无)。
- 计算每条线段的贝塞尔曲线(UIBezierPath)。
- 将上面得到的贝塞尔曲线赋给每条线段和圆圈的layer(CAShapeLayer)。
- 绘制所有折线(所有线段+所有圆圈)。
- 添加动画(可有可无)。
- 绘制x,y坐标轴。
在集合代码具体讲解之前,我们要清楚三点(非常非常重要):
- 此折线图框架是可以设置拐点的样式的:可以设置为没有样式,也可以设置有样式:圆圈,方块,三角形。
- 如果没有样式,则是简单的线段与线段的连接,在拐点处没有任何其他控件。
- 如果是有样式的,那么这条折线里的每条线段(在本篇文章里统一说成线段)之间是分离的,因为线段中间有一个拐点控件。本篇文章介绍的是圆圈样式(如上图所示,拐点控件是一个圆圈)。
- 上文提到过,该折线图框架可以在一张图表里同时显示多条折线,也就是可以设置多组数据(一条折线对应一组数据)。因此,上面的3,4,5,6,7项都是用各自不同的一个数组保存的,数组里的每一个元素对应一条折线的数据。
- 既然同一个张图表可以显示多条折线:
- 那么有些属性就是这些折线共有的,比如横坐标的value,这些属性保存在
PNLineChart
的实例里面。 - 有些属性是每条折线私有的,比如每条折线的颜色,纵坐标value等等,这些属性保存在
PNLineChartData
里面。每一条折线对应一个PNLineChartData
实例。这些实例汇总到一个数组里面,这个数组由PNLineChart
的实例管理。
- 那么有些属性就是这些折线共有的,比如横坐标的value,这些属性保存在
在充分了解了这三点之后,我们结合一下代码来看一下具体的实现:
1. 图表的初始化
- (id)initWithFrame:(CGRect)frame { self = [super initWithFrame:frame]; if (self) { [self setupDefaultValues]; } return self;}- (void)setupDefaultValues { [super setupDefaultValues]; ... //四个内边距 _chartMarginLeft = 25.0; _chartMarginRight = 25.0; _chartMarginTop = 25.0; _chartMarginBottom = 25.0; ... //真正绘制图表的画布(CavanWidth)的宽高 _chartCavanWidth = self.frame.size.width - _chartMarginLeft - _chartMarginRight; _chartCavanHeight = self.frame.size.height - _chartMarginBottom - _chartMarginTop; ...}
上面这段代码我刻意省去了其他一些基本的设置,突出了图表布局的设置。
布局的设置是图表绘制的前提,因为在最开始的时候,就应该计算出“画布”,也就是图表内容(不包括坐标轴和坐标label)的具体大小和位置(内边距以内的部分)。
在这里,我们需要获取真正绘制图表的画布的宽高(
_chartCavanWidth
和_chartCavanHeight
)。而且,要留意的是_chartMarginLeft
在将来是要用作y轴Label的宽度,而_chartMarginBottom
在将来是要用作x轴Label的高度的。
用一张图直观看一下:
2. 获取横轴和纵轴的数据
现在画布的位置和大小确定了,我们可以来看一下折线图是怎么画的了。
整个图表的绘制都基于三组数据(也可以是两组,为什么是两组,我稍后会给出解释),在讲解该框架是如何利用这些数据之前,我们来看一下这些数据是如何传进图表的:
... //设置x轴的数据 [self.lineChart setXLabels:@[@"SEP 1", @"SEP 2", @"SEP 3", @"SEP 4", @"SEP 5", @"SEP 6", @"SEP 7"]]; //设置y轴的数据 [self.lineChart setYLabels:@[ @"0",@"50",@"100",@"150",@"200",@"250",@"300", ] ]; // Line Chart //设置每个点的y值 NSArray *dataArray = @[@0.0, @180.1, @26.4, @202.2, @126.2, @167.2, @276.2]; PNLineChartData *data = [PNLineChartData new]; data.pointLabelColor = [UIColor blackColor]; data.color = PNTwitterColor; data.alpha = 0.5f; data.itemCount = dataArray.count; data.inflexionPointStyle = PNLineChartPointStyleCircle; //这个block的作用是将上面的dataArray里的每一个值传给line chart。 data.getData = ^(NSUInteger index) { CGFloat yValue = [dataArray[index] floatValue]; return [PNLineChartDataItem dataItemWithY:yValue]; }; //因为只有一条折线,所以只有一组数据 self.lineChart.chartData = @[data]; //绘制图表 [self.lineChart strokeChart]; //设置代理,响应点击 self.lineChart.delegate = self; [self.view addSubview:self.lineChart];
上面的代码我可以略去了很多多余的设置,目的是突出图表数据的设置。
不难看出,这里有三个数据传给了lineChart:
1.x轴的数据:
[self.lineChart setXLabels:@[@"SEP 1", @"SEP 2", @"SEP 3", @"SEP 4", @"SEP 5", @"SEP 6", @"SEP 7"]];
这段代码调用之后,实现了:
- 根据传入的xLabel数组里元素的数量,内容宽度(
_chartCavanWidth
)和下边距(_chartMarginBottom
),计算每个xlabel的size。- 根据xLabel所需要展示的内容(
NSString
)和宽度,实例化所有的xLabel(包括内容,位置)并显示出来,最后保存在_xChartLabels
里面。
2.y轴的数据:
[self.lineChart setYLabels:@[ @"0",@"50",@"100",@"150",@"200",@"250",@"300", ] ];
这段代码调用之后,实现了:
- 根据传入的yLabel数组里元素的数量,内容高度(
_chartCavanHeight
)和左边距(_chartMarginLeft
),计算出每个ylabel的size。- 根据xLabel所需要展示的内容(
NSString
)和宽度,实例化所有的yLabel(包括内容,位置)并显示出来,最后保存在_yChartLabels
里面。
3.一条折线上每个点的实际值:
NSArray *dataArray = @[@0.0, @180.1, @26.4, @202.2, @126.2, @167.2, @276.2];data.getData = ^(NSUInteger index) { CGFloat yValue = [dataArray[index] floatValue]; return [PNLineChartDataItem dataItemWithY:yValue]; };self.lineChart.chartData = @[data];
着重讲一下block:为什么不直接把这个数组(
dataArray
)作为line chart的属性传进去呢?我认为作者是想提供一个接口给用户一个自己转化y值的机会。像上文所说的,这里1,2是属于
lineChart
的数据,它适用于这张图表上所有的折线的。而3是属于某一条折线的。现在回答一下为什么可以只传入两组数据:因为y轴数据可以由每个点的实际值数组得出。可以简单想一下,我们可以获取这些真实值里面的最大值,然后将它n等分,就自然得到了y轴数据了。
我们已经布局了x轴和y轴的所有label,现在开始真正计算图表的数据了。
注意:下面要介绍的3,4,5,6项都是在同一方法中计算出来,为了避免代码过长,我将每个部分分解开来做出解释。因为在同一方法里,所以这些涉及到for循环的语句是一致的。
整个图表的绘制都是依赖于数据的处理,所以3,4,5,6项也是理解该框架的一个关键!
