使用Swift构建一个视频时间轴控件

关键词

控件 属性 VideoLine 扩展 逻辑 cgImage 访问 设计 自定义 交互

本文所有示例代码或Demo可以在此获取：https://github.com/WillieWangWei/VideoLine.git

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概述

界面控件是所iOS程序重要的组成部分，用户可以通过它们与应用程序进行交互。苹果提供了一套强大的控件组来满足日常的开发需求，我们可以使用这些控件来搭建大部分的用户界面。
但是当我们需要实现一些特别的场景时，这些控件就无法满足需求。此时我们可以基于系统控件来编写自定义控件，比如以下场景中底部的选择器：


视频时间轴选择

本文从实际开发的角度出发，讲解一个控件从无到有的过程，是一篇综合性比较强的教程，主要涉及以下技术点：

  • UIKit
  • AVFoundation
  • Photos
  • SnapKit
  • Access Control
  • extension

目录：

  • 分析需求
  • 拆分控件
  • 搭建界面
  • 填充数据
  • 添加交互
  • 设计API
  • 代码优化

分析需求

这是一个常见的场景——当用户选择了一个本地视频后，在此界面预览视频并对其长度进行裁剪，最终得到符合业务要求的短视频。
暂时忽略上部视频的预览区域，我们需要实底部的“缩略图进度条”。观察后我们发现这个控件有以下几个特点：

  1. 对视频片段进行采样，生成缩略图排列，且可以左右滑动。
  2. 中间有一个选择区域，可以通过滑动左右两边的滑块来确定选中区域的大小。
  3. 左右滑块滑动时会出现一个边框，表示滑动的边界。
  4. 选择区域以外的内容有黑色半透明蒙版。
  5. 选择区域中有一条指示线指示当前播放进度。
  6. 有文字说明当前选择片段的开始时间、总共时长以及结束时间。
  7. 与上方播放器实时联动。

初步的分析让我们对需要实现的内容有了大致的了解，但通常会忽略很多细节，这会在实际编码中体现出来。

拆分控件

现在需要初步确定各个位置用什么系统控件来实现。这里考虑的越周全，实际编码时绕的弯路就越少，我们结合截图来分析：


拆分控件

1、2、3用来显示当前选择区域的状态，不接收点击事件，所以直接使用UILabel。

7区域支持左右滑动，首先考虑UIScrollView。其承载了多个尺寸相同的缩略图且横向滑动，那么使用拥有重用机制的UICollectionView最合适。

6看起来是一个白色的方框，左右两边均可拖动，系统并未提供类似的控件，所以要对其再次进行拆分。
由于左右边框（滑块）都可以单独拖动，所以判断使用两个单独的UIView，并各自绑定不同的拖拽手势。为了方便的使用自定义图片，确定滑块使用UIImageView。上下的边框也分解为两个单独的UIView，添加约束使其前后与左右边框相接即可。如图：

选择区域框拆分

5又是一个边框，但是它的大小的固定的，用来表示6的可选范围，所以可以直接使用UIView，设置其layer的相关属性即可得到所需样式。

4、8是选择区域之外的黑色蒙版，它的边界随着相邻滑块的位置而变化。可以直接使用UIView，并添加约束使其与相邻滑块相接。

整个控件在z方向（也就是遮盖关系）的层级为6 > 5 > 4 = 8 > 7 = 1 = 2 = 3。

搭建界面

新建一个Swift文件，创建一个类VideoLine，继承自UIView。

class VideoLine: UIView {

}

给这个类添加拆分后必要的子控件。

class VideoLine: UIView {
    
    /// 左滑块
    var leftSlider: UIImageView!
    /// 右滑块
    var rightSlider: UIImageView!
    /// 开始时间label
    var startTimeLabel: UILabel!
    /// 结束时间label
    var endTimeLabel: UILabel!
    /// 总计时间label
    var durationTimeLabel: UILabel!
    /// 下方呈现所有缩略图并可以滚动的view
    var collectionView: UICollectionView!
    /// 拖动滑块时出现的边界
    var limitBoard: UIView!
    /// 播放进度指示器
    var indicator: UIView!
}
  • 这里没有将4、8黑色蒙版声明为全局变量，因为它们一旦被创建和添加约束后，后续不会再进行修改。更多关于Swift中的变量，请看这里。
  • 属性全部使用自动解包的可选类型，表示我们将在后续对所有对象进行初始化，并可以直接对其解包使用。更多关于可选类型，请看这里。

