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實時顯示iOS編寫UI代碼效果：有效提高UI編寫速度

編輯：IOS開發基礎

編寫iOS應用UI的方式大概有兩種，一種是Storyboard/Xib，另一種是手寫代碼。采用Storyboard/Xib方式組織UI，由於提供可視化的特性，只要從UI庫中拖動UI控件，便可以顯示結果，極大地提高開發速度。但面臨一個問題就是多人協作開發，由於所有的UI都放在同一個Storyboard文件中，使用Git/SVN合並代碼就會出現沖突。多人協作開發還不是主要問題，有人提出可以創建多個Storyboard來分開UI編寫，而Storyboard/Xib最主要問題是代碼復用性比較差。所以有些人就選擇手寫UI代碼，這樣不僅可以解決多人協作開發問題，而且通過自定義控件在多個View使用。但每次手寫UI代碼後都要編譯、構建和運行，最後在模擬器顯示，這樣會拖慢開發速度。如果每次修改UI控件後，保存修改便實時在模擬器顯示修改後結果，就可以極大的提高編寫UI的速度。

Auto Layout

Auto Layout是什麼

Auto Layout是一個基於constraint(約束)的布局系統，它根據UI元素之間約束關系來調整UI元素的位置和大小。

Auto Layout解決什麼問題

更容易適配不同分辨率設備的屏幕(iPhone 6 Plus, iPhone 6, iPhone 5s/5, iPhone 4s/4)
當設備旋轉時不需要做額外處理
使用constraint來描述布局邏輯，更利於理解和清晰

如何使用Auto Layout

Auto Layout中約束的類對應是NSLayoutConstraint, 而創建NSLayoutConstraint對象主要有兩種方式，第一種是

+ (id)constraintWithItem:(id)view1
               attribute:(NSLayoutAttribute)attribute1
               relatedBy:(NSLayoutRelation)relation
                  toItem:(id)view2
               attribute:(NSLayoutAttribute)attribute2
              multiplier:(CGFloat)multiplier
                constant:(CGFloat)constant;

上面方法主要意思是，某個view1的attribute1等於(小於或等於/大於或等於)某個view2的attribute2的multiplier倍加上constant。而attribute主要由表示位置(上/下/左/右)和大小(寬/高)的以下幾個值：

typedef enum: NSInteger {
   NSLayoutAttributeLeft = 1,
   NSLayoutAttributeRight,
   NSLayoutAttributeTop,
   NSLayoutAttributeBottom,
   NSLayoutAttributeLeading,
   NSLayoutAttributeTrailing,
   NSLayoutAttributeWidth,
   NSLayoutAttributeHeight,
   NSLayoutAttributeCenterX,
   NSLayoutAttributeCenterY,
   NSLayoutAttributeBaseline,
   NSLayoutAttributeNotAnAttribute = 0
} NSLayoutAttribute;

簡化一下，使用公式可以表達為：

view1.attribute1 = view2.attribute2 * multiplier + constant

第二種方式是：

+ (NSArray *)constraintsWithVisualFormat:(NSString *)format 
                                 options:(NSLayoutFormatOptions)opts 
                                 metrics:(NSDictionary *)metrics 
                                   views:(NSDictionary *)views;

這種方式主要是采用Visual Format Language(可視化格式語言)來描述約束布局，雖然語法比較簡潔，但是可讀性比較差和容易出錯。

Auto Layout存在問題

雖然Auto Layout在布局view方面是非常強大和靈活，但是創建constraint的語法過於繁雜，引用Masonry一個例子：

UIView *superview = self;
UIView *view1 = [[UIView alloc] init];
view1.translatesAutoresizingMaskIntoConstraints = NO;
view1.backgroundColor = [UIColor greenColor];
[superview addSubview:view1];
UIEdgeInsets padding = UIEdgeInsetsMake(10, 10, 10, 10);
[superview addConstraints:@[
    //view1 constraints
    [NSLayoutConstraint constraintWithItem:view1
                                 attribute:NSLayoutAttributeTop
                                 relatedBy:NSLayoutRelationEqual
                                    toItem:superview
                                 attribute:NSLayoutAttributeTop
                                multiplier:1.0
                                  constant:padding.top],
    [NSLayoutConstraint constraintWithItem:view1
                                 attribute:NSLayoutAttributeLeft
                                 relatedBy:NSLayoutRelationEqual
                                    toItem:superview
                                 attribute:NSLayoutAttributeLeft
                                multiplier:1.0
                                  constant:padding.left],
    [NSLayoutConstraint constraintWithItem:view1
                                 attribute:NSLayoutAttributeBottom
                                 relatedBy:NSLayoutRelationEqual
                                    toItem:superview
                                 attribute:NSLayoutAttributeBottom
                                multiplier:1.0
                                  constant:-padding.bottom],
    [NSLayoutConstraint constraintWithItem:view1
                                 attribute:NSLayoutAttributeRight
                                 relatedBy:NSLayoutRelationEqual
                                    toItem:superview
                                 attribute:NSLayoutAttributeRight
                                multiplier:1
                                  constant:-padding.right],
 ]];

