【iOS】UICollectionView

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前言

UICollectionView是iOS6之后引入的一个新的UI控件，它和UITableView有着诸多的相似之处，其中许多代理方法都十分类似。简单来说，UICollectionView是比UITbleView更加强大的一个UI控件，有如下几个方面：

1、支持水平与垂直布局
2、通过layout配置的方式进行布局
3、CollectionView中Item的大小与位置可以自由定义
4、通过layout布局回调的代理方法，可以动态的定制每个item的大小和collection的大体布局属性
5、更加强大一点，完全自定义一套layout布局方案，可以实现意想不到的效果

一、实现简单九宫格布局

我们先来看一下简单九宫格的实现效果：

实现步骤：
1、创建布局类并为其各个属性赋值
2、将自定义的布局类作为参数传递给UICollectionView的初始化方法- (instancetype)initWithFrame:(CGRect)frame collectionViewLayout:(UICollectionViewLayout *)layout NS_DESIGNATED_INITIALIZER;
3、设置代理，实现协议函数

//创建一个layout布局类
UICollectionViewFlowLayout * layout = [[UICollectionViewFlowLayout alloc]init];
//设置布局方向为垂直流布局
layout.scrollDirection = UICollectionViewScrollDirectionVertical;
//设置每个item的大小为100*100
layout.itemSize = CGSizeMake(100, 100);
//创建collectionView 通过一个布局策略layout来创建
UICollectionView * collect = [[UICollectionView alloc]initWithFrame:self.view.frame collectionViewLayout:layout];
//代理设置
collect.delegate=self;
collect.dataSource=self;
//注册item类型 这里使用系统的类型
[collect registerClass:[UICollectionViewCell class] forCellWithReuseIdentifier:@"cellid"];
   
[self.view addSubview:collect];

这里有一点需要注意，collectionView在完成代理回调前，必须注册一个cell，类似如下:

[collect registerClass:[UICollectionViewCell class] forCellWithReuseIdentifier:@"cellid"];

这便是collectionView与tableView不同的一点，tableView除了注册cell的方法外，还可以通过临时创建来做：

//tableView在从复用池中取cell的时候，有如下两种方法
//使用这种方式如果复用池中无，是可以返回nil的，我们在临时创建即可
- (nullable __kindof UITableViewCell *)dequeueReusableCellWithIdentifier:(NSString *)identifier;
//6.0后使用如下的方法直接从注册的cell类获取创建，如果没有注册 会崩溃
- (__kindof UITableViewCell *)dequeueReusableCellWithIdentifier:(NSString *)identifier forIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath NS_AVAILABLE_IOS(6_0);

在UICollectionView中，注册cell是必需的，因为UICollectionView没有默认的cell类型，而是完全依赖于开发者提前注册cell类或nib以供后续使用。

在UITableView中，历史上早期版本的iOS SDK并没有引入注册机制。在那些版本中，你只需在cellForRowAtIndexPath:代理方法中创建或重用cell即可。而且如果你没有注册cell，UITableView会尝试使用默认的UITableViewCell来呈现内容。

所以我们可以知道因为UITableView引入的版本较早，当时还未引入注册机制，在那时只需在cellForRowAtIndexPath方法中创建或者重用cell即可，而UICollectionView是在iOS
6.0引入的，相对较新。为了支持更灵活的布局和更复杂的cell类型，Apple在引入时就采用了注册机制。

上面的设置完成后我们再实现几个与tableview相同的代理方法

另外有一点细节：
我们在设置布局方式的时候设置了垂直布局：

layout.scrollDirection = UICollectionViewScrollDirectionVertical;
//这个是水平布局
//layout.scrollDirection = UICollectionViewScrollDirectionHorizontal;

这样可以实现当我们的第一行充满后会自动进行第二行的布局

二、UICollectionView中的常用方法和属性

1.UICollectionViewFlowLayout相关属性

（1）初始化cell样式

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

（2）布局类的方向

layout.scrollDirection = UICollectionViewScrollDirectionVertical;

UICollectionViewScrollDirectionVertical 竖向排布
UICollectionViewScrollDirectionHorizontal 横向排布

（3）设置item的大小

layout.itemSize = CGSizeMake(120, 100);

（4）设置item的上下间距

layout.minimumLineSpacing = 100;

（5）设置item的左右间距

layout.minimumInteritemSpacing = 10;

（6）设置item的内间距

layout.sectionInset = UIEdgeInsetsMake(5, 5, 5, 5);