首先,我们需要计算每个数据点(拐点)的准确位置:
3. 计算折线上所有拐点的x,y值。
//遍历图表里每条折线//还记得chartData属性么?它是用来保存多组折线的数据的,在这里只有一个折线,所以这个循环只循环一次)for (NSUInteger lineIndex = 0; lineIndex < self.chartData.count; lineIndex++) { //保存每条折线上的所有点的CGPoint NSMutableArray *linePointsArray = [[NSMutableArray alloc] init]; //遍历每条折线里的每个点 for (NSUInteger i = 0; i < chartData.itemCount; i++) { //传入index,获取y值(调用的是上文提到的block) yValue = chartData.getData(i).y; //当前点的x: _chartMarginLeft + _xLabelWidth / 2.0为0坐标,每多一个点就多一个_xLabelWidth int x = (int) (i * _xLabelWidth + _chartMarginLeft + _xLabelWidth / 2.0); //当前点的y:根据当前点的值和当前点所在的数组里的最大值的比例 以及 图表的总高度,算出当前点在图表里的y坐标 int y = (int)[self yValuePositionInLineChart:yValue]; //保存所有拐点的坐标 [linePointsArray addObject:[NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(x, y)]]; } //保存多条折线的CGPoint(这里只有一条折线,所以该数组只有一个元素) [pathPoints addObject:[linePointsArray copy]];}
在这里需要注意两点:
- 这里的
pathPoints
对应的是lineChart
的_pathPoints
属性。它是一个二维数组,保存每条折线上所有点的CGPoint
。- y值的计算:是需要从y的真实值转化为这个拐点在图表里的y坐标,转化方法的实现(仔细看几遍就懂了):
- (CGFloat)yValuePositionInLineChart:(CGFloat)y { CGFloat innerGrade;//真实的最大值与最小值的差 与 当前点与最小值的差 的比值 if (!(_yValueMax - _yValueMin)) { //特殊情况:当_yValueMax和_yValueMin相等的时候 innerGrade = 0.5; } else { innerGrade = ((CGFloat) y - _yValueMin) / (_yValueMax - _yValueMin); } //innerGrade 与画布的高度(_chartCavanHeight)相乘,就能得出在画布中的高度 return _chartCavanHeight - (innerGrade * _chartCavanHeight) - (_yLabelHeight / 2) + _chartMarginTop;}
4. 计算每个拐点中间的圆圈的贝塞尔曲线(UIBezierPath)
//遍历图表里每条折线for (NSUInteger lineIndex = 0; lineIndex < self.chartData.count; lineIndex++) { //每条折线所有圆圈的贝塞尔曲线 UIBezierPath *pointPath = [UIBezierPath bezierPath]; //inflexionWidth默认是6,是两个线段中间的距离(因为中间有一个圈圈,所以需要定一个距离) CGFloat inflexionWidth = chartData.inflexionPointWidth; //遍历每条折线里的每个点 for (NSUInteger i = 0; i < chartData.itemCount; i++) { //1. 计算圆圈的rect:已当前点为中心,以inflexionWidth为半径 CGRect circleRect = CGRectMake(x - inflexionWidth / 2, y - inflexionWidth / 2, inflexionWidth, inflexionWidth); //2. 计算圆圈的中心:由圆圈的x,y和inflexionWidth算出 CGPoint circleCenter = CGPointMake(circleRect.origin.x + (circleRect.size.width / 2), circleRect.origin.y + (circleRect.size.height / 2)); //3. 绘制 //3.1 移动到圆圈的右中部 [pointPath moveToPoint:CGPointMake(circleCenter.x + (inflexionWidth / 2), circleCenter.y)]; //3.2 画线(圆形) [pointPath addArcWithCenter:circleCenter radius:inflexionWidth / 2 startAngle:0 endAngle:(CGFloat) (2 * M_PI) clockwise:YES]; } //保存到pointsPath数组里 [pointsPath insertObject:pointPath atIndex:lineIndex];}
在这里,
pointsPath
对应的是lineChart
的_pointsPath
属性。它是一个一维数组,保存每条折线上的圆圈贝塞尔曲线(UIBezierPath)。
5. 生成每个拐点上面的Label(可有可无)
//遍历图表里每条折线for (NSUInteger lineIndex = 0; lineIndex < self.chartData.count; lineIndex++) { //遍历每条折线里的每一段 for (NSUInteger i = 0; i < chartData.itemCount; i++) { if (chartData.showPointLabel) { [gradePathArray addObject:[self createPointLabelFor:chartData.getData(i).rawY pointCenter:circleCenter width:inflexionWidth withChartData:chartData]]; } }}
注意,在这里,这些label的实现是通过一个
