阅读器多种翻页的设计与实现
前言
前文介绍的是小说阅读器的设计和实现，本文作为补充对多种翻页模式做详细剖析。
正文
常见的阅读器翻页模式包括：平移、仿真、滑页和上下：
平移：左右滑动；
仿真：左右滑动；（纸质书翻页效果）
滑页：左右滑动；（覆盖效果）
上下：上下滑动；
1、平移
UIKit提供UIPageViewController可以很方便实现平移的页面切换效果，使用流程：
1、创建UIPageViewController；
self.pageVC = [[UIPageViewController alloc]
initWithTransitionStyle:UIPageViewControllerTransitionStyleScroll
navigationOrientation:UIPageViewControllerNavigationOrientationHorizontal
options:
@{
UIPageViewControllerOptionSpineLocationKey:@(UIPageViewControllerSpineLocationMin)
}];
self.pageVC.delegate = self;
self.pageVC.dataSource = self;
[self addChildViewController:self.pageVC];
[self.view addSubview:self.pageVC.view];2、初始化首个界面；
- (void)customInitFirstPage {
UIViewController *vc = [self getRandomVCWithIndex:5];
[self.pageVC setViewControllers:@[vc]
direction:UIPageViewControllerNavigationDirectionReverse
animated:NO
completion:^(BOOL finished) {
}];
}3、滑动时返回相邻的界面；
#pragma mark - UIPageViewControllerDelegate
- (nullable UIViewController *)pageViewController:(UIPageViewController *)pageViewController viewControllerBeforeViewController:(UIViewController *)viewController {
UIViewController *ret;
UIViewController *vc = viewController;
if (vc) {
NSInteger index = vc.view.tag;
if (index > 0) {
ret = [self getRandomVCWithIndex:index - 1];
}
}
return ret;
}
- (nullable UIViewController *)pageViewController:(UIPageViewController *)pageViewController viewControllerAfterViewController:(UIViewController *)viewController {
UIViewController *ret;
UIViewController *vc = viewController;
if (vc) {
NSInteger index = vc.view.tag;
if (index < 10) {
ret = [self getRandomVCWithIndex:index + 1];
}
}
return ret;
}2、仿真
相对安卓，iOS实现这个翻页效果非常方便——UIPageViewController同样支持这个翻页效果。
使用流程和平移类似，但多了一些注意事项：
initWithTransitionStyle:由UIPageViewControllerTransitionStyleScroll变为UIPageViewControllerTransitionStyleScroll；- 支持翻页的时候，对背面做一个自定义展示，需要打开
self.pageVC.doubleSided = YES;； - 初始化界面的时候和平移一样，但是在使用过程中再调用
-setViewControllers时，如果animated的参数为YES，则需要手动传入两个vc，如下：
- (void)manualChangePage {
UIViewController *vc = [self getRandomVCWithIndex:5];
NSArray *arr;
if (self.pageVC.doubleSided) {
BackViewController *backVC = [[BackViewController alloc] init];
[backVC updateWithViewController:vc];
backVC.view.tag = vc.view.tag;
arr = @[vc, backVC];
}
else {
arr = @[vc];
}
[self.pageVC setViewControllers:arr
direction:UIPageViewControllerNavigationDirectionReverse
animated:YES
completion:^(BOOL finished) {
}];
}- 设置doubleSided为YES之后，每次翻页会调用两次
viewControllerAfterViewController或viewControllerBeforeViewController，需要特殊返回一个BackViewController作为背面的VC：
- (nullable UIViewController *)pageViewController:(UIPageViewController *)pageViewController viewControllerBeforeViewController:(UIViewController *)viewController {