声明一个方法，对所有属性进行初始化。

// 初始化所有视图
func setupUtil() {

    startTimeLabel = UILabel()
    startTimeLabel.text = "开始时间"
    self.addSubview(startTimeLabel)
    startTimeLabel.snp.makeConstraints { (make) in
        make.leading.equalTo(8)
        make.top.equalTo(self)
    }

    endTimeLabel = UILabel()
    endTimeLabel.text = "结束时间"
    self.addSubview(endTimeLabel)
    endTimeLabel.snp.makeConstraints { (make) in
        make.trailing.equalTo(-8)
        make.top.equalTo(self)
    }

    durationTimeLabel = UILabel()
    durationTimeLabel.text = "总共时间"
    self.addSubview(durationTimeLabel)
    durationTimeLabel.snp.makeConstraints { (make) in
        make.centerX.top.equalTo(self)
    }

    let flowLayout = UICollectionViewFlowLayout()
    flowLayout.itemSize = thumbnailSize
    flowLayout.minimumLineSpacing = 0
    flowLayout.minimumInteritemSpacing = 0
    flowLayout.scrollDirection = .horizontal

    collectionView = UICollectionView(frame: CGRect.zero, collectionViewLayout: flowLayout)
    collectionView.bounces = false
    collectionView.register(UICollectionViewCell.self, forCellWithReuseIdentifier: "cell")
    collectionView.contentInset = UIEdgeInsetsMake(0, CGFloat(margin), 0, CGFloat(margin))
    collectionView.showsHorizontalScrollIndicator = false
    collectionView.dataSource = self
    collectionView.delegate = self
    collectionView.backgroundColor = UIColor.orange
    self.addSubview(collectionView)
    collectionView.snp.makeConstraints { (make) in
        make.leading.trailing.bottom.equalTo(self)
        make.height.equalTo(thumbnailSize.height)
    }

    leftSlider = UIImageView()
    leftSlider.backgroundColor = UIColor.white
    leftSlider.isUserInteractionEnabled = true
    leftSlider.addGestureRecognizer(UIPanGestureRecognizer(target: self, action: #selector(leftSliderPaning)))
    self.addSubview(leftSlider)
    leftSlider.snp.makeConstraints { (make) in
        make.leading.equalTo(margin)
        make.bottom.equalTo(collectionView)
        make.size.equalTo(CGSize(width: 10, height: thumbnailSize.height))
    }

    let leftMask = UIView()
    leftMask.isUserInteractionEnabled = false
    leftMask.backgroundColor = UIColor(white: 0, alpha: 0.7)
    self.addSubview(leftMask)
    leftMask.snp.makeConstraints { (make) in
        make.leading.top.bottom.equalTo(collectionView)
        make.trailing.equalTo(leftSlider.snp.leading)
    }

    rightSlider = UIImageView()
    rightSlider.backgroundColor = UIColor.white
    rightSlider.isUserInteractionEnabled = true
    rightSlider.addGestureRecognizer(UIPanGestureRecognizer(target: self, action: #selector(rightSliderPaning)))
    self.addSubview(rightSlider)
    rightSlider.snp.makeConstraints { (make) in
        make.trailing.equalTo(-margin)
        make.bottom.size.equalTo(leftSlider)
    }

    let rightMask = UIView()
    rightMask.isUserInteractionEnabled = false
    rightMask.backgroundColor = UIColor(white: 0, alpha: 0.7)
    self.addSubview(rightMask)
    rightMask.snp.makeConstraints { (make) in
        make.trailing.top.bottom.equalTo(collectionView)
        make.leading.equalTo(rightSlider.snp.trailing);
    }

    limitBoard = UIView()
    limitBoard.layer.borderWidth = 2
    limitBoard.layer.borderColor = UIColor(white: 1.0, alpha: 0.5).cgColor
    self.addSubview(limitBoard)
    limitBoard.snp.makeConstraints { (make) in
        make.size.equalTo(CGSize(width: self.frame.width - 2 * margin, height: thumbnailSize.height))
        make.center.equalTo(collectionView)
    }

    let topMask = UIView()
    topMask.isUserInteractionEnabled = false
    topMask.backgroundColor = UIColor.white
    self.addSubview(topMask)
    topMask.snp.makeConstraints { (make) in
        make.top.equalTo(collectionView)
        make.height.equalTo(3)
        make.leading.equalTo(leftSlider.snp.trailing)
        make.trailing.equalTo(rightSlider.snp.leading)
    }

    let bottomMask = UIView()
    bottomMask.isUserInteractionEnabled = false
    bottomMask.backgroundColor = UIColor.white
    self.addSubview(bottomMask)
    bottomMask.snp.makeConstraints { (make) in
        make.bottom.equalTo(collectionView)
        make.height.leading.trailing.equalTo(topMask)
    }

    indicator = UIView()
    indicator.backgroundColor = UIColor.white
    self.insertSubview(indicator, belowSubview: leftSlider)
    indicator.snp.makeConstraints { (make) in
        make.leading.equalTo(leftSlider);
        make.width.equalTo(3);
        make.top.bottom.equalTo(collectionView);
    }
}

