【iOS】UICollectionView使用

使用UITableView作为表格来展示数据完全没有问题，但仍有许多局限性，对于一些更加复杂的布局样式，就有些力不从心了

比如，UITableView只允许表格每一行只能显示一个cell，而不能在一行中显示多个cell，对于这种更为复杂的布局需求，UICollectionView可以提供更好的支持，有着更大的灵活性和扩展性，其主要优势有以下几点：

• 支持横向 + 纵向两个方向的布局
• 更加灵活的布局方式、动画
• 可以动态对布局进行重设（切换layout）

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UICollectionView的基础使用

作为升级版的UITableView，UICollectionView有许多与UITableView相似的点，可以通过对比UITableView总结来进行学习：

• row —> item：由于一行可以展示多个视图，row不能准确表达
• - (void)registerClass:(nullable Class)cellClass forCellWithReuseIdentifier:(NSString *)identifier;：注册cell类型，并设置重用ID
• - (__kindof UICollectionViewCell *)dequeueReusableCellWithReuseIdentifier:(NSString *)identifier forIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath;：cell复用，与UITableViewCell的注册机制一样，每次调用这个方法时，如果复用池中没有可复用的cell（cell为空），会根据重用ID自动创建一个新的cell并返回

显示UICollectionView

下面展示一个最基本的CollectionView：

@interface ViewController () <UICollectionViewDataSource, UICollectionViewDelegate>
@end

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view.
    
    self.view.backgroundColor = [UIColor blueColor];
    
    //创建布局策略
    UICollectionViewFlowLayout* flowLayOut = [[UICollectionViewFlowLayout alloc] init];
    
    //第二个参数flowLayout用于生成UICollectionView的布局信息，后面会解释这个布局类
    UICollectionView* collectionView = [[UICollectionView alloc] initWithFrame: self.view.bounds collectionViewLayout: flowLayOut];
    collectionView.dataSource = self;
    
    //注册cell
    [collectionView registerClass: [UICollectionViewCell class] forCellWithReuseIdentifier: @"UICollectionViewCell"];
    [self.view addSubview: collectionView];
}

- (NSInteger)collectionView:(UICollectionView *)collectionView numberOfItemsInSection:(NSInteger)section {
    return 21;
}

- (__kindof UICollectionViewCell *)collectionView:(UICollectionView *)collectionView cellForItemAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
    UICollectionViewCell* cell = [collectionView dequeueReusableCellWithReuseIdentifier: @"UICollectionViewCell" forIndexPath: indexPath];

    //cell的颜色
    cell.backgroundColor = [UIColor cyanColor];
    
    //cell默认是50X50的大小
    
    return cell;
}

UICollectionViewLayout布局策略（UICollectionViewLayoutAttributes）

layout管理多个attributes，一个cell就会对应一个布局信息attribute

UICollectionViewFlowLayout流式布局

作为一个生成布局信息（item的大小、位置、3D变换等）的抽象类，要实际使用需要继承，比如系统提供的继承于UICollectionViewLayout的一个流式布局类UICollectionViewFlowLayout，下面使用这个类来进行布局：

UICollectionViewFlowLayout* flowLayOut = [[UICollectionViewFlowLayout alloc] init];

//设置布局方向
flowLayOut.scrollDirection = UICollectionViewScrollDirectionVertical;
flowLayOut.minimumLineSpacing = 10;  //行间距
flowLayOut.minimumInteritemSpacing = 10;  //列间距

//设置每个item的尺寸
flowLayOut.itemSize = CGSizeMake(self.view.frame.size.width / 2 - 5, 300);
//    flowLayOut.itemSize = CGSizeMake(self.view.frame.size.width / 2 - 50, 300);

scrollDirection属性

该类的scrollDirection属性用于设置布局的方向，支持的布局方向枚举如下：

若将枚举值改为UICollectionViewScrollDirectionHorizontal,将会这样排列：

前者当一行满时，另起一行；后者当一列满时，另起一列

minimumInteritemSpacing最小列间距属性

系统通过minimumInteritemSpacing属性计算一行可以放多少个item，当发现放不下计算好的item个数时，为了撑满所在行，此值就会变大，比如：

flowLayOut.itemSize = CGSizeMake(self.view.frame.size.width / 2 - 12, 300);

minimumLineSpacing最小行间距同理

九宫格布局

和UITableView类似，UICollectionView不仅内部也有一套复用机制来对注册的cell进行复用，而且也是通过dataSource和delegate协议来进行数据填充和相关属性设置的：