UIViewController *ret;
UIViewController *vc = viewController; // 注意这里不是pageViewController.viewControllers
if (vc) {
NSInteger index = vc.view.tag;
if (index > 0) {
if ([vc isKindOfClass:BackViewController.class]) {
ret = [self getRandomVCWithIndex:index - 1];
}
else {
BackViewController *backVC = [[BackViewController alloc] init];
[backVC updateWithViewController:vc];
backVC.view.tag = vc.view.tag;
ret = backVC;
}
}
}
return ret;
}- 背面的VC可以添加自定义的view，但通常采用的做法是作为当前界面的镜像（用截图的方式）：
- (UIImage *)captureView:(UIView *)view {
if ([self checkNullRect:view]) {
return nil;
}
CGRect rect = view.bounds;
UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(rect.size, YES, 0.0f);
CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();
CGAffineTransform transform = CGAffineTransformMake(-1.0, 0.0, 0.0, 1.0, rect.size.width, 0.0);
CGContextConcatCTM(context,transform);
[view.layer renderInContext:context];
UIImage *image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
UIGraphicsEndImageContext();
return image;
}增加的-checkNullRect:方法是避免iOS9可能出现的frame为CGRectNull的crash。
- (BOOL)checkNullRect:(UIView *)view {
BOOL ret = CGRectIsNull(view.frame);
for (UIView *subView in view.subviews) {
ret = ret || [self checkNullRect:subView];
}
return ret;
}3、滑页
滑页没有系统库支持，需要手动实现。
对前面两种翻页模式进行分析，我们可以发现一些共性，比如说以页(VC)为单位、实时获取界面VC和页面之间有先后顺序等。
分解UI层的实现，整个动画可以用以下流程来表示：
1、页面初始化，直接显示页面，监听用户pan手势；
2、用户pan手势开始，根据方向确定左滑还是右滑，获取新的VC；
3、处理用户左右滑动，视图跟随用户滑动；
4、用户pan手势结束，根据动画完成程度确定是补齐动画还是回退；
5、处理完动画相关，将状态重置为1，接受用户的pan手势；
如果还要支持tap手势，则自动完成一次动画效果，再将状态重置为status_show（只有在此状态才响应tap的手势）。
核心逻辑：
- pan手势开始时，记录点的位置：
CGPoint point = [rec translationInView:self.view];
static CGPoint startPoint;
//手势开始
if (rec.state == UIGestureRecognizerStateBegan) {
startPoint = point;
}- pan手势触发过程中，先确定方向，再获取对应的VC；然后根据左右滑动，分别改变位置（showVC对应不不动的VC，moveVC跟着pan手势移动）：
//手势进行
if (rec.state == UIGestureRecognizerStateChanged) {
if (self.currentStatus == SSReaderPageEffectViewStatusDefault) { // 用户开始移动，此时判断是左移还是右移
if (point.x >= startPoint.x) { // 右移
self.currentStatus = SSReaderPageEffectViewStatusMovingToLastPage;
}
else {
self.currentStatus = SSReaderPageEffectViewStatusMovingToNextPage;
}
if (self.delegate) {
if (self.currentStatus == SSReaderPageEffectViewStatusMovingToLastPage) {
UIViewController *lastVC = [self.delegate slideViewControllerGetLastVC:self];
if (!lastVC) {
[rec cancelCurrentGestureReccongizing];
self.currentStatus = SSReaderPageEffectViewStatusDefault;
SSLOG_INFO(@"info, reach last end");
}
else {
[self addChildViewController:lastVC];
[self.view insertSubview:lastVC.view aboveSubview:self.showVC.view];
self.moveVC = lastVC;
[self addMaskToVC:self.moveVC];
}
}