这部分代码比较多，但做的事情很简单，就是初始化每个控件并添加到我们自定义的控件上，然后设置其颜色用来调试。
为了让UICollectionView能够正常的显示，我们需要实现UICollectionViewDataSource并给一些临时数据：

func collectionView(_ collectionView: UICollectionView, numberOfItemsInSection section: Int) -> Int {
    return 15
}

func collectionView(_ collectionView: UICollectionView, cellForItemAt indexPath: IndexPath) -> UICollectionViewCell {
    
    let cell = collectionView.dequeueReusableCell(withReuseIdentifier: "cell", for: indexPath)
    cell.imageView.backgroundColor = UIColor.red
    return cell
}
  • 对于一些多次使用的值，我们可以将其声明为常量方便调用，比如setupUtil法里的：
/// 缩略图尺寸
let thumbnailSize = CGSize(width: 30, height: 50)
/// 滑块距离左右边界的距离
let margin: CGFloat = 40.0
  • 这里布局使用的是第三方自动布局库SnapKit，它是Robert Payne 写的Masonry的Swift版本。关于使用第三方库的问题，本文在总结中有说明。

按照拆分控件时得到的层级关系，我们将所有子控件添加到父视图后会得到以下效果：


基本界面

此时的层级关系：


基本层级关系

至此我们已经将所需的子控件创建完毕，形成了一个基本的效果。视觉功能的完善是一个很好的切入点，这可以让开发者对代码有直观的认知，并提供了高效的调试环境，接下来我们将进一步完成此功能。

填充数据

单纯的色块带着浓郁的山寨感，接下来我们让控件显示出它该有的样子吧。

首要的问题是如何让UICollectionViewCell显示出视频的缩略图。要显示缩略图，就需要一个图片数组，数组有2种方法得到：

  1. 由外部直接传入图片数组。
  2. 由外部传入视频，内部解析得到图片数组。

本文以第二种方式讲解，你将学习到如何从一个视频中提取不同时间点的缩略图。

为了接收并保存视频对象，我们需要声明一个变量：

/// 绑定的AVAsset对象
var asset: AVAsset?
  • iOS8之后，我们可以使用Photos框架从手机相册中请求视频对象，它是PHAsset类型的。然后从PHAsset中可以获取我们需要的AVAsset类型的对象，这部分的实现可以在Demo中查看。我们自定义的控件目前只支持解析AVAsset?类型。更多关于Photos，请看Apple Developer Documentation - Photos。

拿到asset之后，我们需要立即生成一些数据供之后使用，它们分别是：

/// 指定选择的区间，minDuration不得小于1秒。当maxDuration大于视频总长度时，会取视频总程度作为maxDuration
var range:(minDuration: Double, maxDuration: Double) = (2, 5)
/// 缩略图的最少个数
var minCount: Int = 10
/// 总共生成缩略图的个数
var totalCount: Int = 0
/// 选择区域距离左右边界的距离
var margin: CGFloat = 0
/// 视频的总时长
var originalDuration: CGFloat = 0
/// 区域中每一点距离代表的视频秒数，计算得到
var secondPerPoint: CGFloat!
/// 每张缩略图之间间隔的秒数
var timeSpacing: CGFloat!
/// 生成缩略图的对象
var imageGenerator: AVAssetImageGenerator!
/// 存放缩略图的数组
var images = [UIImage]()
  • 这里margin再次出现，只是声明成了变量。在功能不断完善的过程中，之前的数据都有可能被重新修改或定义。

声明一个方法来计算这些属性的值：

// 计算出所需数值
func setupData() {
    
    originalDuration = CGFloat(CMTimeGetSeconds(asset!.duration))
    minCount = Int(self.frame.width) / Int(thumbnailSize.width) - 2
    timeSpacing = CGFloat(range.maxDuration) / CGFloat(minCount)
    totalCount = Int(originalDuration / timeSpacing)
    secondPerPoint = timeSpacing / thumbnailSize.width;
    margin = (self.frame.width - CGFloat(minCount) * thumbnailSize.width) * 0.5
}

