UIViewPropertyAnimator的使用
在iOS 10之前，执行动画可以使用UIView以下三个类方法：
animateWithDuration: animations:animateWithDuration: animations: completion:animateWithDuration: delay: options: animations: completion:
上面创建动画块(animations: )的均是类方法，所以这些动画块没有绑定任何视图。因此，可以使用这些方法创建一个单一的动画，应用于多个视图。
下面代码演示了在1秒钟内淡出firstView、淡入secondView的操作。
[UIView animateWithDuration:1.0 animations:^{
self.firstView.alpha = 0.0;
self.secondView.alpha = 1.0;
}];
使用上述类方法操纵动画过程中，firstView和secondView两个视图将暂时禁用用户交互，即用户不能与正在运行动画的视图交互。如果想要实现更复杂的功能，需要使用CoreAnimation框架。虽然使用CoreAnimation框架可以对动画进行暂停、恢复、停止等操作，但会产生大量代码，需要大量工作，可以使用pop一类的第三方库。
在iOS 10，Apple在UIKit中增加了UIViewPropertyAnimator类，使用该类实现的动画可以在结束前进行暂停、恢复、停止等操作。UIViewPropertyAnimator类对象通过操作视图的属性来产生所需动画，但不是所有属性的改变都会产生动画，可产生动画的属性包括frame、center、alpha和transform。
UIViewPropertyAnimator类遵守了UIViewAnimating和UIViewImplicitlyAnimating协议。UIViewAnimating协议中方法用于控制动画的状态，包括开始startAnimation、暂停pauseAnimation、结束stopAnimation: 动画，也有一些属性用于反映当前动画状态。动画运行时，这些状态随之更新。UIViewPropertyAnimator对象（后面称为animator)在处理动画期间会经历UIViewAnimatingStateInactive、UIViewAnimatingStateActive、UIViewAnimatingStateStopped不同状态。下图显示了animator状态变化。
Inactive状态是animator的初始状态。每一个新创建的animator均处于inactive状态，animator在动画结束后返回到inactive状态。在非活跃状态配置的动画，其运行持续时间为指定的完整持续时间；使用addAnimations: 方法添加的动画，添加后立即开始执行，与其它动画同时结束，即运行时间为剩余持续时间，非完整持续时间。
当调用startAnimation或pauseAnimation方法后，animator变为active状态。处于active状态的animator可能正在运行动画，也可能将动画暂停，以便修改动画。当动画运行到指定位置结束后，animator将返回到inactive状态，以便重新配置动画。
调用stopAnimation: 方法后，将停止所有正在运行的动画，并将相应视图属性的值更新为调用stopAnimation: 方法时的值。当stopAnimation: 参数为YES时，animator状态直接改变为UIViewAnimatingStateInactive，且不再执行任何动作；当stopAnimation: 参数为NO时，animator状态改变为UIViewAnimatingStateStopped，随后，可以调用finishAnimationAtPosition: 方法执行animator的最终动作。例如，执行completion块。对finishAnimationAtPosition: 方法的调用不是必须的，也可以在调用finishAnimationAtPosition: 方法前先执行其它动画。
UIViewImplicitlyAnimating协议用于在动画进行过程中修改动画，如添加动画addAnimations: 、添加completion块addCompletion: 等。
下面通过一个demo来学习UIViewPropertyAnimator。
创建Single View Application模板的应用，demo名称为PropertyAnimator。在storyboard中添加一个UIView、三个UIButton、两个UILabel、一个UISwitch、一个UIStepper和一个UISlider。布局如下：
使用Auto Layout、Stack View对视图进行自动布局，通过上图可以看到所添加的约束，其中Stack View的spacing均为
20。如果你对自动布局不熟悉，可以查看Auto Layout的使用和Auto Layout中Stack View的使用两篇文章。
从storyboard向ViewController.m添加IBOutlet属性。如下所示：
@interface ViewController ()
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIView *redView;
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIButton *restartButton;
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIButton *startStopButton;
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIButton *pauseButton;
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UISwitch *reverseAnimationSwitch;
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIStepper *durationStepper;
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UILabel *durationLabel;
@end
最后再添加以下三个属性。
@interface ViewController ()
...
