UIBezierPath

UIBezierPath

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

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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

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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。

+ (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。

+ (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。

+ (instancetype)bezierPathWithRect:(CGRect)rect;

这个工厂方法根据一个矩形画贝塞尔曲线。

+ (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。

+ (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。

+ (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类中的- (void)drawRect:(CGRect)rect方法中调用

画三角形

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先看效果图：

image

// 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：

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。

// 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

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先看效果图：

image

// 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：

/* 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：

/* 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

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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：

image

- (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

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先看效果图：

image

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。

// 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：

image

- (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：

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：

image

画弧

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画弧前，我们需要了解其参考系，如下图（图片来自网络）：

image

#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

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先来学习一下关于控制点，如下图（图片来自网络）：

image

画二次贝塞尔曲线，是通过调用此方法来实现的：

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

参数说明：

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

看效果图：

image

- (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

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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：

image

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。

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

看下效果图：

image

实现代码是这样的：

- (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。