这里解释一下数值规则：

  • 缩略图排列需要一个最小值minCount，即控件可显示的item个数 - 2，保证当视频较短或者生成的缩略图较少时，也能保证最基本的显示。
  • totalCount表示正常情况下缩略图的个数。
  • margin由计算得到，表示左右滑块到控件边界的距离，保证用户的触摸区域不会超出屏幕。

基础数据准备完毕后，我们开始着手写一个方法提取视频的缩略图。每张缩略图所代表的时间点不同，所以需要一个表示时间点的参数，看起来像是这样：

func getVideoThumbnail(second: Double) -> UIImage {
    
}

实现细节：

func getVideoThumbnail(second: Double) -> UIImage {
    
    // 使用asset初始化imageGenerator
    imageGenerator = AVAssetImageGenerator(asset: asset!)
    // 创建CMTime对象
    let time = CMTime(seconds: Double(second), preferredTimescale: 1)
    // 声明临时变量
    var cgImage: CGImage
    
    do {
        // 尝试取缩略图
        cgImage = try imageGenerator.copyCGImage(at: time, actualTime: nil)
        
    } catch {
        
        // 异常处理
        print(error)
        return nil
    }
    return UIImage(cgImage: cgImage)
}

写到这里会发现异常处理中return nil会得到编译器异常

Nil is incompatible with return type 'UIImage'

这是因为方法的返回值是UIImage，Swift不允许将nil作为实际类型的返回值。将返回值改成可选的UIImage?即可，表示此方法的返回值可能为空。

解决编译器异常后此方法即可正常工作，方法返回指定时间点的缩略图。看起来很美好，但测试后发现一个问题：当处理横屏录制的视频时，返回的图像依然是竖屏状态，即旋转了90°。此时我们优化这个方法，在内部对视频方向进行识别：

func getVideoThumbnail(second: Double, size: CGSize, transform: CGAffineTransform?) -> UIImage? {
    
    imageGenerator = AVAssetImageGenerator(asset: asset!)
    
    var actualTime = CMTime()
    let time = CMTime(seconds: Double(second), preferredTimescale: 1)
    var cgImage: CGImage
    
    do {
        cgImage = try imageGenerator.copyCGImage(at: time, actualTime: &actualTime)
        
    } catch {
        
        print(error)
        return nil
    }
    
    // 开启一个CGContext，对cgImage进行方向处理
    
    UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(size, false, 0)
    let context = UIGraphicsGetCurrentContext()
    var image = UIImage()
    
    if transform?.tx != 0 { // 竖屏录制的视频
        
        context?.draw(cgImage, in: .init(x: 0, y: 0, width: size.width, height: size.height))
        context?.translateBy(x: size.width, y: 0)
        image = UIImage(cgImage: context!.makeImage()!, scale: 0, orientation: .leftMirrored)
        
    } else {    // 横屏录制的视频
        
        context?.draw(cgImage, in: .init(x: 0, y: 0, width: size.height * (1 + (size.height - size.width) / size.height), height: size.height))
        image = UIImage(cgImage: context!.makeImage()!, scale: 0, orientation: .downMirrored)
    }
    
    UIGraphicsEndImageContext()
    
    return image
}

具体细节完成后，我们将imageGenerator的初始化方法提取出来，在外部这样使用：

func generatorImages() {
    
    imageGenerator = AVAssetImageGenerator(asset: asset!)
    
    for i in 0..<totalCount {
        
        if let image = self.getVideoThumbnail(second: Double(i) * Double(timeSpacing),
                                                 size: thumbnailSize,
                                                 transform: asset?.tracks.first?.preferredTransform) {
            images.append(image)
        }
    }
}

func getVideoThumbnail(second: Double, size: CGSize, transform: CGAffineTransform?) -> UIImage? {
    
    var actualTime = CMTime()
    let time = CMTime(seconds: Double(second), preferredTimescale: 1)
    var cgImage: CGImage
    
    do {
        cgImage = try imageGenerator.copyCGImage(at: time, actualTime: &actualTime)
        
    } catch {
        
        print(error)
        return nil
    }
    
    UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(size, false, 0)
    let context = UIGraphicsGetCurrentContext()
    var image = UIImage()
    
    if transform?.tx != 0 { // 竖屏录制的视频
        
        context?.draw(cgImage, in: .init(x: 0, y: 0, width: size.width, height: size.height))
        context?.translateBy(x: size.width, y: 0)
        image = UIImage(cgImage: context!.makeImage()!, scale: 0, orientation: .leftMirrored)
        
    } else {    // 横屏录制的视频
        
        context?.draw(cgImage, in: .init(x: 0, y: 0, width: size.height * (1 + (size.height - size.width) / size.height), height: size.height))
        image = UIImage(cgImage: context!.makeImage()!, scale: 0, orientation: .downMirrored)
    }
    