如此簡單的一個例子都要編寫這麼多行代碼，想象一下如果創建多個view的constraint時會多麼痛苦啊。另一個方式是采用Visual Format Language (VFL)，雖然語法比較簡潔，但是可讀性比較差和容易出錯。

Masonry

為什麼使用Masonry

Masonry是采用鏈式DSL(Domain-specific language)來封裝NSLayoutConstraint，通過這種方式編寫Auto Layout布局代碼更加易讀和簡潔。

使用Masonry的MASConstraintMaker來表達相同constraint

UIEdgeInsets padding = UIEdgeInsetsMake(10, 10, 10, 10);
[view1 mas_makeConstraints:^(MASConstraintMaker *make) {
    make.top.equalTo(superview.mas_top).with.offset(padding.top); //with is an optional semantic filler
    make.left.equalTo(superview.mas_left).with.offset(padding.left);
    make.bottom.equalTo(superview.mas_bottom).with.offset(-padding.bottom);
    make.right.equalTo(superview.mas_right).with.offset(-padding.right);
}];

甚至可以更短

[view1 mas_makeConstraints:^(MASConstraintMaker *make) {
    make.edges.equalTo(superview).with.insets(padding);
}];

如何使用

使用Masonry創建constraint來定義布局的方式有三種：mas_makeConstraints，mas_updateConstraints，mas_remakeConstraints。

1. mas_makeConstraints

使用mas_makeConstraints創建constraint後，你可以使用局部變量或屬性來保存以便下次引用它；如果創建多個constraints，你可以采用數組來保存它們。

// in public/private interface
@property (nonatomic, strong) MASConstraint *topConstraint;
...
// when making constraints
[view1 mas_makeConstraints:^(MASConstraintMaker *make) {
    self.topConstraint = make.top.equalTo(superview.mas_top).with.offset(padding.top);
    make.left.equalTo(superview.mas_left).with.offset(padding.left);
}];
...
// then later you can call
[self.topConstraint uninstall];

2. mas_updateConstraints

有時你需要更新constraint(例如，動畫和調試)而不是創建固定constraint，可以使用mas_updateConstraints方法

// this is Apple's recommended place for adding/updating constraints
// this method can get called multiple times in response to setNeedsUpdateConstraints
// which can be called by UIKit internally or in your code if you need to trigger an update to your constraints
- (void)updateConstraints {
    [self.growingButton mas_updateConstraints:^(MASConstraintMaker *make) {
        make.center.equalTo(self);
        make.width.equalTo(@(self.buttonSize.width)).priorityLow();
        make.height.equalTo(@(self.buttonSize.height)).priorityLow();
        make.width.lessThanOrEqualTo(self);
        make.height.lessThanOrEqualTo(self);
    }];
    //according to apple super should be called at end of method
    [super updateConstraints];
}

3. mas_remakeConstraints

mas_remakeConstraints與mas_updateConstraints比較相似，都是更新constraint。不過，mas_remakeConstraints是刪除之前constraint，然後再添加新的constraint(適用於移動動畫)；而mas_updateConstraints只是更新constraint的值。

- (void)changeButtonPosition {
    [self.button mas_remakeConstraints:^(MASConstraintMaker *make) {
        make.size.equalTo(self.buttonSize);
        if (topLeft) {
            make.top.and.left.offset(10);
        } else {
            make.bottom.and.right.offset(-10);
        }
    }];
}

