IOS实战之自定义转场动画详解

转场动画这事，说简单也简单，可以通过presentviewcontroller:animated:completion:和dismissviewcontrolleranimated:completion:这一组函数以模态视图的方式展现、隐藏视图。如果用到了navigationcontroller，还可以调用pushviewcontroller:animated:和popviewcontroller这一组函数将新的视图控制器压栈、弹栈。

下图中所有转场动画都是自定义的动画，这些效果如果不用自定义动画则很难甚至无法实现：

由于录屏的原因，有些效果无法完全展现，比如它其实还支持横屏。

自定义转场动画的效果实现起来比较复杂，如果仅仅是拷贝一份能够运行的代码却不懂其中原理，就有可能带来各种隐藏的bug。本文由浅入深介绍下面几个知识：

1、传统的基于闭包的实现方式及其缺点
2、自定义present转场动画
3、交互式(interactive)转场动画
4、转场协调器与uimodalpresentationcustom
5、uinavigationcontroller转场动画

在开始正式的教程前，您首先需要下载demo，在代码面前文字是苍白的，demo中包含的注释足以解释本文所有的知识点。其次，您还得了解这几个背景知识。

from和to
在代码和文字中，经常会出现fromview和toview。如果错误的理解它们的含义会导致动画逻辑完全错误。fromview表示当前视图，toview表示要跳转到的视图。如果是从a视图控制器present到b，则a是from，b是to。从b视图控制器dismiss到a时，b变成了from，a是to。用一张图表示：

presented和presengting
这也是一组相对的概念，它容易与fromview和toview混淆。简单来说，它不受present或dismiss的影响，如果是从a视图控制器present到b，那么a总是presentedviewcontroller,b总是presentingviewcontroller。

modalpresentationstyle
这是一个枚举类型，表示present时动画的类型。其中可以自定义动画效果的只有两种：fullscreen和custom，两者的区别在于fullscreen会移除fromview，而custom不会。比如文章开头的gif中，第三个动画效果就是custom。

基于block的动画
最简单的转场动画是使用transitionfromviewcontroller方法：

这个方法虽然已经过时，但是对它的分析有助于后面知识的理解。它一共有6个参数，前两个表示从哪个vc开始，跳转到哪个vc，中间两个参数表示动画的时间和选项。最后两个参数表示动画的具体实现细节和回调闭包。

这六个参数其实就是一次转场动画所必备的六个元素。它们可以分为两组，前两个参数为一组，表示页面的跳转关系，后面四个为一组，表示动画的执行逻辑。

这个方法的缺点之一是可自定义程度不高(在后面您会发现能自定义的不仅仅是动画方式)，另一个缺点则是重用性不好，也可以说是耦合度比较大。

在最后两个闭包参数中，可以预见的是fromviewcontroller和toviewcontroller参数都会被用到，而且他们是动画的关键。假设视图控制器a可以跳转到b、c、d、e、f，而且跳转动画基本相似，您会发现transitionfromviewcontroller方法要被复制多次，每次只会修改少量内容。

自定义present转场动画
出于解耦和提高可自定义程度的考虑，我们来学习转场动画的正确使用姿势。

首先要了解一个关键概念：转场动画代理，它是一个实现了uiviewcontrollertransitioningdelegate协议的对象。我们需要自己实现这个对象，它的作用是为uikit提供以下几个对象中的一个或多个：

1、animator：

它是实现了uiviewcontrolleranimatedtransitioning协议的对象，用于控制动画的持续时间和动画展示逻辑，代理可以为present和dismiss过程分别提供animator，也可以提供同一个animator。

交互式animator：和animator类似，不过它是交互式的，后面会有详细介绍

presentation控制器：

它可以对present过程更加彻底的自定义，比如修改被展示视图的大小，新增自定义视图等，后面会有详细介绍。

在这一小节中，我们首先介绍最简单的animator。回顾一下转场动画必备的6个元素，它们被分为两组，彼此之间没有关联。animator的作用等同于第二组的四个元素，也就是说对于同一个animator，可以适用于a跳转b，也可以适用于a跳转c。它表示一种通用的页面跳转时的动画逻辑，不受限于具体的视图控制器。

如果您读懂了这段话，整个自定义的转场动画逻辑就很清楚了，以视图控制器a跳转到b为例：

• 创建动画代理，在事情比较简单时，a自己就可以作为代理
• 设置b的transitioningdelegate为步骤1中创建的代理对象
• 调用presentviewcontroller:animated:completion:并把参数animated设置为true
• 系统会找到代理中提供的animator，由animator负责动画逻辑

