绘图-几种基本统计图的实现分析

前言

在开发中我们会遇到各种统计图，或者各种绘图，本文通过对基本三大统计图：折线图、柱状图、扇形图的实现来掌握基本统计图的绘制，在下一篇文中会带来复杂一些的绘图案例分析，循序渐进达、触类旁通达到绘制各式各样图表的能力。

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折线图

折线图.gif

通过自定义UIView使用自定义init方法赋值数据源，后调用 UIView的drawRect方法进行绘制。
重绘的时候 [self setNeedsDisplay]; 会自动调用 drawRect 方法。

绘制折线的时候最基本的是绘制直线、绘制圆点、绘制数据

• 绘制线段

  使用Core Graphics
  context为drawRect 方法中获取的。
  CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();

   //画线共用方法。画直线  坐标轴、横竖线、连接线
    - (void)drawLine:(CGContextRef)context startPoint:(CGPoint)startPoint endPoint:(CGPoint)endPoint lineColor:(UIColor *)lineColor lineWidth:(CGFloat)width {
  
    CGContextSetShouldAntialias(context, YES ); //抗锯齿
    CGColorSpaceRef Linecolorspace1 = CGColorSpaceCreateDeviceRGB();
    CGContextSetStrokeColorSpace(context, Linecolorspace1);
    CGContextSetLineWidth(context, width);
    CGContextSetStrokeColorWithColor(context, lineColor.CGColor);
    CGContextMoveToPoint(context, startPoint.x, startPoint.y);
    CGContextAddLineToPoint(context, endPoint.x, endPoint.y);
    CGContextStrokePath(context);
    CGColorSpaceRelease(Linecolorspace1);
    }
  

  使用CAShapeLayer 和 UIBezierPath，可以实现动态绘制的动画效果。

  使用for循环绘制多条折线的步骤（for 循环一次的情况下）：
        初始化一个 CAShapeLayer ，加载在 当前的layer上。
        初始化 UIBezierPath 供CAShapeLayer 使用；
        使用 for循环再绘制余下的每一个圆点，确保每一个圆点都在 CAShapeLayer 的上层，
        同时对UIBezierPath添加每一个余下的点路径，这样就不会在绘制折线的时候，影响到圆点的展示。
        使用CABasicAnimation 利用layer 的strokeEnd属性动态绘制，不使用动画时，会直接一下绘制完成。 
  
    for (int i=0; i<_yValues.count; i++) {
   //划线
    CAShapeLayer *_chartLine = [CAShapeLayer layer];
    _chartLine.lineCap = kCALineCapRound;
    _chartLine.lineJoin = kCALineJoinBevel;
    _chartLine.fillColor   = [[UIColor whiteColor] CGColor];
    _chartLine.lineWidth   = 2.0;
    [self.layer addSublayer:_chartLine];
    
    UIBezierPath *progressline = [UIBezierPath bezierPath];
    CGFloat firstValue = [[childAry objectAtIndex:0] floatValue];
    CGFloat xPosition = (UUYLabelwidth + _xLabelWidth/2.0);
    CGFloat chartCavanHeight = self.frame.size.height - UULabelHeight*3
  
    绘制圆点 
    拼接路径
    moveToPoint 设置起点
    [progressline moveToPoint:CGPointMake(xPosition, chartCavanHeight - grade * chartCavanHeight+UULabelHeight)];
    [progressline setLineWidth:2.0];
    [progressline setLineCapStyle:kCGLineCapRound];
    [progressline setLineJoinStyle:kCGLineJoinRound];
    NSInteger index = 0;
    for (NSString * valueString in childAry) {
  
       float grade =([valueString floatValue]-_yValueMin) / ((float)_yValueMax-_yValueMin);
       CGPoint point = CGPointMake(xPosition+index*_xLabelWidth, chartCavanHeight - grade * chartCavanHeight+UULabelHeight);
        拼接路径
       [progressline addLineToPoint:point];
        绘制圆点
        index += 1;
       }
    
     _chartLine.path = progressline.CGPath;
     _chartLine.strokeColor = [UUGreen CGColor];
    
    CABasicAnimation *pathAnimation = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"strokeEnd"];
    pathAnimation.duration = childAry.count*0.4;
    pathAnimation.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut];
    pathAnimation.fromValue = [NSNumber numberWithFloat:0.0f];
    pathAnimation.toValue = [NSNumber numberWithFloat:1.0f];
    [_chartLine addAnimation:pathAnimation forKey:@""];
   }
  

