CorePLotLib学习笔记（三）：曲线图

创建单视图工程，导入CorePloLib库，

声明私有成员和方法

请参考文件：https://github.com/kesalin/iOSSnippet/blob/master/CorePlotDemo/CorePlotDemo/KSViewController.m

@interface KSViewController ()
{
CPTXYGraph * _graph;
NSMutableArray * _dataForPlot;
}

- (void)setupCoreplotViews;

-(CPTPlotRange *)CPTPlotRangeFromFloat:(float)location length:(float)length;

@end

在本例中，要描绘基于 xy 轴的图形，因此，声明了 CPTXYGraph 对象 _graph，然后声明一个可变数字 _dataForPlot 为 Core Plot 提供数据。私有方法 setupCoreplotView 是本例的重点，所有的描绘设置都在这个函数中进行。CPTPlotRangeFromFloat:length:是一个辅助类以简化 CPTPlotRange 的创建，其实现如下：

-(CPTPlotRange *)CPTPlotRangeFromFloat:(float)location length:(float)length
{
return [CPTPlotRange plotRangeWithLocation:CPTDecimalFromFloat(location) length:CPTDecimalFromFloat(length)];
}

为了支持旋转操作，添加如下代码（注意，本文只考虑了 iOS6 的旋转，这又是 iOS 兼容性不太好的一大明证啊！）：

#pragma mark -
#pragma mark Rotation

-(BOOL)shouldAutorotateToInterfaceOrientation:(UIInterfaceOrientation)toInterfaceOrientation
{
return YES;
}

-(BOOL)shouldAutorotate
{
return YES;
}

4，实现 setupCoreplotViews

先来看效果说明图，此图非常重要，CorePlot常见的概念都在图中有说明，后文会多次引用到该图。



下面，来介绍重点内容，如何使用 CorePlot 对数据进行描绘。

- (void)setupCoreplotViews
{
CPTMutableLineStyle *lineStyle = [CPTMutableLineStyle lineStyle];

// Create graph from theme: 设置主题
//
_graph = [[CPTXYGraph alloc] initWithFrame:CGRectZero];
CPTTheme * theme = [CPTTheme themeNamed:kCPTSlateTheme];
[_graph applyTheme:theme];

CPTGraphHostingView * hostingView = (CPTGraphHostingView *)self.view;
hostingView.collapsesLayers = NO; // Setting to YES reduces GPU memory usage, but can slow drawing/scrolling
hostingView.hostedGraph = _graph;

_graph.paddingLeft = _graph.paddingRight = 10.0;
_graph.paddingTop = _graph.paddingBottom = 10.0;

a）首先，创建了一个可编辑的线条风格 lineStyle，用来描述描绘线条的宽度，颜色和样式等，这个 lineStyle 会被多次用到。

然后，创建基于 xy 轴的图：CPTXYGraph，并设置其主题 CPTTheme，CorePlot 中的主题和日常软件中的换肤概念差不多。目前支持五种主题：kCPTDarkGradientTheme, kCPTPlainBlackTheme, kCPTPlainWhiteTheme, kCPTSlateTheme,kCPTStocksTheme, 最后一种股票主题效果见上面的效果图，而石板色主题
kCPTSlateTheme 效果见下面的效果图。你可以修改此处的代码尝试不同的主题效果，^_^。将 hostingView的 hostedGraph与 _graph 关联起来，也就是说：我们要在 View (CPTGraphHostingView)上画一个基于xy轴的图（CPTXYGraph）。至此，我们接触到CorePlot中的两个概念：宿主view 和图graph。然后我们设置_graph的 padding，这样在图的四周与屏幕边缘之间留有一丝空隙。

// Setup plot space: 设置一屏内可显示的x,y量度范围
//
CPTXYPlotSpace * plotSpace = (CPTXYPlotSpace *)_graph.defaultPlotSpace;
plotSpace.allowsUserInteraction = YES;
plotSpace.xRange = [CPTPlotRange plotRangeWithLocation:CPTDecimalFromFloat(1.0) length:CPTDecimalFromFloat(2.0)];
plotSpace.yRange = [CPTPlotRange plotRangeWithLocation:CPTDecimalFromFloat(1.0) length:CPTDecimalFromFloat(3.0)];

上面的代码设置PlotSpace，这是什么意思呢？x,y二维空间可以无限延伸，但在屏幕上我们可以看到的只是一小部分空间，这部分可视空间就由 Plot Space设置。CPTXYPlotSpace 的 xRange 和 yRange 就设置了一屏内可显示的x，y方向的量度范围。在这里，我们设置x，y轴上的起点都是1.0，然后长度分别为2个和3个单位。请结合上面的说明图理解 PlotSpace 的含义。（注意：说明图中的起点不是1.0，这是因为设置了 allowsUserInteraction 为 YES，我对PlotSpace进行了拖动所导致的）。