@interface ViewController () <UICollectionViewDataSource, UICollectionViewDelegate>

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view.
    
    self.view.backgroundColor = [UIColor blueColor];
    
    UICollectionViewFlowLayout* flowLayOut = [[UICollectionViewFlowLayout alloc] init];
    flowLayOut.scrollDirection = UICollectionViewScrollDirectionVertical;
    
    CGFloat side = (self.view.bounds.size.width - 12) / 3;
    flowLayOut.minimumLineSpacing = 6;
    flowLayOut.minimumInteritemSpacing = 6;
    flowLayOut.itemSize = CGSizeMake(side, side);
    
    UICollectionView* collectionView = [[UICollectionView alloc] initWithFrame: self.view.bounds collectionViewLayout: flowLayOut];
    collectionView.dataSource = self;
    collectionView.delegate = self;
    
    [collectionView registerClass: [UICollectionViewCell class] forCellWithReuseIdentifier: @"UICollectionViewCell"];
    
    [self.view addSubview: collectionView];
}

//设置分区数
- (NSInteger)numberOfSectionsInCollectionView:(UICollectionView *)collectionView {
    return 1;
}

//设置每个分区的
- (NSInteger)collectionView:(UICollectionView *)collectionView numberOfItemsInSection:(NSInteger)section {
    return 10;
}

//每条item上cell的UI展现
- (__kindof UICollectionViewCell *)collectionView:(UICollectionView *)collectionView cellForItemAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
    UICollectionViewCell* cell = [collectionView dequeueReusableCellWithReuseIdentifier: @"UICollectionViewCell" forIndexPath: indexPath];
    
    //随机颜色
    cell.backgroundColor = [UIColor colorWithRed: arc4random() % 255 / 255.0 green: arc4random() % 255 / 255.0 blue: arc4random() % 255 / 255.0 alpha: 1.0];
    
    return cell;
}

更加灵活的流式布局

//实现delegate，自定义任何位置上cell的样式
- (CGSize)collectionView:(UICollectionView *)collectionView layout:(UICollectionViewLayout *)collectionViewLayout sizeForItemAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
    if (indexPath.item % 2) {
        return CGSizeMake((self.view.bounds.size.width - 12) / 3, (self.view.bounds.size.width - 12) / 3);
    } else {
        return CGSizeMake((self.view.bounds.size.width - 12) / 6, (self.view.bounds.size.width - 12) / 6);
    }
}

参差瀑布流布局

在很多应用程序中都有瀑布流效果，即分成两列或者多列进行数据的展示，每条数据item上cell的高度也随数据多少不同而显示得参差不齐

使用系统提供的原生UICollectionViewFlowLayout类进行布局设置很难实现这样的效果，开发者可以自定义一个它的子类来实现瀑布流式的效果

流布局又称瀑布流布局，是一种比较流行的网页布局模式，视觉效果多表现为参差不齐的多栏布局。

声明MyLayout类

创建一个布局类MyLayout，使其继承于UICollectionViewFlowLayout，并新增一个属性itemCount用于设置要布局的item的数量：

MyLayout.h

@interface MyLayout : UICollectionViewFlowLayout
@property (nonatomic, assign)NSInteger itemCount;
@end

设置MyLayout相关属性

UICollectionViewLayout类提供了prepareLayout来做布局前的准备，这个时机会调用此方法，可以在其中设置布局配置数组：

MyLayout.m

@implementation MyLayout {
    //自定义的布局配置数组，保存每个cell的布局信息attribute
    NSMutableArray* _attributeArray;
}

//布局前的准备会调用这个方法
- (void)prepareLayout {
    _attributeArray = [[NSMutableArray alloc] init];
    [super prepareLayout];
    
    //为方便演示，设置为静态的2列
    //计算每一个Item的宽度
    //sectionInset表示item距离section四个方向的内边距 UIEdgeInsetsMake(top, left, bottom, right)
    CGFloat WIDTH = ([UIScreen mainScreen].bounds.size.width - self.sectionInset.left - self.sectionInset.right - self.minimumInteritemSpacing) / 2;
    
    //创建数组保存每一列的高度（实际是总高度），这样就可以在布局时始终将下一个Item放在最短的列下面
    CGFloat colHeight[2] = {self.sectionInset.top, self.sectionInset.bottom};
    
