在第二章里面道偷，我們介紹了圖層背后的圖片，和一些控制圖層坐標(biāo)和旋轉(zhuǎn)的屬性记劈。在這一章中，我們將要看一看圖層內(nèi)部是如何根據(jù)父圖層和兄弟圖層來控制位置和尺寸的并巍。另外我們也會涉及如何管理圖層的幾何結(jié)構(gòu)目木，以及它是如何被自動調(diào)整和自動布局影響的。

布局

UIView有三個比較重要的布局屬性：frame懊渡，bounds和center刽射，CALayer對應(yīng)地叫做frame，bounds和position剃执。為了能清楚區(qū)分誓禁，圖層用了“position”，視圖用了“center”肾档，但是他們都代表同樣的值摹恰。
frame代表了圖層的外部坐標(biāo)（也就是在父圖層上占據(jù)的空間），bounds是內(nèi)部坐標(biāo)（{0, 0}通常是圖層的左上角）怒见，center和position都代表了相對于父圖層anchorPoint所在的位置俗慈。anchorPoint的屬性將會在后續(xù)介紹到，現(xiàn)在把它想成圖層的中心點就好了遣耍。圖3.1顯示了這些屬性是如何相互依賴的闺阱。

3.1.jpeg

圖3.1 UIView和CALayer的坐標(biāo)系
視圖的frame，bounds和center屬性僅僅是存取方法舵变，當(dāng)操縱視圖的frame酣溃，實際上是在改變位于視圖下方CALayer的frame瘦穆，不能夠獨立于圖層之外改變視圖的frame。
對于視圖或者圖層來說赊豌，frame并不是一個非常清晰的屬性扛或，它其實是一個虛擬屬性，是根據(jù)bounds亿絮，position和transform計算而來告喊，所以當(dāng)其中任何一個值發(fā)生改變，frame都會變化派昧。相反黔姜，改變frame的值同樣會影響到他們當(dāng)中的值
記住當(dāng)對圖層做變換的時候，比如旋轉(zhuǎn)或者縮放蒂萎，frame實際上代表了覆蓋在圖層旋轉(zhuǎn)之后的整個軸對齊的矩形區(qū)域秆吵，也就是說frame的寬高可能和bounds的寬高不再一致了（圖3.2）

3.2.jpeg

圖3.2 旋轉(zhuǎn)一個視圖或者圖層之后的frame屬性

錨點

之前提到過，視圖的center屬性和圖層的position屬性都指定了anchorPoint相對于父圖層的位置五慈。圖層的anchorPoint通過position來控制它的frame的位置纳寂，你可以認(rèn)為anchorPoint是用來移動圖層的把柄。
默認(rèn)來說泻拦，anchorPoint位于圖層的中點毙芜，所以圖層的將會以這個點為中心放置。anchorPoint屬性并沒有被UIView接口暴露出來争拐，這也是視圖的position屬性被叫做“center”的原因腋粥。但是圖層的anchorPoint可以被移動，比如你可以把它置于圖層frame的左上角架曹，于是圖層的內(nèi)容將會向右下角的position方向移動（圖3.3）隘冲，而不是居中了。

3.3.jpeg

圖3.3 改變anchorPoint的效果
和第二章提到的contentsRect和contentsCenter屬性類似展辞，anchorPoint用單位坐標(biāo)來描述，也就是圖層的相對坐標(biāo)罗珍，圖層左上角是{0, 0}杏愤，右下角是{1, 1}，因此默認(rèn)坐標(biāo)是{0.5, 0.5}珊楼。anchorPoint可以通過指定x和y值小于0或者大于1，使它放置在圖層范圍之外。
注意在圖3.3中堕担，當(dāng)改變了anchorPoint曲聂，position屬性保持固定的值并沒有發(fā)生改變，但是frame卻移動了朋腋。
那在什么場合需要改變anchorPoint呢？既然我們可以隨意改變圖層位置贞奋，那改變anchorPoint不會造成困惑么？為了舉例說明穷绵，我們來舉一個實用的例子轿塔，創(chuàng)建一個模擬鬧鐘的項目。
鐘面和鐘表由四張圖片組成（圖3.4）仲墨，為了簡單說明勾缭，我們還是用傳統(tǒng)的方式來裝載和加載圖片，使用四個UIImageView實例（當(dāng)然你也可以用正常的視圖目养，設(shè)置他們圖層的contents圖片）俩由。

