翻譯自“Auto Layout Guide”。
4 高級自動布局
4.1 通過代碼創建約束
盡可能使用界面生成器設置約束。界面生成器提供了很多工具，可以可視化，編輯，管理和調試約束。通過分析約束，它還會在設計時發現很多常見的錯誤，讓你在運行應用程序之前修復它們。
界面生成器可以管理日益增長的任務。可以在界面生成器中直接構建幾乎任何類型的約束（查看“在界面生成器中使用約束”）。還可以指定具體尺寸類的約束（查看“調試自動布局”），以及使用新的工具，例如堆棧視圖，甚至還可以在運行時動態添加或移除視圖（查看”動態的堆棧視圖“）。然而，視圖層級結構的某些動態變化只能在代碼中管理。
通過代碼創建約束時，你有三個選擇：使用布局錨點，使用NSLayoutConstraint類，或者使用Visual Format Language。
4.1.1 布局錨點（Anchors）
NSLayoutAnchor類為創建約束提供了連貫（fluent）的接口。通過訪問要約束項的anchor屬性使用該API。例如，視圖控制到的頂部和底部布局向導有topAnchor，bottomAnchor和heightAnchor屬性。另一方面，視圖為邊緣（edge），中心（center），尺寸（size）和基線（baseline）暴露了錨點。
提示
在iOS中，視圖還有layoutMarginsGuide和readableContentGuide屬性。這些屬性暴露了UILayoutGuide對象，分別表示視圖的頁邊留白和可讀內容向導（readable content guides）。反過來，這些向導為邊緣，中心和尺寸暴露了錨點。
通過代碼創建約束到頁邊留白或可讀內容向導時，使用這些向導。
布局錨點讓你創建易讀的，緊湊格式的約束。它們暴露一系列方法創建不同類型的約束，如列表13-1所示。
列表13-1 創建布局錨點
// Get the superview's layout
let margins = view.layoutMarginsGuide
// Pin the leading edge of myView to the margin's leading edge
myView.leadingAnchor.constraintEqualToAnchor(margins.leadingAnchor).active = true
// Pin the trailing edge of myView to the margin's trailing edge
myView.trailingAnchor.constraintEqualToAnchor(margins.trailingAnchor).active = true
// Give myView a 1:2 aspect ratio
myView.heightAnchor.constraintEqualToAnchor(myView.widthAnchor, multiplier: 2.0)
正如“Anatomy of a Constraint”中描述的，一個約束是一個簡單的線性方程式。
布局錨點有不同的方法創建約束。每個方法只包括影響結果的方程式元素。所以，下面的代碼中：
myView.leadingAnchor.constraintEqualToAnchor(margins.leadingAnchor).active = true
符號相等于方程式的以下部分：
| Equation | Symbol |
|---|---|
| Item 1 | myView |
| Attribute 1 | leadingAnchor |
| Relationship | constraintEqualToAnchor |
| Multiplier | None (defaults to 1.0) |
| Item 2 | margins |
| Attribute 2 | leadingAnchor |
| Constant | None (defaults to 0.0) |
布局錨點還提供了額外的類型安全。NSLayoutAnchor類有很多子類，為創建約束添加了類型信息，以及具體子類的方法。它幫助阻止意外創建無效的約束。例如，可以只約束水平錨點（leadingAnchor或trailingAnchor）到其它水平錨點。類似的，可以只為尺寸約束提供乘數。
提示
這些規則不是NSLayoutConstraint API的強制要求。相反，如果創建了一個無效的約束，該約束會在運行時拋出異常。因此，布局錨點幫助把運行時錯誤轉換為編譯時的錯誤。