用具体的例子解释就是：

// 这个类相当于a
class crossdissolvefirstviewcontroller: uiviewcontroller, uiviewcontrollertransitioningdelegate {
  // 这个对象相当于b
  crossdissolvesecondviewcontroller.transitioningdelegate = self 

  // 点击按钮触发的函数
  func animationbuttondidclicked() {
    self.presentviewcontroller(crossdissolvesecondviewcontroller, 
             animated: true, completion: nil)
  }

  // 下面这两个函数定义在uiviewcontrollertransitioningdelegate协议中
  // 用于为present和dismiss提供animator
  func animationcontrollerforpresentedcontroller(presented: uiviewcontroller, presentingcontroller presenting: uiviewcontroller, sourcecontroller source: uiviewcontroller) -> uiviewcontrolleranimatedtransitioning? {
//    也可以使用crossdissolveanimator，动画效果各有不同
//    return crossdissolveanimator()
    return halfwayspringanimator()
  }

  func animationcontrollerfordismissedcontroller(dismissed: uiviewcontroller) -> uiviewcontrolleranimatedtransitioning? {
    return crossdissolveanimator()
  }
}

动画的关键在于animator如何实现，它实现了uiviewcontrolleranimatedtransitioning协议，至少需要实现两个方法，我建议您仔细阅读animatetransition方法中的注释，它是整个动画逻辑的核心：

class halfwayspringanimator: nsobject, uiviewcontrolleranimatedtransitioning {
  /// 设置动画的持续时间
  func transitionduration(transitioncontext: uiviewcontrollercontexttransitioning?) -> nstimeinterval {
    return 2
  }

  /// 设置动画的进行方式，附有详细注释，demo中其他地方的这个方法不再解释
  func animatetransition(transitioncontext: uiviewcontrollercontexttransitioning) {
    let fromviewcontroller = transitioncontext.viewcontrollerforkey(uitransitioncontextfromviewcontrollerkey)
    let toviewcontroller = transitioncontext.viewcontrollerforkey(uitransitioncontexttoviewcontrollerkey)
    let containerview = transitioncontext.containerview()

    // 需要关注一下from/to和presented/presenting的关系
    // for a presentation:
    //   fromview = the presenting view.
    //   toview  = the presented view.
    // for a dismissal:
    //   fromview = the presented view.
    //   toview  = the presenting view.

    var fromview = fromviewcontroller?.view
    var toview = toviewcontroller?.view

    // ios8引入了viewforkey方法，尽可能使用这个方法而不是直接访问controller的view属性
    // 比如在form sheet样式中，我们为presentedviewcontroller的view添加阴影或其他decoration，animator会对整个decoration view
    // 添加动画效果，而此时presentedviewcontroller的view只是decoration view的一个子视图
    if transitioncontext.respondstoselector(selector("viewforkey:")) {
      fromview = transitioncontext.viewforkey(uitransitioncontextfromviewkey)
      toview = transitioncontext.viewforkey(uitransitioncontexttoviewkey)
    }

    // 我们让toview的origin.y在屏幕的一半处，这样它从屏幕的中间位置弹起而不是从屏幕底部弹起，弹起过程中逐渐变为不透明
    toview?.frame = cgrectmake(fromview!.frame.origin.x, fromview!.frame.maxy / 2, fromview!.frame.width, fromview!.frame.height)
    toview?.alpha = 0.0

    // 在present和，dismiss时，必须将toview添加到视图层次中
    containerview?.addsubview(toview!)

    let transitionduration = self.transitionduration(transitioncontext)
    // 使用spring动画，有弹簧效果，动画结束后一定要调用completetransition方法
    uiview.animatewithduration(transitionduration, delay: 0, usingspringwithdamping: 0.6, initialspringvelocity: 0, options: .curvelinear, animations: { () -> void in
      toview!.alpha = 1.0   // 逐渐变为不透明
      toview?.frame = transitioncontext.finalframeforviewcontroller(toviewcontroller!)  // 移动到指定位置
      }) { (finished: bool) -> void in
        let wascancelled = transitioncontext.transitionwascancelled()
        transitioncontext.completetransition(!wascancelled)
    }
  }
}

animatetransition方法的核心则是从转场动画上下文获取必要的信息以完成动画。上下文是一个实现了uiviewcontrollercontexttransitioning的对象，它的作用在于为animatetransition方法提供必备的信息。您不应该缓存任何关于动画的信息，而是应该总是从转场动画上下文中获取(比如fromview和toview)，这样可以保证总是获取到最新的、正确的信息。

