• UIBezierPath

    前言

    笔者在写本篇文章之前，也没有系统学习过贝塞尔曲线，只是曾经某一次的需求需要使用到，才临时百度看了一看而且使用最基本的功能。现在总算有时间停下来好好研究研究这个神奇而伟大的贝塞尔先生！

    笔者在学习时，首先看了两遍UIBezierPath类头文件定义，熟悉了一下相关的属性和方法。

    基础知识

    使用UIBezierPath可以创建基于矢量的路径，此类是Core Graphics框架关于路径的封装。使用此类可以定义简单的形状，如椭圆、矩形或者有多个直线和曲线段组成的形状等。

    UIBezierPath是CGPathRef数据类型的封装。如果是基于矢量形状的路径，都用直线和曲线去创建。我们使用直线段去创建矩形和多边形，使用曲线去创建圆弧（arc）、圆或者其他复杂的曲线形状。

    使用UIBezierPath画图步骤：

    1. 创建一个UIBezierPath对象
    2. 调用-moveToPoint:设置初始线段的起点
    3. 添加线或者曲线去定义一个或者多个子路径
    4. 改变UIBezierPath对象跟绘图相关的属性。如，我们可以设置画笔的属性、填充样式等

    UIBezierPath创建方法介绍

    我们先看看UIBezierPath类提供了哪些创建方式，这些都是工厂方法，直接使用即可。

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    + (instancetype)bezierPath;
    + (instancetype)bezierPathWithRect:(CGRect)rect;
    + (instancetype)bezierPathWithOvalInRect:(CGRect)rect;
    + (instancetype)bezierPathWithRoundedRect:(CGRect)rect
                                cornerRadius:(CGFloat)cornerRadius;
    + (instancetype)bezierPathWithRoundedRect:(CGRect)rect
                            byRoundingCorners:(UIRectCorner)corners
                                  cornerRadii:(CGSize)cornerRadii;
    + (instancetype)bezierPathWithArcCenter:(CGPoint)center
                                     radius:(CGFloat)radius
                                 startAngle:(CGFloat)startAngle
                                   endAngle:(CGFloat)endAngle
                                  clockwise:(BOOL)clockwise;
    + (instancetype)bezierPathWithCGPath:(CGPathRef)CGPath;
     

    下面我们一个一个地介绍其用途。

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    + (instancetype)bezierPath;
     

    这个使用比较多，因为这个工厂方法创建的对象，我们可以根据我们的需要任意定制样式，可以画任何我们想画的图形。

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    + (instancetype)bezierPathWithRect:(CGRect)rect;
     

    这个工厂方法根据一个矩形画贝塞尔曲线。

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    + (instancetype)bezierPathWithOvalInRect:(CGRect)rect;
     

    这个工厂方法根据一个矩形画内切曲线。通常用它来画圆或者椭圆。

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    + (instancetype)bezierPathWithRoundedRect:(CGRect)rect
                                cornerRadius:(CGFloat)cornerRadius;
    + (instancetype)bezierPathWithRoundedRect:(CGRect)rect
                            byRoundingCorners:(UIRectCorner)corners
                                  cornerRadii:(CGSize)cornerRadii;
     

    第一个工厂方法是画矩形，但是这个矩形是可以画圆角的。第一个参数是矩形，第二个参数是圆角大小。 第二个工厂方法功能是一样的，但是可以指定某一个角画成圆角。像这种我们就可以很容易地给UIView扩展添加圆角的方法了。

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    + (instancetype)bezierPathWithArcCenter:(CGPoint)center
                                     radius:(CGFloat)radius
                                 startAngle:(CGFloat)startAngle
                                   endAngle:(CGFloat)endAngle
                                  clockwise:(BOOL)clockwise;
     

    这个工厂方法用于画弧，参数说明如下： center: 弧线中心点的坐标 radius: 弧线所在圆的半径 startAngle: 弧线开始的角度值 endAngle: 弧线结束的角度值clockwise: 是否顺时针画弧线

