AutoLayout(自動佈局)入門


轉自:http://onevcat.com/2012/09/autoayout/

AutoLayout(自動佈局)入門


這是博主的WWDC2012筆記系列中的一篇,完整的筆記列表可以參看這裏。如果您是首次來到本站,也許您會有興趣通過RSS,或者通過頁面左側的郵件訂閱的方式訂閱本站。

AutoLayout在去年的WWDC上被引入Cocoa,而在今年的WWDC上,Apple不惜花費了三個Session的前所未見的篇幅來詳細地向開發者講解AutoLayout在iOS上的應用,是由起原因的:iPhone5的屏幕將變爲4寸,開發者即將面臨爲不同尺寸屏幕進行應用適配的工作。Android平臺開發中最令人詬病的適配工作的厄運現在似乎也將降臨在iOS開發者的頭上。基於這樣的情況,Apple大力推廣使用AutoLayout的方法來進行UI佈局,以一舉消除適配的煩惱。AutoLayout將是自Interface Builder和StoryBoard之後UI製作上又一次重要的變化,也必然是之後iOS開發的趨勢,因此這個專題很值得學習。

AutoLayout是什麼?

使用一句Apple的官方定義的話

AutoLayout是一種基於約束的,描述性的佈局系統。 Auto Layout Is a Constraint-Based, Descriptive Layout System.

關鍵詞:

  • 基於約束 - 和以往定義frame的位置和尺寸不同,AutoLayout的位置確定是以所謂相對位置的約束來定義的,比如x座標爲superView的中心,y座標爲屏幕底部上方10像素
  • 描述性 - 約束的定義和各個view的關係使用接近自然語言或者可視化語言(稍後會提到)的方法來進行描述
  • 佈局系統 - 即字面意思,用來負責界面的各個元素的位置。

總而言之,AutoLayout爲開發者提供了一種不同於傳統對於UI元素位置指定的佈局方法。以前,不論是在IB裏拖放,還是在代碼中寫,每個UIView都會有自己的frame屬性,來定義其在當前視圖中的位置和尺寸。使用AutoLayout的話,就變爲了使用約束條件來定義view的位置和尺寸。這樣的最大好處是一舉解決了不同分辨率和屏幕尺寸下view的適配問題,另外也簡化了旋轉時view的位置的定義,原來在底部之上10像素居中的view,不論在旋轉屏幕或是更換設備(iPad或者iPhone5或者以後可能出現的mini iPad)的時候,始終還在底部之上10像素居中的位置,不會發生變化。

總結

使用約束條件來描述佈局,view的frame會依據這些約束來進行計算 Describe the layout with constraints, and frames are calculated automatically.


AutoLayout和Autoresizing Mask的區別

Autoresizing Mask是我們的老朋友了…如果你以前一直是代碼寫UI的話,你肯定寫過UIViewAutoresizingFlexibleWidth之類的枚舉;如果你以前用IB比較多的話,一定注意到過每個view的size inspector中都有一個紅色線條的Autoresizing的指示器和相應的動畫縮放的示意圖,這就是Autoresizing Mask。在iOS6之前,關於屏幕旋轉的適配和iPhone,iPad屏幕的自動適配,基本都是由Autoresizing Mask來完成的。但是隨着大家對iOS app的要求越來越高,以及已經以及今後可能出現的多種屏幕和分辨率的設備來說,Autoresizing Mask顯得有些落伍和遲鈍了。AutoLayout可以完成所有原來Autoresizing Mask能完成的工作,同時還能夠勝任一些原來無法完成的任務,其中包括:

  • AutoLayout可以指定任意兩個view的相對位置,而不需要像Autoresizing Mask那樣需要兩個view在直系的view hierarchy中。
  • AutoLayout不必須指定相等關係的約束,它可以指定非相等約束(大於或者小於等);而Autoresizing Mask所能做的佈局只能是相等條件的。
  • AutoLayout可以指定約束的優先級,計算frame時將優先按照滿足優先級高的條件進行計算。

總結

Autoresizing Mask是AutoLayout的子集,任何可以用Autoresizing Mask完成的工作都可以用AutoLayout完成。AutoLayout還具備一些Autoresizing Mask不具備的優良特性,以幫助我們更方便地構建界面。


AutoLayout基本使用方法

Interface Builder

最簡單的使用方法是在IB中直接拖。在IB中任意一個view的File inspector下面,都有Use Autolayout的選擇框(沒有的同學可以考慮升級一下Xcode了=。=),鉤上,然後按照平常那樣拖控件就可以了。拖動控件後在左邊的view hierarchy欄中會出現Constraints一向,其中就是所有的約束條件。

選中某個約束條件後,在右邊的Attributes inspector中可以更改約束的條件,距離值和優先度等: 

對於沒有自動添加的約束,可以在IB中手動添加。選擇需要添加約束的view,點擊菜單的Edit->Pin裏的需要的選項,或者是點擊IB主視圖右下角的按鈕,即可添加格外的約束條件。

可視化的添加不僅很方便直觀,而且基本不會出錯,是優先推薦的添加約束的方式。但是有時候只靠IB是無法完成某些約束的添加的(比如跨view hierarchy的約束),有時候IB添加的約束不能滿足要求,這時就需要使用約束的API進行補充。

手動使用API添加約束

創建

iOS6中新加入了一個類:NSLayoutConstraint,一個形如這樣的約束

  • item1.attribute = multiplier ⨉ item2.attribute + constant

對應的代碼爲

[NSLayoutConstraint constraintWithItem:button
                             attribute:NSLayoutAttributeBottom
                             relatedBy:NSLayoutRelationEqual
                                toItem:superview
                             attribute:NSLayoutAttributeBottom
                            multiplier:1.0
                              constant:-padding]