  ** 绘制虚线**

绘制虚线

 CAShapeLayer设置 虚线宽，线间距   数组第一个是虚线中实现的长度，第二个是虚线中空白的宽度。
  设置一个 UIBezierPath 绘制好路径赋值给  CAShapeLayer即可。
 [shapeLayer setLineDashPattern:[NSArray arrayWithObjects:[NSNumber numberWithInt:5], [NSNumber numberWithInt:5], nil]];

• 绘制圆点
  使用Core Graphics
  UIColoraColor = [UIColor colorWithRed:0.17 green:0.67 blue:0.25 alpha:1.00]; //点的颜色
  CGContextSetFillColorWithColor(context, aColor.CGColor);//填充颜色
  CGContextAddArc(context, startPoint.x, startPoint.y, 3, 0, 2M_PI, 0); //添加一个圆
  CGContextDrawPath(context, kCGPathFill);//绘制填充

• 绘制数据
  ** 在绘制数据这一块，如果值很多，大量的数据使用UILabel是不合适的，不但造成资源耗费，而且数据多横向拉动的话会造成卡顿。推荐使用：**

   [title drawInRect:titleRect withAttributes:@{NSFontAttributeName :[UIFont systemFontOfSize:8],NSForegroundColorAttributeName:kChartTextColor}];
  

  ** 值得注意的是，使用string 的drawInRect 绘制时，只要字体大小、高度合适字体会自动换行，当然也可以 拼接/n 就可以达到换行的效果了。如果需要设置字体排版（如居中）**
  NSMutableParagraphStyle * paragraph = [[NSMutableParagraphStyle alloc]init];
  paragraph.alignment = NSTextAlignmentRight;
  xxxx withAttributes:@{NSParagraphStyleAttributeName:paragraph}]

避免出现上图上的效果图，两种方法：

• 每次addLineToPoint 后 moveToPoint

  [progressline addLineToPoint:point];
  [progressline moveToPoint:point];
  

• 设置 CAShapeLayer 的fillColor 为 clearColor

  _chartLine.fillColor   = [[UIColor clearColor] CGColor];
  

柱状图

柱状图.gif

自定义 UUBar类，展示的是单个柱状的效果，在 UUBarChart类中调用生成多个柱状的效果。

UUBar中 使用CAShapeLayer 、UIBezierPath、CABasicAnimation可实现动态柱状图

CAShapeLayer设置
_chartLine.fillColor   = [[UIColor whiteColor] CGColor];
_chartLine.lineWidth   = self.frame.size.width;

路线设置    
UIBezierPath *progressline = [UIBezierPath bezierPath];
起点
[progressline moveToPoint:CGPointMake(self.frame.size.width/2.0, self.frame.size.height+30)];
 终点
 [progressline addLineToPoint:CGPointMake(self.frame.size.width/2.0, (1 - grade) * self.frame.size.height+15)];

[progressline setLineWidth:1.0];
[progressline setLineCapStyle:kCGLineCapSquare];
_chartLine.path = progressline.CGPath;

if (_barColor) {
    _chartLine.strokeColor = [_barColor CGColor];
}else{
    _chartLine.strokeColor = [UUGreen CGColor];
}
动画设置
CABasicAnimation *pathAnimation = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"strokeEnd"];
pathAnimation.duration = 1.5;
pathAnimation.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut];
pathAnimation.fromValue = [NSNumber numberWithFloat:0.0f];
pathAnimation.toValue = [NSNumber numberWithFloat:1.0f];
pathAnimation.autoreverses = NO;
[_chartLine addAnimation:pathAnimation forKey:@"strokeEndAnimation"];

扇形图

使用Core Graphics绘制扇形

• 使用Core Graphics绘制扇形

  - (void)drawRect:(CGRect)rect
   {
   一圆周的弧度（360度）
    CGFloat allAngle = M_PI*2;
    