@property (strong, nonatomic) UIViewPropertyAnimator *propertyAnimator;
@property (assign, nonatomic) NSTimeInterval duration;
@property (assign, nonatomic) CGRect startFrame;
@end
现在添加一个setupAnimator的方法，用于配制动画。
- (void)setupAnimator {
// 1.动画初始位置。
self.redView.frame = self.startFrame;
// 2.动画终点位置。
CGFloat margin = 16.0;
CGFloat screenWidth = CGRectGetWidth(self.view.frame);
CGFloat finalX = screenWidth - CGRectGetWidth(self.redView.frame) - margin;
CGRect finalRect = CGRectMake(finalX, self.redView.frame.origin.y, self.redView.frame.size.width, self.redView.frame.size.height);
// 3.初始化动画。
self.propertyAnimator = [[UIViewPropertyAnimator alloc] initWithDuration:self.duration
curve:UIViewAnimationCurveEaseIn
animations:^{
self.redView.frame = finalRect;
}];
// 4.为动画添加完成块。
ViewController * __weak weakSelf = self;
ViewController *vc = weakSelf;
if (vc) {
[self.propertyAnimator addCompletion:^(UIViewAnimatingPosition finalPosition) {
[vc.startStopButton setTitle:@"Start" forState:UIControlStateNormal];
vc.startStopButton.enabled = NO;
vc.pauseButton.enabled = NO;
vc.restartButton.enabled = YES;
}];
}
vc = nil;
}
在上面的代码中，注释3部分用于初始化动画，其中initWithDuration: 的参数为动画持续时间；curve: 参数用来设定动画曲线。这里有以下四种可选曲线：
- UIViewAnimationCurveEaseInOut：这种曲线的动画开始缓慢，在其持续时间的中间加速，然后在完成之前再次减慢。这是大多数动画的默认曲线。
- UIViewAnimationCurveEaseIn：动画开始时缓慢，然后加速，直到动画结束。这里选用这种类型动画曲线。
- UIViewAnimationCurveEaseOut：动画开始时速度很快，在结束前开始减速。
- UIViewAnimationCurveLinear：在动画持续时间内，动画匀速运行。
最后在动画块内配置动画。注释4部分，为动画块添加完成回调函数。这里需要注意避免形成循环引用，使用__weak声明的weakSelf替代self，因为块内多次用到weakSelf，可能在第一次调用weakSelf时weakSelf存在，但后面再次调用weakSelf时，weakSelf已被释放，所以这里再次将其转换为强引用类型vc，不再需要vc时，需要手动释放。
想要了解更多关于块的用法，查看Block的用法一文。
从storyboard中选中UIStepper控件，拖拽到代码中，以添加响应事件。
- (IBAction)stepperValueChanged:(UIStepper *)sender {
// 1.设置动画持续时间为UIStpper的值。
self.duration = sender.value;
// 2.同步更新到label。
self.durationLabel.text = [NSString stringWithFormat:@"%.1f",sender.value];
}
上述代码用于设定动画持续时间。
在storyboard中选中Start按钮，拖拽到ViewController.m实现部分，以添加响应事件，响应事件方法名称为startStopPause。在storyboard中选中Pause按钮，也拖拽到startStopPause: 响应事件，以便在点击Start或Pause任一按钮时，均调用startStopPause: 方法。
- (IBAction)startStopPause:(UIButton *)sender {
// 1.禁用restartButton，propertyAnimator不存在时，配置propertyAnimator。
self.restartButton.enabled = NO;
if (!self.propertyAnimator) {
[self setupAnimator];
}
if (sender == self.pauseButton) {
// 2.点击Pause按钮时，根据当前动画状态更新视图。
self.propertyAnimator.isRunning ? [self.propertyAnimator pauseAnimation] : [self.propertyAnimator startAnimation];
NSString *title = self.propertyAnimator.isRunning ? @"Pause" : @"Unpause";
[self.pauseButton setTitle:title forState:UIControlStateNormal];
self.startStopButton.enabled = self.propertyAnimator.isRunning;
}
else
{
// 3.点击Start按钮时，根据当前动画状态更新视图。
switch (self.propertyAnimator.state) {
case UIViewAnimatingStateInactive:
[self.propertyAnimator startAnimation];
[self.startStopButton setTitle:@"Stop" forState:UIControlStateNormal];
self.pauseButton.enabled = YES;
NSLog(@"UIViewAnimatingStateInactive");
break;
case UIViewAnimatingStateActive:
if (self.propertyAnimator.isRunning) {
[self.propertyAnimator stopAnimation:NO];
[self.propertyAnimator finishAnimationAtPosition:UIViewAnimatingPositionCurrent];
[self.startStopButton setTitle:@"Start" forState:UIControlStateNormal];
self.pauseButton.enabled = NO;
}
else
{
[self.propertyAnimator startAnimation];
[self.startStopButton setTitle:@"Stop" forState:UIControlStateNormal];
self.pauseButton.enabled = YES;
}