這對應的約束是“button的底部(y) = superview的底部 -10”。

添加

在創建約束之後,需要將其添加到作用的view上。UIView(當然NSView也一樣)加入了一個新的實例方法:

  • -(void)addConstraint:(NSLayoutConstraint *)constraint; 用來將約束添加到view。在添加時唯一要注意的是添加的目標view要遵循以下規則:

    • 對於兩個同層級view之間的約束關係,添加到他們的父view上

* 對於兩個不同層級view之間的約束關係,添加到他們最近的共同父view上

* 對於有層次關係的兩個view之間的約束關係,添加到層次較高的父view上

刷新

可以通過-setNeedsUpdateConstraints和-layoutIfNeeded兩個方法來刷新約束的改變,使UIView重新佈局。這和CoreGraphic的-setNeedsDisplay一套東西是一樣的~

Visual Format Language 可視格式語言

UIKit團隊這次相當有愛,估計他們自己也覺得新加約束的API名字太長了,因此他們發明了一種新的方式來描述約束條件,十分有趣。這種語言是對視覺描述的一種抽象,大概過程看起來是這樣的:

accept按鈕在cancel按鈕右側默認間距處

最後使用VFL(Visual Format Language)描述變成這樣:

[NSLayoutConstraint constraintsWithVisualFormat:@"[cancelButton]-[acceptButton]" 
                                        options:0 
                                        metrics:nil 
                                          views:viewsDictionary];</pre>

其中viewsDictionary是綁定了view的名字和對象的字典,對於這個例子可以用以下方法得到對應的字典:

UIButton *cancelButton = ...  
UIButton *acceptButton = ...  
viewsDictionary = NSDictionaryOfVariableBindings(cancelButton,acceptButton);  

生成的字典爲

{ acceptButton = ""; cancelButton = ""; }

當然,不嫌累的話自己手寫也未嘗不可。現在字典啊數組啊寫法相對簡化了很多了,因此也不復雜。關於Objective-C的新語法,可以參考我之前的一篇WWDC 2012筆記:WWDC 2012 Session筆記——405 Modern Objective-C

在view名字後面添加括號以及連接處的數字可以賦予表達式更多意義,以下進行一些舉例:

  • [cancelButton(72)]-12-[acceptButton(50)]
    • 取消按鈕寬72point,accept按鈕寬50point,它們之間間距12point
  • [wideView(>=60@700)]
    • wideView寬度大於等於60point,該約束條件優先級爲700(優先級最大值爲1000,優先級越高的約束越先被滿足)
  • V:[redBox][yellowBox(==redBox)]
    • 豎直佈局,先是一個redBox,其下方緊接一個寬度等於redBox寬度的yellowBox
  • H:|-[Find]-[FindNext]-[FindField(>=20)]-|
    • 水平佈局,Find距離父view左邊緣默認間隔寬度,之後是FindNext距離Find間隔默認寬度;再之後是寬度不小於20的FindField,它和FindNext以及父view右邊緣的間距都是默認寬度。(豎線'|‘ 表示superview的邊緣)

容易出現的錯誤

因爲涉及約束問題,因此約束模型下的所有可能出現的問題這裏都會出現,具體來說包括兩種:

  • Ambiguous Layout 佈局不能確定
  • Unsatisfiable Constraints 無法滿足約束

佈局不能確定指的是給出的約束條件無法唯一確定一種佈局,也即約束條件不足,無法得到唯一的佈局結果。這種情況一般添加一些必要的約束或者調整優先級可以解決。無法滿足約束的問題來源是有約束條件互相沖突,因此無法同時滿足,需要刪掉一些約束。兩種錯誤在出現時均會導致佈局的不穩定和錯誤,Ambiguous可以被容忍並且選擇一種可行佈局呈現在UI上,Unsatisfiable的話會無法得到UI佈局並報錯。

對於不能確定的佈局,可以通過調試時暫停程序,在debugger中輸入

  • po [[UIWindow keyWindow] _autolayoutTrace]

來檢查是否存在Ambiguous Layout以及存在的位置,來幫助添加條件。另外還有一些檢查方法,來查看view的約束和約束狀態:

  • [view constraintsAffectingLayoutForOrientation/Axis: NSLayoutConstraintOrientationHorizontal/Vertical]
  • [view hasAmbiguousLayout]
    • [view exerciseAmbiguityInLayout]

2013年9月1日作者更新:在iOS7和Xcode5中,IB在添加和檢查Autolayout約束方面有了長足的進步。現在使用IB可以比較容易地完成複雜約束,而得益於新的IB的約束檢查機制,我們也很少再會遇到遺漏或者多餘約束情況的出現(有問題的約束條件將直接在IB中得到錯誤或者警告)。但是對於確實很奇葩的約束條件有可能使用IB無法達成,這時候還是有可能需要代碼補充的。


佈局動畫

動畫是UI體驗的重要部分,更改佈局以後的動畫也非常關鍵。說到動畫,Core Animation又立功了..自從CA出現以後,所有的動畫效果都非常cheap,在auto layout中情況也和collection view裏一樣,很簡單(可以參考WWDC 2012 Session筆記——219 Advanced Collection Views and Building Custom Layouts),只需要把layoutIfNeeded放到animation block中即可~

[UIView animateWithDuration:0.5 animations:^{
    [view layoutIfNeeded];
}];

如果對block不熟悉的話,可以看看我很早時候寫的一篇block的文章



轉自:http://onevcat.com/2012/09/autoayout/



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