Swift 全功能的绘图板开发

要做一个全功能的绘图板，至少要支持以下这些功能：

• 支持铅笔绘图（画点）

• 支持画直线

• 支持一些简单的图形（矩形、圆形等）

• 做一个真正的橡皮擦

• 能设置画笔的粗细

• 能设置画笔的颜色

• 能设置背景色或者背景图

• 能支持撤消与重做

• …

我们先做一些基础性的工作，比如创建工程。 

工程搭建

先创建一个Single View Application 工程： 

语言选择Swift： 

为了最大程度的利用屏幕区域，我们完全隐藏掉状态栏，在Info.plist里修改或添加这两个参数： 

然后进入到Main.storyboard，开始搭建我们的UI。 

我 们给已存在的ViewController的View添加一个UIImageView的子视图，背景色设为Light Gray，然后添加4个约束，由于要做一个全屏的画板，必须要让Constraint to margins保持没有选中的状态，否则左右两边会留下苹果建议的空白区域，最后把User Interaction Enabled打开： 

然后我们回到ViewController的View上：

• 添加一个放工具栏的容器：UIView，为该View设置约束： 

同样的不要选择Contraint to margins。

• 在该View里添加一个UISegmentedControl，并给SegmentedControl设置6个选项，分别是：

1. 铅笔

2. 直尺

3. 虚线

4. 矩形

5. 圆形

6. 橡皮擦

• 给这个SegmentedControl添加约束： 

垂直居中，两边各留20，高度固定为28。

完整的UI及结构看起来像这样：

ImageView将会作为实际的绘制区域，顶部的SegmentedControl提供工具的选择。 到目前为止我们还没有写下一行代码，至此要开始编码了。 

你可能会注意到Board有一部分被挡住了，这只是暂时的～

施工…

Board

我们创建一个Board类，继承自UIImageView，同时把这个类设置为Main.storyboard中ImageView的Class，这样当app启动的时候就会自动创建一个Board的实例了。 

增加两个属性以及初始化方法：

var strokeWidth: CGFloat
var strokeColor: UIColor
override init() {
    self.strokeColor = UIColor.blackColor()
    self.strokeWidth = 1
    super.init()
}
required init(coder aDecoder: NSCoder) {
    self.strokeColor = UIColor.blackColor()
    self.strokeWidth = 1
    super.init(coder: aDecoder)
}

由于我们是依赖于touches方法来完成绘图过程，我们需要记录下每次touch的状态，比如began、moved、ended等，为此我们创建一个枚举，在touches方法中进行记录，并调用私有的绘图方法drawingImage：

enum DrawingState {
    case Began, Moved, Ended
}
class Board: UIImageView {
    private var drawingState: DrawingState!
    // 此处省略init方法与另外两个属性
    // MARK: - touches methods
    override func touchesBegan(touches: NSSet, withEvent event: UIEvent) {
        self.drawingState = .Began
        self.drawingImage()
    }
    override func touchesMoved(touches: NSSet, withEvent event: UIEvent) {
        self.drawingState = .Moved
        self.drawingImage()
    }
    override func touchesEnded(touches: NSSet, withEvent event: UIEvent) {
        self.drawingState = .Ended
        self.drawingImage()
    }
    // MARK: - drawing
    private func drawingImage() {
        // 暂时为空实现
    }
}

在我们实现drawingImage方法之前，我们先创建另外一个重要的组件：BaseBrush。

BaseBrush

顾名思义，BaseBrush将会作为一个绘图的基类而存在，我们会在它的基础上创建一系列的子类，以达到弹性的设计目的。为此，我们创建一个BaseBrush类，并实现一个PaintBrush接口：

import CoreGraphics
protocol PaintBrush {
    func supportedContinuousDrawing() -> Bool;
    func drawInContext(context: CGContextRef)
}
class BaseBrush : NSObject, PaintBrush {
    var beginPoint: CGPoint!
    var endPoint: CGPoint!
    var lastPoint: CGPoint?
    var strokeWidth: CGFloat!
    func supportedContinuousDrawing() -> Bool {
        return false
    }
    func drawInContext(context: CGContextRef) {
        assert(false, "must implements in subclass.")
    }
}

BaseBrush实现了PaintBrush接口，PaintBrush声明了两个方法：

• supportedContinuousDrawing，表示是否是连续不断的绘图

• drawInContext，基于Context的绘图方法，子类必须实现具体的绘图

只要是实现了PaintBrush接口的类，我们就当作是一个绘图工具（如铅笔、直尺等），而BaseBrush除了实现PaintBrush接口以外，我们还为它增加了四个便利属性：