NSLog(@"UIViewAnimatingStateActive");
break;
case UIViewAnimatingStateStopped:
NSLog(@"UIViewAnimatingStateStopped");
break;
default:
break;
}
}
}
上面代码根据所点击的按钮，进行不同的响应操作。当点击的是Start按钮时，根据propertyAnimator所处的状态执行不同操作。
从storyboard中拖拽UISwitch控件到代码中，以创建响应事件。
- (IBAction)reverseAnimationSwitchValueChanged:(UISwitch *)sender {
if (self.propertyAnimator && self.propertyAnimator.isRunning) {
// 在propertyAnimator存在，且正在运行时，根据UISwitch的值调整propertyAnimator的方向。
self.propertyAnimator.reversed = sender.isOn;
}
}
从storyboard中拖拽Restart Animation按钮到代码中，以创建响应事件。
- (IBAction)restartAnimation:(UIButton *)sender {
// 点击RestartAnimation按钮时，重新配置动画，启用Start按钮，将reverseAnimationSwitch设置为关闭状态。
[self setupAnimator];
self.startStopButton.enabled = YES;
self.reverseAnimationSwitch.on = NO;
}
可以通过为fractionComplete属性赋值，设置动画进度百分比。从storyboard中拖拽UISlider控件到代码中，创建响应事件。
- (IBAction)scrubAnimation:(UISlider *)sender {
if (!self.propertyAnimator) {
[self setupAnimator];
}
// 1.当propertyAnimator正在运行时，暂停该动画，否则在停止拖动UISlider后，动画会继续运行。
if (self.propertyAnimator.isRunning) {
[self.propertyAnimator pauseAnimation];
}
// 2.设置动画百分比。
self.propertyAnimator.fractionComplete = sender.value;
}
最后，记得设置startFrame位置、pauseButton初始状态。
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// 设置startFrame位置，pauseButton状态。
self.startFrame = CGRectMake(16, 45, 100, 100);
self.pauseButton.enabled = NO;
}
现在运行demo，效果如下。
UIViewPropertyAnimator除了可以使用原有的UIViewAnimationCurve时间曲线函数，还新增了UISpringTimingParameters、UICubicTimingParameters两个时间曲线函数。
添加Cocoa Touch Class模版的文件，其父类为UIViewController，名称为TimingCurvesViewController。在storyboard中添加UIViewController，并设置其父类为TimingCurvesViewController。
在刚添加的视图控制器上添加四个UIView、四个UILabel。同时选中两个视图控制器，添加UITabBarController，如下所示：
为TimingCurvesViewController上的UIView创建IBOutlet连接，并添加以下几个属性。
#import "TimingCurvesViewController.h"
@interface TimingCurvesViewController ()
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIView *redView;
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIView *blueView;
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIView *greenView;
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIView *yellowView;
@property (assign, nonatomic) CGRect redStartFrame;
@property (assign, nonatomic) CGRect blueStartFrame;
@property (assign, nonatomic) CGRect greenStartFrame;
@property (assign, nonatomic) CGRect yellowStartFrame;
@property (strong, nonatomic) UIViewPropertyAnimator *redAnimator;
@property (strong, nonatomic) UIViewPropertyAnimator *blueAnimator;
@property (strong, nonatomic) UIViewPropertyAnimator *greenAnimator;
@property (strong, nonatomic) UIViewPropertyAnimator *yellowStartAnimator;
@property (strong, nonatomic) NSTimer *timer;
@property (assign, nonatomic) NSTimeInterval durationOfAnimation;
@end
在TimingCurvesViewController.m的viewDidLoad方法中，设置四个UIView的初始位置和durationOfAnimation值。
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// 1.设置UIView初始位置。
self.redStartFrame = CGRectMake(16, 50, squareSize, squareSize);
self.blueStartFrame = CGRectMake(16, 150, squareSize, squareSize);
self.greenStartFrame = CGRectMake(16, 250, squareSize, squareSize);
self.yellowStartFrame = CGRectMake(16, 350, squareSize, squareSize);
// 2.为durationOfAnimation赋初始值2.0。
self.durationOfAnimation = 2.0;
}
UIViewAnimationCurve时间曲线函数分为UIViewAnimationCurveEaseInOut、UIViewAnimationCurveEaseIn、UIViewAnimationCurveEaseOut和UIViewAnimationCurveLinear四种。
在TimingCurvesViewController.m实现部分添加以下代码来使用上述四种时间曲线。
