draw(_:) a drawRect — co to je, volání a přepsání

Co je draw(_:) / drawRect

draw(_:) — je instanční metoda UIView, kterou UIKit volá pro vykreslení obsahu view. Uvnitř této metody získá vývojář přístup ke grafickému kontextu CGContext a používá API Core Graphics pro kreslení čar, výplní, textu a obrázků. drawRect: v Objective-C plní stejnou funkci, ale s odlišnou syntaxí: jediným parametrem je CGRect určující oblast pro překreslení.

Podle Apple Engineering (2024) draw(_:) pracuje přes CPU-rendering Bitmap Graphics Context, což poskytuje maximální flexibilitu, ale vyžaduje více prostředků ve srovnání s CALayer. Rozhodnutí o použití draw(_:) se přijímá na základě složitosti grafiky a požadavků na výkon.

Signatura metody ve Swiftu a Objective-C

Ve Swiftu je metoda deklarována jako override func draw(_ rect: CGRect), kde rect je obdélník, který je třeba překreslit. V Objective-C je signatura - (void)drawRect:(CGRect)rect. Parametr rect může být menší než bounds view při částečném překreslení pomocí setNeedsDisplay(_:).

- (void)drawRect:(CGRect)rect {
    CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();
    CGContextSetFillColorWithColor(context, [UIColor redColor].CGColor);
    CGContextFillRect(context, rect);
}

Kdy systém volá draw(_:)

Systém automaticky volá draw(_:) v přesně definovaných scénářích. Pochopení těchto spouštěčů pomáhá vyhnout se zbytečnému překreslování a optimalizovat výkon view. Níže jsou uvedeny všechny případy automatického volání metody.

• První vykreslení — když je view poprvé přidáno do hierarchie a stane se viditelným na obrazovce
• setNeedsDisplay() — po volání této metody systémem v nejbližším cyklu kreslení
• setNeedsDisplay(_:) — totéž, ale s určením konkrétního obdélníku pro překreslení
• contentMode — při změně bounds, pokud contentMode vyžaduje překreslení (např. .redraw)
• setNeedsLayout() — v některých případech může být po přeuspořádání subview vyžadováno překreslení

Apple dokumentace varuje: nikdy nevolejte draw(_:) přímo. Systém sám rozhoduje, kdy provést kreslení, a přímé volání narušuje interní mechanismus ukládání do mezipaměti. Pro vyžádání překreslení vždy používejte setNeedsDisplay() nebo setNeedsDisplay(_:).

Jak přepsat draw(_:) ve Swiftu

Přepsání draw(_:) ve Swiftu začíná získáním grafického kontextu a následnými voláními Core Graphics. Doporučuje se vytvářet samostatné metody pro logické bloky kreslení — to zlepšuje čitelnost a testovatelnost kódu.

override func draw(_ rect: CGRect) {
    super.draw(rect)

    guard let context = UIGraphicsGetCurrentContext() else { return }

    // Parametry čáry
    context.setStrokeColor(UIColor.darkGray.cgColor)
    context.setLineWidth(2.0)

    // Kreslení trojúhelníku
    context.move(to: CGPoint(x: rect.midX, y: rect.minY + 10))
    context.addLine(to: CGPoint(x: rect.maxX - 10, y: rect.maxY - 10))
    context.addLine(to: CGPoint(x: rect.minX + 10, y: rect.maxY - 10))
    context.closePath()
    context.strokePath()
}

V tomto příkladu draw(_:) kreslí trojúhelník s tmavě šedým obrysem o tloušťce 2 pixely. Volání super.draw(rect) na začátku metody je doporučeno Applem pro zachování rodičovské logiky kreslení, ačkoli výchozí implementace draw(_:) v UIView je prázdná.

