“动画”一词源自拉丁语，意思是“生命的行为”。在您的应用程序中，动画可以将界面元素平滑地带入屏幕或焦点，可以吸引用户的注意力，而它们可以清楚地表明您的应用程序是如何响应用户操作的。 在本章中，您将返回到您的 Quiz 应用程序，并使用各种动画技术来实现。
在更新 Quiz 之前，我们可以通过文档来查看什么能够动画化。 要打开文档，请打开 Xcode 的 Help 菜单，然后选择 Documentation and API Reference。 这将在新窗口中打开文档。
打开文档后，使用顶部的搜索栏搜索 “UIView”。在搜索结果的 API Reference 下，单击 UIView 打开类引用，然后向下滚动到标题为 Animations 的部分。 该文档提供了一些动画建议（我们将在本书中介绍），并列出了可以动画化的 UIView 上的属性（图8.1）。
图8.1 UIView Animations 文档
基本动画
该文档始终是了解任何 iOS 技术的良好起点。 有了这个小小的信息，让我们继续添加一些动画到 ‘Quiz’。 您将要使用的第一种类型的动画是 基本动画(basic animation)。 基本动画在起始值和结束值之间产生动画（图8.2）。
图8.2 基本动画
您要添加的第一个动画将动画化与 ViewController 相关联的问题标签的 alpha 值（透明度）。 当用户进入下一个问题时，您将使用动画来淡出标签。 UIView 上有类方法可以让你完成这个。 最简单的 UIView 动画方法是：
class func animate(withDuration duration: TimeInterval, animations: () -> Void)
此类方法有两个参数：类型为 TimeInterval（它是 Double 的别名）的 duration 和作为闭包的 animations 变量。
闭包
闭包(closure) 是一组离散的功能，可以围绕您的代码传递。 闭包很像函数和方法。 事实上，函数和方法是闭包的特殊情况。
闭包具有轻量级的语法，允许它们作为参数容易地传递给函数和方法。 闭包甚至可以是函数或方法的返回类型。 在本节中，您将使用闭包来指定要发生的动画。
一个闭包的语法是逗号分隔的括号中的参数列表，后跟一个返回箭头和返回类型：
(arguments) -> return type
请注意，此语法与函数的语法类似：
func functionName(arguments) -> return type
现在再看一下 animations 参数期望的闭包用法：
class func animate(withDuration duration: TimeInterval, animations: () -> Void)
这个闭包不会引用任何参数，也不会返回任何内容。 （你有时会看到这个返回类型表示为（），这与 Void 相同）
闭包用法非常简单和熟悉，但是如何在代码中声明关闭？ 闭包语法采用以下形式：
{ (arguments) -> return type in
// code
}
闭包表达式写在 大括号({}) 中。 闭包的参数在开头大括号之后的括号内列出。 闭包的返回类型来自参数，并使用常规语法。 关键字 in 用于将闭包的参数和返回类型与其正文中的语句分开。
打开 Quiz.xcodeproj。 在 ViewController.swift 中，添加一个新方法来处理动画，并声明一个不带参数的闭包常量，不返回任何东西。
func animateLabelTransitions() {
let animationClosure = { () -> Void in
}
}
你使用一个常数，引用了一大堆功能。 然而，目前，这个闭包实际上并没有做任何事情。 向闭包添加功能，将 questionLabel 的 alpha 设置为 1.然后，将此闭包作为参数传递给 animate（withDuration：animations :)。
func animateLabelTransitions() {
let animationClosure = { () -> Void in
self.questionLabel.alpha = 1
}
// Animate the alpha
UIView.animate(withDuration: 0.5, animations: animationClosure)
}
在屏幕上，questionLabel 已经具有1 的 alpha 值，所以如果您构建并运行，您将看不到任何动画。 为了解决这个问题，重写 viewWillAppear（_ :)，以便每次 ViewController 的视图进入屏幕时，将 questionLabel 的 alpha 重置为 0。
override func viewWillAppear(_ animated: Bool) {
super.viewWillAppear(animated)
// Set the label's initial alpha
questionLabel.alpha = 0
}
以上代码非常好，但您可以使其更简洁。 更新代码。
func animateLabelTransitions() {
let animationClosure = { () -> Void in
self.questionLabel.alpha = 1
}
// Animate the alpha
UIView.animate(withDuration: 0.5, animations: animationClosure)
UIView.animate(withDuration: 0.5, animations: {
self.questionLabel.alpha = 1
})
}
你有两个改变：首先，你匿名传递闭包（即将它直接传递给方法，而不是将其分配给变量或常量）。 其次，您已经删除了类型信息，因为闭包可以从上下文推断出这一点。
当用户点击 Next Question 按钮时，调用 animateLabelTransitions（） 方法。
@IBAction func showNextQuestion(_ sender: UIButton) {
currentQuestionIndex += 1
if currentQuestionIndex == questions.count {
currentQuestionIndex = 0
}
let question: String = questions[currentQuestionIndex]
questionLabel.text = question
answerLabel.text = "???"