• beginPoint，开始点的位置

• endPoint，结束点的位置

• lastPoint，最后一个点的位置（也可以称作是上一个点的位置）

• strokeWidth，画笔的宽度

这么一来，子类也可以很方便的获取到当前的状态，并作一些深度定制的绘图方法。

lastPoint 的意义：beginPoint和endPoint很好理解，beginPoint是手势刚识别时的点，只要手势不结束，那么beginPoint在手势识 别期间是不会变的；endPoint总是表示手势最后识别的点；除了铅笔以外，其他的图形用这两个属性就够了，但是用铅笔在移动的时候，不能每次从 beginPoint画到endPoint，如果是那样的话就是画直线了，而是应该从上一次画的位置（lastPoint）画到endPoint，这样才 是连贯的线。

回到Board

我们实现了一个画笔的基类之后，就可以重新回到Board类了，毕竟我们之前的工作还没有做完，现在是时候完善Board类了。 

我们用Board实际操纵BaseBrush，先为Board添加两个新的属性：

var  BaseBrush?
private var realImage: UIImage?

brush对应到具体的画笔类，realImage保存当前的图形，重新修改touches方法，以便增加对brush属性的处理，完整的touches方法实现如下：

// MARK: - touches methods
override func touchesBegan(touches: NSSet, withEvent event: UIEvent) {
    if let brush = self.brush {
        brush.lastPoint = nil
        brush.beginPoint = touches.anyObject()!.locationInView(self)
        brush.endPoint = brush.beginPoint
        self.drawingState = .Began
        self.drawingImage()
    }
}
override func touchesMoved(touches: NSSet, withEvent event: UIEvent) {
    if let brush = self.brush {
        brush.endPoint = touches.anyObject()!.locationInView(self)
        self.drawingState = .Moved
        self.drawingImage()
    }
}
override func touchesCancelled(touches: NSSet!, withEvent event: UIEvent!) {
    if let brush = self.brush {
        brush.endPoint = nil
    }
}
override func touchesEnded(touches: NSSet, withEvent event: UIEvent) {
    if let brush = self.brush {
        brush.endPoint = touches.anyObject()!.locationInView(self)
        self.drawingState = .Ended
        self.drawingImage()
    }
}

我们需要防止brush为nil的情况，以及为brush设置好beginPoint和endPoint，之后我们就可以完善drawingImage方法了，实现如下：

private func drawingImage() {
    if let brush = self.brush {
        // 1.
        UIGraphicsBeginImageContext(self.bounds.size)
        // 2.
        let context = UIGraphicsGetCurrentContext()
        UIColor.clearColor().setFill()
        UIRectFill(self.bounds)
        CGContextSetLineCap(context, kCGLineCapRound)
        CGContextSetLineWidth(context, self.strokeWidth)
        CGContextSetStrokeColorWithColor(context, self.strokeColor.CGColor)
        // 3.
        if let realImage = self.realImage {
            realImage.drawInRect(self.bounds)
        }
        // 4.
        brush.strokeWidth = self.strokeWidth
        brush.drawInContext(context);
        CGContextStrokePath(context)
        // 5.
        let previewImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext()
        if self.drawingState == .Ended || brush.supportedContinuousDrawing() {
            self.realImage = previewImage
        }
        UIGraphicsEndImageContext()
        // 6.
        self.image = previewImage;
        brush.lastPoint = brush.endPoint
    }
}

步骤解析：

开启一个新的ImageContext，为保存每次的绘图状态作准备。

初始化context，进行基本设置（画笔宽度、画笔颜色、画笔的圆润度等）。

把之前保存的图片绘制进context中。

设置brush的基本属性，以便子类更方便的绘图；调用具体的绘图方法，并最终添加到context中。

从当前的context中，得到Image，如果是ended状态或者需要支持连续不断的绘图，则将Image保存到realImage中。

实时显示当前的绘制状态，并记录绘制的最后一个点。

这些工作完成以后，我们就可以开始写第一个工具了：铅笔工具。 

铅笔工具

铅 笔工具应该支持连续不断的绘图（不断的保存到realImage中），这也是我们给PaintBrush接口增加 supportedContinuousDrawing方法的原因，考虑到用户的手指可能快速的移动，导致从一个点到另一个点有着跳跃性的动作，我们对铅 笔工具采用画直线的方式来实现。 

首先创建一个类，名为PencilBrush，继承自BaseBrush类，实现如下：

class PencilBrush: BaseBrush {
    override func drawInContext(context: CGContextRef) {
        if let lastPoint = self.lastPoint {
            CGContextMoveToPoint(context, lastPoint.x, lastPoint.y)
            CGContextAddLineToPoint(context, endPoint.x, endPoint.y)
        } else {
            CGContextMoveToPoint(context, beginPoint.x, beginPoint.y)
            CGContextAddLineToPoint(context, endPoint.x, endPoint.y)
        }
    }
    override func supportedContinuousDrawing() -> Bool {
        return true
    }
}