更多信息請參考“NSLayoutAnchor Class Reference”。
4.1.2 NSLayoutConstraint類
你還可以直接使用NSLayoutConstraint類的constraintWithItem:attribute:relatedBy:toItem:attribute:multiplier:constant:便利（convenience）方法創建約束。該方法顯式的把約束方程式轉換為代碼。每個參數對應方程式的一部分（參考“約束方程式”）。
不像布局錨點API提供的方法，該方法必須為每個參數指定值，即使它不影響布局。最終結果是相當多的引用代碼（boilerplate code），該代碼通常很難閱讀。例如，列表13-2中的代碼在功能上與列表13-1相同。
列表13-2 直接實例化約束
NSLayoutConstraint(item: myView, attribute: .Leading, relatedBy: .Equal, toItem: view, attribute: .LeadingMargin, multiplier: 1.0, constant: 0.0).active = true
NSLayoutConstraint(item: myView, attribute: .Trailing, relatedBy: .Equal, toItem: view, attribute: .TrailingMargin, multiplier: 1.0, constant: 0.0).active = true
NSLayoutConstraint(item: myView, attribute: .Height, relatedBy: .Equal, toItem: myView, attribute:.Width, multiplier: 2.0, constant:0.0).active = true
提示
在iOS中，NSLayoutAttribute枚舉包括視圖頁邊留白的值。這意味著你可以不通過layoutMarginsGuide屬性，就能創建到頁邊留白的約束。但是，你仍然需要使用readableContentGuide屬性，創建到可讀內容向導的約束。
不像布局錨點API，便利方法不會高亮具體約束的重要特征。因此，閱讀代碼時，更容易錯過重要的細節。另外，編譯器不會執行約束的任何靜態分析。你可以很自由的創建無效約束。然后這些約束在運行時拋出異常。因此，除非你需要支持iOS 8或者OS X v10.10，或者更早的版本，考慮遷移到更新的布局錨點API。
更多信息請參考“NSLayoutConstraint Class Reference”。
4.1.3 Visual Format Language
Visual Format Language讓你可以使用ASCII藝術（ASCII-art），比如字符串，來定義約束。這提供了約束的視覺描述。Visual Formatting Language有以下優點和缺點：
- 自動布局使用Visual Format Language在控制臺打印約束；基于這個原因，調試信息看起來很像創建約束的代碼。
- Visual Format Language讓你可以一次創建多個約束，通過使用一個簡潔的表達式。
- Visual Format Language只能創建有效的約束。
- 符號強調良好可視化的完整性。因此，有些約束（例如長寬度）不能使用Visual Format Language創建。
- 編譯器不會以任何方式驗證字符串。只能通過運行時測試發現錯誤。
使用Visual Format Language重寫列表13-1中的例子：
let views = ["myView" : myView]
let formatString = "|-[myView]-|"
let constraints = NSLayoutConstraint.constraintsWithVisualFormat(formatString, options:.AlignAllTop , metrics: nil, views: views)
NSLayoutConstraint.activateConstraints(constraints)
該例子同時創建和啟用開頭和結尾約束。使用默認間隔時，Visual Format Language總是創建到父視圖的頁邊留白10個點的約束，因此這些約束跟之前的例子相同。但是，列表13-3不能創建長寬比約束。