    UIGraphicsEndImageContext()
    
    return image
}

至此，我们得到了一个保存着数量为totalCount的缩略图数组images，其中的每一张缩略图是在视频asset中每隔timeSpacing秒一次取到的，其大小为thumbnailSize，且方向同视频方向一致。

接下来将这个数组交给collectionView显示。为了使用方便，我们自定义一个VideoLineCell，它继承自UICollectionViewCell，包含一个UIImageView来显示缩略图。

private class VideoLineCell: UICollectionViewCell {
    
    lazy var imageView: UIImageView = {
        let imageView = UIImageView()
        imageView.contentMode = .scaleToFill
        imageView.clipsToBounds = true
        self.contentView.addSubview(imageView)
        imageView.snp.makeConstraints { (make) in
            make.edges.equalTo(self.contentView)
        }
        return imageView
    }()
}
  • lazy关键字表示此属性是延迟加载的，它拥有一个闭包，只有当外部第一次使用此属性时，闭包里的内容才会被执行。更多关于Swift的lazy关键字，请看这里。

修改collectionView的cell注册方法以及UICollectionViewDataSource的实现：

collectionView.register(VideoLineCell.self, forCellWithReuseIdentifier: "cell")

func collectionView(_ collectionView: UICollectionView, numberOfItemsInSection section: Int) -> Int {
    return totalCount
}

func collectionView(_ collectionView: UICollectionView, cellForItemAt indexPath: IndexPath) -> UICollectionViewCell {
    
    let cell = collectionView.dequeueReusableCell(withReuseIdentifier: "cell", for: indexPath) as! VideoLineCell
    cell.imageView.image = images[indexPath.row]
    return cell
}

现在来运行程序吧，我们会看到以下效果：


填充数据后的界面

此时的层级关系：


填充数据后的层级关系

至此，我们的控件已经可以自动解析视频并生成缩略图进行显示了，感觉不错。接下来让我们给它加上手势交互吧。

添加交互

在拆分控件时我们得到一个结论：选择区域的左右滑块是两个独立的UIImageView，并拥有各自的拖拽手势，当拖动时会显示边界边框，现在来实现这个想法吧。

我们在初始化左右滑块的时候绑定了两个UIPanGestureRecognizer，分别指向了两个方法leftSliderPaning和rightSliderPaning，先来实现leftSliderPaning：

func leftSliderPaning(panGR: UIPanGestureRecognizer) {
    
    // 获取偏移量
    let tX = panGR.translation(in: self).x
    // 更新滑块约束
    leftSlider.snp.updateConstraints({ (make) in
        make.leading.equalTo(leftSlider.frame.minX + tX)
    })
    // 重置偏移量
    panGR.setTranslation(CGPoint.zero, in: self)
    // 隐藏或显示边界
    limitBoard.isHidden = panGR.state != .changed
}

很简单对不对？确实如此，滑块已经可以跟随我们的手指左右滑动了。但是有一个很关键的问题，边界在哪里？此时需要一套规则来确定滑块滑动的边界：

  • 左滑块最左可以滑到距离边界margin处，最右可以滑到距离右滑块（最短截取时间 / secondPerPoint）处。
  • 右滑块最右可以滑到距离边界margin处，最左可以滑到距离左滑块（最短截取时间 / secondPerPoint）处。

根据这套规则，我们可以给leftSliderPaning和rightSliderPaning的实现加上边界约束：

func leftSliderPaning(panGR: UIPanGestureRecognizer) {
    
    if originalDuration <= CGFloat(range.minDuration) {
        return
    }
    
    let tX = panGR.translation(in: self).x
    
    let min = margin
    let max = rightSlider.frame.maxX - CGFloat(range.minDuration) / secondPerPoint
    
    if leftSlider.frame.minX + tX < min  {
        leftSlider.snp.updateConstraints({ (make) in
            make.leading.equalTo(min)
        })
        
    } else if leftSlider.frame.minX + tX > max {
        leftSlider.snp.updateConstraints({ (make) in
            make.leading.equalTo(max)
        })
        