// Default Curves
- (void)startAnimationsWithDefaultCurves {
// 1.四个视图使用不同类型时间曲线函数。
self.redAnimator = [self animatorForView:self.redView startFrame:self.redStartFrame curve:UIViewAnimationCurveLinear];
self.blueAnimator = [self animatorForView:self.blueView startFrame:self.blueStartFrame curve:UIViewAnimationCurveEaseIn];
self.greenAnimator = [self animatorForView:self.greenView startFrame:self.greenStartFrame curve:UIViewAnimationCurveEaseOut];
self.yellowAnimator = [self animatorForView:self.yellowView startFrame:self.yellowStartFrame curve:UIViewAnimationCurveEaseInOut];
}
- (UIViewPropertyAnimator *)animatorForView:(UIView *)view startFrame:(CGRect)startFrame curve:(UIViewAnimationCurve)curve {
// 2.视图初始位置，动画结束时视图位置。
view.frame = startFrame;
CGRect finalRect = [self finalRectWithStartFrame:startFrame];
// 3.配置动画。
UIViewPropertyAnimator *animator = [[UIViewPropertyAnimator alloc] initWithDuration:self.durationOfAnimation curve:curve animations:^{
view.frame = finalRect;
}];
return animator;
}
#pragma mark Help Methods
- (CGRect)finalRectWithStartFrame:(CGRect)startFrame {
// 4.计算出动画结束时位置。
CGFloat margin = 16;
CGFloat screenWidth = CGRectGetWidth(self.view.frame);
CGFloat finalX = screenWidth - margin - squareSize;
CGRect finalRect = CGRectMake(finalX, startFrame.origin.y, squareSize, squareSize);
return finalRect;
}
上述代码非常简单，在注释1部分使用UIViewAnimationCurveLinear、UIViewAnimationCurveEaseIn、UIViewAnimationCurveEaseOut和UIViewAnimationCurveEaseInOut四种时间曲线。注释4的方法后面会多次用到。
在TimingCurvesViewController.m实现部分添加viewDidAppear: 方法，用定时器触发动画。
- (void)viewDidAppear:(BOOL)animated {
[super viewDidAppear:animated];
// 1.在1.5倍durationOfAnimation时间后，触发动画。
self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:self.durationOfAnimation*1.5 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
// 2.动画使用默认时间曲线函数。
[self startAnimationsWithDefaultCurves];
// 启动动画。
[self.redAnimator startAnimation];
[self.blueAnimator startAnimation];
[self.greenAnimator startAnimation];
[self.yellowAnimator startAnimation];
}];
}
如果使用标准方法（initWith方法）创建动画，必须通过调用startAnimation方法开始动画；如果想要创建动画后立即开始执行动画，请使用runningPropertyAnimatorWithDuration: delay: options: animations: completion: 方法。
运行demo，如下所示：
通过上面代码可以看到：
- UIViewAnimationCurveEaseInOut：这种曲线的动画开始缓慢，在其持续时间的中间加速，然后在完成之前再次减慢。这是大多数动画的默认曲线。
- UIViewAnimationCurveEaseIn：动画开始时缓慢，然后加速，直到动画结束。
- UIViewAnimationCurveEaseOut：动画开始时速度很快，在结束前开始减速。
- UIViewAnimationCurveLinear：在动画持续时间内，动画匀速运行。
UICubicTimingParameters允许通过多个控制点来定义三阶贝塞尔曲线，该贝塞尔时间曲线起点为(0,0)，终点为(1,1)，曲线形状由两个控制点决定。每个时间点线的斜率定义了此时动画速度。曲线越陡峭，动画运行速度越快；曲线越平缓，动画运行速度越慢。
下图的时间曲线表示动画在开始和结束时速度很快，中间运行较慢。
控制点范围为0.0至1.0。
UICubicTimingParameters遵守UITimingCurveProvider协议，为遵守UIViewAnimating协议的对象提供时间曲线（timing curves），如UIViewPropertyAnimator。
继续更新TimingCurvesViewController.m内代码，使用UICubicTimingParameters作为动画时间参数。
- (void)viewDidAppear:(BOOL)animated {
[super viewDidAppear:animated];
// 1.在1.5倍durationOfAnimation时间后，触发动画。
self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:self.durationOfAnimation*1.5 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
// 2.动画使用默认时间曲线函数。
// [self startAnimationsWithDefaultCurves];
// 3.使用UICubicTimingParameters
[self startAnimationWithCubicCurves];
// 启动动画。
[self.redAnimator startAnimation];
[self.blueAnimator startAnimation];
[self.greenAnimator startAnimation];
[self.yellowAnimator startAnimation];
}];
}
// UICubicTimingParameters
- (void)startAnimationWithCubicCurves {
// 1.中间慢，开始、结尾快。