如果lastPoint为nil，则基于beginPoint画线，反之则基于lastPoint画线。 

这样一来，一个铅笔工具就完成了，怎么样，很简单吧。 

测试

到目前为止，我们的ViewController还保持着默认的状态，是时候先为铅笔工具写一些测试代码了。 

在ViewController添加board属性，并与Main.storyboard中的Board关联起来；创建一个brushes属性，并为之赋值为：

var brushes = [PencilBrush()]

在ViewController中添加switchBrush:方法，并把Main.storyboard中的SegmentedControl的ValueChanged连接到ViewController的switchBrush:方法上，实现如下：

@IBAction func switchBrush(sender: UISegmentedControl) {
    assert(sender.tag < self.brushes.count, "!!!")
    self.board.brush = self.brushes[sender.selectedSegmentIndex]
}

最后在viewDidLoad方法中做一个初始化： 

self.board.brush = brushes[0] 

编译、运行，铅笔工具可以完美运行～！ 

其他的工具

接下来我们把其他的绘图工具也实现了。 

其他的工具不像铅笔工具，不需要支持连续不断的绘图，所以也就不用覆盖supportedContinuousDrawing方法了。

直尺

创建一个LineBrush类，实现如下：

class LineBrush: BaseBrush {
    override func drawInContext(context: CGContextRef) {
        CGContextMoveToPoint(context, beginPoint.x, beginPoint.y)
        CGContextAddLineToPoint(context, endPoint.x, endPoint.y)
    }
}

虚线

创建一个DashLineBrush类，实现如下：

class DashLineBrush: BaseBrush {
    override func drawInContext(context: CGContextRef) {
        let lengths: [CGFloat] = [self.strokeWidth * 3, self.strokeWidth * 3]
        CGContextSetLineDash(context, 0, lengths, 2);
        CGContextMoveToPoint(context, beginPoint.x, beginPoint.y)
        CGContextAddLineToPoint(context, endPoint.x, endPoint.y)
    }
}

这里我们就用到了BaseBrush的strokeWidth属性，因为我们想要创建一条动态的虚线。

矩形

创建一个RectangleBrush类，实现如下：

class RectangleBrush: BaseBrush {
    override func drawInContext(context: CGContextRef) {
        CGContextAddRect(context, CGRect(origin: CGPoint(x: min(beginPoint.x, endPoint.x), y: min(beginPoint.y, endPoint.y)),
            size: CGSize( abs(endPoint.x - beginPoint.x), height: abs(endPoint.y - beginPoint.y))))
    }
}

我们用到了一些计算，因为我们希望矩形的区域不是由beginPoint定死的。

圆形

创建一个EllipseBrush类，实现如下：

class EllipseBrush: BaseBrush {
    override func drawInContext(context: CGContextRef) {
        CGContextAddEllipseInRect(context, CGRect(origin: CGPoint(x: min(beginPoint.x, endPoint.x), y: min(beginPoint.y, endPoint.y)),
            size: CGSize( abs(endPoint.x - beginPoint.x), height: abs(endPoint.y - beginPoint.y))))
    }
}

同样有一些计算，理由同上。

橡皮擦

从本文一开始就说过了，我们要做一个真正的橡皮擦，网上有很多的橡皮擦的实现其实就是把画笔颜色设置为背景色，但是如果背景色可以动态设置，甚至设置为一个渐变的图片时，这种方法就失效了，所以有些绘图app的背景色就是固定为白色的。 

其实Apple的Quartz2D框架本身就是支持橡皮擦的，只用一个方法就可以完美实现。 

让我们创建一个EraserBrush类，实现如下：

class EraserBrush: PencilBrush {
    override func drawInContext(context: CGContextRef) {
        CGContextSetBlendMode(context, kCGBlendModeClear);
        super.drawInContext(context)
    }
}

注意，与其他的工具不同，橡皮擦是继承自PencilBrush的，因为橡皮擦本身也是基于点的，而drawInContext里也只是加了一句：

CGContextSetBlendMode(context, kCGBlendModeClear);

加入这一句代码，一个真正的橡皮擦便实现了。

再次测试

现在我们的工程结构应该类似于这样： 

我们修改下ViewController中的brushes属性的初始值：

var brushes = [PencilBrush(), LineBrush(), DashLineBrush(), RectangleBrush(), EllipseBrush(), EraserBrush()]

编译、运行： 

除了橡皮擦擦除的范围太小以外，一切都很完美~! 