    温馨提示

    我们下面的代码都是在自定义的BezierPathView类中下面的方法中调用：

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    - (void)drawRect:(CGRect)rect`
     

    画三角形

    先看效果图：

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    // 画三角形
    - (void)drawTrianglePath {
      
      UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPath];
      [path moveToPoint:CGPointMake(20, 20)];
      [path addLineToPoint:CGPointMake(self.frame.size.width - 40, 20)];
      [path addLineToPoint:CGPointMake(self.frame.size.width / 2, self.frame.size.height - 20)];
      
      // 最后的闭合线是可以通过调用closePath方法来自动生成的，也可以调用-addLineToPoint:方法来添加
      //  [path addLineToPoint:CGPointMake(20, 20)];
      
      [path closePath];
      
      // 设置线宽
      path.lineWidth = 1.5;
     
      // 设置填充颜色
      UIColor *fillColor = [UIColor greenColor];
      [fillColor set];
      [path fill];
      
      // 设置画笔颜色
      UIColor *strokeColor = [UIColor blueColor];
      [strokeColor set];
      
      // 根据我们设置的各个点连线
      [path stroke];
    }
     

    我们设置画笔颜色通过set方法：

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    UIColor *strokeColor = [UIColor blueColor];
    [strokeColor set];
     

    如果我们需要设置填充颜色，比如这里设置为绿色，那么我们需要在设置画笔颜色之前先设置填充颜色，否则画笔颜色就被填充颜色替代了。也就是说，如果要让填充颜色与画笔颜色不一样，那么我们的顺序必须是先设置填充颜色再设置画笔颜色。如下，这两者顺序不能改变。因为我们设置填充颜色也是跟设置画笔颜色一样调用UIColor的-set方法。

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    // 设置填充颜色
    UIColor *fillColor = [UIColor greenColor];
    [fillColor set];
    [path fill];
     
    // 设置画笔颜色
    UIColor *strokeColor = [UIColor blueColor];
    [strokeColor set];
     

    画矩形

    先看效果图：

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    // 画矩形
    - (void)drawRectPath {
      UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithRect:CGRectMake(20, 20, self.frame.size.width - 40, self.frame.size.height - 40)];
      
      path.lineWidth = 1.5;
      path.lineCapStyle = kCGLineCapRound;
      path.lineJoinStyle = kCGLineJoinBevel;
      
      // 设置填充颜色
      UIColor *fillColor = [UIColor greenColor];
      [fillColor set];
      [path fill];
      
      // 设置画笔颜色
      UIColor *strokeColor = [UIColor blueColor];
      [strokeColor set];
      
      // 根据我们设置的各个点连线
      [path stroke];
    }
     

    lineCapStyle属性是用来设置线条拐角帽的样式的，其中有三个选择：

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    /* Line cap styles. */
     
    typedef CF_ENUM(int32_t, CGLineCap) {
        kCGLineCapButt,
        kCGLineCapRound,
        kCGLineCapSquare
    };
     

    其中，第一个是默认的，第二个是轻微圆角，第三个正方形。

    lineJoinStyle属性是用来设置两条线连结点的样式，其中也有三个选择：

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    /* Line join styles. */
     
    typedef CF_ENUM(int32_t, CGLineJoin) {
        kCGLineJoinMiter,
        kCGLineJoinRound,
        kCGLineJoinBevel
    };
     

    其中，第一个是默认的表示斜接，第二个是圆滑衔接，第三个是斜角连接。

    画圆

    我们可以使用+ bezierPathWithOvalInRect:方法来画圆，当我们传的rect参数是一下正方形时，画出来的就是圆。

    先看效果图：

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    - (void)drawCiclePath {
      // 传的是正方形，因此就可以绘制出圆了
      UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithOvalInRect:CGRectMake(20, 20, self.frame.size.width - 40, self.frame.size.width - 40)];
      