CATextLayer
实现的,并不是生成一个个Label
放在数组里保存,具体实现方法如下:
- (CATextLayer *)createPointLabelFor:(CGFloat)grade pointCenter:(CGPoint)pointCenter width:(CGFloat)width withChartData:(PNLineChartData *)chartData { //grade:提供textLayer显示的数值 //pointCenter:根据pointCenter算出textLayer的x,y //width:根据width得到textLayer的总宽度 //chartData:获取chartData里保存的textLayer上应该保存的字体大小和颜色 CATextLayer *textLayer = [[CATextLayer alloc] init]; [textLayer setAlignmentMode:kCAAlignmentCenter]; //设置textLayer的背景色 [textLayer setForegroundColor:[chartData.pointLabelColor CGColor]]; [textLayer setBackgroundColor:self.backgroundColor.CGColor]; //设置textLayer的字体大小和颜色 if (chartData.pointLabelFont != nil) { [textLayer setFont:(__bridge CFTypeRef) (chartData.pointLabelFont)]; textLayer.fontSize = [chartData.pointLabelFont pointSize]; } //设置textLayer的高度 CGFloat textHeight = (CGFloat) (textLayer.fontSize * 1.1); CGFloat textWidth = width * 8; CGFloat textStartPosY; textStartPosY = pointCenter.y - textLayer.fontSize; [self.layer addSublayer:textLayer]; //设置textLayer的文字显示格式 if (chartData.pointLabelFormat != nil) { [textLayer setString:[[NSString alloc] initWithFormat:chartData.pointLabelFormat, grade]]; } else { [textLayer setString:[[NSString alloc] initWithFormat:_yLabelFormat, grade]]; } //设置textLayer的位置和scale(1x,2x,3x) [textLayer setFrame:CGRectMake(0, 0, textWidth, textHeight)]; [textLayer setPosition:CGPointMake(pointCenter.x, textStartPosY)]; textLayer.contentsScale = [UIScreen mainScreen].scale; return textLayer;}
6. 计算每条线段的贝塞尔曲线(UIBezierPath)
//遍历图表里每条折线for (NSUInteger lineIndex = 0; lineIndex < self.chartData.count; lineIndex++) { //每一条线段的贝塞尔曲线(UIBezierPath),用数组装起来 NSMutableArray<UIBezierPath *> *progressLines = [NSMutableArray new]; //chartPath(二维数组):保存所有折线上所有线段的贝塞尔曲线。现在只有一条折线,所以只有一个元素 [chartPath insertObject:progressLines atIndex:lineIndex]; //progressLinePaths的每个元素是一个字典,字典里存放每一条线段的端点(from,to) NSMutableArray<NSDictionary<NSString *, NSValue *> *> *progressLinePaths = [NSMutableArray new]; int last_x = 0; int last_y = 0; //遍历每条折线里的每一段 for (NSUInteger i = 0; i < chartData.itemCount; i++) { if (i > 0) { //x,y的算法参考上文第三项 // 计算index为0以后的点的位置 float distance = (float) sqrt(pow(x - last_x, 2) + pow(y - last_y, 2)); float last_x1 = last_x + (inflexionWidth / 2) / distance * (x - last_x); float last_y1 = last_y + (inflexionWidth / 2) / distance * (y - last_y); float x1 = x - (inflexionWidth / 2) / distance * (x - last_x); float y1 = y - (inflexionWidth / 2) / distance * (y - last_y); //当前线段的端点 from = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(last_x1, last_y1)]; to = [NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(x1, y1)]; if(from != nil && to != nil) { //保存每一段的端点 [progressLinePaths addObject:@{@"from": from, @"to":to}]; //保存所有的端点 [lineStartEndPointsArray addObject:from]; [lineStartEndPointsArray addObject:to]; } //保存所有折点的坐标 [linePointsArray addObject:[NSValue valueWithCGPoint:CGPointMake(x, y)]]; //将当前的x转化为下一个点的last_x(y也一样) last_x = x; last_y = y; } } //pointsOfPath:保存所有折线里的所有线段两端的端点 [pointsOfPath addObject:[lineStartEndPointsArray copy]]; //根据每一条线段的两个端点,成生每条线段的贝塞尔曲线 for (NSDictionary<NSString *, NSValue *> *item in progressLinePaths) { NSArray<NSDictionary *> *calculatedRanges = ... for (NSDictionary *range in calculatedRanges) { UIBezierPath *currentProgressLine = [UIBezierPath bezierPath]; [currentProgressLine moveToPoint:[range[@"from"] CGPointValue]]; [currentProgressLine addLineToPoint:[range[@"to"] CGPointValue]]; [progressLines addObject:currentProgressLine]; } } }
7. 将上面得到的贝塞尔曲线赋给每条线段和圆圈的layer(CAShapeLayer)。
7.1 所有线段的layer:
- (void)populateChartLines { //遍历每条线段 for (NSUInteger lineIndex = 0; lineIndex < self.chartData.count; lineIndex++) { NSArray<UIBezierPath *> *progressLines = self.chartPath[lineIndex]; ... //_chartLineArray:二维数组,装载每个chartData对应的一个数组。这个数组的元素是这一条折线上所有线段对应的CAShapeLayer [self.chartLineArray[lineIndex] removeAllObjects]; NSUInteger progressLineIndex = 0;; //遍历含有UIBezierPath对象元素的数组。在每个循环里新建一个CAShapeLayer对象,将UIBezierPath赋给它。 for (UIBezierPath *progressLinePath in progressLines) { PNLineChartData *chartData = self.chartData[lineIndex]; CAShapeLayer *chartLine = [CAShapeLayer layer]; ... //将当前线段的UIBezierPath赋给当前线段的CAShapeLayer chartLine.path = progressLinePath.CGPath; //添加layer [self.layer addSublayer:chartLine]; //保存当前线段的layer [self.chartLineArray[lineIndex] addObject:chartLine]; progressLineIndex++; } }}
7.2 所有圆圈的layer:
- (void)recreatePointLayers {- for (PNLineChartData *chartData in _chartData) { // create as many chart line layers as there are data-lines [self.chartLineArray addObject:[NSMutableArray new]]; // create point CAShapeLayer *pointLayer = [CAShapeLayer layer]; pointLayer.strokeColor = [[chartData.color colorWithAlphaComponent:chartData.alpha] CGColor]; pointLayer.lineCap = kCALineCapRound; pointLayer.lineJoin = kCALineJoinBevel; pointLayer.fillColor = nil; pointLayer.lineWidth = chartData.lineWidth; [self.layer addSublayer:pointLayer]; [self.chartPointArray addObject:pointLayer]; }}
注意,这里并没有将所有圆圈的
UIBezierPath
赋给对应的layer
,而是在下一步,绘图的时候做的。
8.绘制所有折线(所有线段+所有圆圈)&& 9. 添加动画
- (void)strokeChart { ... // 绘制所有折线(所有线段+所有圆圈) // 遍历所有折线 for (NSUInteger lineIndex = 0; lineIndex < self.chartData.count; lineIndex++) { PNLineChartData *chartData = self.chartData[lineIndex]; //当前折线的所有线段的CAShapeLayer NSArray<CAShapeLayer *> *chartLines =self.chartLineArray[lineIndex]; //当前折线的所有圆圈的CAShapeLayer CAShapeLayer *pointLayer = (CAShapeLayer *) self.chartPointArray[lineIndex]; //开始绘制折线 UIGraphicsBeginImageContext(self.frame.size); ... //当前折线的所有线段的UIBezierPath NSArray<UIBezierPath *> *progressLines = _chartPath[lineIndex]; //当前折线的所有圆圈的UIBezierPath UIBezierPath *pointPath = _pointPath[lineIndex]; //7.2将圆圈的UIBezierPath赋给了圆圈的CAShapeLayer pointLayer.path = pointPath.CGPath; //添加动画 [CATransaction begin]; for (NSUInteger index = 0; index < progressLines.count; index++) { CAShapeLayer *chartLine = chartLines[index]; //chartLine