    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();
    CGContextMoveToPoint(ctx, 160, 300);
    CGContextSetFillColor(ctx, CGColorGetComponents( [UIColor redColor].CGColor));
    参数：画布，x,y为圆点坐标，radius半径，startAngle为开始的弧度，endAngle为 结束的弧度，clockwise 0为顺时针，1为逆时针。
    CGContextAddArc(ctx, 160, 300, 100,  0, allAngle*0.3, 0);
    CGContextFillPath(ctx);  
  }
  

• 使用UIBezierPath绘制扇形
  

  使用UIBezierPath绘制扇形

  在我这篇文章中我说过：UIBezierPath是在 UIKit 中的一个类，继承于NSObject,可以创建基于矢量的路径.此类是Core Graphics框架关于path的一个OC封装。所以 UIBezierPath 是基于 Core Graphics 实现的一项绘图技术。所以使用UIBezierPath当然也是可以绘制图形的，只是必须在 drawRect 方法中，不可在其他位置。
  - (void)drawRect:(CGRect)rect
  {
  UIBezierPath *arcPath = [UIBezierPath bezierPath];
  [arcPath moveToPoint:CGPointMake(160, 200)];
  [arcPath addArcWithCenter:CGPointMake(160, 200) radius:50 startAngle:0 endAngle:M_PI * 0.3 clockwise:YES];
  [[UIColor brownColor] set];
  [arcPath fill];
  [arcPath stroke];
  }

动态扇形图.gif

• 使用CAShapeLayer 、UIBezierPath、CABasicAnimation实现动态扇形
  使用strokeColor
  CAShapeLayer *circle = [CAShapeLayer layer];

    CGPoint center = CGPointMake(160, 300);
    CGFloat radius = 50;
    
  //这里的思路是只设置一条路径供所有的CAShapeLayer使用，实际上 当前这条      
   //UIBezierPath 画的是一个圆，控制每个CAShapeLayer 的strokeStart和strokeEnd 即可定区域绘制了
    UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPathWithArcCenter:center
                                                        radius:radius
                                                    startAngle:-M_PI_2
                                                      endAngle:M_PI_2*3
                                                     clockwise:YES];
    
   //fillColor必须设置为clearColor
    circle.fillColor   = [UIColor clearColor].CGColor;
    circle.strokeColor = [UIColor magentaColor].CGColor;
   //lineWidth必须设置为radius的2倍
    circle.lineWidth   = radius*2;
    circle.strokeStart = 0;
    circle.strokeEnd = 0.6;
    circle.path        = path.CGPath;
    [self.view.layer addSublayer:circle];
    
    CAShapeLayer *circle1 = [CAShapeLayer layer];
    circle1.fillColor   = [UIColor clearColor].CGColor;
    circle1.strokeColor = [UIColor purpleColor].CGColor;
    circle1.lineWidth   = radius*2;
    circle1.strokeStart = 0.6;
    circle1.strokeEnd = 0.8;
    circle1.path        = path.CGPath;
  
    [self autoDraw:circle :0 :0.6 :1];
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        [self.view.layer addSublayer:circle1];
        [self autoDraw:circle1 :0.6 :0.8 :0.5];
    });
  
  - (void)autoDraw :(CALayer *)layer :(CGFloat)x  :(CGFloat)y :(CGFloat)duration
  {
      CABasicAnimation *animation = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"strokeEnd"];
      animation.duration  = duration;
      animation.fromValue = [NSNumber numberWithFloat:x];
      animation.toValue   = [NSNumber numberWithFloat:y];;
      animation.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionLinear];
      [layer addAnimation:animation forKey:@"circleAnimation"];
  }
  

  使用 fillColor

   UIBezierPath *path = [UIBezierPath bezierPath];
     设定一个起点
    [path moveToPoint:center];
     画圆弧   M_PI_2  90度，从水平右边开始
    [path addArcWithCenter:center  radius:radius  startAngle:-M_PI_2
    endAngle:M_PI_2*0.3
                 clockwise:YES];
    
    circle.fillColor   = [UIColor magentaColor].CGColor;
    circle.strokeColor = [UIColor clearColor].CGColor;
    circle.strokeStart = 0;
    circle.strokeEnd = 0.6;
    circle.path        = path.CGPath;
    [self.view.layer addSublayer:circle];
  

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小结

考虑到篇幅，这篇文就只介绍折线、柱状、扇形这三大基本统计图的绘制，原理都是一样的，只是需要一些思路和技巧，下篇会带来一些复杂些的绘图案例分析。