2.UICollectionView相关属性

（1）UICollectionView实例化对象和大小

self.collectionView = [[UICollectionView alloc] initWithFrame:self.view.frame collectionViewLayout:layout];

（2）刷新对应的列

[self.collectionView performBatchUpdates:^{
    [self.collectionView reloadSections:[NSIndexSet indexSetWithIndex:0]];
} completion:nil];

三、协议和代理方法：

（1）遵守的协议：
<UICollectionViewDelegate, UICollectionViewDataSource>
（2）代理方法：

UICollectionViewDelegate协议

该协议用来设置和处理collectionView的功能和一些逻辑，所有的方法都是可选实现。

是否允许某个item的高亮，返回NO，则不能进入高亮状态

• (BOOL)collectionView:(UICollectionView *)collectionView shouldHighlightItemAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath;
  当item高亮时触发的方法
• (void)collectionView:(UICollectionView *)collectionView didHighlightItemAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath;
  结束高亮状态时触发的方法
• (void)collectionView:(UICollectionView *)collectionView didUnhighlightItemAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath;
  是否可以选中某个item，返回NO，则不能选中
• (BOOL)collectionView:(UICollectionView *)collectionView shouldSelectItemAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath;
  是否可以取消选中某个item
• (BOOL)collectionView:(UICollectionView *)collectionView shouldDeselectItemAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath;
  已经选中某个item时触发的方法
• (void)collectionView:(UICollectionView *)collectionView didSelectItemAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath;
  取消选中某个item时触发的方法
• (void)collectionView:(UICollectionView *)collectionView didDeselectItemAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath;
  将要加载某个item时调用的方法
• (void)collectionView:(UICollectionView *)collectionView willDisplayCell:(UICollectionViewCell *)cell forItemAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath NS_AVAILABLE_IOS(8_0);
  将要加载头尾视图时调用的方法
• (void)collectionView:(UICollectionView *)collectionView willDisplaySupplementaryView:(UICollectionReusableView *)view forElementKind:(NSString *)elementKind atIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath NS_AVAILABLE_IOS(8_0);
  已经展示某个item时触发的方法
• (void)collectionView:(UICollectionView *)collectionView didEndDisplayingCell:(UICollectionViewCell *)cell forItemAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath;
  已经展示某个头尾视图时触发的方法
• (void)collectionView:(UICollectionView *)collectionView didEndDisplayingSupplementaryView:(UICollectionReusableView *)view forElementOfKind:(NSString *)elementKind atIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath;
UICollectionView进行重新布局时调用的方法
• (nonnull UICollectionViewTransitionLayout *)collectionView:(UICollectionView *)collectionView transitionLayoutForOldLayout:(UICollectionViewLayout *)fromLayout newLayout:(UICollectionViewLayout *)toLayout;

UICollectionViewDataSource协议

必须实现的方法：

设置每个分区的item数

• (NSInteger)collectionView:(UICollectionView *)collectionView numberOfItemsInSection:(NSInteger)section;
  设置返回每个item的属性
• (UICollectionViewCell *)collectionView:(UICollectionView *)collectionView cellForItemAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath;
  可选实现的方法：
  设置分区数，虽然这个方法是可选的，一般我们都会去实现，不去设置它的话，它的默认值为1
• (NSInteger)numberOfSectionsInCollectionView:(UICollectionView *)collectionView;
  对头视图或者尾视图进行设置
• (UICollectionReusableView *)collectionView:(UICollectionView *)collectionView viewForSupplementaryElementOfKind:(NSString *)kind atIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath;
  设置某个item是否可以被移动，返回NO则不能移动
• (BOOL)collectionView:(UICollectionView *)collectionView canMoveItemAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath NS_AVAILABLE_IOS(9_0);
  移动item的时候，会调用这个方法
• (void)collectionView:(UICollectionView *)collectionView moveItemAtIndexPath:(NSIndexPath *)sourceIndexPath toIndexPath:(NSIndexPath*)destinationIndexPath；

四、九宫格式的布局进行升级

有时候一个简单的九宫格并不能满足我们的需求，有时我们需要item展现不同的大小

//设置每个item的大小，双数的为50*50 单数的为100*100
-(CGSize)collectionView:(UICollectionView *)collectionView layout:(UICollectionViewLayout *)collectionViewLayout sizeForItemAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath{
    if (indexPath.row%2!=0) {
        return CGSizeMake(50, 50);
    }else{
        return CGSizeMake(100, 100);
    }
}