else if (self.currentStatus == SSReaderPageEffectViewStatusMovingToNextPage) {
UIViewController *nextVC = [self.delegate slideViewControllerGetNextVC:self];
if (!nextVC) {
[rec cancelCurrentGestureReccongizing];
self.currentStatus = SSReaderPageEffectViewStatusDefault;
SSLOG_INFO(@"info, reach next end");
}
else {
[self addChildViewController:nextVC];
[self.view insertSubview:nextVC.view belowSubview:self.showVC.view];
self.moveVC = self.showVC;
self.showVC = nextVC;
[self addMaskToVC:self.moveVC];
}
}
if (self.currentStatus == SSReaderPageEffectViewStatusMovingToLastPage) {
[self.delegate slideViewController:self willTransitionToViewControllers:self.moveVC];
}
else if (self.currentStatus == SSReaderPageEffectViewStatusMovingToNextPage) {
[self.delegate slideViewController:self willTransitionToViewControllers:self.showVC];
}
}
}
if (self.currentStatus == SSReaderPageEffectViewStatusMovingToNextPage) {
self.moveVC.view.right = self.view.width * (1 - rate);
}
else if (self.currentStatus == SSReaderPageEffectViewStatusMovingToLastPage) {
self.moveVC.view.right = self.view.width * rate;
}
}- pan手势结束时，根据动画完成程度决定是否完成该动作（用
animateWithDuration:的动画block来完成）；
注意事项：
滑页效果通常都需要添加一个阴影效果，可以对showVC进行处理：
- (void)addMaskToVC:(UIViewController *)vc {
vc.view.layer.shadowColor = [UIColor colorWithRed:0/255.0 green:0/255.0 blue:0/255.0 alpha:0.8].CGColor;
vc.view.layer.shadowOffset = CGSizeMake(5, 5);
vc.view.layer.shadowOpacity = 0.8;
vc.view.layer.shadowRadius = 6;
}在手势结束的时候，除了根据动画完成程度来判断是否完成该动作外，速度通常也会作为参考值：
CGPoint speed = [rec velocityInView:rec.view];
rate = (rate >= kCompleteRate || fabs(speed.x) > 200) ? 1 : 0; // 经验数值，多次尝试得出另外一个问题是手势在进行到一半时如果APP切入后台，动画出现暂停的情况。这是因为pan手势在切后台时会自动cancel，所以需要在手势处理增加对cancel状态的处理。
4、上下滑动
上下滑动同样没有系统库支持，需要手动实现。
效果分解：
1、当用户滑动的过程，视图要跟随手指的移动；
2、当用户往上滑然后松开时，视图要带有加速度的往上滑动；（附加特性：在滑动过程中用户可以通过重复这个行为加速滑动）
3、在视图滑动的过程中，用户可以通过简单的tap操作停止交互；
用户的交互有3种touchBegin/touchMove/touchEnd，上述的三个效果实现如下：
1、监听touchMove，计算手指的移动距离，换算成view的移动；
2、touchEnd之后，根据pan手势的移动速度和原来的滑动速度，计算得到滑动的新初始速度；
3、touchBegin开始，讲当前速度重置为0；
上述的过程2的处理非常复杂，需要考虑原来的滑动速度，才能实现效果分解中的附加特性。
通常iOS实现滑动会有两大选择：UIScrollView和UITableView；（UICollectionView和UITableView类似）
UIScrollView存在一个较大的局限：上面的视图资源无法回收利用，当添加的view过多的时候会占用内存；
UITableView用cell重复利用规避上面的局限，但是存在新的问题：当数据源（排版数据）变化时，需要频繁调用reloadData，造成性能瓶颈；同时reload会造成contentSize和contentOffset的改变，导致界面可能会出现闪烁，需要各类逻辑的特殊处理。
综上的分析，这里提供一个基于UIScrollView的方案，避免去手动计算速度，也可以及时回收内存，并且contentSize一直保持不变。
以下图为例，我们使得UIScrollView的contentSize为(view.width, 3*view.height)，偏移contentOffsetY为view.height（初始状态相当于将窗口放置在中间）：
B是我们创建的第一个vc，大小和UIScrollView的size一样大；当我们向下滑动时，我们创建vcA放在B的上面；
当我们上滑到vcA完全展示的时候，vcB已经滑动到屏幕外面（红色为窗口大小）；此时我们回收vcB，然后将UIScrollView的Y偏移重新改为view.height，回到了初始化状态。