设计思路

在继续完成剩下的功能之前，我想先对之前的代码进行些说明。

为什么不用drawRect方法

其 实我最开始也是使用drawRect方法来完成绘制，但是感觉限制很多，比如context无法保存，还是要每次重画（虽然可以保存到一个 BitMapContext里，但是这样与保存到image里有什么区别呢？）；后来用CALayer保存每一条CGPath，但是这样仍然不能避免每次 重绘，因为需要考虑到橡皮擦和画笔属性之类的影响，这么一来还不如采用image的方式来保存最新绘图板。 

既然定下了以image来保存绘图板，那么drawRect就不方便了，因为不能用UIGraphicsBeginImageContext方法来创建一个ImageContext。

ViewController与Board、BaseBrush之间的关系

在 ViewController、Board和BaseBrush这三者之间，虽然VC要知道另外两个组件，但是仅限于选择对应的工具给 Board，Board本身并不知道当前的brush是哪个brush，也不需要知道其内部实现，只管调用对应的brush就行 了；BaseBrush（及其子类）也并不知道自己将会被用于哪，它们只需要实现自己的算法即可。类似于这样的图： 

实际上这里包含了两个设计模式。

策略设计模式

策略设计模式的UML图： 

策略设计模式在iOS中也应用广泛，如AFNetworking的AFHTTPRequestSerializer和AFHTTPResponseSerializer的设计，通过在运行时动态的改变委托对象，变换行为，使程序模块之间解耦、提高应变能力。 

以我们的绘图板为例，输出不同的图形就意味着不同的算法，用户可根据不同的需求来选择某一种算法，即BaseBrush及其子类做具体的封装，这样的好处是每一个子类只关心自己的算法，达到了高聚合的原则，高级模块（Board）不用关心具体实现。 

想象一下，如果是让Board里自身来处理这些算法，那代码中无疑会充斥很多与算法选择相关的逻辑，而且每增加一个算法都需要重新修改Board类，这又与代码应该对拓展开放、对修改关闭原则有了冲突，而且每个类也应该只有一个责任。 

通过采用策略模式我们实现了一个好维护、易拓展的程序（妈妈再也不用担心工具栏不够用了^^）。

策略模式的定义：定义一个算法群，把每一个算法分别封装起来，让它们之间可以互相替换，使算法的变化独立于使用它的用户之上。

模板方法

在 传统的策略模式中，每一个算法类都独自完成整个算法过程，例如一个网络解析程序，可能有一个算法用于解析JSON，有另一个算法用于解析XML等（另外一 个例子是压缩程序，用ZIP或RAR算法），独自完成整个算法对灵活性更好，但免不了会有重复代码，在DrawingBoard里我们做一个折中，尽量保 证灵活性，又最大限度地避免重复代码。 

我们将BaseBrush的角色提升为算法的基类，并提供一些便利的属性（如 beginPoint、endPoint、strokeWidth等），然后在Board的drawingImage方法里对BaseBrush的接口进 行调用，而BaseBrush不会知道自己的接口是如何联系起来的，虽然supportedContinuousDrawing（这是一个“钩子”）甚至 影响了算法的流程（铅笔需要实时绘图）。 

我们用drawingImage搭建了一个算法的骨架，看起来像是模板方法的UML图： 

图中右边的方框代表模板方法。

BaseBrush 通过提供抽象方法(drawInContext)、具体方法或钩子方法(supportedContinuousDrawing)来对应算法的每一个步 骤，让其子类可以重定义或实现这些步骤。同时，让模板方法（即dawingImage）定义一个算法的骨架，模板方法不仅可以调用在抽象类中实现的基本方 法，也可以调用在抽象类的子类中实现的基本方法，还可以调用其他对象中的方法。 

除了对算法的封装以外，模板方法还能防止“循环依赖”，即 高层组件依赖低层组件，反过来低层组件也依赖高层组件。想像一下，如果既让Board选择具体的算法子类，又让算法类直接调用drawingImage方 法（不提供钩子，直接把Board的事件下发下去），那到时候就热闹了，这些类串在一起难以理解，又不好维护。

模板方法的定义：在一个方法中定义一个算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。模板方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下，重新定义算法中的某些步骤。

其实模式都很简单，很多人在工作中会思考如何让自己的代码变得更好，“情不自禁”地就会慢慢实现这些原则，了解模式的设计意图，有助于在遇到需要折中的地方更加明白如何在设计上取舍。

以上就是我设计时的思路，说完了，接下来还要完成的工作有：

• 提供对画笔颜色、粗细的设置

• 背景设置

• 全屏绘图（不能让Board一直显示不全）

先从画笔开始，Let’s go!

画笔设置

不管是画笔还是背景设置，我们都要有一个能提供设置的工具栏。

设置工具栏

所以我们往Board上再盖一个UIToolbar，与顶部的View类似：

1. 拖一个UIToolbar到Board的父类上，与Board的视图层级平级。

2. 设置UIToolbar的约束：左、右、下间距为0，高为44：

3. 