// Axes: 设置x,y轴属性，如原点，量度间隔，标签，刻度，颜色等
//
CPTXYAxisSet *axisSet = (CPTXYAxisSet *)_graph.axisSet;

lineStyle.miterLimit = 1.0f;
lineStyle.lineWidth = 2.0;
lineStyle.lineColor = [CPTColor whiteColor];

CPTXYAxis * x = axisSet.xAxis;
x.orthogonalCoordinateDecimal = CPTDecimalFromString(@"2"); // 原点的 x 位置
x.majorIntervalLength = CPTDecimalFromString(@"0.5");   // x轴主刻度：显示数字标签的量度间隔
x.minorTicksPerInterval = 2;    // x轴细分刻度：每一个主刻度范围内显示细分刻度的个数
x.minorTickLineStyle = lineStyle;

// 需要排除的不显示数字的主刻度
NSArray * exclusionRanges = [NSArray arrayWithObjects:
[self CPTPlotRangeFromFloat:0.99 length:0.02],
[self CPTPlotRangeFromFloat:2.99 length:0.02],
nil];
x.labelExclusionRanges = exclusionRanges;

b), 有了 xy 轴图对象，我们可以来对 xy 轴的显示属性进行设置了。通过获取 XYGraph 的 axisSet 来获取轴的集合，集合中就包含了 x,y 轴对象 CPTXYAxis。在这里，设置 x 轴的原点为 2，主刻度的量度间隔为 0.5，每一个主刻度内显示细分刻度的个数为 2 个，并用白色宽度为2的线条来描绘 x 轴。如果有一些刻度的标签我们不想让它显示那该如何呢？很简单，设置轴的排除标签范围 labelExclusionRanges 即可。

同样，我们设置 y 轴的显示属性：

CPTXYAxis * y = axisSet.yAxis;
y.orthogonalCoordinateDecimal = CPTDecimalFromString(@"2"); // 原点的 y 位置
y.majorIntervalLength = CPTDecimalFromString(@"0.5");   // y轴主刻度：显示数字标签的量度间隔
y.minorTicksPerInterval = 4;    // y轴细分刻度：每一个主刻度范围内显示细分刻度的个数
y.minorTickLineStyle = lineStyle;
exclusionRanges = [NSArray arrayWithObjects:
[self CPTPlotRangeFromFloat:1.99 length:0.02],
[self CPTPlotRangeFromFloat:2.99 length:0.02],
nil];
y.labelExclusionRanges = exclusionRanges;
y.delegate = self;

请参考说明图理解上面轴设置的含义。注意，在这里，我设置了 y 轴的 delegate 为自身，这个 delegate 需要实现CPTAxisDelegate 协议，在这里我想要用不同的颜色对 y 轴方向大于等于0和小于0的刻度标签进行区分，因此需要实现该协议方法：axis:shouldUpdateAxisLabelsAtLocations:。

#pragma mark -
#pragma mark Axis Delegate Methods

-(BOOL)axis:(CPTAxis *)axis shouldUpdateAxisLabelsAtLocations:(NSSet *)locations
{
static CPTTextStyle * positiveStyle = nil;
static CPTTextStyle * negativeStyle = nil;

NSNumberFormatter * formatter   = axis.labelFormatter;
CGFloat labelOffset             = axis.labelOffset;
NSDecimalNumber * zero          = [NSDecimalNumber zero];

NSMutableSet * newLabels        = [NSMutableSet set];

for (NSDecimalNumber * tickLocation in locations) {
CPTTextStyle *theLabelTextStyle;

if ([tickLocation isGreaterThanOrEqualTo:zero]) {
if (!positiveStyle) {
CPTMutableTextStyle * newStyle = [axis.labelTextStyle mutableCopy];
newStyle.color = [CPTColor greenColor];
positiveStyle  = newStyle;
}

theLabelTextStyle = positiveStyle;
}
else {
if (!negativeStyle) {
CPTMutableTextStyle * newStyle = [axis.labelTextStyle mutableCopy];
newStyle.color = [CPTColor redColor];
negativeStyle  = newStyle;
}

theLabelTextStyle = negativeStyle;
}

NSString * labelString      = [formatter stringForObjectValue:tickLocation];
CPTTextLayer * newLabelLayer= [[CPTTextLayer alloc] initWithText:labelString style:theLabelTextStyle];

