Как рисовать стрелку с помощью Core Graphics?

Ответ 1

UPDATE

Я опубликовал версию ответа Swift отдельно.

ORIGINAL

Это интересная маленькая проблема. Прежде всего, есть много способов рисовать стрелы с изогнутыми или прямыми сторонами. Пусть выберете очень простой способ и отметьте необходимые нам измерения:

Мы хотим написать функцию, которая принимает начальную точку, конечную точку, ширину хвоста, ширину головы и длину головы и возвращает путь, обозначающий форму стрелки. Позвольте создать категорию с именем dqd_arrowhead, чтобы добавить этот метод в UIBezierPath:

// UIBezierPath+dqd_arrowhead.h

@interface UIBezierPath (dqd_arrowhead)

+ (UIBezierPath *)dqd_bezierPathWithArrowFromPoint:(CGPoint)startPoint
                                           toPoint:(CGPoint)endPoint
                                         tailWidth:(CGFloat)tailWidth
                                         headWidth:(CGFloat)headWidth
                                        headLength:(CGFloat)headLength;

@end

Поскольку на пути стрелки есть семь углов, давайте начнем нашу реализацию, назвав эту константу:

// UIBezierPath+dqd_arrowhead.m

#import "UIBezierPath+dqd_arrowhead.h"

#define kArrowPointCount 7

@implementation UIBezierPath (dqd_arrowhead)

+ (UIBezierPath *)dqd_bezierPathWithArrowFromPoint:(CGPoint)startPoint
                                           toPoint:(CGPoint)endPoint
                                         tailWidth:(CGFloat)tailWidth
                                         headWidth:(CGFloat)headWidth
                                        headLength:(CGFloat)headLength {

ОК, легкая часть выполнена. Теперь, как мы находим координаты этих семи точек на пути? Гораздо проще найти точки, если стрелка выровнена вдоль оси X:

Довольно легко вычислить координаты точек по оси, ориентированной по оси, но для этого нам понадобится общая длина стрелки. Мы будем использовать функцию hypotf из стандартной библиотеки:

    CGFloat length = hypotf(endPoint.x - startPoint.x, endPoint.y - startPoint.y);

Мы назовем вспомогательный метод для вычисления семи точек:

    CGPoint points[kArrowPointCount];
    [self dqd_getAxisAlignedArrowPoints:points
                              forLength:length
                              tailWidth:tailWidth
                              headWidth:headWidth
                             headLength:headLength];

Но нам нужно преобразовать эти точки, потому что мы вообще не пытаемся создать стрелку, ориентированную по оси. К счастью, Core Graphics поддерживает трансформацию, называемую аффинным преобразованием, которая позволяет нам вращать и переводить (слайд) точки. Мы будем называть другой вспомогательный метод для создания преобразования, которое превращает нашу стрелку, ориентированную по оси, в стрелку, на которую нас просили:

    CGAffineTransform transform = [self dqd_transformForStartPoint:startPoint
                                                          endPoint:endPoint
                                                            length:length];

Теперь мы можем создать путь основной графики, используя точки оси, ориентированной по оси, и преобразование, которое превращает его в нужную стрелку:

    CGMutablePathRef cgPath = CGPathCreateMutable();
    CGPathAddLines(cgPath, &transform, points, sizeof points / sizeof *points);
    CGPathCloseSubpath(cgPath);

Наконец, мы можем обернуть UIBezierPath вокруг CGPath и вернуть его:

    UIBezierPath *uiPath = [UIBezierPath bezierPathWithCGPath:cgPath];
    CGPathRelease(cgPath);
    return uiPath;
}

Здесь вспомогательный метод, который вычисляет координаты точки. Это довольно просто. Вернитесь к диаграмме стрелки, выровненной по оси, если вам нужно.

+ (void)dqd_getAxisAlignedArrowPoints:(CGPoint[kArrowPointCount])points
                            forLength:(CGFloat)length
                            tailWidth:(CGFloat)tailWidth
                            headWidth:(CGFloat)headWidth
                           headLength:(CGFloat)headLength {
    CGFloat tailLength = length - headLength;
    points[0] = CGPointMake(0, tailWidth / 2);
    points[1] = CGPointMake(tailLength, tailWidth / 2);
    points[2] = CGPointMake(tailLength, headWidth / 2);
    points[3] = CGPointMake(length, 0);
    points[4] = CGPointMake(tailLength, -headWidth / 2);
    points[5] = CGPointMake(tailLength, -tailWidth / 2);
    points[6] = CGPointMake(0, -tailWidth / 2);
}

Вычисление аффинного преобразования является более сложным. Здесь вы можете использовать тригонометрию. Для ее создания можно использовать функции atan2 и CGAffineTransformRotate и CGAffineTransformTranslate, но если вы помните достаточно тригонометрию, вы можете создать ее напрямую. Проконсультируйтесь с "Математика за матрицами" в "Руководстве по 2D-программированию кварца" для получения дополнительной информации о том, что я здесь делаю:

+ (CGAffineTransform)dqd_transformForStartPoint:(CGPoint)startPoint
                                       endPoint:(CGPoint)endPoint
                                         length:(CGFloat)length {
    CGFloat cosine = (endPoint.x - startPoint.x) / length;
    CGFloat sine = (endPoint.y - startPoint.y) / length;
    return (CGAffineTransform){ cosine, sine, -sine, cosine, startPoint.x, startPoint.y };
}

@end

Я поместил весь код в текст для удобной копии.