获取到足够信息后，我们调用uiview.animatewithduration方法把动画交给core animation处理。千万不要忘记在动画调用结束后，执行completetransition方法。

本节的知识在demo的cross dissolve文件夹中有详细的代码。其中有两个animator文件，这说明我们可以为present和dismiss提供同一个animator，或者分别提供各自对应的animator。如果两者动画效果类似，您可以共用同一个animator，惟一的区别在于：

• present时，要把toview加入到container的视图层级。
• dismiss时，要把fromview从container的视图层级中移除。
  

如果您被前面这一大段代码和知识弄晕了，或者暂时用不到这些具体的知识，您至少需要记住自定义动画的基本原理和流程：

• 设置将要跳转到的视图控制器(presentedviewcontroller)的transitioningdelegate
• 充当代理的对象可以是源视图控制器(presentingviewcontroller)，也可以是自己创建的对象，它需要为转场动画提供一个animator对象。
• animator对象的animatetransition是整个动画的核心逻辑。

交互式(interactive)转场动画
刚刚我们说到，设置了toviewcontroller的transitioningdelegate属性并且present时，uikit会从代理处获取animator，其实这里还有一个细节：uikit还会调用代理的interactioncontrollerforpresentation:方法来获取交互式控制器，如果得到了nil则执行非交互式动画，这就回到了上一节的内容。

如果获取到了不是nil的对象，那么uikit不会调用animator的animatetransition方法，而是调用交互式控制器(还记得前面介绍动画代理的示意图么，交互式动画控制器和animator是平级关系)的startinteractivetransition:方法。

所谓的交互式动画，通常是基于手势驱动，产生一个动画完成的百分比来控制动画效果(文章开头的gif中第二个动画效果)。整个动画不再是一次性、连贯的完成，而是在任何时候都可以改变百分比甚至取消。这需要一个实现了uipercentdriveninteractivetransition协议的交互式动画控制器和animator协同工作。这看上去是一个非常复杂的任务，但uikit已经封装了足够多细节，我们只需要在交互式动画控制器和中定义一个时间处理函数(比如处理滑动手势)，然后在接收到新的事件时，计算动画完成的百分比并且调用updateinteractivetransition来更新动画进度即可。

用下面这段代码简单表示一下整个流程(删除了部分细节和注释，请不要以此为正确参考)，完整的代码请参考demo中的interactivity文件夹：

// 这个相当于fromviewcontroller
class interactivityfirstviewcontroller: uiviewcontroller {
   // 这个相当于toviewcontroller
  lazy var interactivitysecondviewcontroller: interactivitysecondviewcontroller = interactivitysecondviewcontroller()
  // 定义了一个interactivitytransitiondelegate类作为代理
  lazy var customtransitiondelegate: interactivitytransitiondelegate = interactivitytransitiondelegate()

  override func viewdidload() {
    super.viewdidload()
    setupview() // 主要是一些ui控件的布局，可以无视其实现细节

    /// 设置动画代理，这个代理比较复杂，所以我们新建了一个代理对象而不是让self作为代理
    interactivitysecondviewcontroller.transitioningdelegate = customtransitiondelegate
  }

  // 触发手势时，也会调用animationbuttondidclicked方法
  func interactivetransitionrecognizeraction(sender: uiscreenedgepangesturerecognizer) {
    if sender.state == .began {
      self.animationbuttondidclicked(sender)
    }
  }

  func animationbuttondidclicked(sender: anyobject) {
    self.presentviewcontroller(interactivitysecondviewcontroller, animated: true, completion: nil)
  }
}

非交互式的动画代理只需要为present和dismiss提供animator即可，但是在交互式的动画代理中，还需要为present和dismiss提供交互式动画控制器：

class interactivitytransitiondelegate: nsobject, uiviewcontrollertransitioningdelegate {
  func animationcontrollerforpresentedcontroller(presented: uiviewcontroller, presentingcontroller presenting: uiviewcontroller, sourcecontroller source: uiviewcontroller) -> uiviewcontrolleranimatedtransitioning? {
    return interactivitytransitionanimator(targetedge: targetedge)
  }

  func animationcontrollerfordismissedcontroller(dismissed: uiviewcontroller) -> uiviewcontrolleranimatedtransitioning? {
    return interactivitytransitionanimator(targetedge: targetedge)
  }