4. 往UIToolbar上拖一个UIBarButtonItem，title就写：画笔设置。

5. 在ViewController里增加一个paintingBrushSettings方法，并把UIBarButtonItem的action连接paintingBrushSettings方法上。

6. 在ViewController里增加一个toolar属性，并把Xib中的UIToolbar连接到toolbar上。

UIToolbar配置好后，UI及视图层级如下： 

RGBColorPicker

考虑到多个页面需要选取自定义的颜色，我们先创建一个工具类：RGBColorPicker，用于选择RGB颜色：

这个工具类很简单，没有采用Auto Layout进行布局，因为layoutSubviews方法已经能很好的满足我们的需求了。当用户拖动任何一个UISlider的时候，我们能实时的通过colorChangedBlock回调给外部。它能展现一个这样的视图： 

不过虽然该工具类本身没有采用Auto Layout进行布局，但是它还是支持Auto Layout的，当它被添加到某个Auto Layout的视图中的时候，Auto Layout布局系统可以通过intrinsicContentSize知道该视图的尺寸信息。 

最后它还有一个setCurrentColor方法从外部接收一个UIColor，可以用于初始化。

画笔设置的UI

我打算在用户点击画笔设置的时候，从底部弹出一个控制面板（就像系统的Control Center那样），所以我们还要有一个像这样的设置UI： 

具 体的，创建一个PaintingBrushSettingsView类，同时创建一个PaintingBrushSettingsView.xib文件， 并把xib中view的Class设为PaintingBrushSettingsView，设置view的背景色为透明：

1. 放置一个title为“画笔粗细”的UILabel，约束设为：宽度固定为68，高度固定为21，左和上边距为8。

2. 放置一个title为“1”的UILabel，“1”与“画笔粗细”的垂直间距为10，宽度固定为10，高度固定为21，与superview的左边距为10。

3. 放置一个UISlider，用于调节画笔的粗细，与“1”的水平间距为5，并与“1”垂直居中，高度固定为30，宽度暂时不设，在PaintingBrushSettingsView中添加strokeWidthSlider属性，与之连接起来。

4. 放置一个title为“20”的UILabel，约束设为：宽度固定为20，高度固定为21，top与“1”相同，与superview的右间距为10。并把上一步中的UISlider的右间距设为与“20”相隔5。

5. 放置一个title为“画笔颜色”的UILabel，宽、高、left与“画笔粗细”相同，与上面UISlider的垂直间距设为12。

6. 放 置一个UIView至“画笔颜色”下方（上图中被选中的那个UIView），宽度固定为50，高度固定为30，left与“画笔颜色”相同，并且与“画笔 颜色”的垂直间距为5，在PaintingBrushSettingsView中添加strokeColorPreview属性，与之连接起来。

7. 放置一个UIView，把它的Class改为RGBColorPicker，约束设为：left与顶部的UISlider相同，底部与superview的间距为0，右间距为10，与上一步中的UIView的垂直间距为5。

PaintingBrushSettingsView类的完整代码如下：

class PaintingBrushSettingsView : UIView {
    var strokeWidthChangedBlock: ((strokeWidth: CGFloat) -> Void)?
    var strokeColorChangedBlock: ((strokeColor: UIColor) -> Void)?
    @IBOutlet private var strokeWidthSlider: UISlider!
    @IBOutlet private var strokeColorPreview: UIView!
    @IBOutlet private var colorPicker: RGBColorPicker!
    override func awakeFromNib() {
        super.awakeFromNib()
        self.strokeColorPreview.layer.borderColor = UIColor.blackColor().CGColor
        self.strokeColorPreview.layer.borderWidth = 1
        self.colorPicker.colorChangedBlock = {
            [unowned self] (color: UIColor) in
            self.strokeColorPreview.backgroundColor = color
            if let strokeColorChangedBlock = self.strokeColorChangedBlock {
                strokeColorChangedBlock(strokeColor: color)
            }
        }
        self.strokeWidthSlider.addTarget(self, action: "strokeWidthChanged:", forControlEvents: .ValueChanged)
    }
    func setBackgroundColor(color: UIColor) {
        self.strokeColorPreview.backgroundColor = color
        self.colorPicker.setCurrentColor(color)
    }
    func strokeWidthChanged(slider: UISlider) {
        if let strokeWidthChangedBlock = self.strokeWidthChangedBlock {
            strokeWidthChangedBlock(strokeWidth: CGFloat(slider.value))
        }
    }
}

strokeWidthChangedBlock和strokeColorChangedBlock两个Block用于给外部传递状态。setBackgroundColor用于初始化。

关于 Swift 1.2

在 Swift 1.2里，不能用 setBackgroundColor方法了，具体的，见Xcode 6.3的发布文档：Xcode 6.3 Release Notes，下面是用didSet代替原有的setBackgroundColor方法:

override var backgroundColor: UIColor? {
    didSet {
        self.strokeColorPreview.backgroundColor = self.backgroundColor
        self.colorPicker.setCurrentColor(self.backgroundColor!)
        super.backgroundColor = oldValue
    }
}