如果創建一行有多個項的復雜視圖，Visual Format Language同時制定垂直對齊和水平間隔。從字面上看，“Align All Top”選項對布局沒有影響，因為例子中只有一個視圖（不包括父視圖）。
使用Visual Format Language創建約束需要以下步驟：
- 創建views字典。該字典必須使用字符串作為key，視圖對象（或者自動布局中可以被約束的其它項，例如布局向導）作為值。使用格式字符串識別視圖。
提示
使用Objective-C時，使用NSDictionaryOfVariableBindings宏創建視圖字典。在Swift中，必須自己創建字典。
- （可選）創建度量（metrics）字典。該字典必須使用字符串作為key，NSNumber對象作為值。使用kye表示格式化字符串的常量值。
- 通過布局項的單行或單列創建格式化字符串。
- 調用NSLayoutConstraint類的constraintsWithVisualFormat:options:metrics:views:方法。該方法返回包括所有約束的數組。
- 調用NSLayoutConstraint類的activateConstraints:方法啟用約束。
更多信息請參考“Visual Format Language”附錄。
4.2 具體尺寸類的布局
界面生成器的故事版默認使用尺寸類。尺寸類是分配給用戶界面元素（比如場景或視圖）的特征（traits）。它們大致表示元素的尺寸。界面生成器根據當前尺寸類，讓你自定義很多布局特征。尺寸類變化時，布局自動適配。特別是，你可以在每個尺寸類基礎上設置以下特征：
- 安裝或卸載一個視圖或控件。
- 安裝或卸載一個約束。
- 設置選中屬性的值（例如，字體和布局頁邊留白設置）。
當系統加載場景時，它實例化所有視圖，控件和約束，并在視圖控制器中指定這些項的合適outlet（如果有的話）。不管場景的當前尺寸類，你都可以通過項的outlet訪問它們。但是，只有在項被安裝在當前尺寸類時，系統才會添加它們到視圖層級結構。
當視圖的尺寸類改變時（例如，旋轉iPhone，或者在全屏和分割視圖中切換iPad應用程序），系統自動添加項到視圖層級結構，或者從視圖層級結構中移除它們。系統也會動畫的改變視圖的布局。
提示
系統保持卸載項的引用，所以當它們從視圖層級結構中移除時，它們沒有被釋放。
4.2.1 最終（Final）和基礎（Base）尺寸類
界面生成器識別九個不同的尺寸類。
其中四個是最終尺寸類：Compact-Compact，Compact-Regular，Regular-Compact和Regular-Regular。最終尺寸類表示在設備上顯示的實際尺寸類。
其余五個是基礎尺寸類：Compact-Any，Regular-Any，Any-Compact，Any-Regular和Any-Any。這些抽象尺寸類表示兩個或多個最終尺寸類。例如，安裝在Compact-Any尺寸類中的項，出現在Compact-Compact和Compact-Regular尺寸視圖中。
在更具體尺寸類中的設置會覆蓋更通用的尺寸類。另外，你必須為所有九個尺寸類提供沒有歧義的，可滿足的布局，包括基礎尺寸類。因此，最簡單的方法是從最通用的尺寸類到最具體的尺寸類。選擇應用程序的默認布局，并在Any-Any尺寸類中設計該布局。然后根據需要修改基礎或最終尺寸類。
4.2.2 使用尺寸類工具
使用界面生成器的尺寸類工具選擇當前編輯的尺寸類。該工具在編輯創建的頂部中心。默認情況下，界面生成器選擇Any-Any尺寸類。
點擊尺寸類工具切換到新的尺寸類。界面生成器彈出一個包括3 × 3網格尺寸類的彈出框視圖。在網格中移動鼠標，改變尺寸類。網格在頂部顯示選中的尺寸類名稱，在底部顯示尺寸類的描述（包括它影響的設備和方向）。它還在當前尺寸類影響的每一個尺寸類中顯示一個綠色的原點。
添加到畫布的任何視圖或約束只安裝在當前尺寸類。當刪除項時，行為根據在哪和如何刪除項變化。
- 從畫布或者文檔大綱中刪除項，會從整個工程中移除。
- 從畫布或者文檔大綱中Command-Deleting項，只會從當前尺寸類中卸載項。
- 當場景有多個尺寸類時，從畫布或文檔大綱之外的任何地方（例如，從尺寸檢查器中選中并刪除約束）刪除項，只會從當前尺寸類終卸載項。
- 如果只在Any-Any尺寸類中編輯，刪除項總是從項目中移除它。
