UIKit: UIControl

我们在开发应用的时候，经常会用到各种各样的控件，诸如按钮(UIButton)、滑块(UISlider)、分页控件(UIPageControl)等。这些控件用来与用户进行交互，响应用户的操作。我们查看这些类的继承体系，可以看到它们都是继承于UIControl类。UIControl是控件类的基类，它是一个抽象基类，我们不能直接使用UIControl类来实例化控件，它只是为控件子类定义一些通用的接口，并提供一些基础实现，以在事件发生时，预处理这些消息并将它们发送到指定目标对象上。

本文将通过一个自定义的UIControl子类来看看UIControl的基本使用方法。不过在开始之前，让我们先来了解一下Target-Action机制。

Target-Action机制

Target-action是一种设计模式，直译过来就是”目标-行为”。当我们通过代码为一个按钮添加一个点击事件时，通常是如下处理：

1	[button addTarget:self action:@selector(tapButton:) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];

也就是说，当按钮的点击事件发生时，会将消息发送到target(此处即为self对象)，并由target对象的tapButton:方法来处理相应的事件。其基本过程可以用下图来描述：

注：图片来源于官方文档Cocoa Application Competencies for iOS - Target Action

即当事件发生时，事件会被发送到控件对象中，然后再由这个控件对象去触发target对象上的action行为，来最终处理事件。因此，Target-Action机制由两部分组成：即目标对象和行为Selector。目标对象指定最终处理事件的对象，而行为Selector则是处理事件的方法。

有关Target-Action机制的具体描述，大家可以参考Cocoa Application Competencies for iOS - Target Action。我们将会在下面讨论一些Target-action更深入的东西。

实例：一个带Label的图片控件

回到我们的正题来，我们将实现一个带Label的图片控件。通常情况下，我们会基于以下两个原因来实现一个自定义的控件：

对于特定的事件，我们需要观察或修改分发到target对象的行为消息。
提供自定义的跟踪行为。

本例将会简单地结合这两者。先来看看效果：

这个控件很简单，以图片为背景，然后在下方显示一个Label。

先创建UIControl的一个子类，我们需要传入一个字符串和一个UIImage对象：

@interface ImageControl : UIControl
- (instancetype)initWithFrame:(CGRect)frame title:(NSString *)title image:(UIImage *)image;
@end

基础的布局我们在此不讨论。我们先来看看UIControl为我们提供了哪些自定义跟踪行为的方法。

跟踪触摸事件

如果是想提供自定义的跟踪行为，则可以重写以下几个方法：

- (BOOL)beginTrackingWithTouch:(UITouch *)touch withEvent:(UIEvent *)event
- (BOOL)continueTrackingWithTouch:(UITouch *)touch withEvent:(UIEvent *)event
- (void)endTrackingWithTouch:(UITouch *)touch withEvent:(UIEvent *)event
- (void)cancelTrackingWithEvent:(UIEvent *)event

这四个方法分别对应的时跟踪开始、移动、结束、取消四种状态。看起来是不是很熟悉？这跟UIResponse提供的四个事件跟踪方法是不是挺像的？我们来看看UIResponse的四个方法：

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
- (void)touchesMoved:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
- (void)touchesEnded:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
- (void)touchesCancelled:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event

我们可以看到，上面两组方法的参数基本相同，只不过UIControl的是针对单点触摸，而UIResponse可能是多点触摸。另外，返回值也是大同小异。由于UIControl本身是视图，所以它实际上也继承了UIResponse的这四个方法。如果测试一下，我们会发现在针对控件的触摸事件发生时，这两组方法都会被调用，而且互不干涉。

为了判断当前对象是否正在追踪触摸操作，UIControl定义了一个tracking属性。该值如果为YES，则表明正在追踪。这对于我们是更加方便了，不需要自己再去额外定义一个变量来做处理。

在测试中，我们可以发现当我们的触摸点沿着屏幕移出控件区域名，还是会继续追踪触摸操作，cancelTrackingWithEvent:消息并未被发送。为了判断当前触摸点是否在控件区域类，可以使用touchInside属性，这是个只读属性。不过实测的结果是，在控件区域周边一定范围内，该值还是会被标记为YES，即用于判定touchInside为YES的区域会比控件区域要大。

观察或修改分发到target对象的行为消息

对于一个给定的事件，UIControl会调用sendAction:to:forEvent:来将行为消息转发到UIApplication对象，再由UIApplication对象调用其sendAction:to:fromSender:forEvent:方法来将消息分发到指定的target上，而如果我们没有指定target，则会将事件分发到响应链上第一个想处理消息的对象上。而如果子类想监控或修改这种行为的话，则可以重写这个方法。