实现毛玻璃效果

在把PaintingBrushSettingsView显示出来之前，我们要先想一想以何种方式展现比较好，众所周知Control Center是有毛玻璃效果的，我们也想要这样的效果，而且不用自己实现。那如何产生效果? 答案是用UIToolbar就行了。 

UIToolbar本身就是带有毛玻璃效果的，只要你不设置背景色，并且translucent属性为true，“恰好”我们页面底部就有一个UIToolbar，我们把它拉高就可以插入展现PaintingBrushSettingsView了。 

只要get到了这一点，毛玻璃效果就算实现了～～ 

测试画笔设置

我们在ViewController新增加几个属性：

var toolbarEditingItems: [UIBarButtonItem]?
var currentSettingsView: UIView?
@IBOutlet var toolbarConstraintHeight: NSLayoutConstraint!

toolbarConstraintHeight 连接到Main.storyboard中对应的约束上就行了。toolbarEditingItems能让我们在UIToolbar上显示不同的 items，本来还需要一个toolbarItems属性的，因为UIViewController类本身就自带，我们便不用单独新增。 currentSettingsView是用来保存当前展示的哪个设置页面，考虑到我们后面会增加背景设置，这个属性还是有必要的。 

我们先写一个往toolbar上添加约束的工具方法：

func addConstraintsToToolbarForSettingsView(view: UIView) {
    view.setTranslatesAutoresizingMaskIntoConstraints(false)
    self.toolbar.addSubview(view)
    self.toolbar.addConstraints(NSLayoutConstraint.constraintsWithVisualFormat("H:|-0-[settingsView]-0-|",
        options: .DirectionLeadingToTrailing,
        metrics: nil,
        views: ["settingsView" : view]))
    self.toolbar.addConstraints(NSLayoutConstraint.constraintsWithVisualFormat("V:|-0-[settingsView(==height)]",
        options: .DirectionLeadingToTrailing,
        metrics: ["height" : view.systemLayoutSizeFittingSize(UILayoutFittingCompressedSize).height],
        views: ["settingsView" : view]))
}

这个工具方法会把传入进来的view添加到toolbar上，同时添加相应的约束。注意高度的约束，我是通过 systemLayoutSizeFittingSize方法计算出设置视图最佳的高度，这是为了达到更好的拓展性（背景设置与画笔设置所需要的高度很可 能会不同）。 

然后再增加一个setupBrushSettingsView方法：

func setupBrushSettingsView() {
    let brushSettingsView = UINib(nibName: "PaintingBrushSettingsView", bundle: nil).instantiateWithOwner(nil, options: nil).first as PaintingBrushSettingsView
    self.addConstraintsToToolbarForSettingsView(brushSettingsView)
    brushSettingsView.hidden = true
    brushSettingsView.tag = 1
    brushSettingsView.setBackgroundColor(self.board.strokeColor)
    brushSettingsView.strokeWidthChangedBlock = {
        [unowned self] (strokeWidth: CGFloat) -> Void in
        self.board.strokeWidth = strokeWidth
    }
    brushSettingsView.strokeColorChangedBlock = {
        [unowned self] (strokeColor: UIColor) -> Void in
        self.board.strokeColor = strokeColor
    }
}

我们在这个方法里实例化了一个PaintingBrushSettingsView，并添加到toolbar上，增加相应的约束，以及一些初始化设置和两个Block回调的处理。 

然后修改viewDidLoad方法，增加以下行为：

//---
self.toolbarEditingItems = [
    UIBarButtonItem(barButtonSystemItem:.FlexibleSpace, target: nil, action: nil),
    UIBarButtonItem(title: "完成", style:.Plain, target: self, action: "endSetting")
]
self.toolbarItems = self.toolbar.items
self.setupBrushSettingsView()
//---

在paintingBrushSettings方法里响应点击：

@IBAction func paintingBrushSettings() {
    self.currentSettingsView = self.toolbar.viewWithTag(1)
    self.currentSettingsView?.hidden = false
    self.updateToolbarForSettingsView()
}
func updateToolbarForSettingsView() {
    self.toolbarConstraintHeight.constant = self.currentSettingsView!.systemLayoutSizeFittingSize(UILayoutFittingCompressedSize).height + 44
    self.toolbar.setItems(self.toolbarEditingItems, animated: true)
    UIView.beginAnimations(nil, context: nil)
    self.toolbar.layoutIfNeeded()
    UIView.commitAnimations()
    self.toolbar.bringSubviewToFront(self.currentSettingsView!)
}

updateToolbarForSettingsView也是一个工具方法，用于更新toolbar的高度。 

由于我们采用了Auto Layout进行布局，动画要通过调用layoutIfNeeded方法来实现。 

响应点击“完成”按钮的endSetting方法：

@IBAction func endSetting() {
    self.toolbarConstraintHeight.constant = 44
    self.toolbar.setItems(self.toolbarItems, animated: true)
    UIView.beginAnimations(nil, context: nil)
    self.toolbar.layoutIfNeeded()
    UIView.commitAnimations()
    self.currentSettingsView?.hidden = true
}