五、实现瀑布流布局

实现思路

UIcollectionView的精髓是UICollectionViewLayout，UICollectionViewLayout决定了我们的UIcollectionView是如何显现在我们的界面上的，为了实现我们的自定义瀑布流式布局，我们需要在子类里重写生成布局的方法，创建我们自己需要的布局

实现原理

在实现该功能之前，我们先了解一下 UICollectionView 的布局过程，它与布局对象之间的关系是一种协作的关系，当
UICollectionView 需要一些布局信息的时候，它会去调用布局对象的一些函数，这些函数的执行是有一定的次序的，如图所示：

所以我们的创建的继承自UICollectionViewLayout的子类实现以下方法：

- (void)prepareLayout;//进行提前创建布局

- (CGSize)collectionViewContentSize//返回内容画布的大小

 - (NSArray<UICollectionViewLayoutAttributes *> *)layoutAttributesForElementsInRect:(CGRect)rect
 //返回rect中所有元素的布局属性，返回的是一个数组

 - (UICollectionViewLayoutAttributes *)layoutAttributesForItemAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath
//返回对应的indexPath的位置的cell的布局属性。

重写 - (nullable UICollectionViewLayoutAttributes *)layoutAttributesForSupplementaryViewOfKind:(NSString *)elementKind atIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath;方法返回对应indexPath的位置的追加视图的布局属性，如果没有就不用重载
重写 - (nullable UICollectionViewLayoutAttributes )layoutAttributesForDecorationViewOfKind:(NSString)elementKind atIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath;方法返回对应indexPath的位置的装饰视图的布局属性，如果没有也不需要重载
重写 - (BOOL)shouldInvalidateLayoutForBoundsChange:(CGRect)newBounds;当边界发生改变时，是否应该刷新。

由此我们可以知道如果我们想要实现自定义瀑布流，必须需要对以下方法进行重写

其中我们在prepareLayout方法进行布局前的准备，其主要有两个作用：
初始化布局参数： 在 prepareLayout 中，你可以进行一些初始化工作，例如计算和缓存用于布局的参数。这可能包括计算每个单元格的大小、计算行列的数量、初始化用于存储布局属性的数据结构等。
计算并缓存布局属性： 你可以在 prepareLayout 中计算并缓存集合视图中所有单元格的布局属性（UICollectionViewLayoutAttributes）。这样，当集合视图需要显示或进行交互时，可以直接访问缓存的布局属性，而不需要在运行时动态计算。

而- (CGSize)collectionViewContentSize决定了集合视图可以滚动的范围，即集合视图可以在其内容区域内滚动的最大范围。在自定义布局中，你需要根据布局的具体逻辑来计算内容尺寸。这个尺寸通常是在所有的布局属性（UICollectionViewLayoutAttributes）被计算之后确定的，以确保能够容纳所有的元素。

(NSArray<UICollectionViewLayoutAttributes *> *)layoutAttributesForElementsInRect:(CGRect)rect方法则是用于返回在给定矩形区域内的所有视图的布局属性（UICollectionViewLayoutAttributes 实例）数组

代码

下面给出各个函数的代码：
prepareLayout：

//数组的相关设置在这个方法中
//布局前的准备 会调用这个方法
- (void)prepareLayout {
    [super prepareLayout];
    self.attributeArray = [NSMutableArray array]; // 使用实例变量，而不是全局变量

    
    // 设置为静态的2列
    // 计算每一个item的宽度
    CGFloat itemWidth = (self.collectionView.bounds.size.width - self.sectionInset.left - self.sectionInset.right - self.minimumInteritemSpacing) / 2;

    // 定义数组保存每一列的高度
    // 这个数组的主要作用是保存每一列的总高度，这个样在布局时，我们可以始终将下一个item放在最短的列下面
    // prepareLayout 中
    self.columnHeights = [NSMutableArray arrayWithObjects:@(self.sectionInset.top), @(self.sectionInset.top), nil];

    // itemCount是外界传进来的item的个数 遍历来设置每一个item的布局
    for (int i = 0; i < _itemCount; i++) {
        // 设置每一个item的位置等相关属性
        NSIndexPath *index = [NSIndexPath indexPathForItem:i inSection:0];
        // 创建一个布局属性类， 通过indexPath来创建
        UICollectionViewLayoutAttributes *attris = [UICollectionViewLayoutAttributes layoutAttributesForCellWithIndexPath:index];
        // 随意一个高度 在60-260之间
        CGFloat height = arc4random() % 200 + 60;