    } else {
        leftSlider.snp.updateConstraints({ (make) in
            make.leading.equalTo(leftSlider.frame.minX + tX)
        })
    }
    
    panGR.setTranslation(CGPoint.zero, in: self)
    limitBoard.isHidden = panGR.state != .changed
}

func rightSliderPaning(panGR: UIPanGestureRecognizer) {
    
    if originalDuration <= CGFloat(range.minDuration) {
        return
    }
    
    let tX = panGR.translation(in: self).x
    
    let min = margin
    let max = self.frame.width - (leftSlider.frame.minX + CGFloat(range.minDuration) / secondPerPoint)
    
    if self.frame.width - (rightSlider.frame.maxX + tX) < min  {
        rightSlider.snp.updateConstraints({ (make) in
            make.trailing.equalTo(-min)
        })
        
    } else if self.frame.width - (rightSlider.frame.maxX + tX) > max {
        rightSlider.snp.updateConstraints({ (make) in
            make.trailing.equalTo(-max)
        })
        
    } else {
        rightSlider.snp.updateConstraints({ (make) in
            make.trailing.equalTo(-(self.frame.width - rightSlider.frame.maxX - tX))
        })
    }
    
    panGR.setTranslation(CGPoint.zero, in: self)
    limitBoard.isHidden = panGR.state != .changed
}

现在来运行程序吧，会得到这样的效果：


此时交互已经完成了一半。先不要看滑块了，来解决上方状态label的显示问题吧。

观察可知：当左右滑块拖动或者collectionView滚动时，上方的label会实时更新。那么我们可已将更新内容的逻辑写在collectionView的代理方法中，当监听到其滚动时就更新状态，而拖动滑块时也可以主动调用此代理方法来触发状态更新：

func scrollViewDidScroll(_ scrollView: UIScrollView) {
    
    // 更新label显示内容
    
    let startSecond = (leftSlider.frame.minX + collectionView.contentOffset.x) * secondPerPoint
    startTimeLabel.text = String(format: "%02d:%02d开始", Int(startSecond / 60), Int(startSecond.truncatingRemainder(dividingBy: 60)))
    
    let endSecond = (rightSlider.frame.maxX + collectionView.contentOffset.x) * secondPerPoint
    endTimeLabel.text = String(format: "%02d:%02d结束", Int(endSecond / 60), Int(endSecond.truncatingRemainder(dividingBy: 60)))
    
    let durationSecond = (rightSlider.frame.maxX - leftSlider.frame.minX) * secondPerPoint;
    durationTimeLabel.text = String(format: "共%.1f秒", durationSecond)
}
  • 在当前的Swift版本中，取模%操作符已不可用，可以使用方法truncatingRemainder代替。

不要忘记在leftSliderPaning和rightSliderPaning方法中主动调用collectionView的代理方法：

self.scrollViewDidScroll(collectionView)

现在的效果：


至此，控件内部的显示及交互已经比较完整了。接下来我们要为其设计一套便捷安全的使用方法。

设计API

在API的设计上，需要遵从需求驱动开发的原则。如果我们不是控件的开发者而是使用者，我们会期望如何去使用它？也许是这样：

var videoLine = VideoLine(frame: xxx)
view.addSubview(videoLine)

使用者是很”懒惰“的，他们会希望你的控件使用起来尽可能的简单有效，最好是1行代码甚至0行代码解决问题。对于我们这个比较复杂的控件来说，虽然这种要求有些不现实，但也要尽力去降低它的使用难度。如果控件不需要高度自定义，那么它的使用原则应该是：

  • 尽量少的对外属性
  • 尽量少的可调用方法
  • 尽量少的传递回调

这需要我们压缩控件需求的内容，只让使用者给予最必要的数据支持，附加数据均由内部产生，这就是所谓的”高内聚，低耦合“。

回头看我们的控件，它必要的数据只有两个，一个是视频的AVAsset对象，另外一个是当前视频播放到的秒数。
视频的AVAsset对象是一次性赋值的，我们可以创建一个指定构造器来强制用户传入此参数，否则控件将无法正常工作：

init(frame: CGRect, asset: AVAsset) {
    super.init(frame: frame)
    self.asset = asset
}

当前视频播放到的秒数可以使用属性观察器来监听，这里我们提供一个方法来更新：

func update(second: Double) {
    // 更新播放进度指示器
    let startSecond = (leftSlider.frame.minX + collectionView.contentOffset.x) * secondPerPoint;
    let offset = (CGFloat(second) - startSecond) / secondPerPoint;
    
    indicator.snp.updateConstraints { (make) in
        make.leading.equalTo(leftSlider).offset(offset);
    }
}

当然，我们也需要暴露出一些其他属性以提供一定程度的自定义，比如：

/// 指定选择的区间，minDuration不得小于1秒。当maxDuration大于视频总长度时，会取视频总程度作为maxDuration
var range:(minDuration: Double, maxDuration: Double) = (2, 5)
/// 左滑块
var leftSlider: UIImageView!
/// 右滑块
var rightSlider: UIImageView!
/// 单个缩略图的大小，默认(width: 40, height: 70)
var thumbnailSize: CGSize = CGSize(width: 40, height: 70)