3.4.jpeg

圖3.4 組成鐘面和鐘表的四張圖片
鬧鐘的組件通過IB來排列（圖3.5），這些圖片視圖嵌套在一個容器視圖之內(nèi)癌蚁，并且自動調(diào)整和自動布局都被禁用了采驻。這是因為自動調(diào)整會影響到視圖的frame，而根據(jù)圖3.2的演示匈勋，當(dāng)視圖旋轉(zhuǎn)的時候，frame是會發(fā)生改變的膳叨，這將會導(dǎo)致一些布局上的失靈洽洁。
我們用NSTimer來更新鬧鐘，使用視圖的transform屬性來旋轉(zhuǎn)鐘表（如果你對這個屬性不太熟悉菲嘴，不要著急饿自，我們將會在第5章“變換”當(dāng)中詳細(xì)說明），具體代碼見清單3.1
圖3.4 組成鐘面和鐘表的四張圖片
鬧鐘的組件通過IB來排列（圖3.5）龄坪，這些圖片視圖嵌套在一個容器視圖之內(nèi)昭雌，并且自動調(diào)整和自動布局都被禁用了。這是因為自動調(diào)整會影響到視圖的frame健田，而根據(jù)圖3.2的演示烛卧，當(dāng)視圖旋轉(zhuǎn)的時候，frame是會發(fā)生改變的妓局，這將會導(dǎo)致一些布局上的失靈总放。
我們用NSTimer來更新鬧鐘呈宇，使用視圖的transform屬性來旋轉(zhuǎn)鐘表（如果你對這個屬性不太熟悉，不要著急局雄，我們將會在第5章“變換”當(dāng)中詳細(xì)說明）甥啄，具體代碼見清單3.1

3.5.jpeg

圖3.5 在Interface Builder中布局鬧鐘視圖
清單3.1 Clock

@interface ViewController ()

@property (nonatomic, weak) IBOutlet UIImageView *hourHand;
@property (nonatomic, weak) IBOutlet UIImageView *minuteHand;
@property (nonatomic, weak) IBOutlet UIImageView *secondHand;
@property (nonatomic, weak) NSTimer *timer;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    //start timer
    self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(tick) userInfo:nil repeats:YES];
                  
    //set initial hand positions
    [self tick];
}

- (void)tick
{
    //convert time to hours, minutes and seconds
    NSCalendar *calendar = [[NSCalendar alloc] initWithCalendarIdentifier:NSGregorianCalendar];
    NSUInteger units = NSHourCalendarUnit | NSMinuteCalendarUnit | NSSecondCalendarUnit;
    NSDateComponents *components = [calendar components:units fromDate:[NSDate date]];
    CGFloat hoursAngle = (components.hour / 12.0) * M_PI * 2.0;
    //calculate hour hand angle //calculate minute hand angle
    CGFloat minsAngle = (components.minute / 60.0) * M_PI * 2.0;
    //calculate second hand angle
    CGFloat secsAngle = (components.second / 60.0) * M_PI * 2.0;
    //rotate hands
    self.hourHand.transform = CGAffineTransformMakeRotation(hoursAngle);
    self.minuteHand.transform = CGAffineTransformMakeRotation(minsAngle);
    self.secondHand.transform = CGAffineTransformMakeRotation(secsAngle);
}

@end

運行項目蜈漓，看起來有點奇怪（圖3.6）融虽，因為鐘表的圖片在圍繞著中心旋轉(zhuǎn)衣形，這并不是我們期待的一個支點谆吴。

3.6.jpeg

圖3.6 鐘面，和不對齊的鐘指針
你也許會認(rèn)為可以在Interface Builder當(dāng)中調(diào)整指針圖片的位置來解決腻菇，但其實并不能達(dá)到目的筹吐，因為如果不放在鐘面中間的話丘薛，同樣不能正確的旋轉(zhuǎn)洋侨。
也許在圖片末尾添加一個透明空間也是個解決方案倦蚪，但這樣會讓圖片變大裁僧，也會消耗更多的內(nèi)存，這樣并不優(yōu)雅播急。
更好的方案是使用anchorPoint屬性桩警，我們來在-viewDidLoad方法中添加幾行代碼來給每個鐘指針的anchorPoint做一些平移（清單3.2）捶枢，圖3.7顯示了正確的結(jié)果烂叔。
清單3.2

