Core Text

 Core Text是和Core Graphics配合使用的，一般是在UIView的drawRect方法中的Graphics Context上進行繪製的。 且Core Text真正負責繪製的是文本部分，圖片還是需要自己去手動繪製，所以你必須關注很多繪製的細節部分。

一.Core Text知識準備

在進入任何一個新的編程領域之前，我們肯定要先接觸相關的領域模型的知識。比如你軟件是進行科學計算的，那麼你就必須理解大量的數學原理；如果你的軟件是搞銀行系統，那麼你就得事先了解相關的銀行的業務知識。這些都是不可避免的事情。通常情況下領域知識具有較高的通用性。但在特定的環境下，某些知識點也會被特殊處理。 Core Text是用來進行文字精細排版的，所以瞭解文字相關的知識也不可避免。

1.字符（Character）和字形（Glyphs）

排版系統中文本顯示的一個重要的過程就是字符到字形的轉換，字符是信息本身的元素，而字形是字符的圖形表徵，字符還會有其它表徵比如發音。 字符在計算機中其實就是一個編碼，某個字符集中的編碼，比如Unicode字符集，就囊括了大都數存在的字符。 而字形則是圖形，一般都存儲在字體文件中，字形也有它的編碼，也就是它在字體中的索引。 一個字符可以對應多個字形（不同的字體，或者同種字體的不同樣式:粗體斜體等）；多個字符也可能對應一個字形，比如字符的連寫（ Ligatures）。 
 
Roman Ligatures

下面就來詳情看看字形的各個參數也就是所謂的字形度量Glyph Metrics

 

• bounding box（邊界框 bbox），這是一個假想的框子，它儘可能緊密的裝入字形。
• baseline（基線），一條假想的線,一行上的字形都以此線作爲上下位置的參考，在這條線的左側存在一個點叫做基線的原點，
• ascent（上行高度）從原點到字體中最高（這裏的高深都是以基線爲參照線的）的字形的頂部的距離，ascent是一個正值
• descent（下行高度）從原點到字體中最深的字形底部的距離，descent是一個負值（比如一個字體原點到最深的字形的底部的距離爲2，那麼descent就爲-2）
• linegap（行距），linegap也可以稱作leading（其實準確點講應該叫做External leading）,行高lineHeight則可以通過 ascent + |descent| + linegap 來計算。

一些Metrics專業知識還可以參考Free Type的文檔 Glyph metrics，其實iOS就是使用Free Type庫來進行字體渲染的。

以上圖片和部分概念來自蘋果文檔 Querying Font Metrics ，Text Layout

2.座標系

首先不得不說 蘋果編程中的座標系花樣百出，經常讓開發者措手不及。 傳統的Mac中的座標系的原點在左下角，比如NSView默認的座標系，原點就在左下角。但Mac中有些View爲了其實現的便捷將原點變換到左上角，像NSTableView的座標系座標原點就在左上角。iOS UIKit的UIView的座標系原點在左上角。 
往底層看，Core Graphics的context使用的座標系的原點是在左下角。而在iOS中的底層界面繪製就是通過Core Graphics進行的，那麼座標系列是如何變換的呢？ 在UIView的drawRect方法中我們可以通過UIGraphicsGetCurrentContext()來獲得當前的Graphics Context。drawRect方法在被調用前，這個Graphics Context被創建和配置好，你只管使用便是。如果你細心，通過CGContextGetCTM(CGContextRef c)可以看到其返回的值並不是CGAffineTransformIdentity，通過打印出來看到值爲

Printing description of contextCTM:
(CGAffineTransform) contextCTM = {
        a = 1
        b = 0
        c = 0
        d = -1
        tx = 0
        ty = 460
}

這是非retina分辨率下的結果，如果是如果是retina上面的a,d,ty的值將會乘2，如果是iPhone 5，ty的值會再大些。 但是作用都是一樣的就是將上下文空間座標系進行了flip，使得原本左下角原點變到左上角，y軸正方向也變換成向下。

上面說了一大堆，下面進入正題，Core Text一開始便是定位於桌面的排版系統，使用了傳統的原點在左下角的座標系，所以它在繪製文本的時候都是參照左下角的原點進行繪製的。 但是iOS的UIView的drawRect方法的context被做了次flip，如果你啥也不做處理，直接在這個context上進行Core Text繪製，你會發現文字是鏡像且上下顛倒。 
 
