iOS 自定义转场动画

简介

在日常开发中动画是必不可少的，苹果也为iOS开发提供了很多好的动画效果，作为iOS开发者自然需要对动画有所了解。在这些动画中，有一种动画是用于一个场景转换到另一个场景的过渡动画，我们称之为转场动画，本文主要内容是关于转场动画的。

转场，顾名思义是场景的转换，即界面由一个场景转换到另一个场景。在iOS中可以分为视图控制器转换和视图的转换两个层次，本文的主要结构如下：

转场动画简介
视图控制器转场的实现机制 -- 五大协议
视图转场的实现 -- CATransition

视图控制器转场 -- View Controller Transition

在iOS 7之前，系统已经提供了一些默认的视图控制器转场动画，但是这些动画是完全由系统实现的，不能进行自定义。在iOS 7的时候，系统开放了部分API，使得自定义转场动画成为现实。

自定义转场动画相关的API主要包括五个协议，下面分别介绍下：

转场代理
转场上下文环境协议
动画控制器协议
交互控制器协议
转场协调器协议

1、转场代理

视图控制器中的视图显示在屏幕上有两种方式：1、内嵌在容器中，例如UINavigationController、UITabBarController、 2、模态弹出，即Present/dismiss

对于这些方式，系统在对应的代理协议中都提供了关于转场动画的相关方法，下面逐个分析下：

1.1 导航栏代理 - UINavigationControllerDelegate

optional func navigationController(_ navigationController: UINavigationController, 
            animationControllerFor operation: UINavigationController.Operation, 
                              from fromVC: UIViewController, 
                                to toVC: UIViewController) -> UIViewControllerAnimatedTransitioning?

该方法返回一个遵守UIViewControllerAnimatedTransitioning协议的可选对象，该协议即为动画控制器协议，在后文会专门介绍，这里先做个简介。我们可以在遵守该协议的类中进行转场动画的设计，如果返回的对象为nil，则保持系统动画，不会使用自定义动画。

参数中，operation是一个枚举类型，其case为 .none、.push、.pop；fromVC表示push/pop动作发生时显示的ViewController，即动画之前的ViewController，toVC表示动画结束后的ViewController，例如push动作由 A -> B，则fromVC为A，toVC为B，当发生pop动作 B -> A时，fromVC为B，toVC为A。

optional func navigationController(_ navigationController: UINavigationController, 
          interactionControllerFor animationController: UIViewControllerAnimatedTransitioning) -> UIViewControllerInteractiveTransitioning?

该方法返回一个遵守UIViewControllerInteractiveTransitioning协议的可选对象，该协议对象为一个可交互的转场对象，即交互控制协议对象，该对象定义了转场动画的交互行为。

1.2 模态的代理 - UIViewControllerTransitioningDelegate

optional func animationController(forPresented presented: UIViewController, 
                       presenting: UIViewController, 
                           source: UIViewController) -> UIViewControllerAnimatedTransitioning?

optional func animationController(forDismissed dismissed: UIViewController) -> UIViewControllerAnimatedTransitioning?

这两个方法均返回一个遵守UIViewControllerAnimatedTransitioning协议的可选对象，用于在模态弹出时，返回自定义转场动画的对象。与导航栏有所不同的是，模态弹出分为了 present 和 dismiss 两个方法。

在present方法中，presented表示被present的ViewController，source表示调用方法的ViewController，presenting可以与source相同，也可以不相同，当source作为一个childViewController时，presenting为source的父控制器，否则presenting与source相同。

optional func interactionControllerForPresentation(using animator: UIViewControllerAnimatedTransitioning) -> UIViewControllerInteractiveTransitioning?

optional func interactionControllerForDismissal(using animator: UIViewControllerAnimatedTransitioning) -> UIViewControllerInteractiveTransitioning?

与设置动画控制器的方法一样，在设置交互控制器时，模态方式也分为了 present 和 dismiss 两个方法，分别用来设置present 和 dismiss时的交互行为。

1.3 tabbar的转场代理

optional func tabBarController(_ tabBarController: UITabBarController, 
animationControllerForTransitionFrom fromVC: UIViewController, 
                            to toVC: UIViewController) -> UIViewControllerAnimatedTransitioning?

optional func tabBarController(_ tabBarController: UITabBarController, 
      interactionControllerFor animationController: UIViewControllerAnimatedTransitioning) -> UIViewControllerInteractiveTransitioning?