strokeColor is already set. no need to override here [chartLine addAnimation:self.pathAnimation forKey:@"strokeEndAnimation"]; chartLine.strokeEnd = 1.0; } // if you want cancel the point animation, comment this code, the point will show immediately if (chartData.inflexionPointStyle != PNLineChartPointStyleNone) { [pointLayer addAnimation:self.pathAnimation forKey:@"strokeEndAnimation"]; } //提交动画 [CATransaction commit]; ... //绘制完毕 UIGraphicsEndImageContext(); } [self setNeedsDisplay];}
这里要注意两点:
1.如果想给layer添加动画,只需要实例化一个animation(在这里是
CABasicAnimation
)并调用layer的addAnimation:
方法即可。我们看一下关于CABasicAnimation
的实例化代码:
- (CABasicAnimation *)pathAnimation { if (self.displayAnimated && !_pathAnimation) { _pathAnimation = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"strokeEnd"]; //持续时间 _pathAnimation.duration = 1.0; //类型 _pathAnimation.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut]; _pathAnimation.fromValue = @0.0f; _pathAnimation.toValue = @1.0f; } if(!self.displayAnimated) { _pathAnimation = nil; } return _pathAnimation;}
2.在这里调用了
setNeedsDisplay
方法之后,会调用drawRect:
方法,在这个方法里,完成了x,y坐标轴的绘制:
10.绘制x,y坐标轴
- (void)drawRect:(CGRect)rect { //绘制坐标轴和背景竖线 if (self.isShowCoordinateAxis) { CGFloat yAxisOffset = 10.f; CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext(); UIGraphicsPopContext(); UIGraphicsPushContext(ctx); CGContextSetLineWidth(ctx, self.axisWidth); CGContextSetStrokeColorWithColor(ctx, [self.axisColor CGColor]); CGFloat xAxisWidth = CGRectGetWidth(rect) - (_chartMarginLeft + _chartMarginRight) / 2; CGFloat yAxisHeight = _chartMarginBottom + _chartCavanHeight; // 绘制xy轴 CGContextMoveToPoint(ctx, _chartMarginBottom + yAxisOffset, 0); CGContextAddLineToPoint(ctx, _chartMarginBottom + yAxisOffset, yAxisHeight); CGContextAddLineToPoint(ctx, xAxisWidth, yAxisHeight); CGContextStrokePath(ctx); // 绘制y轴的箭头 CGContextMoveToPoint(ctx, _chartMarginBottom + yAxisOffset - 3, 6); CGContextAddLineToPoint(ctx, _chartMarginBottom + yAxisOffset, 0); CGContextAddLineToPoint(ctx, _chartMarginBottom + yAxisOffset + 3, 6); CGContextStrokePath(ctx); // 绘制x轴的箭头 CGContextMoveToPoint(ctx, xAxisWidth - 6, yAxisHeight - 3); CGContextAddLineToPoint(ctx, xAxisWidth, yAxisHeight); CGContextAddLineToPoint(ctx, xAxisWidth - 6, yAxisHeight + 3); CGContextStrokePath(ctx); //绘制x轴和y轴的label if (self.showLabel) { // 绘制x轴的小分割线 CGPoint point; for (NSUInteger i = 0; i < [self.xLabels count]; i++) { point = CGPointMake(2 * _chartMarginLeft + (i * _xLabelWidth), _chartMarginBottom + _chartCavanHeight); CGContextMoveToPoint(ctx, point.x, point.y - 2); CGContextAddLineToPoint(ctx, point.x, point.y); CGContextStrokePath(ctx); } // 绘制y轴的小分割线 CGFloat yStepHeight = _chartCavanHeight / _yLabelNum; for (NSUInteger i = 0; i < [self.xLabels count]; i++) { point = CGPointMake(_chartMarginBottom + yAxisOffset, (_chartCavanHeight - i * yStepHeight + _yLabelHeight / 2)); CGContextMoveToPoint(ctx, point.x, point.y); CGContextAddLineToPoint(ctx, point.x + 2, point.y); CGContextStrokePath(ctx); } } UIFont *font = [UIFont systemFontOfSize:11]; // 绘制y轴单位 if ([self.yUnit length]) { CGFloat height = [PNLineChart sizeOfString:self.yUnit withWidth:30.f font:font].height; CGRect drawRect = CGRectMake(_chartMarginLeft + 10 + 5, 0, 30.f, height); [self drawTextInContext:ctx text:self.yUnit inRect:drawRect font:font color:self.yLabelColor]; } // 绘制x轴的单位 if ([self.xUnit length]) { CGFloat height = [PNLineChart sizeOfString:self.xUnit withWidth:30.f font:font].height; CGRect drawRect = CGRectMake(CGRectGetWidth(rect) - _chartMarginLeft + 5, _chartMarginBottom + _chartCavanHeight - height / 2, 25.f, height); [self drawTextInContext:ctx text:self.xUnit inRect:drawRect font:font color:self.xLabelColor]; } } //绘制竖线 if (self.showYGridLines) { CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext(); CGFloat yAxisOffset = _showLabel ? 10.f : 0.0f; CGPoint point; //每一条竖线的跨度 CGFloat yStepHeight = _chartCavanHeight / _yLabelNum; //颜色 if (self.yGridLinesColor) { CGContextSetStrokeColorWithColor(ctx, self.yGridLinesColor.CGColor); } else { CGContextSetStrokeColorWithColor(ctx, [UIColor lightGrayColor].CGColor); } //绘制每一条竖线 for (NSUInteger i = 0; i < _yLabelNum; i++) { //拿到起点 point = CGPointMake(_chartMarginLeft + yAxisOffset, (_chartCavanHeight - i * yStepHeight + _yLabelHeight / 2)); //将画笔移动到起点 CGContextMoveToPoint(ctx, point.x, point.y); //设置线的属性 CGFloat dash[] = {6, 5}; CGContextSetLineWidth(ctx, 0.5); CGContextSetLineCap(ctx, kCGLineCapRound); CGContextSetLineDash(ctx, 0.0, dash, 2); //设置这条线的终点 CGContextAddLineToPoint(ctx, CGRectGetWidth(rect) - _chartMarginLeft + 5, point.y); //画线 CGContextStrokePath(ctx); } } [super drawRect:rect];}
到这里,一张完整的图表就可以画出来了。但是当前绘制的图表的折线都是直线,在上面还展示了一张曲线图。那么如果想绘制带有曲线的折线图应该怎么做呢?对,就是在贝塞尔曲线上下功夫。
当我们获取了所有线段的端点数组后,我们可以通过他们绘制弯曲的贝塞尔曲线(注意:该方法是对应上面对第6项的下半部分:生成每一个线段对贝塞尔曲线):
//_showSmoothLines是用来控制是否绘制曲线折线的开关属性if (self.showSmoothLines && chartData.itemCount >= 4) { for (NSDictionary<NSString *, NSValue *> *item in progressLinePaths) { ... for (NSDictionary *range in calculatedRanges) { UIBezierPath *currentProgressLine = [UIBezierPath bezierPath]; CGPoint segmentP1 = [range[@"from"] CGPointValue]; CGPoint segmentP2 = [range[@"to"] CGPointValue]; [currentProgressLine moveToPoint:segmentP1]; CGPoint midPoint = [PNLineChart midPointBetweenPoint1:segmentP1 andPoint2:segmentP2]; //以每条线段以中间点为分割点,分成两组。每一组形成柔和的外凸曲线,而不是内凹 [currentProgressLine addQuadCurveToPoint:midPoint controlPoint:[PNLineChart controlPointBetweenPoint1:midPoint andPoint2:segmentP1]]; [currentProgressLine addQuadCurveToPoint:segmentP2 controlPoint:[PNLineChart controlPointBetweenPoint1:midPoint andPoint2:segmentP2]]; [progressLines addObject:currentProgressLine]; [progressLineColors addObject:range[@"color"]]; } }}
注意一下生成弯曲的贝塞尔曲线的方法:controlPointBetweenPoint1:andPoint2
:
//返回的点的x:是两点的中间;返回的点的y:与第二个点保持一致+ (CGPoint)controlPointBetweenPoint1:(CGPoint)point1 andPoint2:(CGPoint)point2 { //线段两端的中间点 CGPoint controlPoint = [self midPointBetweenPoint1:point1 andPoint2:point2]; //末端点 和 中间点y的差 CGFloat diffY = abs((int) (point2.y - controlPoint.y)); if (point1.y < point2.y) //如果前端点更高 controlPoint.y += diffY; else if (point1.y > point2.y) //如果后端点更高 controlPoint.y -= diffY; return controlPoint;}
OK,这样一来,直线的曲线图还有曲线的曲线图就大概掌握了。不过还差一个东西,就是图表对点击的响应。
我们需要思考一下:既然一张图表里可以显示多条折线,所以,当手指点击图表上的点以后,应该同时返回两个数据:
- 点击了哪条折线上的这个点。
- 点击了这条折线上的哪个点。
该框架的作者很好地完成了这两个任务,我们来看一下他是如何实现的:
响应点击的代理方法
点击了哪条折线的判断
- (void)touchPoint:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event { // Get the point user touched UITouch *touch = [touches anyObject]; CGPoint touchPoint = [touch locationInView:self]; for (NSUInteger p = 0; p < _pathPoints.count; p++) { NSArray *linePointsArray = _endPointsOfPath[p]; //遍历每个端点 for (NSUInteger i = 0; i < (int) linePointsArray.count - 1; i += 2) { CGPoint p1 = [linePointsArray[i] CGPointValue]; CGPoint p2 = [linePointsArray[i + 1] CGPointValue]; // Closest distance from point to line //触摸点到线段的距离 float distance = (float) fabs(((p2.x - p1.x) * (touchPoint.y - p1.y)) - ((p1.x - touchPoint.x) * (p1.y - p2.y))); distance /= hypot(p2.x - p1.x, p1.y - p2.y); //如果距离小于5,则判断为“点击了当前的线段”,剩下的工作是判断具体点击了哪一条线段 if (distance <= 5.0) { // Conform to delegate parameters, figure out what bezier path this CGPoint belongs to. NSUInteger lineIndex = 0; for (NSArray<UIBezierPath *> *paths in _chartPath) { for (UIBezierPath *path in paths) { //如果当前点处于UIBezierPath曲线上 BOOL pointContainsPath = CGPathContainsPoint(path.CGPath, NULL, p1, NO); if (pointContainsPath) { //点击了某一条折线 [_delegate userClickedOnLinePoint:touchPoint lineIndex:lineIndex]; return; } } lineIndex++; } } } }}
点击了哪个点的判断
- (void)touchKeyPoint:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event { // Get the point user touched UITouch *touch = [touches anyObject]; CGPoint touchPoint = [touch locationInView:self]; for (NSUInteger p = 0; p < _pathPoints.count; p++) { NSArray *linePointsArray = _pathPoints[p]; //遍历所有的点 for (NSUInteger i = 0; i < (int) linePointsArray.count - 1; i += 1) { CGPoint p1 = [linePointsArray[i] CGPointValue]; CGPoint p2 = [linePointsArray[i + 1] CGPointValue]; //获取到前一点的距离和后一点的距离 float distanceToP1 = (float) fabs(hypot(touchPoint.x - p1.x, touchPoint.y - p1.y)); float distanceToP2 = (float) hypot(touchPoint.x - p2.x, touchPoint.y - p2.y); float distance = MIN(distanceToP1, distanceToP2); //如果较小的距离小于10,则判定为点击了某个点 if (distance <= 10.0) { //点击了某一条折线上的某个点 [_delegate userClickedOnLineKeyPoint:touchPoint lineIndex:p pointIndex:(distance == distanceToP2 ? i + 1 : i)]; return; } } }}
这下就完整了,一个带有响应功能的图表就做好啦!
关于自定义UIView
这里只是将图表的layer
加在了UIView
的layer上,那如果想完全自定义view的话,只需将图表的layer
完全赋给UIView
的layer即可,这样一来,想要画出任意形状的UIView
都可以。
三. 最后的话
关于图表的绘制,相对贝塞尔曲线与CALayer
来说,数据的处理是一个比较麻烦的点。但是一旦学会了折线图的绘制,了解了绘图原理,那么其他类型的图表就可以触类旁通。
本篇文章已经同步到我个人博客:PNChart源码解析
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