所以在UIView的drawRect方法中的context上進行Core Text繪製之前需要對context進行一次Flip。 

這裏再提及一個函數CGContextSetTextMatrix，它可以用來爲每一個顯示的字形單獨設置變形矩陣。

3.NSMutableAttributedString 和 CFMutableAttributedStringRef

Core Foundation和Foundation中的有些數據類型只需要簡單的強制類型轉換就可以互換使用，這類類型我們叫他們爲Toll-Free Bridged Types。 
CFMutableAttributedStringRef和NSMutableAttributedString就是其中的一對，Core Foundation的接口基本是C的接口，功能強大，但是使用起來沒有Foundation中提供的Objc的接口簡單好使，所以很多時候我們可以使用高層接口組織數據，然後將其傳給低層函數接口使用。

二.Core Text對象模型

這節主要來看看Core Text繪製的一些細節問題了，首先是Core Text繪製的流程： 

• framesetter framesetter對應的類型是 CTFramesetter，通過CFAttributedString進行初始化，它作爲CTFrame對象的生產工廠，負責根據path生產對應的CTFrame
• CTFrame CTFrame是可以通過CTFrameDraw函數直接繪製到context上的，當然你可以在繪製之前，操作CTFrame中的CTLine，進行一些參數的微調
• CTLine 可以看做Core Text繪製中的一行的對象 通過它可以獲得當前行的line ascent,line descent ,line leading,還可以獲得Line下的所有Glyph Runs
• CTRun 或者叫做 Glyph Run，是一組共享想相同attributes（屬性）的字形的集合體

上面說了這麼多對也沒一個東西和圖片繪製有關係，其實吧，Core Text本身並不支持圖片繪製，圖片的繪製你還得通過Core Graphics來進行。只是Core Text可以通過CTRun的設置爲你的圖片在文本繪製的過程中留出適當的空間。這個設置就使用到CTRunDelegate了，看這個名字大概就可以知道什麼意思了，CTRunDelegate作爲CTRun相關屬性或操作擴展的一個入口，使得我們可以對CTRun做一些自定義的行爲。爲圖片留位置的方法就是加入一個空白的CTRun，自定義其ascent，descent，width等參數，使得繪製文本的時候留下空白位置給相應的圖片。然後圖片在相應的空白位置上使用Core Graphics接口進行繪製。 
使用CTRunDelegateCreate可以創建一個CTRunDelegate，它接收兩個參數，一個是callbacks結構體，一個是所有callback調用的時候需要傳入的對象。 callbacks的結構體爲CTRunDelegateCallbacks，主要是包含一些回調函數，比如有返回當前run的ascent，descent，width這些值的回調函數，至於函數中如何鑑別當前是哪個run，可以在CTRunDelegateCreate的第二個參數來達到目的，因爲CTRunDelegateCreate的第二個參數會作爲每一個回調調用時的入參。

三.Core Text實戰

這裏使用Core Text實現一個和之前NSTextView顯示類似的圖文混排的例子。

直接貼上代碼大家體會下:

void RunDelegateDeallocCallback( void* refCon ){

}

CGFloat RunDelegateGetAscentCallback( void *refCon ){
    NSString *imageName = (NSString *)refCon;
    return [UIImage imageNamed:imageName].size.height;
}

CGFloat RunDelegateGetDescentCallback(void *refCon){
    return 0;
}

CGFloat RunDelegateGetWidthCallback(void *refCon){
    NSString *imageName = (NSString *)refCon;
    return [UIImage imageNamed:imageName].size.width;
}


- (void)drawRect:(CGRect)rect
{
    CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();

    //這四行代碼只是簡單測試drawRect中context的座標系
    CGContextSetRGBFillColor (context, 1, 0, 0, 1);
    CGContextFillRect (context, CGRectMake (0, 200, 200, 100 ));
    CGContextSetRGBFillColor (context, 0, 0, 1, .5);
    CGContextFillRect (context, CGRectMake (0, 200, 100, 200));

    CGContextSetTextMatrix(context, CGAffineTransformIdentity);//設置字形變換矩陣爲CGAffineTransformIdentity，也就是說每一個字形都不做圖形變換

    CGAffineTransform flipVertical = CGAffineTransformMake(1,0,0,-1,0,self.bounds.size.height);
    CGContextConcatCTM(context, flipVertical);//將當前context的座標系進行flip

    NSMutableAttributedString *attributedString = [[[NSMutableAttributedString alloc] initWithString:@"測試富文本顯示"] autorelease];

    //爲所有文本設置字體
    //[attributedString addAttribute:NSFontAttributeName value:[UIFont systemFontOfSize:24] range:NSMakeRange(0, [attributedString length])]; // 6.0+
    UIFont *font = [UIFont systemFontOfSize:24];
    CTFontRef fontRef = CTFontCreateWithName((CFStringRef)font.fontName, font.pointSize, NULL);
    [attributedString addAttribute:(NSString *)kCTFontAttributeName value:(id)fontRef range:NSMakeRange(0, [attributedString length])];