UICubicTimingParameters *redCubicTimingParameters = [[UICubicTimingParameters alloc] initWithControlPoint1:CGPointMake(0.45, 1.0) controlPoint2:CGPointMake(0.55, 0)];
// 2.中间快，开始、结尾慢。
UICubicTimingParameters *blueCubicTimingParameters = [[UICubicTimingParameters alloc] initWithControlPoint1:CGPointMake(1.0, 0.45) controlPoint2:CGPointMake(0, 0.55)];
self.redAnimator = [self animatorForView:self.redView startFrame:self.redStartFrame timingParameters:redCubicTimingParameters];
self.blueAnimator = [self animatorForView:self.blueView startFrame:self.blueStartFrame timingParameters:blueCubicTimingParameters];
}
- (UIViewPropertyAnimator *)animatorForView:(UIView *)view startFrame:(CGRect)startFrame timingParameters:(UICubicTimingParameters *)cubicTimingParameters {
view.frame = startFrame;
CGRect finalRect = [self finalRectWithStartFrame:startFrame];
UIViewPropertyAnimator *animator = [[UIViewPropertyAnimator alloc] initWithDuration:self.durationOfAnimation timingParameters:cubicTimingParameters];
[animator addAnimations:^{
view.frame = finalRect;
}];
return animator;
}
其中，startAnimationWithCubicCurves方法内，注释1中的控制点决定动画曲线，动画在中间慢，开始和结尾处快。注释2相反。这里只使用了redView和blueView两个视图。
运行如下：
由UISpringTimingParameters提供的时间曲线会让动画行为与弹簧相似。视图会加速向目标点运动，然后围绕该目标点震荡，直到停止。
UISpringTimingParameters遵守UITimingCurveProvider协议，为遵守UIViewAnimating协议的对象提供时间曲线，如UIViewPropertyAnimator。UISpringTimingParameters一般用于移动屏幕上的视图，也可用于视图的其它属性，以获取类似的动画效果。
继续更新TimingCurvesViewController.m内代码，使用UISpringTimingParameters作为动画运行时间参数。
- (void)viewDidAppear:(BOOL)animated {
[super viewDidAppear:animated];
// 1.在1.5倍durationOfAnimation时间后，触发动画。
self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:self.durationOfAnimation*1.5 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
// 2.动画使用默认时间曲线函数。
// [self startAnimationsWithDefaultCurves];
// 3.使用UICubicTimingParameters。
// [self startAnimationWithCubicCurves];
// 4.使用UISpringTimingParameters。
[self startAnimationWithSpringCurves];
// 启动动画。
[self.redAnimator startAnimation];
[self.blueAnimator startAnimation];
[self.greenAnimator startAnimation];
[self.yellowAnimator startAnimation];
}];
}
// UISpringTimingParameters
- (void)startAnimationWithSpringCurves {
// dampingRatio值分别为0.2 1.0 2.0。
CGFloat underDamped = 0.2;
CGFloat criticalDamped = 1.0;
CGFloat overDamped = 2.0;
self.redAnimator = [self animatorForView:self.redView startFrame:self.redStartFrame dampingRatio:underDamped];
self.blueAnimator = [self animatorForView:self.blueView startFrame:self.blueStartFrame dampingRatio:criticalDamped];
self.greenAnimator = [self animatorForView:self.greenView startFrame: self.greenStartFrame dampingRatio:overDamped];
}
- (UIViewPropertyAnimator *)animatorForView:(UIView *)view startFrame:(CGRect)startFrame dampingRatio:(CGFloat)dampingRatio {
view.frame = startFrame;
CGRect finalRect = [self finalRectWithStartFrame:startFrame];
UIViewPropertyAnimator *animator = [[UIViewPropertyAnimator alloc] initWithDuration:self.durationOfAnimation dampingRatio:dampingRatio animations:^{
view.frame = finalRect;
}];
return animator;
}
另外，也可以使用initWithMass: stiffness: damping: initialVelocity: 方法，该方法会把阻尼系数（damping）、质量参数（mass）、刚性系数（stiffness）和初始速度（initial velocity）带入给定公式，以获取更为真实的效果。
运行demo，如下所示：
UIDynamicAnimator中的UISnapBehavior也可以产生弹簧（spring）效果，UISnapBehavior是移动到指定点point，如下图所示。想要全面了解UIKitDynamicAnimator，可以查看一篇文章学会使用UIKit Dynamics。
Demo名称：PropertyAnimator
源码地址：https://github.com/pro648/BasicDemos-iOS
参考资料：