    //遍历每一个Item来设置布局
    for (int i = 0; i < self.itemCount; ++i) {
        
        //每个Item在CollectionView中的位置
        NSIndexPath* indexPath = [NSIndexPath indexPathForItem: i inSection: 0];
        
        //通过indexPath创建一个布局属性类
        UICollectionViewLayoutAttributes* attris = [UICollectionViewLayoutAttributes layoutAttributesForCellWithIndexPath: indexPath];
        
        
        //随机一个高度，在77～200之间
        CGFloat height = arc4random() % 123 + 77;
        
        //那一列高度小，则放到哪一列下面
        int indexCol = 0;  //标记短的列
        if (colHeight[0] < colHeight[1]) {
            //将新的Item高度加入到短的一列
            colHeight[0] = colHeight[0] + height + self.minimumLineSpacing;
            indexCol = 0;
        } else {
            colHeight[1] = colHeight[1] + height + self.minimumLineSpacing;
            indexCol = 1;
        }
        
        //设置Item的位置
        attris.frame = CGRectMake(self.sectionInset.left + (self.minimumInteritemSpacing + WIDTH) * indexCol, colHeight[indexCol] - height - self.minimumLineSpacing, WIDTH, height);
        
        [_attributeArray addObject: attris];

    }
    
    //给itemSize赋值，确保滑动范围在正确区间，这里是通过将所有的Item高度平均化计算出来的
    //（以最高的列为标准）
    if (colHeight[0] > colHeight[1]) {
        self.itemSize = CGSizeMake(WIDTH, (colHeight[0] - self.sectionInset.top) * 2 / self.itemCount - self.minimumLineSpacing);
    } else {
        self.itemSize = CGSizeMake(WIDTH, (colHeight[1] - self.sectionInset.top) * 2 / self.itemCount - self.minimumLineSpacing);
    }
}

//此系统提供的方法会返回设置好的布局数组
- (NSArray<__kindof UICollectionViewLayoutAttributes *> *)layoutAttributesForElementsInRect: (CGRect)rect {
    return _attributeArray;
}

@end

1. 先声明一个_attributeArray数组存放每个item的布局信息
2. 在UICollectionView进行布局时，首先会调用其Layout布局类的prepareLayout方法，在这个方法中可以进行每个item布局属性的相关计算操作
3. 具体每个item的布局属性实际是保存在UICollectionViewLayoutAttributes类对象中的，其中包括size、frame等信息，并与每个item一一对应
4. 在prepareLayout方法准备好所有item的Attributes布局属性后，以数组的形式调用layoutAttributesForElementsInRect:方法来返回给UICollectionView进行界面的布局

ViewController.m引入MyLayout文件并使用这个类：

#import "MyLayout.h"

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    self.view.backgroundColor = [UIColor blueColor];
    
    //使用自定义的layout类
    MyLayout* myLayout = [[MyLayout alloc] init];
    myLayout.itemCount = 21;
    
    UICollectionView* collectionView = [[UICollectionView alloc] initWithFrame: self.view.bounds collectionViewLayout: myLayout];
    collectionView.dataSource = self;
    collectionView.delegate = self;
    
    [self.view addSubview: collectionView];
    
    [collectionView registerClass: [UICollectionViewCell class] forCellWithReuseIdentifier: @"MyUICollectionView"];
}

- (NSInteger)numberOfSectionsInCollectionView:(UICollectionView *)collectionView {
    return 1;
}

- (NSInteger)collectionView:(UICollectionView *)collectionView numberOfItemsInSection:(NSInteger)section {
    return 21;
}

- (__kindof UICollectionViewCell *)collectionView:(UICollectionView *)collectionView cellForItemAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
    UICollectionViewCell* myCell = [collectionView dequeueReusableCellWithReuseIdentifier: @"MyUICollectionView" forIndexPath: indexPath];
    
    myCell.backgroundColor = [UIColor colorWithRed: arc4random() % 255 / 255.0 green: arc4random() % 255 / 255.0 blue: arc4random() % 255 / 255.0 alpha: 1.0];
    
    return myCell;
}

运行结果：

圆环布局

通过上面的代码我们可知，UICollectionView的布局原理是采用Layout类进行每个item布局信息的配置的，具体的配置信息由UICollectionViewLayoutAttributes存储