- (void)viewDidLoad 
{
    [super viewDidLoad];
    // adjust anchor points

    self.secondHand.layer.anchorPoint = CGPointMake(0.5f, 0.9f); 
    self.minuteHand.layer.anchorPoint = CGPointMake(0.5f, 0.9f); 
    self.hourHand.layer.anchorPoint = CGPointMake(0.5f, 0.9f);


    // start timer
}

3.7.jpeg

圖3.7 鐘面，和正確對齊的鐘指針

坐標(biāo)系

和視圖一樣牢裳，圖層在圖層樹當(dāng)中也是相對于父圖層按層級關(guān)系放置蒲讯，一個圖層的position依賴于它父圖層的bounds判帮，如果父圖層發(fā)生了移動，它的所有子圖層也會跟著移動悦昵。
這樣對于放置圖層會更加方便旱捧，因為你可以通過移動根圖層來將它的子圖層作為一個整體來移動氓癌，但是有時候你需要知道一個圖層的絕對位置，或者是相對于另一個圖層的位置反粥，而不是它當(dāng)前父圖層的位置莫湘。
CALayer給不同坐標(biāo)系之間的圖層轉(zhuǎn)換提供了一些工具類方法：

- (CGPoint)convertPoint:(CGPoint)point fromLayer:(CALayer *)layer;
- (CGPoint)convertPoint:(CGPoint)point toLayer:(CALayer *)layer;
- (CGRect)convertRect:(CGRect)rect fromLayer:(CALayer *)layer;
- (CGRect)convertRect:(CGRect)rect toLayer:(CALayer *)layer;

這些方法可以把定義在一個圖層坐標(biāo)系下的點或者矩形轉(zhuǎn)換成另一個圖層坐標(biāo)系下的點或者矩形.

翻轉(zhuǎn)的幾何結(jié)構(gòu)

常規(guī)說來幅垮，在iOS上忙芒，一個圖層的position位于父圖層的左上角呵萨，但是在Mac OS上潮峦，通常是位于左下角忱嘹。Core Animation可以通過geometryFlipped屬性來適配這兩種情況德谅，它決定了一個圖層的坐標(biāo)是否相對于父圖層垂直翻轉(zhuǎn)窄做，是一個BOOL類型椭盏。在iOS上通過設(shè)置它為YES意味著它的子圖層將會被垂直翻轉(zhuǎn)掏颊，也就是將會沿著底部排版而不是通常的頂部（它的所有子圖層也同理艾帐，除非把它們的geometryFlipped屬性也設(shè)為YES）准浴。

Z坐標(biāo)軸

和UIView嚴(yán)格的二維坐標(biāo)系不同乐横，CALayer存在于一個三維空間當(dāng)中。除了我們已經(jīng)討論過的position和anchorPoint屬性之外罐农，CALayer還有另外兩個屬性，zPosition和anchorPointZ蛆楞，二者都是在Z軸上描述圖層位置的浮點類型裆悄。
注意這里并沒有更深的屬性來描述由寬和高做成的bounds了光稼，圖層是一個完全扁平的對象艾君，你可以把它們想象成類似于一頁二維的堅硬的紙片冰垄，用膠水粘成一個空洞，就像三維結(jié)構(gòu)的折紙一樣隅要。
zPosition屬性在大多數(shù)情況下其實并不常用要门。在第五章廓啊，我們將會涉及CATransform3D狂巢，你會知道如何在三維空間移動和旋轉(zhuǎn)圖層书聚，除了做變換之外斩个，zPosition最實用的功能就是改變圖層的顯示順序了受啥。
通常滚局，圖層是根據(jù)它們子圖層的sublayers出現(xiàn)的順序來類繪制的，這就是所謂的畫家的算法--就像一個畫家在墻上作畫--后被繪制上的圖層將會遮蓋住之前的圖層嘁圈，但是通過增加圖層的zPosition，就可以把圖層向相機方向前置怠惶，于是它就在所有其他圖層的前面了（或者至少是小于它的zPosition值的圖層的前面）策治。
這里所謂的“相機”實際上是相對于用戶是視角轧拄，這里和iPhone背后的內(nèi)置相機沒任何關(guān)系檩电。
圖3.8顯示了在Interface Builder內(nèi)的一對視圖，正如你所見府树，首先出現(xiàn)在視圖層級綠色的視圖被繪制在紅色視圖的后面俐末。