想了解以上三個代碼片段的更多細節，可以下載Masonry iOS Examples工程查閱。

Classy

Classy簡介和特性

Classy是一個能與UIKit無縫結合stylesheet(樣式)系統。它借鑒CSS的思想，但引入新的語法和命名規則。

靈活內嵌的語法

{ } : ; 這些語法符號是可選的，你可以選擇適合自己的風格來表達stylesheet。

你可以使用{ } : ; 來限定stylesheet

$main-color = #e1e1e1;
MYCustomView {
  background-color: $main-color;
  title-insets: 5, 10, 5, 10;
  > UIProgressView.tinted {
    progress-tint-color: black;
    track-tint-color: yellow;
  }
}
^UIButton.warning, UIView.warning ^UIButton {
  title-color[state:highlighted]: #e3e3e3;
}

或者你使用空格來限定stylesheet

$main-color = #e1e1e1
MYCustomView 
  background-color $main-color
  title-insets 5, 10, 5, 10
  > UIProgressView.tinted 
    progress-tint-color black
    track-tint-color yellow
^UIButton.warning, UIView.warning ^UIButton 
  title-color[state:highlighted] #e3e3e3

默認樣式

Classy在應用程序Bundle默認查找文件名為stylesheet.cas的樣式文件。如果你采用這個文件名，你可以不用做任何東西就能加載樣式文件。

但如果你想指定其他file path(樣式文件名)，你可以創建[CASStyler defaultStyler]

[CASStyler defaultStyler].filePath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"myStyles.cas" ofType:nil];

如果你還想當發生錯誤時，獲取錯誤信息以便於調試，可以使用-(void)setFilePath:error:

NSError *error = nil;
NSString filePath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"myStyles.cas" ofType:nil];
[[CASStyler defaultStyler] setFilePath:filePath error:&error];

如果你是使用Storyboard/Xib組織UI界面，那就需要在main.m的int main(int argc, char * argv[])方法設置 filePath，這樣可以確保在創建UIWindow之前加載stylesheet。否則(采用手寫UI代碼)，你在 AppDelegate.m的- (BOOL)application:didFinishLaunchingWithOptions:方法設置filePath

Live Reload

Live Reload是實時顯示編寫UI代碼效果的關鍵特性，它能夠實時檢查stylesheet文件變化，無需重新編譯、構建和運行模擬器，從而極大提高開發速度。

為了啟用Live Reload，你需要指定stylesheet路徑，並且只運行在模擬器上。

#if TARGET_IPHONE_SIMULATOR
    NSString *absoluteFilePath = CASAbsoluteFilePath(@"../Styles/stylesheet.cas");
    [CASStyler defaultStyler].watchFilePath = absoluteFilePath;
#endif

Selectors

Style Selectors是指定哪個view使用哪種樣式的方式。主要有三種方法來指定目標view:

Object Class
View Hierarchy
Style Class

你可以混合使用三種方法，例子如下：

/* match views
 * where class is UIButton or UIButton subclass
 * and styleClass is "large"
 * and superview class is UITabBar
 */
UITabBar > ^UIButton.large { }

想了解具體如何使用，請查閱官網Selectors章節

為了避免與Objective-C的message selectors混淆，術語style selectors表示Classy stylesheets的selectors

Properties

Classy支持所有UIAppearance的屬性和方法，也支持與UIAppearance無關的很多屬性。Classy使用與UIKit相同屬性命名，所以你不必考慮如何將style property映射到Objective-C的property。

UIPageControl類的屬性如下：

@property (nonatomic,retain) UIColor *pageIndicatorTintColor;
@property (nonatomic,retain) UIColor *currentPageIndicatorTintColor;

style property的名字采用與objective-c一樣的名字

UIPageControl {
  pageIndicatorTintColor black
  currentPageIndicatorTintColor purple
}

style property的命名規則采用kebab case

UIPageControl {

page-indicator-tint-color black

current-page-indicator-tint-color purple

}

想了解具體如何使用，請查閱官網Properties章節

Keep it DRY(Don't Repeat Yourself)

在編程中一個很重要的原則就是避免重復，這不僅可以大量減少重復代碼，並且使得代碼更加容易復用和維護。Classy提供三種方式避免代碼重復：grouping, nesting，variables

Grouping

如果有兩個以上的style selectors共用相同的屬性時

UISlider.info {
  minimum-track-tint-color black
  maximum-track-tint-color purple
}
UISlider.error {
  minimum-track-tint-color black
  maximum-track-tint-color purple
  thumb-tint-color red
}

我們可以提取相同的屬性到分組style selector中

UISlider.info, UISlider.error {
  minimum-track-tint-color black
  maximum-track-tint-color purple
}
UISlider.error {
  thumb-tint-color red
}