这么一来画笔设置就做完了，代码应该还是比较好理解，编译、运行后，应该能看到： 

完成度已经很高了^^！ 

背景设置

整体的框架基本上已经在之前的工作中搭好了，我们快速过掉这一节。 

在 Main.storyboard中增加了一个title为“背景设置”的UIBarButtonItem，并将action连接到 ViewController的backgroundSettings方法上，你可以选择在插入“背景设置”之前，先插入一个FlexibleSpace 的UIBarButtonItem。 

创建BackgroundSettingsVC类，继承自UIViewController，这与画 笔设置继承于UIView不同，我们希望背景设置可以在用户的相册中选择照片，而使用UIImagePickerController的前提是要实现 UIImagePickerControllerDelegate、UINavigationControllerDelegate两个接口，如果让 UIView来实现这两个接口会很奇怪。 

创建一个BackgroundSettingsVC.xib文件：

放置一个title为“从相册中选择背景图”的UIButton，约束为：左、上边距为8，宽度固定为135，高度固定为30。
放置一个RGBColorPicker，约束为：左、右边距为8，与UIButton的垂直间距为20，底部与superview齐平。
把UIButton的Touch Up Inside事件连接到BackgroundSettingsVC的pickImage方法上；RGBColorPicker连接到BackgroundSettingsVC的colorPicker属性上。

看上去像这样： 

BackgroundSettingsVC类的完整代码：

class BackgroundSettingsVC : UIViewController, UIImagePickerControllerDelegate, UINavigationControllerDelegate {
    var backgroundImageChangedBlock: ((backgroundImage: UIImage) -> Void)?
    var backgroundColorChangedBlock: ((backgroundColor: UIColor) -> Void)?
    @IBOutlet private var colorPicker: RGBColorPicker!
    lazy private var pickerController: UIImagePickerController = {
        [unowned self] in
        let pickerController = UIImagePickerController()
        pickerController.delegate = self
        return pickerController
    }()
    override func awakeFromNib() {
        super.awakeFromNib()
        self.colorPicker.colorChangedBlock = {
            [unowned self] (color: UIColor) in
            if let backgroundColorChangedBlock = self.backgroundColorChangedBlock {
                backgroundColorChangedBlock(backgroundColor: color)
            }
        }
    }
    func setBackgroundColor(color: UIColor) {
        self.colorPicker.setCurrentColor(color)
    }
    @IBAction func pickImage() {
        self.presentViewController(self.pickerController, animated: true, completion: nil)
    }
    // MARK: UIImagePickerControllerDelegate Methods
    func imagePickerController(picker: UIImagePickerController, didFinishPickingMediaWithInfo info: [NSObject : AnyObject]) {
        let image = info[UIImagePickerControllerOriginalImage] as UIImage
        if let backgroundImageChangedBlock = self.backgroundImageChangedBlock {
            backgroundImageChangedBlock(backgroundImage: image)
        }
        self.dismissViewControllerAnimated(true, completion: nil)
    }
    // MARK: UINavigationControllerDelegate Methods
    func navigationController(navigationController: UINavigationController, willShowViewController viewController: UIViewController, animated: Bool) {
        UIApplication.sharedApplication().setStatusBarHidden(true, withAnimation: .None)
    }
}

同样用两个Block进行回调；setBackgroundColor公共方法用于设置内部的RGBColorPicker的初始颜色状态；在UINavigationControllerDelegate里隐藏系统默认显示的状态栏。 

回到ViewController，我们对背景设置进行测试。 

像setupBrushSettingsView方法一样，我们增加一个setupBackgroundSettingsView方法：

func setupBackgroundSettingsView() {
    let backgroundSettingsVC = UINib(nibName: "BackgroundSettingsVC", bundle: nil).instantiateWithOwner(nil, options: nil).first as BackgroundSettingsVC
    self.addConstraintsToToolbarForSettingsView(backgroundSettingsVC.view)
    backgroundSettingsVC.view.hidden = true
    backgroundSettingsVC.view.tag = 2
    backgroundSettingsVC.setBackgroundColor(self.board.backgroundColor!)
    self.addChildViewController(backgroundSettingsVC)
    backgroundSettingsVC.backgroundImageChangedBlock = {
        [unowned self] (backgroundImage: UIImage) in
        self.board.backgroundColor = UIColor(patternImage: backgroundImage)
    }
    backgroundSettingsVC.backgroundColorChangedBlock = {
        [unowned self] (backgroundColor: UIColor) in
        self.board.backgroundColor = backgroundColor
    }
}

修改viewDidLoad方法：

self.toolbarEditingItems = [
    UIBarButtonItem(barButtonSystemItem:.FlexibleSpace, target: nil, action: nil),
    UIBarButtonItem(title: "完成", style:.Plain, target: self, action: "endSetting")
]
self.toolbarItems = self.toolbar.items
self.setupBrushSettingsView()
self.setupBackgroundSettingsView() // Added~!!!