      // 设置填充颜色
      UIColor *fillColor = [UIColor greenColor];
      [fillColor set];
      [path fill];
      
      // 设置画笔颜色
      UIColor *strokeColor = [UIColor blueColor];
      [strokeColor set];
      
      // 根据我们设置的各个点连线
      [path stroke];
    }
     

    注意：要画圆，我们需要传的rect参数必须是正方形哦！

    画椭圆

    先看效果图：

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    前面我们已经画圆了，我们可以使用+ bezierPathWithOvalInRect:方法来画圆，当我们传的rect参数是一下正方形时，画出来的就是圆。那么我们要是不传正方形，那么绘制出来的就是椭圆了。

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    // 画椭圆
    - (void)drawOvalPath {
      // 传的是不是正方形，因此就可以绘制出椭圆圆了
      UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithOvalInRect:CGRectMake(20, 20, self.frame.size.width - 80, self.frame.size.height - 40)];
      
      // 设置填充颜色
      UIColor *fillColor = [UIColor greenColor];
      [fillColor set];
      [path fill];
      
      // 设置画笔颜色
      UIColor *strokeColor = [UIColor blueColor];
      [strokeColor set];
      
      // 根据我们设置的各个点连线
      [path stroke];
    }
     

    画带圆角的矩形

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    + (instancetype)bezierPathWithRoundedRect:(CGRect)rect
                                cornerRadius:(CGFloat)cornerRadius;
    + (instancetype)bezierPathWithRoundedRect:(CGRect)rect
                            byRoundingCorners:(UIRectCorner)corners
                                  cornerRadii:(CGSize)cornerRadii;
     

    第一个工厂方法是画矩形，但是这个矩形是可以画圆角的。第一个参数是矩形，第二个参数是圆角大小。 第二个工厂方法功能是一样的，但是可以指定某一个角画成圆角。像这种我们就可以很容易地给UIView扩展添加圆角的方法了。

    四个都是圆角10：

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    - (void)drawRoundedRectPath {
      UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithRoundedRect:CGRectMake(20, 20, self.frame.size.width - 40, self.frame.size.height - 40) cornerRadius:10];
      
      // 设置填充颜色
      UIColor *fillColor = [UIColor greenColor];
      [fillColor set];
      [path fill];
      
      // 设置画笔颜色
      UIColor *strokeColor = [UIColor blueColor];
      [strokeColor set];
      
      // 根据我们设置的各个点连线
      [path stroke];
    }
     

    如果要画只有一个角是圆角，那么我们就修改创建方法：

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    UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithRoundedRect:CGRectMake(20, 20, self.frame.size.width - 40, self.frame.size.height - 40) byRoundingCorners:UIRectCornerTopRight cornerRadii:CGSizeMake(20, 20)];
     

    其中第一个参数一样是传了个矩形，第二个参数是指定在哪个方向画圆角，第三个参数是一个CGSize类型，用来指定水平和垂直方向的半径的大小。看下效果图：

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    画弧

    画弧前，我们需要了解其参考系，如下图（图片来自网络）：

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    #define   kDegreesToRadians(degrees)  ((pi * degrees)/ 180)
    - (void)drawARCPath {
      const CGFloat pi = 3.14159265359;
     
      CGPoint center = CGPointMake(self.frame.size.width / 2, self.frame.size.height / 2);
      UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithArcCenter:center
                                                          radius:100
                                                      startAngle:0
                                                        endAngle:kDegreesToRadians(135)
                                                       clockwise:YES];
      
      path.lineCapStyle = kCGLineCapRound;
      path.lineJoinStyle = kCGLineJoinRound;
      path.lineWidth = 5.0;
      
      UIColor *strokeColor = [UIColor redColor];
      [strokeColor set];
      