CPTAxisLabel * newLabel     = [[CPTAxisLabel alloc] initWithContentLayer:newLabelLayer];
newLabel.tickLocation       = tickLocation.decimalValue;
newLabel.offset             = labelOffset;

[newLabels addObject:newLabel];
}

axis.axisLabels = newLabels;

return NO;
}

在上面的代码中，对于 y 轴上大于等于0的刻度标签用绿色描绘，而小于0的刻度标签用红色描绘。因为在这里我们自己设置了轴标签的描绘，所以这个方法返回 NO 告诉系统不需要使用系统的标签描绘设置了。其效果如下：



至此，xy轴部分的描绘设置完成。

c) 下面我们向图中添加曲线的描绘：

// Create a red-blue plot area
//
lineStyle.miterLimit        = 1.0f;
lineStyle.lineWidth         = 3.0f;
lineStyle.lineColor         = [CPTColor blueColor];

CPTScatterPlot * boundLinePlot  = [[CPTScatterPlot alloc] init];
boundLinePlot.dataLineStyle = lineStyle;
boundLinePlot.identifier    = BLUE_PLOT_IDENTIFIER;
boundLinePlot.dataSource    = self;

// Do a red-blue gradient: 渐变色区域
//
CPTColor * blueColor        = [CPTColor colorWithComponentRed:0.3 green:0.3 blue:1.0 alpha:0.8];
CPTColor * redColor         = [CPTColor colorWithComponentRed:1.0 green:0.3 blue:0.3 alpha:0.8];
CPTGradient * areaGradient1 = [CPTGradient gradientWithBeginningColor:blueColor
endingColor:redColor];
areaGradient1.angle = -90.0f;
CPTFill * areaGradientFill  = [CPTFill fillWithGradient:areaGradient1];
boundLinePlot.areaFill      = areaGradientFill;
boundLinePlot.areaBaseValue = [[NSDecimalNumber numberWithFloat:1.0] decimalValue]; // 渐变色的起点位置

// Add plot symbols: 表示数值的符号的形状
//
CPTMutableLineStyle * symbolLineStyle = [CPTMutableLineStyle lineStyle];
symbolLineStyle.lineColor = [CPTColor blackColor];
symbolLineStyle.lineWidth = 2.0;

CPTPlotSymbol * plotSymbol = [CPTPlotSymbol ellipsePlotSymbol];
plotSymbol.fill          = [CPTFill fillWithColor:[CPTColor blueColor]];
plotSymbol.lineStyle     = symbolLineStyle;
plotSymbol.size          = CGSizeMake(10.0, 10.0);
boundLinePlot.plotSymbol = plotSymbol;

[_graph addPlot:boundLinePlot];

首先，添加一个由红到蓝渐变的曲线图 CPTScatterPlot，设置该曲线图的曲线线条颜色为蓝色，宽度为3，标识为 @"Blue Plot"，数据源 datasource 为自身。注意：一个图中可以有多个曲线图，每个曲线图通过其 identifier 进行唯一标识。 数据源将在后面介绍。如果我们不仅仅是描绘曲线，还想描绘曲线覆盖的区域，那么就要设置曲线图的区域填充颜色 areaFill，并设置 areaBaseValue。areaBaseValue就是设置该填充颜色从哪个值开始描述，比如本例是从1.0开始描绘（见上图中红色部分开始的位置为
y=1）。在这里我们设置的填充颜色为从红色变到蓝色的渐变色 CPTGradient，CPTGradient默认的变化开始色从x轴左边变化到右边的结束色，如下图所示：



在本例中，将渐变色旋转-90度（即顺时针方向旋转90度），使得红色在下面，蓝色在上面（见说明图）。 对于曲线上的数值点用什么样的符号来表示呢？这就是CPTPlotSymbol 发挥作用的时候了，在这里是用蓝色的实心圆点来表示具体的数值。

d), 有了蓝红曲线图的介绍，下面再来添加一个破折线风格的绿色曲线图：

// Create a green plot area: 画破折线
//
lineStyle                = [CPTMutableLineStyle lineStyle];
lineStyle.lineWidth      = 3.f;
lineStyle.lineColor      = [CPTColor greenColor];
lineStyle.dashPattern    = [NSArray arrayWithObjects:
[NSNumber numberWithFloat:5.0f],
[NSNumber numberWithFloat:5.0f], nil];

CPTScatterPlot * dataSourceLinePlot = [[CPTScatterPlot alloc] init];
dataSourceLinePlot.dataLineStyle = lineStyle;
dataSourceLinePlot.identifier = GREEN_PLOT_IDENTIFIER;
dataSourceLinePlot.dataSource = self;