此时VideoLine的使用方法为：

// 通过构造器指定frame，以及绑定的AVAsset
videoLine = VideoLine(frame: xxx, asset: xxx)
// 添加到父视图上
view.addSubview(videoLine)

// 以下为可选赋值或方法

// 指定可选的区间，(2, 5)指最少选择2秒的内容，最多选择5秒的内容
videoLine.range = (2, 5)
// 自定义UI
videoLine.leftSlider.image = xxx
videoLine.rightSlider.image = xxx
videoLine.thumbnailSize = xxx
videoLine.update(second: xxx)

此时控件需要处理的外部数据均已获得，为了保证使用者已经对控件赋值完毕，需要明确的开始处理这些数据时，我们声明一个对外方法：

func process()

使用者可以自行调用此方法来表示赋值完毕，可以开始工作了：

videoLine = VideoLine(frame: xxx, asset: xxx)
view.addSubview(videoLine)
...
videoLine.range = (2, 5)
// 开始处理数据
videoLine.process()

现在要考虑采如何进行数据回调，本文以代理设计模式讲解。首先声明一个协议：

protocol VideoLineDelegate {
    
}

当设计代理方法时，可以参照苹果已经提供的某些代理方法，比如UIScrollViewDelegate的一些方法：

func scrollViewDidScroll(_ scrollView: UIScrollView)

func scrollViewDidEndDragging(_ scrollView: UIScrollView, willDecelerate decelerate: Bool)

那么我们控件的代理方法可以声明为：

protocol VideoLineDelegate {
    
    /// 当左滑块或右滑块正在拖动时会调用此方法
    ///
    /// - Parameters:
    ///   - videoLine: 当前对象
    ///   - startSecond: 当前选中区间的开始秒数
    ///   - endSecond: 当前选中区间的结束秒数
    optional func videoLine(_ videoLine: VideoLine, sliderValueChanged startSecond: Double, endSecond: Double)
    
    /// 当左滑块或右滑块结束拖动时会调用此方法
    ///
    /// - Parameter videoLine: 当前对象
    optional func videoLineDidEndDragging(_ videoLine: VideoLine)
}

这样设计遵循苹果官网设计风格，方便使用者使用。在代码中选择合适的时机来调用这些方法吧：

func scrollViewDidScroll(_ scrollView: UIScrollView) {
    ...
    // 通知代理
    guard let _ = delegate?.videoLine?(self, sliderValueChanged: Double(startSecond), endSecond: Double(endSecond)) else {
        print("videoLineSliderValueChanged is not implemented")
        return
    }
}

func scrollViewDidEndDecelerating(_ scrollView: UIScrollView) {
    
    // 通知代理
    guard let _ = delegate?.videoLineDidEndDragging?(self) else {
        print("videoLineDidEndDragging is not implemented")
        return
    }
}

func scrollViewDidEndDragging(_ scrollView: UIScrollView, willDecelerate decelerate: Bool) {
    
    // 通知代理
    guard let _ = delegate?.videoLineDidEndDragging?(self) else {
        print("videoLineDidEndDragging is not implemented")
        return
    }
}

func leftSliderPaning(panGR: UIPanGestureRecognizer) {
    ...
    if panGR.state == .ended {
        
        guard let _ = delegate?.videoLineDidEndDragging?(self) else {
            print("videoLineDidEndDragging is not implemented")
            return
        }
    }
}

func rightSliderPaning(panGR: UIPanGestureRecognizer) {
    ...
    if panGR.state == .ended {
        
        guard let _ = delegate?.videoLineDidEndDragging?(self) else {
            print("videoLineDidEndDragging is not implemented")
            return
        }
    }
}
  • Swift中无法通过respondsToSelector方法来判断一个对象是否实现了某个方法，我们可以使用guard let _ = delegate?.someFunc语句来判断。更多关于guard语句，请看这里。

至此，控件的API已经编写完毕，可以作为一个完整的控件供开发者使用了。但是此时它还不够健壮，需要对内部逻辑进行打磨优化。

代码优化

访问控制

现在来review我们的代码，发现存在一些隐患，比如使用者可以访问到控件内部独立使用的变量，甚至改变它们，比如：

videoLine.originalDuration = 10.0

或者调用内部逻辑方法：

videoLine.generatorImages()

originalDuration保存着我们基于视频对象得到的数值，并影响着其他变量，如果被外部修改，可能会造成难以预料的后果。因此我们需要规定此类变量或方法对内可以访问，对外不可访问，这就需要使用Swift中的访问限制关键fileprivate。
由fileprivate修饰的变量只能在文件内部访问，包括extension，这对于我们的需求是最合适的。更多关于访问控制，请看这里。