animateLabelTransitions()
}
构建并运行应用程序。 当您点击 Next Question 按钮时，标签将淡入视图。 动画提供了令人震惊的用户体验，而不只是简单地让视图直接出现。
下一个标签
第一次按下 Next Question 按钮时，动画效果很好，但是随后的按钮按下时，没有可见的动画，因为标签的 alpha 值为 1.在本节中，您将要添加另一个标签。 当按下 “下一个问题” 按钮时，现有标签将淡出，而新标签（下一个问题的文本）将淡入。
在 ViewController.swift 的顶部，用两个标签替换单个标签的声明。
@IBOutlet var questionLabel: UILabel!
@IBOutlet var currentQuestionLabel: UILabel!
@IBOutlet var nextQuestionLabel: UILabel!
@IBOutlet var answerLabel: UILabel!
Xcode 标记四个地方，您需要用其中一个新标签替换 questionLabel。 更新 viewDidLoad（） 以使用 currentQuestionLabel。 更新 viewWillAppear（_ :) 和 showNextQuestion（_ :) 以使用 nextQuestionLabel。
func viewDidLoad() {
super.viewDidLoad()
questionLabel.text = questions[currentQuestionIndex]
currentQuestionLabel.text = questions[currentQuestionIndex]
}
override func viewWillAppear(_ animated: Bool) {
super.viewWillAppear(animated)
// Set the label's initial alpha
questionLabel.alpha = 0
nextQuestionLabel.alpha = 0
}
@IBAction func showNextQuestion(_ sender: UIButton) { currentQuestionIndex += 1
if currentQuestionIndex == questions.count {
currentQuestionIndex = 0
}
let question: String = questions[currentQuestionIndex]
questionLabel.text = question
nextQuestionLabel.text = question
answerLabel.text = "???"
animateLabelTransitions()
}
现在更新 animateLabelTransitions（） 以动画化两个标签的透明度。 您将淡出 currentQuestionLabel 并同时淡入 nextQuestionLabel。
func animateLabelTransitions() {
// Animate the alpha
UIView.animate(withDuration: 0.5, animations: {
self.questionLabel.alpha = 1
self.currentQuestionLabel.alpha = 0
self.nextQuestionLabel.alpha = 1
})
}
打开 Main.storyboard。 现在，这两个标签的代码已被更新，您需要进行连接。 右键单击 View Controller 以查看连接列表。 请注意，现有的 questionLabel 在其旁边仍然存在黄色警告标志（图8.3）。 单击 x 删除此连接。
图8.3 缺少连接
通过从currentQuestionLabel 标签旁边的圆圈拖到画布上的标签，将 currentQuestionLabel outlet 连接到问题标签。
现在将一个新的 Label 拖到界面上，并将其放在 currentQuestionLabel 标签旁。 将 nextQuestionLabel 连接到此新标签。
您希望此标签与现有问题标签处于相同的位置。 正如你可能猜到的那样，实现这一目标的最好方法是通过约束。 右击从 nextQuestionLabel 拖动到 currentQuestionLabel 并选择 Top。 然后右击从