    //將“測試”兩字字體顏色設置爲藍色
    //[attributedString addAttribute:NSForegroundColorAttributeName value:[UIColor blueColor] range:NSMakeRange(0, 2)]; //6.0+
    [attributedString addAttribute:(NSString *)kCTForegroundColorAttributeName value:(id)[UIColor blueColor].CGColor range:NSMakeRange(0, 2)];

    //將“富文本”三個字字體顏色設置爲紅色
    //[attributedString addAttribute:NSForegroundColorAttributeName value:[UIColor redColor] range:NSMakeRange(2, 3)]; //6.0+
    [attributedString addAttribute:(NSString *)kCTForegroundColorAttributeName value:(id)[UIColor redColor].CGColor range:NSMakeRange(2, 3)];


    //爲圖片設置CTRunDelegate,delegate決定留給圖片的空間大小
    NSString *taobaoImageName = @"taobao.png";
    CTRunDelegateCallbacks imageCallbacks;
    imageCallbacks.version = kCTRunDelegateVersion1;
    imageCallbacks.dealloc = RunDelegateDeallocCallback;
    imageCallbacks.getAscent = RunDelegateGetAscentCallback;
    imageCallbacks.getDescent = RunDelegateGetDescentCallback;
    imageCallbacks.getWidth = RunDelegateGetWidthCallback;
    CTRunDelegateRef runDelegate = CTRunDelegateCreate(&imageCallbacks, taobaoImageName);
    NSMutableAttributedString *imageAttributedString = [[NSMutableAttributedString alloc] initWithString:@" "];//空格用於給圖片留位置
    [imageAttributedString addAttribute:(NSString *)kCTRunDelegateAttributeName value:(id)runDelegate range:NSMakeRange(0, 1)];
    CFRelease(runDelegate);

    [imageAttributedString addAttribute:@"imageName" value:taobaoImageName range:NSMakeRange(0, 1)];

    [attributedString insertAttributedString:imageAttributedString atIndex:1];

    CTFramesetterRef ctFramesetter = CTFramesetterCreateWithAttributedString((CFMutableAttributedStringRef)attributedString);

    CGMutablePathRef path = CGPathCreateMutable();
    CGRect bounds = CGRectMake(0.0, 0.0, self.bounds.size.width, self.bounds.size.height);
    CGPathAddRect(path, NULL, bounds);

    CTFrameRef ctFrame = CTFramesetterCreateFrame(ctFramesetter,CFRangeMake(0, 0), path, NULL);
    CTFrameDraw(ctFrame, context);

    CFArrayRef lines = CTFrameGetLines(ctFrame);
    CGPoint lineOrigins[CFArrayGetCount(lines)];
    CTFrameGetLineOrigins(ctFrame, CFRangeMake(0, 0), lineOrigins);

    for (int i = 0; i < CFArrayGetCount(lines); i++) {
        CTLineRef line = CFArrayGetValueAtIndex(lines, i);
        CGFloat lineAscent;
        CGFloat lineDescent;
        CGFloat lineLeading;
        CTLineGetTypographicBounds(line, &lineAscent, &lineDescent, &lineLeading);

        CFArrayRef runs = CTLineGetGlyphRuns(line);
        for (int j = 0; j < CFArrayGetCount(runs); j++) {
            CGFloat runAscent;
            CGFloat runDescent;
            CGPoint lineOrigin = lineOrigins[i];
            CTRunRef run = CFArrayGetValueAtIndex(runs, j);
            NSDictionary* attributes = (NSDictionary*)CTRunGetAttributes(run);
            CGRect runRect;
            runRect.size.width = CTRunGetTypographicBounds(run, CFRangeMake(0,0), &runAscent, &runDescent, NULL);

            runRect=CGRectMake(lineOrigin.x + CTLineGetOffsetForStringIndex(line, CTRunGetStringRange(run).location, NULL), lineOrigin.y - runDescent, runRect.size.width, runAscent + runDescent);

            NSString *imageName = [attributes objectForKey:@"imageName"];
            //圖片渲染邏輯
            if (imageName) {
                UIImage *image = [UIImage imageNamed:imageName];
                if (image) {
                    CGRect imageDrawRect;
                    imageDrawRect.size = image.size;
                    imageDrawRect.origin.x = runRect.origin.x + lineOrigin.x;
                    imageDrawRect.origin.y = lineOrigin.y;
                    CGContextDrawImage(context, imageDrawRect, image.CGImage);
                }
            }
        }
    }

    CFRelease(ctFrame);
    CFRelease(path);
    CFRelease(ctFramesetter);
}