在我们的实例中，做了个小小的处理，将外部添加的Target-Action放在控件内部来处理事件，因此，我们的代码实现如下：

// ImageControl.m
- (void)sendAction:(SEL)action to:(id)target forEvent:(UIEvent *)event {
	// 将事件传递到对象本身来处理
    [super sendAction:@selector(handleAction:) to:self forEvent:event];
}
- (void)handleAction:(id)sender {
    NSLog(@"handle Action");
}
// ViewController.m
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    self.view.backgroundColor = [UIColor whiteColor];
    ImageControl *control = [[ImageControl alloc] initWithFrame:(CGRect){50.0f, 100.0f, 200.0f, 300.0f} title:@"This is a demo" image:[UIImage imageNamed:@"demo"]];
    // ...
    [control addTarget:self action:@selector(tapImageControl:) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];
}
- (void)tapImageControl:(id)sender {
    NSLog(@"sender = %@", sender);
}

由于我们重写了sendAction:to:forEvent:方法，所以最后处理事件的Selector是ImageControl的handleAction:方法，而不是ViewController的tapImageControl:方法。

另外，sendAction:to:forEvent:实际上也被UIControl的另一个方法所调用，即sendActionsForControlEvents:。这个方法的作用是发送与指定类型相关的所有行为消息。我们可以在任意位置(包括控件内部和外部)调用控件的这个方法来发送参数controlEvents指定的消息。在我们的示例中，在ViewController.m中作了如下测试：

- (void)viewDidLoad {
    // ...
    [control addTarget:self action:@selector(tapImageControl:) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];
    [control sendActionsForControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];
}

可以看到在未点击控件的情况下，触发了UIControlEventTouchUpInside事件，并打印了handle Action日志。

Target-Action的管理

为一个控件对象添加、删除Target-Action的操作我们都已经很熟悉了，主要使用的是以下两个方法：

// 添加
- (void)addTarget:(id)target action:(SEL)action forControlEvents:(UIControlEvents)controlEvents
- (void)removeTarget:(id)target action:(SEL)action forControlEvents:(UIControlEvents)controlEvents

如果想获取控件对象所有相关的target对象，则可以调用allTargets方法，该方法返回一个集合。集合中可能包含NSNull对象，表示至少有一个nil目标对象。

而如果想获取某个target对象及事件相关的所有action，则可以调用actionsForTarget:forControlEvent:方法。

不过，这些都是UIControl开放出来的接口。我们还是想要探究一下，UIControl是如何去管理Target-Action的呢？

实际上，我们在程序某个合适的位置打个断点来观察UIControl的内部结构，可以看到这样的结果：

因此，UIControl内部实际上是有一个可变数组(_targetActions)来保存Target-Action，数组中的每个元素是一个UIControlTargetAction对象。UIControlTargetAction类是一个私有类，我们可以在iOS-Runtime-Header中找到它的头文件：

@interface UIControlTargetAction : NSObject {
    SEL _action;
    BOOL _cancelled;
    unsigned int _eventMask;
    id _target;
}
@property (nonatomic) BOOL cancelled;
- (void).cxx_destruct;
- (BOOL)cancelled;
- (void)setCancelled:(BOOL)arg1;
@end

可以看到UIControlTargetAction对象维护了一个Target-Action所必须的三要素，即target，action及对应的事件eventMask。

如果仔细想想，会发现一个有意思的问题。我们来看看实例中ViewController(target)与ImageControl实例(control)的引用关系，如下图所示：

嗯，循环引用。

既然这样，就必须想办法打破这种循环引用。那么在这5个环节中，哪个地方最适合做这件事呢？仔细思考一样，1、2、4肯定是不行的，3也不太合适，那就只有5了。在上面的UIControlTargetAction头文件中，并没有办法看出_target是以weak方式声明的，那有证据么？

我们在工程中打个Symbolic断点，如下所示：

运行程序，程序会进入[UIControl addTarget:action:forControlEvents:]方法的汇编代码页，在这里，我们可以找到一些蛛丝马迹。如下图所示：

可以看到，对于_target成员变量，在UIControlTargetAction的初始化方法中调用了objc_storeWeak，即这个成员变量对外部传进来的target对象是以weak的方式引用的。

其实在UIControl的文档中，addTarget:action:forControlEvents:方法的说明还有这么一句：

When you call this method, target is not retained.

另外，如果我们以同一组target-action和event多次调用addTarget:action:forControlEvents:方法，在_targetActions中并不会重复添加UIControlTargetAction对象。

小结

控件是我们在开发中常用的视图工具，能很好的表达用户的意图。我们可以使用UIKit提供的控件，也可以自定义控件。当然，UIControl除了上述的一些方法，还有一些属性和方法，以及一些常量，大家可以参考文档。

示例工程的代码已上传到github，可以在这里下载。另外，推荐一下SVSegmentedControl这个控件，大家可以研究下它的实现。