nextQuestionLabel 向上拖动到其父视图，并选择 Center Horizontally in Container。
现在，nextQuestionLabel 放错了。 选择它，打开 Resolve Auto Layout Issues 菜单，然后选择 Update Frames。 标签现在将出现在另一个的上面。
构建并运行应用程序。 点击 Next Question 按钮，您将看到两个标签优雅地淡入淡出。
如果再次点击它，则不会再出现淡入淡出，因为 nextQuestionLabel 已经具有 1 的透明度。要解决此问题，您将交换对两个标签的引用。 当动画完成时，需要将 currentQuestionLabel 设置为屏幕标签，并将 nextQuestionLabel 设置为屏幕外标签。 您将使用 动画的完成者(completion handler) 来完成此操作。
动画完成
方法 animate（withDuration：animations :) 很快就会结束并返回。 也就是说，它开始动画，但是并不等待动画完成。 如果你想知道什么时候动画完成怎么办？ 例如，您可能希望将动画链接在一起，或者在动画完成时更新另一个对象。 要知道动画的完成时间，可以使用闭包中的 completion 参数。 您将利用此机会交换两个标签引用。
在 ViewController.swift 中，更新 animateLabelTransitions（） 以使用具有最多参数的 UIView 动画方法，其中包括一个 completion 闭包的动画方法。
func animateLabelTransitions() {
// Animate the alpha
UIView.animate(withDuration: 0.5, animations: {
self.currentQuestionLabel.alpha = 0
self.nextQuestionLabel.alpha = 1
})
UIView.animate(withDuration: 0.5,
delay: 0,
options: [],
animations: {
self.currentQuestionLabel.alpha = 0
self.nextQuestionLabel.alpha = 1
},
completion: { _ in
swap(&self.currentQuestionLabel,
&self.nextQuestionLabel)
})
}
delay 指示系统在触发动画之前等待多长时间。 我们将在本章后面讨论这些选项。 现在，你将传递一个空的数组。
在 completion 闭包中，您需要告诉系统，以前是 currentQuestionLabel 的现在是 nextQuestionLabel，而以前的 nextQuestionLabel 现在是 currentQuestionLabel。 要实现这一点，您可以使用 swap（： :) 函数，它接受两个引用并交换它们。
构建并运行应用程序。 现在你可以在所有的问题之间转换。
动画化约束
在本节中，您将扩展您的动画，使 nextQuestionLabel 从屏幕左侧飞入，当用户按下 Next Question 按钮时， currentQuestionLabel 会从右侧飞出。 在这样做的时候，你需要学习如何动画化约束。
首先，您需要参考需要修改的约束。 到目前为止，所有 @IBOutlet 都是视图对象。 但是，outlet 不仅限于视图——实际上，您的界面文件中的任何对象都可以有 outlet，包括约束。
在 ViewController.swift 的顶部，为两个标签的中心约束声明两个 outlet。
@IBOutlet var currentQuestionLabel: UILabel!
@IBOutlet var currentQuestionLabelCenterXConstraint: NSLayoutConstraint!
@IBOutlet var nextQuestionLabel: UILabel!
@IBOutlet var nextQuestionLabelCenterXConstraint: NSLayoutConstraint!
@IBOutlet var answerLabel: UILabel!