      [path stroke];
    }
     

    效果图如下：

    image

    我们要明确一点，画弧参数startAngle和endAngle使用的是弧度，而不是角度，因此我们需要将常用的角度转换成弧度。对于效果图中，我们设置弧的中心为控件的中心，起点弧度为0，也就是正东方向，而终点是135度角的位置。如果设置的clockwise:YES是逆时针方向绘制，如果设置为NO，效果如下：

    image

    这两者正好是相反的。

    画二次贝塞尔曲线

    先来学习一下关于控制点，如下图（图片来自网络）：

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    画二次贝塞尔曲线，是通过调用此方法来实现的：

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    - (void)addQuadCurveToPoint:(CGPoint)endPoint controlPoint:(CGPoint)controlPoint  
     

    参数说明：

    endPoint：终端点
    controlPoint：控制点，对于二次贝塞尔曲线，只有一个控制点

    看效果图：

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    - (void)drawSecondBezierPath {
      UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPath];
      
      // 首先设置一个起始点
      [path moveToPoint:CGPointMake(20, self.frame.size.height - 100)];
     
      // 添加二次曲线
      [path addQuadCurveToPoint:CGPointMake(self.frame.size.width - 20, self.frame.size.height - 100)
                   controlPoint:CGPointMake(self.frame.size.width / 2, 0)];
      
      path.lineCapStyle = kCGLineCapRound;
      path.lineJoinStyle = kCGLineJoinRound;
      path.lineWidth = 5.0;
      
      UIColor *strokeColor = [UIColor redColor];
      [strokeColor set];
      
      [path stroke];
    }
     

    画二次贝塞尔曲线的步骤：

    1. 先设置一个起始点，也就是通过-moveToPoint:设置
    2. 调用-addQuadCurveToPoint:controlPoint:方法设置终端点和控制点，以画二次曲线

    在效果图中，拱桥左边的起始点就是我们设置的起始点，最右边的终点，就是我们设置的终端点，而我们设置的控制点为（width / 2, 0）对应于红色矩形中水平方向在正中央，而垂直方向在最顶部。

    这个样式看起来很像sin或者cos函数吧？这两个只是特例而已，其实可以画任意图形，只是想不到，没有做不到的。

    画三次贝塞尔曲线

    贝塞尔曲线必定通过首尾两个点，称为端点；中间两个点虽然未必要通过，但却起到牵制曲线形状路径的作用，称作控制点。关于三次贝塞尔曲线的控制器，看下图：

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    提示：其组成是起始端点+控制点1+控制点2+终止端点

    如下方法就是画三次贝塞尔曲线的关键方法，以三个点画一段曲线，一般和-moveToPoint:配合使用。

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    - (void)addCurveToPoint:(CGPoint)endPoint
              controlPoint1:(CGPoint)controlPoint1
              controlPoint2:(CGPoint)controlPoint2
     

    看下效果图：

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    实现代码是这样的：

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    - (void)drawThirdBezierPath {
      UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPath];
      
      // 设置起始端点
      [path moveToPoint:CGPointMake(20, 150)];
      
      [path addCurveToPoint:CGPointMake(300, 150)
              controlPoint1:CGPointMake(160, 0)
              controlPoint2:CGPointMake(160, 250)];
      
      path.lineCapStyle = kCGLineCapRound;
      path.lineJoinStyle = kCGLineJoinRound;
      path.lineWidth = 5.0;
      
      UIColor *strokeColor = [UIColor redColor];
      [strokeColor set];
      
      [path stroke];
    }
     

    我们需要注意，这里确定的起始端点为(20,150)，终止端点为(300, 150)，基水平方向是一致的。控制点1的坐标是（160，0），水平方向相当于在中间附近，这个参数可以调整。控制点2的坐标是（160，250），如果以两个端点的连线为水平线，那么就是250-150=100，也就是在水平线下100。这样看起来就像一个sin函数了。

    源代码下载

    小伙伴们可以到github下载：UIBezierPathLayerDemos

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