面试题：Objective-C多平台开发之图形绘制差异

Question

在Objective-C进行macOS和iOS开发时，图形绘制相关的框架和方法有所不同。描述NSView（macOS）和UIView（iOS）在图形绘制方面的差异，如何在不同平台上实现类似的自定义图形绘制效果，且分析各自平台图形绘制的性能优化要点。

Answer 1

NSView（macOS）和UIView（iOS）在图形绘制方面的差异

1. 绘制方法调用时机
   • NSView：通常在draw(_:)方法中进行绘制，当视图需要重绘时（如窗口大小改变、视图显示状态变化等），系统会自动调用该方法。
   • UIView：自定义绘制一般在draw(_:)方法，但iOS视图默认是不调用此方法的，需要手动调用setNeedsDisplay方法来标记视图需要重绘，然后系统会在合适的时机调用draw(_:)。
2. 坐标系统
   • NSView：坐标原点在视图的左下角，x轴向右增长，y轴向上增长。
   • UIView：坐标原点在视图的左上角，x轴向右增长，y轴向下增长。
3. 绘制环境
   • NSView：使用NSGraphicsContext，它提供了与macOS图形系统交互的接口，支持Core Graphics（Quartz 2D）以及更高级的Core Animation等技术。
   • UIView：使用UIGraphicsGetCurrentContext()获取CGContext，主要基于Core Graphics进行绘制，在iOS上Core Animation也广泛用于动画和视图合成。

在不同平台上实现类似自定义图形绘制效果的方法

1. 抽象绘制逻辑：将通用的图形绘制逻辑抽象成独立的函数或类方法。例如，绘制一个圆形，可以定义一个函数drawCircle(withRadius: center: context:)，其中context参数根据平台不同传入对应的CGContext（iOS）或NSGraphicsContext（macOS）。
2. 适配坐标系统：在调用绘制逻辑前，根据平台坐标系统的差异进行坐标转换。比如在iOS上，如果要实现和macOS相同的位置效果，需要将y坐标进行转换，例如y = view.bounds.height - y - radius（假设绘制圆形）。
3. 利用跨平台图形库：一些跨平台图形库，如Skia，可用于在iOS和macOS上实现一致的图形绘制效果，减少针对不同平台的特定代码编写。

各自平台图形绘制的性能优化要点

macOS（NSView）

1. 减少重绘区域：使用NSRect来精确指定需要重绘的区域，在draw(_:)方法中，通过NSGraphicsContext.current?.graphicsPort.clip(to: rect)来设置裁剪区域，避免不必要的绘制。
2. 缓存静态内容：对于不经常变化的图形内容，使用NSImage进行缓存。例如，在视图初始化时绘制一次复杂图形到NSImage，后续直接在draw(_:)方法中绘制该NSImage。
3. 优化Core Animation：合理使用CAAnimation，避免过度复杂的动画组合。例如，对于简单的视图移动动画，使用CABasicAnimation直接操作position属性，而不是对整个视图进行复杂的动画变换。

iOS（UIView）

1. 使用视图复用：在UITableView或UICollectionView等可复用视图的场景中，尽量复用视图，减少新视图的创建和绘制。例如，在UITableView的cellForRowAtIndexPath:方法中复用UITableViewCell。
2. 异步绘制：利用CADisplayLink和UIGraphicsBeginImageContextWithOptions等方法在后台线程进行绘制，然后在主线程更新视图。这样可以避免主线程阻塞，提高用户体验。
3. 优化图片加载和绘制：对于图片绘制，使用UIImage的init(data:)方法加载图片时，尽量在后台线程进行，并且根据设备屏幕分辨率加载合适尺寸的图片，避免内存浪费和性能损耗。