现在打开 Main.storyboard。 您想将这两个 outlet 连接到各自的约束。 最简单的方法是使用文档大纲。 单击文档大纲 Constraints 旁边的三角形，并找到 Current Question Label CenterX Constraint。 右击 View Controller 拖动到该约束（图8.4）并选择正确的 outlet。 对 Next Question Label CenterX Constraint 进行同样的操作。
图8.4连接约束outlet
目前，Next Question 按钮和答案子视图的中心 X 约束在 currentQuestionLabel 的中心 X。 当您实现此标签的动画以在屏幕外滑动时，其他子视图将随之而来。 这不是你想要的。
选中 Next Question 按钮的 X 值居中到 currentQuestionLabel 的约束并将其删除它。 然后从右击 Next Question 按钮向上拖动到其父视图，然后选择 Center Horizontally in Container。
接下来，您希望两个问题标签在一个屏幕宽度中分开。 nextQuestionLabel 的中心将是距视图左侧的屏幕宽度的一半。 currentQuestionLabel 的中心将处于当前位置，居中在当前屏幕。
当动画被触发时，两个标签将向右移动全屏宽度，将 nextQuestionLabel 放置在屏幕的中心，将 currentQuestionLabel 放在屏幕右侧的屏幕宽度的一半（图8.5）。
图8.5滑动标签
为了实现这一点，当加载 ViewController 的视图时，您需要将 nextQuestionLabel 移动到其屏幕外的位置。
在 ViewController.swift 中，添加一个新方法，并从 viewDidLoad（） 中调用它。
func viewDidLoad() {
super.viewDidLoad()
currentQuestionLabel.text = questions[currentQuestionIndex]
updateOffScreenLabel()
}
func updateOffScreenLabel() {
let screenWidth = view.frame.width
nextQuestionLabelCenterXConstraint.constant = -screenWidth
}
你想要动画化标签从左到右地显示。 动画化约束与动画化其他属性有所不同。 如果修改动画块中的约束的常量，则不会发生动画。 为什么？ 修改约束后，系统需要重新计算层中所有相关视图的边框以适应此更改。 任何约束更改都会自动触发，这将是非常浪费的。 （想象一下，如果您更新了相当多的约束条件，你不会想让它在每次更改后都重新计算一次这些边框）。所以您必须要求系统在修改完成后重新计算边框。 为此，您可以在视图中调用 layoutIfNeeded（） 方法。 这将迫使该视图根据最新的约束来布局其子视图。
在 ViewController.swift 中，更新 animateLabelTransitions（） 以更改约束常量，然后强制更新视图的布局。
func animateLabelTransitions() {
// Animate the alpha
// and the center X constraints
let screenWidth = view.frame.width
self.nextQuestionLabelCenterXConstraint.constant = 0
self.currentQuestionLabelCenterXConstraint.constant += screenWidth
UIView.animate(withDuration: 0.5,
delay: 0,
options: [],
animations: {
self.currentQuestionLabel.alpha = 0
self.nextQuestionLabel.alpha = 1
self.view.layoutIfNeeded()
},
completion: { _ in
swap(&self.currentQuestionLabel,
&self.nextQuestionLabel)
})
}
最后，在完成处理程序中，您需要交换两个约束 outlet，并将 nextQuestionLabel 重置为屏幕左侧。
func animateLabelTransitions() {
// Animate the alpha
// and the center X constraints
let screenWidth = view.frame.width
self.nextQuestionLabelCenterXConstraint.constant = 0
self.currentQuestionLabelCenterXConstraint.constant += screenWidth
UIView.animate(withDuration: 0.5,
delay: 0,
options: [],
animations: {
self.currentQuestionLabel.alpha = 0
self.nextQuestionLabel.alpha = 1
self.view.layoutIfNeeded()
},
completion: { _ in
swap(&self.currentQuestionLabel,
&self.nextQuestionLabel)
swap(&self.currentQuestionLabelCenterXConstraint,
&self.nextQuestionLabelCenterXConstraint)
self.updateOffScreenLabel()
})
}
构建并运行应用程序。 动画几乎完美。 标签在屏幕上滑动和关闭，alpha 值也适当地动画化。
有一个小问题要解决，但可能会有点难发现。 要发现它，请从模拟器（Command-T）的 Debug 菜单中打开 Slow Animations。 所有标签的宽度都会被动画化（要在 answerLabel 上看到这一点，您需要点击 Show Answer 按钮）。 这是因为内在内容大小会在文本更改时发生变化。 解决方法是强制视图在动画开始之前布局其子视图。 这将在 alpha 和滑动动画开始之前更新所有三个标签的边框，以适应下一个文本。