  /// 前两个函数和淡入淡出demo中的实现一致
  /// 后两个函数用于实现交互式动画

  func interactioncontrollerforpresentation(animator: uiviewcontrolleranimatedtransitioning) -> uiviewcontrollerinteractivetransitioning? {
    return transitioninteractioncontroller(gesturerecognizer: gesturerecognizer, edgefordragging: targetedge)
  }

  func interactioncontrollerfordismissal(animator: uiviewcontrolleranimatedtransitioning) -> uiviewcontrollerinteractivetransitioning? {
    return transitioninteractioncontroller(gesturerecognizer: gesturerecognizer, edgefordragging: targetedge)
  }
}

animator中的代码略去，它和非交互式动画中的animator类似。因为交互式的动画只是一种锦上添花，它必须支持非交互式的动画，比如这个例子中，点击按钮依然出发的是非交互式的动画，只是手势滑动才会触发交互式动画。

class transitioninteractioncontroller: uipercentdriveninteractivetransition {
  /// 当手势有滑动时触发这个函数
  func gesturerecognizedidupdate(gesturerecognizer: uiscreenedgepangesturerecognizer) {
    switch gesturerecognizer.state {
    case .began: break
    case .changed: self.updateinteractivetransition(self.percentforgesture(gesturerecognizer)) //手势滑动，更新百分比
    case .ended:  // 滑动结束，判断是否超过一半，如果是则完成剩下的动画，否则取消动画
      if self.percentforgesture(gesturerecognizer) >= 0.5 {
        self.finishinteractivetransition()
      }
      else {
        self.cancelinteractivetransition()
      }
    default: self.cancelinteractivetransition()
    }
  }
  private func percentforgesture(gesture: uiscreenedgepangesturerecognizer) -> cgfloat {
    let percent = 根据gesture计算得出
    return percent
  }
}

交互式动画是在非交互式动画的基础上实现的，我们需要创建一个继承自uipercentdriveninteractivetransition类型的子类，并且在动画代理中返回这个类型的实例对象。

在这个类型中，监听手势(或者下载进度等等)的时间变化，然后调用percentforgesture方法更新动画进度即可。

转场协调器与uimodalpresentationcustom
在进行转场动画的同时，您还可以进行一些同步的，额外的动画，比如文章开头gif中的第三个例子。presentedview和presentingview可以更改自身的视图层级，添加额外的效果(阴影，圆角)。uikit使用转成协调器来管理这些额外的动画。您可以通过需要产生动画效果的视图控制器的transitioncoordinator属性来获取转场协调器，转场协调器只在转场动画的执行过程中存在。

想要完成gif中第三个例子的效果，我们还需要使用uimodalpresentationstyle.custom来代替.fullscreen。因为后者会移除fromviewcontroller，这显然不符合需求。

当present的方式为.custom时，我们还可以使用uipresentationcontroller更加彻底的控制转场动画的效果。一个 presentation controller具备以下几个功能：

• 设置presentedviewcontroller的视图大小
• 添加自定义视图来改变presentedview的外观
• 为任何自定义的视图提供转场动画效果
• 根据size class进行响应式布局

您可以认为，. fullscreen以及其他present风格都是swift为我们实现提供好的，它们是.custom的特例。而.custom允许我们更加*的定义转场动画效果。

uipresentationcontroller提供了四个函数来定义present和dismiss动画开始前后的操作：

• presentationtransitionwillbegin: present将要执行时
• presentationtransitiondidend：present执行结束后
• dismissaltransitionwillbegin：dismiss将要执行时
• dismissaltransitiondidend：dismiss执行结束后

下面的代码简要描述了gif中第三个动画效果的实现原理，您可以在demo的custom presentation文件夹下查看完成代码：

// 这个相当于fromviewcontroller
class custompresentationfirstviewcontroller: uiviewcontroller {
  // 这个相当于toviewcontroller
  lazy var custompresentationsecondviewcontroller: custompresentationsecondviewcontroller = custompresentationsecondviewcontroller()
  // 创建presentationcontroller
  lazy var custompresentationcontroller: custompresentationcontroller = custompresentationcontroller(presentedviewcontroller: self.custompresentationsecondviewcontroller, presentingviewcontroller: self)

  override func viewdidload() {
    super.viewdidload()
    setupview() // 主要是一些ui控件的布局，可以无视其实现细节

    // 设置转场动画代理
    custompresentationsecondviewcontroller.transitioningdelegate = custompresentationcontroller
  }

  override func didreceivememorywarning() {
    super.didreceivememorywarning()
    // dispose of any resources that can be recreated.
  }

  func animationbuttondidclicked() {
    self.presentviewcontroller(custompresentationsecondviewcontroller, animated: true, completion: nil)
  }
}