实现backgroundSettings方法：

@IBAction func backgroundSettings() {
    self.currentSettingsView = self.toolbar.viewWithTag(2)
    self.currentSettingsView?.hidden = false
    self.updateToolbarForSettingsView()
}

编译、运行，现在你可以用不同的背景色（或背景图）了！ 

全屏绘图
到目前为止，Board一直显示不全（事实上，我很早就实现了全屏绘图，但是优先级一直被我排在最后），现在是时候来解决它了。 

解决思路是这样的：当用户开始绘图的时候，我们把顶部和底部两个View隐藏；当用户结束绘图的时候，再让两个View显示。 

为了获取用户的绘图状态，我们需要在Board里加个“钩子”：

// 增加一个Block回调
var drawingStateChangedBlock: ((state: DrawingState) -> ())?
private func drawingImage() {
    if let brush = self.brush {
        // hook
        if let drawingStateChangedBlock = self.drawingStateChangedBlock {
            drawingStateChangedBlock(state: self.drawingState)
        }
        UIGraphicsBeginImageContext(self.bounds.size)
        // ...

这样一来用户绘图的状态就在ViewController掌握中了。 

ViewController想要控制两个View的话，还需要增加几个属性：

@IBOutlet var topView: UIView!
@IBOutlet var topViewConstraintY: NSLayoutConstraint!
@IBOutlet var toolbarConstraintBottom: NSLayoutConstraint!

然后在viewDidLoad方法里增加对“钩子”的处理：

self.board.drawingStateChangedBlock = {(state: DrawingState) -> () in
    if state != .Moved {
        UIView.beginAnimations(nil, context: nil)
        if state == .Began {
            self.topViewConstraintY.constant = -self.topView.frame.size.height
            self.toolbarConstraintBottom.constant = -self.toolbar.frame.size.height
            self.topView.layoutIfNeeded()
            self.toolbar.layoutIfNeeded()
        } else if state == .Ended {
            UIView.setAnimationDelay(1.0)
            self.topViewConstraintY.constant = 0
            self.toolbarConstraintBottom.constant = 0
            self.topView.layoutIfNeeded()
            self.toolbar.layoutIfNeeded()
        }
        UIView.commitAnimations()
    }
}

只有当状态为开始或结束的时候我们才需要更新UI状态，而且我们在结束的事件里延迟了1秒钟，这样用户可以暂时预览下全图。

依靠Auto Layout布局系统以及我们在钩子里对高度的处理，用户在设置页面绘图时也能完美运行。

保存到图库

最后一个功能：保存到图库！ 

在toolbar上插入一个title为“保存到图库”的UIBarButtonItem，还是可以先插入一个FlexibleSpace的UIBarButtonItem，然后把action连接到ViewController的saveToAlbumy方法上：

@IBAction func saveToAlbum() {
    UIImageWriteToSavedPhotosAlbum(self.board.takeImage(), self, "image:didFinishSavingWithError:contextInfo:", nil)
}

我为Board添加一个新的公共方法：takeImage：

func takeImage() -> UIImage {
    UIGraphicsBeginImageContext(self.bounds.size)
    self.backgroundColor?.setFill()
    UIRectFill(self.bounds)
    self.image?.drawInRect(self.bounds)
    let image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext()
    UIGraphicsEndImageContext()
    return image
}

然后是一个方法指针的回调：

func image(image: UIImage, didFinishSavingWithError error: NSError?, contextInfo:UnsafePointer) {
    if let err = error {
        UIAlertView(title: "错误", message: err.localizedDescription, delegate: nil, cancelButtonTitle: "确定").show()
    } else {
        UIAlertView(title: "提示", message: "保存成功", delegate: nil, cancelButtonTitle: "确定").show()
    }
}

旅行到终点了～！ 

感谢一路的陪伴！

看 了下，有些小长，文本+代码有2w3+，全部代码去除空行和空格有1w4+，直接贴代码会简单很多，但我始终觉得让代码完成功能并不是全部目的，代码背后 隐藏的问题定义、设计、构建更有意义，毕竟软件开发完成“后”比完成“前”所花费的时间永远更多（除非是一个只有10行代码或者“一次性”的程序）。 

希望与大家多多交流。