更新 animateLabelTransitions（） 以强制视图在动画开始之前布局其子视图。
func animateLabelTransitions() {
// Force any outstanding layout changes to occur
view.layoutIfNeeded()
// Animate the alpha
// and the center X constraints
let screenWidth = view.frame.width
self.nextQuestionLabelCenterXConstraint.constant = 0
self.currentQuestionLabelCenterXConstraint.constant += screenWidth
UIView.animate(withDuration: 0.5,
delay: 0,
options: [],
animations: {
self.currentQuestionLabel.alpha = 0
self.nextQuestionLabel.alpha = 1
self.view.layoutIfNeeded()
},
completion: { _ in
swap(&self.currentQuestionLabel,
&self.nextQuestionLabel)
swap(&self.currentQuestionLabelCenterXConstraint,
&self.nextQuestionLabelCenterXConstraint)
self.updateOffScreenLabel()
})
}
构建并运行应用程序并循环浏览一些问题和答案。 动画小问题现已解决。
定时功能
动画的加速由其定时功能控制。 默认情况下，动画使用 ease-in/ease-out 的定时功能。 用驾驶来类比，这意味着司机从休息时间平稳地加速到恒定的速度，然后在最后逐渐减速，休息。
其他定时功能包括 线性(linear)（从头到尾的恒定速度），缓和(ease-in)（加速到恒定速度，然后突然终止）和 缓解(ease-out)（从全速开始，然后最终减慢）。
在 ViewController.swift 中，更新 AnimateLabelTransitions（） 中的动画以使用线性定时函数。
UIView.animate(withDuration: 0.5,
delay: 0,
options: [.curveLinear],
animations: {
self.currentQuestionLabel.alpha = 0
self.nextQuestionLabel.alpha = 1
self.view.layoutIfNeeded()
},
completion: { _ in
swap(&self.currentQuestionLabel, &self.nextQuestionLabel)
swap(&self.currentQuestionLabelCenterXConstraint, &self.nextQuestionLabelCenterXConstraint)
self.updateOffScreenLabel()
})
现在，与使用默认的 easy-in/ease-out 动画曲线相反，动画将具有线性动画曲线。 构建并运行应用程序。 差异是微妙的，但如果你注意它也是能发现的。
options 参数接受 UIViewAnimationOptions 参数。 为什么这个参数在方括号内？ 除了定时功能之外，动画还有很多选择。 因此，您需要一种指定多个选项（数组）的方法。 UIViewAnimationOptions 符合 OptionSet 协议，允许您使用数组对多个值进行分组。
以下是可以传入options 参数的一些可能的动画选项。
动画曲线选项控制动画的加速。 可能的值是：
UIViewAnimationOptions.curveEaseInOutUIViewAnimationOptions.curveEaseInUIViewAnimationOptions.curveEaseOutUIViewAnimationOptions.curveLinear
UIViewAnimationOptions.allowUserInteraction
默认情况下，视图无法与动画相互影响。 指定此选项将覆盖默认值。 这可以用于重复动画，例如脉冲视图。
UIViewAnimationOptions.repeat
无限期重复动画; 经常与 UIViewAnimationOptions.autoreverse 选项配对。
UIViewAnimationOptions.autoreverse
向前运行动画，然后向后，将视图返回到其初始状态。
请务必查看 UIView Class Reference 中的 Constants 部分，以查看所有可能的选项。
青铜挑战：弹簧动画
iOS内置了一个强大的物理引擎。利用这种动力的一个简单的方法是使用弹簧动画。
// UIView
class func animate(withDuration duration: TimeInterval,
delay: TimeInterval,
usingSpringWithDamping dampingRatio: CGFloat,
initialSpringVelocity velocity: CGFloat,
options: UIViewAnimationOptions,
animations: () -> Void,
completion: ((Bool) -> Void)?)
使用这种方法使两个标签以弹簧的形式在屏幕上弹入和弹出。 参考 UIView 文档来了解每个参数。
白银挑战：Layout Guides
如果您旋转为横向，则 nextQuestionLabel 变得可见。 不要使用硬编码间距约束的常量，使用 UILayoutGuide 的实例将两个标签分开。 该 layout guide 应该具有等于 ViewController 视图的宽度约束，以确保在不动画时 nextQuestionLabel 保持在屏幕外。
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