重点在于如何实现custompresentationcontroller这个类：

class custompresentationcontroller: uipresentationcontroller, uiviewcontrollertransitioningdelegate {
  var presentationwrappingview: uiview? // 这个视图封装了原视图，添加了阴影和圆角效果
  var dimmingview: uiview? = nil // alpha为0.5的黑色蒙版

  // 告诉uikit为哪个视图添加动画效果
  override func presentedview() -> uiview? {
    return self.presentationwrappingview
  }
}

// 四个方法自定义转场动画发生前后的操作
extension custompresentationcontroller {
  override func presentationtransitionwillbegin() {
    // 设置presentationwrappingview和dimmingview的ui效果
    let transitioncoordinator = self.presentingviewcontroller.transitioncoordinator()
    self.dimmingview?.alpha = 0
    // 通过转场协调器执行同步的动画效果
    transitioncoordinator?.animatealongsidetransition({ (context: uiviewcontrollertransitioncoordinatorcontext) -> void in
      self.dimmingview?.alpha = 0.5
      }, completion: nil)
  }

  /// present结束时，把dimmingview和wrappingview都清空，这些临时视图用不到了
  override func presentationtransitiondidend(completed: bool) {
    if !completed {
      self.presentationwrappingview = nil
      self.dimmingview = nil
    }
  }

  /// dismiss开始时，让dimmingview完全透明，这个动画和animator中的动画同时发生
  override func dismissaltransitionwillbegin() {
    let transitioncoordinator = self.presentingviewcontroller.transitioncoordinator()
    transitioncoordinator?.animatealongsidetransition({ (context: uiviewcontrollertransitioncoordinatorcontext) -> void in
      self.dimmingview?.alpha = 0
      }, completion: nil)
  }

  /// dismiss结束时，把dimmingview和wrappingview都清空，这些临时视图用不到了
  override func dismissaltransitiondidend(completed: bool) {
    if completed {
      self.presentationwrappingview = nil
      self.dimmingview = nil
    }
  }
}

extension custompresentationcontroller {
}

除此以外，这个类还要处理子视图布局相关的逻辑。它作为动画代理，还需要为动画提供animator对象，详细代码请在demo的custom presentation文件夹下阅读。

uinavigationcontroller转场动画
到目前为止，所有转场动画都是适用于present和dismiss的，其实uinavigationcontroller也可以自定义转场动画。两者是平行关系，很多都可以类比过来：

class fromviewcontroller: uiviewcontroller, uinavigationcontrollerdelegate {
  let toviewcontroller: toviewcontroller = toviewcontroller()

  override func viewdidload() {
    super.viewdidload()
    setupview() // 主要是一些ui控件的布局，可以无视其实现细节

    self.navigationcontroller.delegate = self
  }
}

与present/dismiss不同的时，现在视图控制器实现的是uinavigationcontrollerdelegate协议，让自己成为navigationcontroller的代理。这个协议类似于此前的uiviewcontrollertransitioningdelegate协议。

fromviewcontroller实现uinavigationcontrollerdelegate协议的具体操作如下：

func navigationcontroller(navigationcontroller: uinavigationcontroller, 
   animationcontrollerforoperation operation: uinavigationcontrolleroperation, 
           fromviewcontroller fromvc: uiviewcontroller, 
             toviewcontroller tovc: uiviewcontroller) 
            -> uiviewcontrolleranimatedtransitioning? {
    if operation == .push {
      return pushanimator()
    }
    if operation == .pop {
      return popanimator()
    }
    return nil;
  }

至于animator，就和此前没有任何区别了。可见，一个封装得很好的animator，不仅能在present/dismiss时使用，甚至还可以在push/pop时使用。

uinavigationcontroller也可以添加交互式转场动画，原理也和此前类似。

总结
对于非交互式动画，需要设置presentedviewcontroller的transitioningdelegate属性，这个代理需要为present和dismiss提供animator。在animator中规定了动画的持续时间和表现逻辑。

对于交互式动画，需要在此前的基础上，由transitioningdelegate属性提供交互式动画控制器。在控制器中进行事件处理，然后更新动画完成进度。

对于自定义动画，可以通过uipresentationcontroller中的四个函数自定义动画执行前后的效果，可以修改presentedviewcontroller的大小、外观并同步执行其他的动画。

自定义动画的水还是比较深，本文仅适合做入门学习用，欢迎互相交流。