        // 哪一行高度小 则放到哪一列下面
        // 标记最短的列
        NSInteger shortestColumn = [_columnHeights[0] doubleValue] < [_columnHeights[1] doubleValue] ? 0 : 1;

        // 将新的item高度加入到短的一列
        _columnHeights[shortestColumn] = @([_columnHeights[shortestColumn] doubleValue] + height + self.minimumLineSpacing);

        // 设置item的位置
        attris.frame = CGRectMake(self.sectionInset.left + (self.minimumInteritemSpacing + itemWidth) * shortestColumn,[_columnHeights[shortestColumn] doubleValue] - height - self.minimumLineSpacing,itemWidth, height);

        [self.attributeArray addObject:attris];
    }

这里的sectionInset的top与bottom让笔者理解了一段时间，这里用一张图解释一下：

(NSArray<UICollectionViewLayoutAttributes *> *)layoutAttributesForElementsInRect:(CGRect)rect：

//返回布局数组
- (NSArray<__kindof UICollectionViewLayoutAttributes *> *)layoutAttributesForElementsInRect:(CGRect)rect {
    return _attributeArray;
}

- (CGSize)collectionViewContentSize：

- (CGSize)collectionViewContentSize {
    // collectionView的contentSize的高度等于所有列高度中最大的值
    CGFloat maxColumnHeight = [self.columnHeights[0] doubleValue];
    for (NSInteger i = 1; i < 2; i++) {
        CGFloat columnHeight = [self.columnHeights[i] doubleValue];
        if (maxColumnHeight < columnHeight) {
            maxColumnHeight = columnHeight;
        }
        NSLog(@"%f", maxColumnHeight);
    }
    return CGSizeMake(0, maxColumnHeight);
}

(UICollectionViewCell *)collectionView:(UICollectionView *)collectionView cellForItemAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath：

//返回每个item
- (UICollectionViewCell *)collectionView:(UICollectionView *)collectionView cellForItemAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {


    UICollectionViewCell *cell = [collectionView dequeueReusableCellWithReuseIdentifier:@"cell" forIndexPath:indexPath];
    
    cell.backgroundColor = [UIColor colorWithRed:arc4random() % 255 / 255.0 green:arc4random() % 255 / 255.0 blue:arc4random() % 250 / 250.0 alpha:1];
    return cell;

}

调用顺序

对于UICollectionView，函数调用顺序为

1. prepareLayout：
   调用时机： 在布局发生变化之前，比如初始化时、调用 reloadData、invalidateLayout 等方法时。
   作用： 进行一些布局的准备工作。
2. collectionViewContentSize：
   调用时机： 在需要计算集合视图内容尺寸时，比如初始化时、布局发生变化时。
   作用： 返回整个集合视图内容的尺寸。
3. layoutAttributesForElementsInRect:：
   调用时机： 在需要显示或更新某个区域内的视图时，比如滚动时、布局发生变化时。
   作用： 返回给定矩形区域内所有视图的布局属性。
4. (UICollectionViewCell *)collectionView:(UICollectionView *)collectionView cellForItemAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath
   调用时机：创建item时调用
   作用：创建和配置单元格

其中prepareLayout方法只会调用一次，之后在往下滑动UICollectionView时会不断重复调用其他三种方法

相较于仅能纵向单列数据展示的tableView，UICollectionView允许我们进行更加自由且灵活的布局，而轻松实现这种效果则归功于我们的自定义的UICollectionViewFlowLayout类，我们可以通过重写此类中的一些方法来实现我们单元格的多样布局。

实现步骤

由此我们得出自定义布局的实现步骤：

1. 创建自定义布局类UICollectionViewFlowLayout
2. 重写布局方法，确定布局数组_attributeArray（重要）
3. 注册自定义布局类 MyCustomFlowLayout *customLayout = [[MyCustomFlowLayout alloc] init]; [self.collectionView setCollectionViewLayout:customLayout];
4. 创建cell

实现效果

总结

通过学习UICollectionView，笔者认为最重要的便是知道我们的UICollectionView是如何去创建我们的单元格的：
通过使用默认或是自定义的流布局UICollectionViewLayout来实现我们的灵活布局，这便需要我们先去实现我们的布局属性数组，确定如何布局后程序会去创建我们的cell，然后将cell逐个填入我们的布局数组中=

笔者在这里仅仅浅薄地学习了UICollectionView，如有不足请不吝指出，而对于UICollectionView的核心，笔者认为其为确定布局