如果你正在編輯Any-Any之外的任何尺寸類，界面生成器在編輯器底部藍色高亮顯示工具欄。
4.2.3 使用檢查器
你還可以在檢查器中修改具體尺寸類的設置。任何支持具體尺寸類的設置，都在檢查器中帶一個小的加號圖標顯示。
默認情況下，檢查器為Any-Any尺寸類設置值。點擊加號圖標添加一個新的尺寸類，來設置更具體尺寸類的值。為你想添加的尺寸類選擇寬度，然后選擇高度。
現在，檢查器在它自己的行顯示每一個尺寸類——Any-Any設置在第一行，更具體的尺寸類在下面列出。你可以單獨編輯每一行的值。
點擊行開頭的x圖標移除一個自定義尺寸類。
在界面生成器中使用尺寸類的更多信息，請參考“Size Classes Design Help”。
4.3 使用滾動視圖
使用滾動視圖時，你需要同時定義滾動視圖在它父視圖內的frame的尺寸和位置，以及滾動視圖內容區域的尺寸。所有這些特征都可以使用自動布局設置。
為了支持滾動視圖，系統根據約束放置的不同地方，來解釋約束。
- 滾動視圖和滾動視圖之外的對象之間的任何約束，連接到滾動視圖的frame，跟其它任何視圖一樣。
- 滾動視圖和它內容之間的約束，行為根據被約束的屬性改變：
- 滾動視圖的邊緣（edge）或頁邊留白（margin）和它內容之間的約束，連接到滾動視圖的內容區域。
- 高度，寬度或中心之間的約束，連接到滾動視圖的frame。
- 還可以使用滾動視圖的內容和滾動視圖之外的對象之間的約束，為滾動視圖的內容提供一個固定位置，讓內容懸浮在滾動視圖中。
對于最普遍的布局任務，如果使用虛擬視圖，或者分組布局滾動視圖的內容，邏輯會變得更簡單。使用界面生成器時，通用方法如下：
- 添加滾動視圖到場景中。
- 跟通常一樣，繪制約束定義滾動視圖的尺寸和位置。
- 添加視圖到滾動視圖中。設置視圖的Xcode specific label為Content View。
- 固定內容視圖的頂部，底部，開頭和結尾邊緣到滾動視圖相應的邊緣。現在，內容視圖定義了滾動視圖的內容區域。
記住
此時內容視圖沒有固定的尺寸。它可以拉伸和增大來適應你放置在里面的任何視圖和控件。
- （可選）設置內容視圖的寬度等于滾動視圖的寬度，來禁用水平滾動。現在，內容視圖水平填充滾動視圖。
- （可選）設置內容視圖的高度等于滾動視圖的高度，來禁用垂直滾動。現在，內容視圖垂直填充滾動視圖。
- 在內容視圖中布局滾動視圖的內容。跟通常一樣，使用約束在內容視圖中放置內容。
重要
你的布局必須完全定義內容視圖額尺寸（除了步驟5和6中定義的）。要想根據內容的固有尺寸設置高度，必須有一個完整的約束鏈，以及從內容視圖的頂部邊緣到底部邊緣的視圖拉伸。類似的，要想設置寬度，必須有一個完整的約束鏈，以及從內容視圖的開頭邊緣到結尾邊緣的視圖拉伸。
如果內容沒有固有內容尺寸，則必須添加適當的尺寸約束到內容視圖或者到內容。
當內容視圖比滾動視圖高時，滾動視圖啟用垂直滾動。當內容視圖比滾動視圖寬時，滾動視圖啟用水平滾動。否則，默認情況下禁用滾動。
4.4 使用自我調整尺寸的表格視圖單元格
在iOS中，可以使用自動布局定義表格視圖單元格的高度；但是，該特征默認是禁用的。
通常，單元格的高度由表格視圖代理的tableView:heightForRowAtIndexPath:方法決定。要啟用自我調整大小的表格視圖單元格，必須設置表格視圖的rowHeight屬性為UITableViewAutomaticDimension。還必須給estimatedRowHeight屬性分配一個值。當這兩個屬性都設置后，自動使用自動布局計算行的實際高度。
tableView.estimatedRowHeight = 85.0
tableView.rowHeight = UITableViewAutomaticDimension
接下來，在單元格的內容視圖中布局表格視圖單元格的內容。要想定義單元格的高度，需要一個完整的約束鏈和視圖（已經定義了高度）填充內容視圖的頂部邊緣和底部邊緣之間的區域。如果視圖有固有內容高度，系統使用這些值。如果沒有，你必須添加適當的高度約束到視圖或者內容視圖本身。
另外，嘗試讓預估的行高盡可能準確。系統根據這些預估值計算項（比如滾動欄）的高度。預估值越精確，用戶體檢更天衣無縫。
提示
使用表格視圖單元格時，你不能改變預定義內容的布局（例如，textLabel，detailTextLabel和imageView屬性）。
支持以下約束：
- 相對于單元格的內容視圖約束子視圖的位置。
- 相對于單元格的bounds約束子視圖的位置。
- 相對于預定義內容約束子視圖的位置。