Pravidlo idempotence draw(_:)

Každé volání draw(_:) by mělo poskytnout identický výsledek při stejných vstupních datech. To umožňuje systému ukládat výsledek do mezipaměti a nevolat draw(_:) znovu, pokud se obsah view nezměnil. Nepoužívejte uvnitř draw(_:) náhodné hodnoty, systémový čas nebo síťové požadavky.

drawRect: v Objective-C a rozdíl oproti draw(_:)

drawRect: — historicky první verze metody, která se objevila v iOS 2.0 spolu s Objective-C. Ve Swiftu byla metoda přejmenována na draw(_:) s použitím externího parametru _. Funkčně jsou metody identické: obě přijímají CGRect oblasti překreslení a používají UIGraphicsGetCurrentContext() pro přístup ke grafickému kontextu.

Při migraci projektu z Objective-C na Swift je přejmenování metody jedním z prvních úkolů. Xcode poskytuje automatický konvertor, ale drawRect: vyžaduje ruční aktualizaci na draw(_:). Podle Apple (2024) je Swift verze draw(_:) preferována pro nové projekty.

Optimalizace kreslení v draw(_:)

draw(_:) se provádí na CPU a neoptimální implementace může způsobit pokles snímků a nízký výkon. Apple doporučuje několik osvědčených postupů pro urychlení kreslení.

Minimalizujte počet operací kreslení

Každá operace Core Graphics (move(to:), addLine(to:), strokePath) má režii. Seskupujte operace a používejte CGPath pro složité tvary — cesta se vytvoří jednou a znovu používá při každém volání draw(_:).

Používejte UIBezierPath pro vektorové objekty

UIBezierPath — je Objective-C obal kolem CGPath, který poskytuje jednoduché API pro vytváření tvarů. Vytvořte UIBezierPath předem (např. v inicializátoru) a jednoduše volejte fill() nebo stroke() uvnitř draw(_:).

private let starPath: UIBezierPath = {
    let path = UIBezierPath()
    // Vytvoření tvaru hvězdy
    path.move(to: CGPoint(x: 50, y: 0))
    for i in 1...5 {
        let angle = CGFloat(i) * 4 * CGFloat.pi / 5
        path.addLine(to: CGPoint(x: 50 + 40 * cos(angle),
                               y: 50 + 40 * sin(angle)))
    }
    path.close()
    return path
}()

override func draw(_ rect: CGRect) {
    UIColor.systemYellow.setFill()
    starPath.fill()
}

Typické chyby při práci s draw(_:)

Vývojáři často dělají stejné chyby při přepisování draw(_:). Znalost těchto vzorců pomáhá vyhnout se chybám a snížení výkonu. Podívejme se na nejčastější problémy a jejich řešení.

• Přímé volání draw(_:) — nikdy nevolejte draw(_:) přímo. Pro vyžádání překreslení použijte setNeedsDisplay(). Přímé volání narušuje ukládání do mezipaměti a může vést k nesprávnému zobrazení.
• Těžké výpočty uvnitř draw(_:) — draw(_:) by měla být co nejlehčí. Vytvářejte UIBezierPath, obrázky a další těžké objekty mimo metodu, inicializujte je jednou.
• Vytváření objektů uvnitř draw(_:) — konstrukce UIColor, UIFont a UIGraphicsImageRenderer uvnitř draw(_:) vytvářejí dodatečné paměťové zatížení. Přesuňte vytváření objektů do vlastností třídy.
• Ignorování parametru rect — rect označuje oblast vyžadující překreslení. Kreslení mimo rect je systémem odmítnuto, ale spotřebovává zdroje. Před kreslením zkontrolujte průnik s rect.
• Chybějící super.draw(rect) — ačkoli je implementace UIView prázdná, Apple doporučuje volání super.draw(rect) pro kompatibilitu s budoucími změnami UIKit.

Dodržováním těchto pravidel zajistíte stabilní a rychlé kreslení vlastních view v jakémkoli iOS projektu. Profilujte draw(_:) pomocí Instruments (Core Animation), abyste viděli skutečný čas provádění a úzká místa.