С помощью этой категории вы можете легко рисовать стрелки:

Поскольку вы просто создаете путь, вы можете не заполнять его, или не обрабатывать его, как в этом примере:

Однако вы должны быть осторожны. Этот код не мешает вам получать фанковые результаты, если вы делаете ширину головы меньше, чем ширина хвоста, или если длина головы больше общей длины стрелки:

Ответ 2

//This is the integration into the view of the previous exemple
//Attach the following class to your view in the xib file

#import <UIKit/UIKit.h>

@interface Arrow : UIView

@end

#import "Arrow.h"
#import "UIBezierPath+dqd_arrowhead.h"

@implementation Arrow
{
    CGPoint startPoint;
    CGPoint endPoint;
    CGFloat tailWidth;
    CGFloat headWidth;
    CGFloat headLength;
    UIBezierPath *path;

}


- (id)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder
{
    if (self = [super initWithCoder:aDecoder])
    {
        [self setMultipleTouchEnabled:NO];
        [self setBackgroundColor:[UIColor whiteColor]];

    }
    return self;
}

- (void)drawRect:(CGRect)rect {

    [[UIColor redColor] setStroke];
    tailWidth = 4;
    headWidth = 8;
    headLength = 8;
    path = [UIBezierPath dqd_bezierPathWithArrowFromPoint:(CGPoint)startPoint
                                                  toPoint:(CGPoint)endPoint
                                                tailWidth:(CGFloat)tailWidth
                                                headWidth:(CGFloat)headWidth
                                               headLength:(CGFloat)headLength];
    [path setLineWidth:2.0];

    [path stroke];

}
- (void) touchesBegan:(NSSet*)touches withEvent:(UIEvent*)event
{
    UITouch* touchPoint = [touches anyObject];
    startPoint = [touchPoint locationInView:self];
    endPoint = [touchPoint locationInView:self];


    [self setNeedsDisplay];
}

-(void)touchesEnded:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    UITouch* touch = [touches anyObject];
    endPoint=[touch locationInView:self];
    [self setNeedsDisplay];
}

-(void)touchesMoved:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    UITouch* touch = [touches anyObject];
    endPoint = [touch locationInView:self];
    [self setNeedsDisplay];
}


@end

Ответ 3

Вот быстрая версия моего старого кода Objective-C. Он должен работать либо в Swift 3.2, либо в Swift 4.0.

extension UIBezierPath {

    static func arrow(from start: CGPoint, to end: CGPoint, tailWidth: CGFloat, headWidth: CGFloat, headLength: CGFloat) -> UIBezierPath {
        let length = hypot(end.x - start.x, end.y - start.y)
        let tailLength = length - headLength

        func p(_ x: CGFloat, _ y: CGFloat) -> CGPoint { return CGPoint(x: x, y: y) }
        let points: [CGPoint] = [
            p(0, tailWidth / 2),
            p(tailLength, tailWidth / 2),
            p(tailLength, headWidth / 2),
            p(length, 0),
            p(tailLength, -headWidth / 2),
            p(tailLength, -tailWidth / 2),
            p(0, -tailWidth / 2)
        ]

        let cosine = (end.x - start.x) / length
        let sine = (end.y - start.y) / length
        let transform = CGAffineTransform(a: cosine, b: sine, c: -sine, d: cosine, tx: start.x, ty: start.y)

        let path = CGMutablePath()
        path.addLines(between: points, transform: transform)
        path.closeSubpath()

        return self.init(cgPath: path)
    }

}

Вот пример того, как вы это назвали:

let arrow = UIBezierPath.arrow(from: CGPoint(x: 50, y: 100), to: CGPoint(x: 200, y: 50),
        tailWidth: 10, headWidth: 25, headLength: 40)

Ответ 4

В Swift 3.0 вы можете добиться этого с помощью

extension UIBezierPath {

class func arrow(from start: CGPoint, to end: CGPoint, tailWidth: CGFloat, headWidth: CGFloat, headLength: CGFloat) -> Self {
    let length = hypot(end.x - start.x, end.y - start.y)
    let tailLength = length - headLength

    func p(_ x: CGFloat, _ y: CGFloat) -> CGPoint { return CGPoint(x: x, y: y) }
    var points: [CGPoint] = [
        p(0, tailWidth / 2),
        p(tailLength, tailWidth / 2),
        p(tailLength, headWidth / 2),
        p(length, 0),
        p(tailLength, -headWidth / 2),
        p(tailLength, -tailWidth / 2),
        p(0, -tailWidth / 2)
    ]

    let cosine = (end.x - start.x) / length
    let sine = (end.y - start.y) / length
    var transform = CGAffineTransform(a: cosine, b: sine, c: -sine, d: cosine, tx: start.x, ty: start.y)        
    let path = CGMutablePath()
    path.addLines(between: points, transform: transform)
    path.closeSubpath()
    return self.init(cgPath: path)
}

}