4.5 改變約束
一個約束的改變是改變底層約束的數學表達式（如圖17-1）。可以在“Anatomy of a Constraint”中學習更多約束方程式。
圖17-1 約束方程式
以下所有動作都會改變一個或多個約束：
- 啟用或禁止一個約束。
- 改變約束的常量值。
- 改變約束的優先級。
- 從視圖層級結構中移除一個視圖。
其它改變，比如設置控件的屬性，或者修改視圖層級結構，也會改變約束。當改變發生時，系統調度一個推遲的布局過程（deferred layout pass）。
通常，你可以在任何時候做出這些改變。理想情況是，大部分約束在界面生成器中設置，或者通過代碼，在視圖控制器的初始化設置中創建（例如，在viewDidLoad中）。如果需要在運行時動態改變約束，最好在應用程序狀態變化是改變它們。例如，你想在按鈕點擊時改變約束，直接在按鈕的動作方法中做出改變。
你可能偶爾因為性能原因，需要批量改變。更多信息請參考“批量改變”。
4.5.1 推遲的布局過程
自動布局為不久的將來調度一個布局過程，而不是立即更新受影響視圖的frame。該推遲的過程更新布局的約束，然后為視圖層級結構的所有視圖計算frame。
可以通過調用setNeedsLayout方法或者setNeedsUpdateConstraints方法，調度自己的推遲的布局過程。
推遲的布局過程實際涉及視圖層級結構的兩個過程：
- 更新過程根據需要更新約束。
- 布局過程根據需要重新定位視圖的frame。
4.5.1.1 更新過程
系統遍歷視圖層級結構，并在所有視圖控制器上調用updateViewConstraints方法，在所有視圖上調用updateConstraints方法。你可以覆寫這些方法，來優化約束的改變（查看“批量改變”）。
4.5.1.2 布局過程
系統再次遍歷視圖層級結構，并在所有視圖控制器上調用viewWillLayoutSubviews方法，在所有視圖上調用layoutSubviews（在OS X上layout）。默認情況下，layoutSubviews方法使用自動布局引擎計算的矩形更新每個子視圖的frame。你可以覆寫這些方法來修改布局（查看“自定義布局”）。
4.5.2 批量改變
影響變化發生后，立即更新約束幾乎總是更干凈和容易。推遲這些改變到一個之后的方法會讓代碼復雜，更難理解。
然而，有些時候你可能基于性能原因，希望批量修改。只有在就地改變約束太慢，或者當視圖做了很多多余的改變時，才應該這么做。
要想批量改變，在持有約束的視圖上調用setNeedsUpdateConstraints方法，而不是直接做出改變。然后，覆寫視圖的updateConstraints方法，來修改受影響的約束。
提示
你的updateConstraints實現必須盡可能高效。不要禁用所有約束，然后啟用你需要的。相反，你的應用程序必須有些方式來追蹤你的約束，并在每個更新過程中驗證它們。只有變化的項需要改變。在每一個更新過程中，你必須確保應用程序的當前狀態有合適的約束。
總是在你實現的updateConstraints方法的最后一步調用父類的實現。
不要在你的updateConstraints方法中調用setNeedsUpdateConstraints。調用setNeedsUpdateConstraints調度另一個更新過程，創建了一個反饋回路（feedback loop）。
4.5.3 自定義布局
覆寫viewWillLayoutSubviews或layoutSubviews方法來修改布局引擎返回的結果。
重要
如果可能，使用約束定義所有布局。結果布局更健壯和更容易調試。當你需要創建的布局不能只使用約束表示時，你應該只覆寫viewWillLayoutSubviews或layoutSubviews方法。
覆寫這些方法時，布局在一個不一致的狀態。有些視圖已經布局好了，其它的還沒有。你需要十分小心如何修改視圖層級結構，否則會創建反饋回路。以下規則幫助你避免反饋回路：
- 必須在你的方法中某些地方調用父類的實現。
- 你可以安全的在你的子樹（subtree）中讓視圖的布局無效；但是，必須在調用父類的實現之前。
- 不要在你的子樹之外讓任何視圖的布局無效。這會創建一個反饋回路。
- 不要調用setNeedsUpdateConstraints。你剛完成一個布局過程。調用該方法會創建一個反饋回路。
- 不要調用setNeedsLayout。調用該方法會創建一個反饋回路。
- 小心的改變約束。你不想在子樹之外讓任何視圖的布局意外的無效。