3.8.jpeg

圖3.8 在視圖層級中綠色視圖被繪制在紅色視圖的后面
我們希望在真實的應(yīng)用中也能顯示出繪圖的順序，同樣地奄侠，如果我們提高綠色視圖的zPosition（清單3.3）卓箫，我們會發(fā)現(xiàn)順序就反了（圖3.9）。其實并不需要增加太多垄潮，視圖都非常地薄烹卒，所以給zPosition提高一個像素就可以讓綠色視圖前置闷盔，當(dāng)然0.1或者0.0001也能夠做到，但是最好不要這樣，因為浮點類型四舍五入的計算可能會造成一些不便的麻煩。
清單3.3

@interface ViewController ()

@property (nonatomic, weak) IBOutlet UIView *greenView;
@property (nonatomic, weak) IBOutlet UIView *redView;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    
    //move the green view zPosition nearer to the camera
    self.greenView.layer.zPosition = 1.0f;
}
@end

3.9.jpeg

圖3.9 綠色視圖被繪制在紅色視圖的前面

Hit Testing

第一章“圖層樹”證實了最好使用圖層相關(guān)視圖句占，而不是創(chuàng)建獨立的圖層關(guān)系凹炸。其中一個原因就是要處理額外復(fù)雜的觸摸事件变骡。
CALayer并不關(guān)心任何響應(yīng)鏈?zhǔn)录ㄗ保圆荒苤苯犹幚碛|摸事件或者手勢懊缺。但是它有一系列的方法幫你處理事件：-containsPoint:和-hitTest:员萍。
-containsPoint:接受一個在本圖層坐標(biāo)系下的CGPoint，如果這個點在圖層frame范圍內(nèi)就返回YES。如清單3.4所示第一章的項目的另一個合適的版本，也就是使用-containsPoint:方法來判斷到底是白色還是藍(lán)色的圖層被觸摸了 （圖3.10）乙帮。這需要把觸摸坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成每個圖層坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，結(jié)果很不方便峡捡。
清單3.4 使用containsPoint判斷被點擊的圖層

@interface ViewController ()

@property (nonatomic, weak) IBOutlet UIView *layerView;
@property (nonatomic, weak) CALayer *blueLayer;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    //create sublayer
    self.blueLayer = [CALayer layer];
    self.blueLayer.frame = CGRectMake(50.0f, 50.0f, 100.0f, 100.0f);
    self.blueLayer.backgroundColor = [UIColor blueColor].CGColor;
    //add it to our view
    [self.layerView.layer addSublayer:self.blueLayer];
}

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    //get touch position relative to main view
    CGPoint point = [[touches anyObject] locationInView:self.view];
    //convert point to the white layer's coordinates
    point = [self.layerView.layer convertPoint:point fromLayer:self.view.layer];
    //get layer using containsPoint:
    if ([self.layerView.layer containsPoint:point]) {
        //convert point to blueLayer’s coordinates
        point = [self.blueLayer convertPoint:point fromLayer:self.layerView.layer];
        if ([self.blueLayer containsPoint:point]) {
            [[[UIAlertView alloc] initWithTitle:@"Inside Blue Layer"
                                        message:nil
                                       delegate:nil
                              cancelButtonTitle:@"OK"
                              otherButtonTitles:nil] show];
        } else {
            [[[UIAlertView alloc] initWithTitle:@"Inside White Layer"
                                        message:nil
                                       delegate:nil
                              cancelButtonTitle:@"OK"
                              otherButtonTitles:nil] show];
        }
    }
}