// Put an area gradient under the plot above
//
CPTColor * areaColor            = [CPTColor colorWithComponentRed:0.3 green:1.0 blue:0.3 alpha:0.8];
CPTGradient * areaGradient      = [CPTGradient gradientWithBeginningColor:areaColor
endingColor:[CPTColor clearColor]];
areaGradient.angle              = -90.0f;
areaGradientFill                = [CPTFill fillWithGradient:areaGradient];
dataSourceLinePlot.areaFill     = areaGradientFill;
dataSourceLinePlot.areaBaseValue= CPTDecimalFromString(@"1.75");

// Animate in the new plot: 淡入动画
dataSourceLinePlot.opacity = 0.0f;

CABasicAnimation *fadeInAnimation = [CABasicAnimation animationWithKeyPath:@"opacity"];
fadeInAnimation.duration            = 3.0f;
fadeInAnimation.removedOnCompletion = NO;
fadeInAnimation.fillMode            = kCAFillModeForwards;
fadeInAnimation.toValue             = [NSNumber numberWithFloat:1.0];
[dataSourceLinePlot addAnimation:fadeInAnimation forKey:@"animateOpacity"];

[_graph addPlot:dataSourceLinePlot];

上面的代码与前面的红蓝渐变曲线图结构大体相同，只不过在这里使用的市破折线风格的线条，并且没有使用特殊符号对数值点进行描绘。在这里，我们添加了一个有意思的淡入动画。

至此，描绘相关设置就完成了。先来回顾一下整个步骤：

a) 在 CPTGraphHostingView 上放置一个 xy 轴图 CPTXYGraph；

b) 然后对 xy 轴图进行设置，设置其主题，可视空间 CPTPlotSpace，以及两个轴 CPTXYAxis；

c) 然后在 xy 轴图上添加红蓝渐变的曲线图CPTScatterPlot；

d) 然后在 xy 轴图上添加绿色破折线曲线图CPTScatterPlot；

e) 最后，我们来初始化一些演示数据，从而结束 setupCoreplotViews 方法的介绍。

// Add some initial data
//
_dataForPlot = [NSMutableArray arrayWithCapacity:100];
NSUInteger i;
for ( i = 0; i < 100; i++ ) {
id x = [NSNumber numberWithFloat:0 + i * 0.05];
id y = [NSNumber numberWithFloat:1.2 * rand() / (float)RAND_MAX + 1.2];
[_dataForPlot addObject:[NSMutableDictionary dictionaryWithObjectsAndKeys:x, @"x", y, @"y", nil]];
}

5，实现数据源协议

#pragma mark -
#pragma mark Plot Data Source Methods

-(NSUInteger)numberOfRecordsForPlot:(CPTPlot *)plot
{
return [_dataForPlot count];
}

-(NSNumber *)numberForPlot:(CPTPlot *)plot field:(NSUInteger)fieldEnum recordIndex:(NSUInteger)index
{
NSString * key = (fieldEnum == CPTScatterPlotFieldX ? @"x" : @"y");
NSNumber * num = [[_dataForPlot objectAtIndex:index] valueForKey:key];

// Green plot gets shifted above the blue
if ([(NSString *)plot.identifier isEqualToString:GREEN_PLOT_IDENTIFIER]) {
if (fieldEnum == CPTScatterPlotFieldY) {
num = [NSNumber numberWithDouble:[num doubleValue] + 1.0];
}
}

return num;
}

和 NSTableView 相似，我们需要提供数据的个数，以及对应x/y轴的数据。至此，编译允许，你就能看到如期的效果：绿色破折线曲线图淡入，然后整个xy轴图就呈现在你面前，并且该图是允许你拖拽的，不妨多拖拽下，以更好地理解 CorePlot 中各种概念属性的含义。

6，动态修改 CPTPlotSpace 的范围

为了让例子更有趣一点，在 SetupCoreplotViews 的末尾添加如下代码：

[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(changePlotRange) userInfo:nil repeats:YES];

并实现 changePlotRange 方法：

-(void)changePlotRange
{
// Change plot space
CPTXYPlotSpace * plotSpace = (CPTXYPlotSpace *)_graph.defaultPlotSpace;

plotSpace.xRange = [self CPTPlotRangeFromFloat:0.0 length:(3.0 + 2.0 * rand() / RAND_MAX)];
plotSpace.yRange = [self CPTPlotRangeFromFloat:0.0 length:(3.0 + 2.0 * rand() / RAND_MAX)];
}

四，Core Plot 框架结构分析