明白了这个机制后，我们可以发挥想象实现更加炫酷复杂的布局效果

与参差瀑布式布局一样，这里附上圆环布局代码：

CircleLayout.h

@interface CircleLayout : UICollectionViewFlowLayout
@property (nonatomic, assign)NSInteger itemCount;
@end

CircleLayout.m

@implementation CircleLayout {
    NSMutableArray* _attributeArray;
}

- (void)prepareLayout {
    [super prepareLayout];
    
    //获取item的个数
    self.itemCount = (int)[self.collectionView numberOfItemsInSection: 0];
    _attributeArray = [[NSMutableArray alloc] init];
    
    
    //先设定大圆的半径，取长和宽的最小值
    CGFloat radius = MIN(self.collectionView.frame.size.width, self.collectionView.frame.size.height) / 2;
    //计算圆心位置
    CGPoint center = CGPointMake(self.collectionView.frame.size.width / 2, self.collectionView.frame.size.height / 2);
    //每个item大小为50*50，即半径为25
    for (int i = 0; i < self.itemCount; ++i) {
        NSIndexPath* indexPath = [NSIndexPath indexPathForItem: i inSection: 0];
        UICollectionViewLayoutAttributes* attris = [UICollectionViewLayoutAttributes layoutAttributesForCellWithIndexPath: indexPath];
        
        //设置item大小
        attris.size = CGSizeMake(50, 50);
        
        //计算每个item中心坐标（圆心位置）
        float x = center.x + cosf(2 * M_PI / self.itemCount * i) * (radius - 25);
        float y = center.y + sinf(2 * M_PI / self.itemCount * i) * (radius - 25);
        attris.center = CGPointMake(x, y);
        
        [_attributeArray addObject: attris];
    }
}

//设置内容区域的大小
//作用同赋值contentSize属性一样，返回一个CollectionView可以滑动的范围尺寸
- (CGSize)collectionViewContentSize {
    return self.collectionView.frame.size;
}

- (NSArray<__kindof UICollectionViewLayoutAttributes *> *)layoutAttributesForElementsInRect:(CGRect)rect {
    return _attributeArray;
}
@end

ViewController.m

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    self.view.backgroundColor = [UIColor blueColor];
    
    //使用自定义的layout类
//    MyLayout* myLayout = [[MyLayout alloc] init];
//    myLayout.itemCount = 21;
    CircleLayout* circleLayout = [[CircleLayout alloc] init];
    
    UICollectionView* collectionView = [[UICollectionView alloc] initWithFrame: self.view.bounds collectionViewLayout: circleLayout];
    collectionView.backgroundColor = [UIColor blackColor];
    collectionView.dataSource = self;
    collectionView.delegate = self;
    
    [self.view addSubview: collectionView];
    
//    [collectionView registerClass: [UICollectionViewCell class] forCellWithReuseIdentifier: @"MyUICollectionView"];
    [collectionView registerClass: [UICollectionViewCell class] forCellWithReuseIdentifier: @"CircleUICollectionView"];
}

- (NSInteger)numberOfSectionsInCollectionView:(UICollectionView *)collectionView {
    return 1;
}

- (NSInteger)collectionView:(UICollectionView *)collectionView numberOfItemsInSection:(NSInteger)section {
    return 11;
}

- (__kindof UICollectionViewCell *)collectionView:(UICollectionView *)collectionView cellForItemAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
//    UICollectionViewCell* myCell = [collectionView dequeueReusableCellWithReuseIdentifier: @"MyUICollectionView" forIndexPath: indexPath];
    UICollectionViewCell* circleCell = [collectionView dequeueReusableCellWithReuseIdentifier: @"CircleUICollectionView" forIndexPath: indexPath];
    
    circleCell.layer.masksToBounds = YES;
    circleCell.layer.cornerRadius = 25;
    circleCell.backgroundColor = [UIColor colorWithRed: arc4random() % 255 / 255.0 green: arc4random() % 255 / 255.0 blue: arc4random() % 255 / 255.0 alpha: 1.0];
    
    return circleCell;
}

@end

运行结果：

总结

UICollectionView其实算是特殊Flow布局的UITableView，但简单的列表仍可以使用UITableView

UICollectionView最大的优势就是通过自定义Layout，实现cell的布局，整体的思路就是：通过一些几何计算，设置好每个item的布局位置和大小

在之后的学习中，编者也将参考这片文章：一篇较为详细的 UICollectionView 使用方法总结