同理，我们可以处理向上滑动的情况。至此，我们可以不依赖UITableView完成无限视图的滚动，同时避免各类touch事件处理和加速度计算。
简单的实现效果
上图的实现过程非常简短：
- (void)scrollViewDidScroll:(UIScrollView *)scrollView {
if (self.scrollView.contentOffset.y >= (self.scrollView.contentSize.height - self.height)) {
UIView *firstView = [self.viewArr firstObject];
[self.viewArr removeObjectAtIndex:0];
firstView.top = self.scrollView.contentSize.height;
[self.viewArr addObject:firstView];
for (UIView *view in self.viewArr) {
view.top -= self.height;
}
[self.scrollView setContentOffset:CGPointMake(0, self.scrollView.contentOffset.y - self.height)];
}
}基于出延伸出来我们的整体流程图：
遇到的问题(Q&A)：
Q：如何实现UIScrollView改变offset，但是继承原来的速度？
A:
[self.scrollView setContentOffset:CGPointMake(0, self.view.height) animated:NO];
[self.scrollView setContentOffset:CGPointMake(0, self.view.height);
上面两个API均可以改变offset，但是-setContentOffset:animated:会使得当前的速度重置为0，使得跨页时滑动不流畅；使用-setContentOffset:可以解决这个问题，仅仅改变offset，并且继承原来的速度接着运动；
Q: -scrollViewDidScroll:**方法怎么会出现递归循环调用？**
A:
在通过-setContentOffset:改变offset之后，仍会触发-scrollViewDidScroll:的回调，如果在此回调又触发了offset的改变，则进入了递归调用的坑，从下图的堆栈可以看到：
解决办法是在设置偏移时，先把delegate取消，修改完成后再赋值回去：
- (void)safeSetContentOffsetY:(CGFloat)y {
self.scrollView.delegate = nil;
[self.scrollView setContentOffset:CGPointMake(self.scrollView.contentOffset.x, y) animated:NO];
self.scrollView.delegate = self;
}Q: 滑动到最后一页的时候，没有再往下的VC（返回的nextVC为nil），如果用户没有中断手势继续滑动，如何避免触发再次获取nextVC？
A:
当滑动到最后一页的时候，此时没有nextVC，无法接着往下滑，但是因为手势还在，会频繁触发getNextVC的方法。对此可以新增手势取消的方法：
- (void)cancelCurrentGestureReccongizing {
// disabled gesture recognizers will not receive touches. when changed to NO the gesture recognizer will be cancelled if it's currently recognizing a gesture
self.enabled = NO;
self.enabled = YES;
}Q:滑页效果，在进行到一半时切入后台，如何避免动画出现异常现象？
A:
这是因为pan手势在切后台时会自动cancel，所以需要在手势处理增加对cancel状态的处理；
Q:如果初始化的时候，传进的VC.view不满一屏，该如何处理？
A:
手动填充到满屏幕。
- (void)fullFillContent {
CGFloat downFillY;
if (self.viewControllers && self.viewControllers.count > 0) {
UIViewController *vc = [self.viewControllers lastObject];
downFillY = vc.view.bottom;
}
else {
downFillY = self.scrollView.contentOffset.y;
}
while (downFillY < windowMaxY) {
if (!self.delegate) {
NSLog(@"error, empty delegate");
break;
}
UIViewController *vc = [self.delegate scrollViewControllerGetNextVC:self];
if (!vc) {
NSLog(@"info, reach next end");
break;
}
[self.vcArr addObject:vc];
[self addChildViewController:vc];
[self.scrollView addSubview:vc.view];
vc.view.top = downFillY;
downFillY = vc.view.bottom;
NSLog(@"info, add next vc, frame:%@", NSStringFromCGRect(vc.view.frame));
}
}总结
demo地址是在GitHub，包括四种翻页效果，其中的滑页和上下滑动都以参考UIPageViewController的接口做了调整，基本可以直接复制代码进行接入。
上下滑动的代码不多，但是经过多次尝试再有的定论，中间也换过多次方案，最终优化得到的结论就是demo中的做法。
阅读器的翻页模式多种多样，欢迎交流新的翻页模式或者其他实现方案。