@end

3.10.jpeg

圖3.10 點擊圖層被正確標(biāo)識
-hitTest:方法同樣接受一個CGPoint類型參數(shù)验夯，而不是BOOL類型党窜，它返回圖層本身，或者包含這個坐標(biāo)點的葉子節(jié)點圖層。這意味著不再需要像使用-containsPoint:那樣吝梅，人工地在每個子圖層變換或者測試點擊的坐標(biāo)。如果這個點在最外面圖層的范圍之外，則返回nil肃叶。具體使用-hitTest:方法被點擊圖層的代碼如清單3.5所示激率。
清單3.5 使用hitTest判斷被點擊的圖層

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    //get touch position
    CGPoint point = [[touches anyObject] locationInView:self.view];
    //get touched layer
    CALayer *layer = [self.layerView.layer hitTest:point];
    //get layer using hitTest
    if (layer == self.blueLayer) {
        [[[UIAlertView alloc] initWithTitle:@"Inside Blue Layer"
                                    message:nil
                                   delegate:nil
                          cancelButtonTitle:@"OK"
                          otherButtonTitles:nil] show];
    } else if (layer == self.layerView.layer) {
        [[[UIAlertView alloc] initWithTitle:@"Inside White Layer"
                                    message:nil
                                   delegate:nil
                          cancelButtonTitle:@"OK"
                          otherButtonTitles:nil] show];
    }
}

注意當(dāng)調(diào)用圖層的-hitTest:方法時壤短，測算的順序嚴(yán)格依賴于圖層樹當(dāng)中的圖層順序（和UIView處理事件類似）久脯。之前提到的zPosition屬性可以明顯改變屏幕上圖層的順序蹬耘，但不能改變事件傳遞的順序。
這意味著如果改變了圖層的z軸順序，你會發(fā)現(xiàn)將不能夠檢測到最前方的視圖點擊事件做粤，這是因為被另一個圖層遮蓋住了涨薪，雖然它的zPosition值較小，但是在圖層樹中的順序靠前卒茬。我們將在第五章詳細(xì)討論這個問題船老。

自動布局

你可能用過UIViewAutoresizingMask類型的一些常量，應(yīng)用于當(dāng)父視圖改變尺寸的時候圃酵，相應(yīng)UIView的frame也跟著更新的場景（通常用于橫豎屏切換）柳畔。
在iOS6中，蘋果介紹了自動排版機制郭赐，它和自動調(diào)整不同薪韩，并且更加復(fù)雜确沸。
在Mac OS平臺，CALayer有一個叫做layoutManager的屬性可以通過CALayoutManager協(xié)議和CAConstraintLayoutManager類來實現(xiàn)自動排版的機制俘陷。但由于某些原因罗捎，這在iOS上并不適用。
當(dāng)使用視圖的時候拉盾，可以充分利用UIView類接口暴露出來的UIViewAutoresizingMask和NSLayoutConstraintAPI桨菜，但如果想隨意控制CALayer的布局，就需要手工操作捉偏。最簡單的方法就是使用CALayerDelegate如下函數(shù)：
- (void)layoutSublayersOfLayer:(CALayer *)layer;
當(dāng)圖層的bounds發(fā)生改變倒得，或者圖層的-setNeedsLayout方法被調(diào)用的時候，這個函數(shù)將會被執(zhí)行夭禽。這使得你可以手動地重新擺放或者重新調(diào)整子圖層的大小霞掺，但是不能像UIView的autoresizingMask和constraints屬性做到自適應(yīng)屏幕旋轉(zhuǎn)。
這也是為什么最好使用視圖而不是單獨的圖層來構(gòu)建應(yīng)用程序的另一個重要原因之一讹躯。

總結(jié)

本章涉及了CALayer的集合結(jié)構(gòu)菩彬，包括它的frame，position和bounds潮梯，介紹了三維空間內(nèi)圖層的概念挤巡，以及如何在獨立的圖層內(nèi)響應(yīng)事件，最后簡單說明了在iOS平臺酷麦，Core Animation對自動調(diào)整和自動布局支持的缺乏。
在第四章“視覺效果”當(dāng)中喉恋，我們接著介紹一些圖層外表的特性沃饶。