与上文所述一致，这两个方法分别返回动画控制器和交互控制器。

2、转场上下文

转场上下文是一个遵守UIViewControllerContextTransitioning协议的对象，该对象由系统自动创建，无需我们进行管理。UIViewControllerContextTransitioning协议包含如下API:

@available(iOS 2.0, *) var containerView: UIView { get }

containerView是一个容器，转场动画前后的View以及要添加的动画视图都是添加在这个容器中的。事实上，该容器的类型是UIViewControllerWrapperView，无论是自定义转场，还是系统定义的转场，最终都是添加在该view上，并且作为一个全局的上下文，该view只存在一份，因此需要合理管理其子视图。

@available(iOS 2.0, *) func viewController(forKey key: UITransitionContextViewControllerKey) -> UIViewController?

根据UITransitionContextViewControllerKey的from和to获取转场前后的ViewController，并且与上文所述fromVC和toVC一致，转场前后的ViewController是可逆的。例如push时 A -> B，则A是 fromVC, B是 toVC；在pop回去是二者的位置则发生了对调。

@available(iOS 8.0, *) func view(forKey key: UITransitionContextViewKey) -> UIView?

在iOS 7及之前，我们只能通过获取到转场前后的ViewController，进而获取其view来获取转场前后的视图，但是在iOS 8及以后，我们可以直接获取转场前后的View。

var transitionWasCancelled: Bool { get }

该属性为一个只读的计算属性，表示转场是否被取消。当转场动画为一个可交互式动画时，动画进行过程中可以手动触发取消，如果取消了则该属性为true，而如果没有取消，则为false，对于一个非交互式动画，则该值一直为false。

func completeTransition(_ didComplete: Bool)

当转场动画完成或者被取消时，调用该方法。

3、动画控制器

动画控制器协议定义了一系列API，用以配置实现转场动画。我们创建一个自己的类，并遵守该协议，然后通过转场代理将自定义动画的Trasnsition返回给系统。

动画控制器中有两个主要的API，分别为：

func transitionDuration(using transitionContext: UIViewControllerContextTransitioning?) -> TimeInterval

该方法返回一个时长，在该方法中定义转场动画持续的时间

func animateTransition(using transitionContext: UIViewControllerContextTransitioning)

在该方法中，定义转场要做的动画。

4、交互控制器

交互控制器协议是用来配置转场动画的交互事件的，实际的动画依然由动画控制器来完成。系统定义了UIViewControllerInteractiveTransitioning协议，但是在实际使用时，我们不会直接遵守该协议，而是继承UIPercentDrivenInteractiveTransition类。

UIPercentDrivenInteractiveTransition是系统提供的类，根据苹果官方文档的解释，创建一个交互式动画对象最简单的方式就是继承该类，如下图所示。

该类的API主要有如下几个：

open var duration: CGFloat { get } // 动画时长，根据transitionDuration:的返回值确定

open var percentComplete: CGFloat { get }  // 完成百分比

open func update(_ percentComplete: CGFloat)  // 更新动画完成百分比

open func cancel()  // 取消动画

open func finish()  // 完成动画

// 上诉三个方法对应UIViewControllerContextTransitioning协议中的 updateInteractiveTransition、cancelInteractiveTransition()、finishInteractiveTransition()方法

5、转场协调器

转场协调器用于帮助做一些辅助动画，由系统进行创建，我们通过UIViewController的分类中的属性即可获取，代码如图：

[图片上传失败...(image-9eed14-1648431789762)]

在UIViewControllerTransitionCoordinator中定义了如下API

func animate(alongsideTransition animation: ((UIViewControllerTransitionCoordinatorContext) -> Void)?, completion: ((UIViewControllerTransitionCoordinatorContext) -> Void)? = nil) -> Bool

在该方法中添加动画，当转场动画执行完毕后，会继续执行animation闭包中的动画，而如果使用UIView.animate(withDuration的方式添加动画，则会在转场动画执行时，动画就已经执行完毕。

CATransition

上文介绍了ViewController间的转场实现机制，在CoreAnimation框架中，还有一个动画类用来做layer级的转场，即CATransition。CATransition是作用于CALayer上的，因此需要将CATransition添加到view的layer属性上。

CATransition是继承自CAAnimation的类，其自己所包含的属性由：

open var type: CATransitionType

image.png

该属性表示转场的类型，例如 fade、push、moveIn等，具体效果可参考CATransitionDemo^[1]

open var subtype: CATransitionSubtype?复制代码