扩展

合理的使用扩展可以分割代码逻辑，让结构更加清晰。扩展支持协议，我们可以把UICollectionViewDataSource和UICollectionViewDelegate的方法实现提取出来放在一个extension中，比如：

extension VideoLine: UICollectionViewDataSource, UICollectionViewDelegate {
    
    // MARK: UICollectionViewDataSource
    
    func collectionView(_ collectionView: UICollectionView, numberOfItemsInSection section: Int) -> Int {
        ...
    }
    
    func collectionView(_ collectionView: UICollectionView, cellForItemAt indexPath: IndexPath) -> UICollectionViewCell {
        ...
    }
    
    // MARK: UIScrollViewDelegate
    
    func scrollViewDidScroll(_ scrollView: UIScrollView) {
        ...
    }
    
    func scrollViewDidEndDecelerating(_ scrollView: UIScrollView) {
        ...
    }
    
    func scrollViewDidEndDragging(_ scrollView: UIScrollView, willDecelerate decelerate: Bool) {
        ...
    }
}

扩展同样支持访问控制，我们可以写一个私有扩展来声明私有方法：

private extension VideoLine {
    
    // 计算出所需数值
    func setupData() {
        ...
    }
    
    // 初始化所有视图
    func setupUtil() {
        ...
    }

    func generatorImages() {
        ...
    }
    
    func getVideoPreViewImage(second: Double, size: CGSize, transform: CGAffineTransform?) -> UIImage? {
        ...
    }
  • 注意扩展不支持存储属性，但支持计算属性。

合理使用扩展之后，我们的代码结构看起来十分清晰：

class VideoLine: UIView {
    ...
}

extension VideoLine: UICollectionViewDataSource, UICollectionViewDelegate {
    ...
}

private extension VideoLine {
    ...
}

更多关于扩展，请看The Swift Programming Language (Swift 3.0.1): Extensions。

异常处理

控件声明了一个元组来保存可选择的时间范围range: (minDuration: Double, maxDuration: Double)，如果使用者将其赋值为(10, 5)显然是不合理的。假如控件不对异常数据进行响应，那么造成的显示异常或崩溃会让使用者感到困惑。因此我们使用属性观察器来过滤不合理的赋值，并抛出异常提示：

/// 指定选择的区间，minDuration不得小于1秒。当maxDuration大于视频总长度时，会取视频总程度作为maxDuration
var range: (minDuration: Double, maxDuration: Double) = (2, 5) {
    willSet {
        assert(
            newValue.minDuration >= 1 &&
            newValue.maxDuration >= 1 &&
            newValue.maxDuration >= newValue.minDuration,
               "range value error")
    }
}

同样的在process方法中：

/// 当所需的属性赋值完毕后，调用此方法开始处理处理数据
func process() {
    
    assert(asset != nil, "asset cann't be nil")
    self.setupData()
    self.setupUtil()
}
注释或文档

一个控件也许不需要复杂的文档，但关键逻辑、方法或属性的注释还是必须的。虽说好的代码不需要注释，但为了让使用者省心以及方便后续的维护，强烈建议补充注释。

总结

本文是笔者在Swift视频开发中的一些尝试，总结了一个控件从无到有的过程。在实现上肯定不是最优解，目前存在一些已知问题：

  • 引用了第三方的库。这是做任何轮子都需要尽量避免的，如果使用者的项目中没有使用轮子需要的库，那么需要引入它，带来了额外的开销。如果使用了相同的库版本却不同，有可能出现编译冲突。
  • 子控件较多。这是为了编码方便所作出的让步，如果考虑渲染性能，需要尽量简化图层。
  • 扩展度较低。高的扩展度或灵活性带来的是更复杂的编码逻辑和维护成本，如果想做一个优秀的控件，这是必须考虑的问题。

总的来说，本文所列举的实现过程已经可以承载类似的业务需求，如果你觉得有进一步优化的必要，欢迎留言或与我联系。

在文章开始所展示的场景中，选取时间段之后通常会对视频本身进行裁剪、压缩、加水印等操作，稍后笔者会开一篇新的文章来讲解这些常用的视频编辑方法，有兴趣的同学可以持续关注一下。

本文所有示例代码或Demo可以在此获取：https://github.com/WillieWangWei/VideoLine.git

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