Nesting

如果兩個以上style selectors共用相同的view hierarchy時

UICollectionView {
  background-color #a2a2a2
}
UICollectionView > UICollectionViewCell {
  clips-to-bounds NO
}
UICollectionView > UICollectionViewCell UILabel {
  text-color purple
}
UICollectionView > UICollectionViewCell UILabel.title {
  font 20
}

我們通過nesting方式將view hierarchies表達成這樣方式

UICollectionView {
  background-color #a2a2a2
  > UICollectionViewCell {
    clips-to-bounds NO
    UILabel {
      text-color purple
      &.title {
        font 20
      }
    }
  }
}

Variables

Classy讓你通過定義variables來將多個相同的style property值存儲以便共享。Variable命名規則如下：

必須以大小寫字母或$符號開頭
可以包含_，-或任何字母數字

// prefix with ' $ ' to help distinguish variables
$brand-color = #e1e1e1
// OR not
insets = 5, 10, 5, 10
UIButton {
  background-color $brand-color
  contentEdgeInsets insets
  background-image[state:selected] bg_button insets
}

最後官方還提供一個實例來解釋具體如何使用：Custom Views Example

ClassyLiveLayout

ClassyLiveLayout通過結合Classy stylesheets與Masonry一起使用，能夠在運行的模擬器中微調Auto Layout約束實時顯示效果的工具。

ClassyLiveLayout一個核心category：UIView+ClassyLayoutProperties，在UIView定義以下屬性：

@property(nonatomic, assign) UIEdgeInsets cas_margin;
@property(nonatomic, assign) CGSize cas_size;
// shorthand properties for setting only a single constant value
@property(nonatomic, assign) CGFloat cas_sizeWidth;
@property(nonatomic, assign) CGFloat cas_sizeHeight;
@property(nonatomic, assign) CGFloat cas_marginTop;
@property(nonatomic, assign) CGFloat cas_marginLeft;
@property(nonatomic, assign) CGFloat cas_marginBottom;
@property(nonatomic, assign) CGFloat cas_marginRight;

cas_margin和cas_size分別表示UI元素的位置和大小，而其余的屬性都是對兩個屬性進一步細分。我們可以從stylesheets中訪問style properties來定義constraints布局，做到將數據與代碼分離，有利於修改和復用代碼。

UIView.blue-box {
    cas_size: 80 100
    cas_margin-top: 60
    cas_margin-left: 50
}
UIView.red-box {
    cas_size-width: 120
    cas_margin-left: 20
}

我們可以在updateConstraints或updateViewConstrains定義布局時引用style properties

- (void)updateViewConstraints {
  [super updateViewConstraints];
  [_blueBoxView mas_updateConstraints:^(MASConstraintMaker *make) {
      make.width.equalTo(@(_blueBoxView.cas_size.width));
      make.height.equalTo(@(_blueBoxView.cas_size.height));
      make.top.equalTo(@(_blueBoxView.cas_margin.top));
      make.left.equalTo(@(_blueBoxView.cas_margin.left));
  }];
  [_redBoxView mas_updateConstraints:^(MASConstraintMaker *make) {
      make.width.equalTo(@(_redBoxView.cas_size.width));
      make.height.equalTo(_blueBoxView);
      make.top.equalTo(_blueBoxView);
      make.left.equalTo(_blueBoxView.mas_right).with.offset(_redBoxView.cas_margin.left);
  }];
}

當定義view layouts時，將Auto Layout的constraints都放在stylesheets中實時加載(Live reload)。如果你修改constraints，無需重新編譯、構建和運行模擬器便能實時看到修改後的效果。

示例工程

配置工程

由於需要引用Masonry，Classy和ClassyLiveLayout，Podfile配置如下：

pod 'Masonry', '~> 0.6.1'
pod 'Classy', '~> 0.2.4'
pod 'ClassyLiveLayout', '~> 0.6.0'

編寫代碼

1. 添加stylesheet.cas文件到工程

當安裝好Masonry，Classy和ClassyLiveLayout後，第一次運行項目會出現沒有stylesheet.cas文件錯誤：

只要向工程添加空的stylesheet.cas文件即可。

2. 創建LiveView類，該類繼承SHPAbstractView。

在ViewController創建LiveView對象，然後被self.view引用。

當編譯運行時，在SHPAbstractView.h由於找不到UIView出現編譯錯誤。

只需引入UIKit便可以解決，但運行一下應用程序，出現一下錯誤：

主要原因是任何自定義UIView繼承SHPAbstractView都需要override兩個方法：- (void)addSubviews和- (void)defineLayout，我們可以查看SHPAbstractView的源碼可知:

所以只要在LiveView.m文件覆蓋兩個方法即可

#pragma mark - Add subviews and define layout
- (void)addSubviews
{
}
- (void)defineLayout
{
}

3. LiveView類設計

LiveView主要由包含redBoxView和blueBoxView兩個屬性，redBoxView表示紅色方塊，blueBoxView表示藍色方塊。

#import "SHPAbstractView.h"
@interface LiveView : SHPAbstractView
@property (strong, nonatomic) UIView *redBoxView;
@property (strong, nonatomic) UIView *blueBoxView;
@end

4. LiveView類實現

由於SHPAbstractView類如何初始化View已經做了處理，暴露兩個接口- (void)addSubviews和-(void)defineLayout分別處理構建view hierarchy和定義布局，子類只要覆蓋SHPAbstractView這兩個方法就可以創建LiveView了。

但是我們將Auto Layout的constraints都放在stylesheets中實時加載(Live reload)，即放在本工程的stylesheet.cas文件，將布局數據和布局代碼分離。

UIView.redBox {
    cas_marginTop 50
    cas_marginLeft 20
    cas_size 100 100
}
UIView.blueBox {
    cas_marginTop 50
    cas_marginRight -20
    cas_size 100 100
}

有了constraints數據後，便可以在代碼布局：

@implementation LiveView
#pragma mark - Add subviews and define layout
- (void)addSubviews
{
    self.backgroundColor = [UIColor whiteColor];
    [self addSubview:self.redBoxView];
    [self addSubview:self.blueBoxView];
}
- (void)defineLayout
{
    [self.redBoxView mas_updateConstraints:^(MASConstraintMaker* make){
        make.top.equalTo(@(self.redBoxView.cas_marginTop));
        make.left.equalTo(@(self.redBoxView.cas_marginLeft));
        make.width.equalTo(@(self.redBoxView.cas_sizeWidth));
        make.height.equalTo(@(self.redBoxView.cas_sizeHeight));
    }];
    [self.blueBoxView mas_updateConstraints:^(MASConstraintMaker *make){
        make.top.equalTo(@(self.blueBoxView.cas_marginTop));
        make.right.equalTo(@(self.blueBoxView.cas_marginRight));
        make.width.equalTo(@(self.blueBoxView.cas_sizeWidth));
        make.height.equalTo(@(self.blueBoxView.cas_sizeHeight));
    }];
}
#pragma mark - Lazy initialization
- (UIView*)redBoxView
{
    if (!_redBoxView) {
        _redBoxView = [UIView new];
        _redBoxView.cas_styleClass = @"redBox";
        _redBoxView.backgroundColor = [UIColor redColor];
    }
    return _redBoxView;
}
- (UIView*)blueBoxView
{
    if (!_blueBoxView) {
        _blueBoxView = [UIView new];
        _blueBoxView.cas_styleClass = @"blueBox";
        _blueBoxView.backgroundColor = [UIColor blueColor];
    }
    return _blueBoxView;
}

5. 模擬器支持Live Reload

為了啟用Live Reload，你需要指定stylesheet路徑，並且只運行在模擬器上。

最後效果

示例代碼存放地址：LiveAutoLayout

總結

之前手寫UI代碼每次更改一般都要重新編譯、構建和運行模擬器才能看到效果，但結合使用Masonry，Classy和ClassLiveLayout之後，告別這個費時過程，極大地提高開發速度；不僅如此，我們將Auto Layout的constraints都放在stylesheets中實時加載(Live reload)，將布局數據和布局代碼分離，使得代碼更加復用和維護。Classy還提供三種避免重復方法：Grouping, Nestting和Variable，盡可能復用樣式數據。

這是本人第一次編寫技術博客，可能有很多錯誤和漏洞，希望大家多多指點，也希望這篇文章能夠幫助到大家。

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WWDC 2012: Introduction to Auto Layout for iOS and OS X
WWDC 2012: Best Practices for Mastering Auto Layout
WWDC 2012: Auto Layout by Example
WWDC 2013: Taking Control of Auto Layout in Xcode 5

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