如何利用SwiftUI实现可缩放的图片预览器

目录

• 前言
• 实现过程
• 程序的初步构想
• 显示 UIImage
• 双击缩放
• 放大手势缩放
• 预览任意 View
• 将 UIImage 从 LBJImagePreviewer 剥离
• 源码
• 总结

前言

在开发中，我们经常会遇到点击图片查看大图的需求。在 Apple 的推动下，iOS 开发必定会从 UIKit 慢慢向 SwiftUI 转变。为了更好地适应这一趋势，今天我们用 SwiftUI 实现一个可缩放的图片预览器。

实现过程

程序的初步构想

要做一个程序，首先肯定是给它起个名字。既然是图片预览器（Image Previewer），再加上我自己习惯用的前缀 LBJ，就把它命名为 LBJImagePreviewer 吧。

既然是图片预览器，所以需要外部提供图片给我们；然后是可缩放，所以需要一个最大的缩放倍数。有了这些思考，可以把 LBJImagePreviewer 简单定义为：

import SwiftUI

public struct LBJImagePreviewer: View {

  private let uiImage: UIImage
  private let maxScale: CGFloat

  public init(uiImage: UIImage, maxScale: CGFloat = LBJImagePreviewerConstants.defaultMaxScale) {
    self.uiImage = uiImage
    self.maxScale = maxScale
  }

  public var body: some View {
    EmptyView()
  }
}

public enum LBJImagePreviewerConstants {
  public static let defaultMaxScale: CGFloat = 16
}

在上面代码中，给 maxScale 设置了一个默认值。

另外还可以看到 maxScale 的默认值是通过 LBJImagePreviewerConstants.defaultMaxScale 来设置的，而不是直接写 16，这样做的目的是把代码中用到的数值和经验值等整理到一个地方，方便后续的修改。这是一个好的编程习惯。

细心的读者可能还会注意到 LBJImagePreviewerConstants 是一个 enum 类型。为什么不用 struct 或者 class 呢？

在 Swift 中定义静态方法，class / struct / enum 三者如何选择？

在开发过程中，我们经常会遇到需要定义一些静态方法的需求。通常我们会想到用 class 和 struct 去定义，然而却忽略了 enum 也可以拥有静态方法。那么问题来了：既然三者都可以定义静态方法，那么我们应该如何选择？
下面直接给出答案：

• class：class 是引用类型，支持继承。如果你需要这两个特性，那么选择 class。
• struct：struct 是值类型，不支持继承。如果你需要值类型，并且某些时候需要这个类型的实例，那么用 struct。
• enum：enum 也是值类型，一般用来定义一组相关的值。如果我们想要的静态方法是一系列的工具，不需要任何的实例化和继承，那么用 enum 最合适。

另外，其实这个规则也适用于静态变量。

显示 UIImage

当用户点开图片预览器，当然是希望图片等比例占据整个图片预览器，所以需要知道图片预览器当前的尺寸和图片尺寸，从而通过计算让图片等比例占据整个图片预览器。

图片预览器当前的尺寸可以通过 GeometryReader 得到；图片大小可以直接从 UIImage 得到。所以我们可以把

LBJImagePreviewer 的 body 定义如下：

public struct LBJImagePreviewer: View {
  public var body: some View {
    GeometryReader { geometry in                  // 用于获取图片预览器所占据的尺寸
      let imageSize = imageSize(fits: geometry)   // 计算图片等比例铺满整个预览器时的尺寸
      ScrollView([.vertical, .horizontal]) {
        imageContent
          .frame(
            width: imageSize.width,
            height: imageSize.height
          )
          .padding(.vertical, (max(0, geometry.size.height - imageSize.height) / 2))  // 让图片在预览器垂直方向上居中
      }
      .background(Color.black)
    }
    .ignoresSafeArea()
  }
}

private extension LBJImagePreviewer {
  var imageContent: some View {
    Image(uiImage: uiImage)
      .resizable()
      .aspectRatio(contentMode: .fit)
  }

  /// 计算图片等比例铺满整个预览器时的尺寸
  func imageSize(fits geometry: GeometryProxy) -> CGSize {
      let hZoom = geometry.size.width / uiImage.size.width
      let vZoom = geometry.size.height / uiImage.size.height
      return uiImage.size * min(hZoom, vZoom)
  }
}

extension CGSize {
  /// CGSize 乘以 CGFloat
  static func * (lhs: Self, rhs: CGFloat) -> CGSize {
    CGSize(width: lhs.width * rhs, height: lhs.height * rhs)
  }
}

这样我们就把图片用 ScrollView 显示出来了。

双击缩放

想要 ScrollView 的内容可以滚动起来，必须要让它的尺寸大于 ScrollView 的尺寸。沿着这个思路可以想到，我们可修改 imageContent 的大小来实现放大缩小，也就是修改下面这个 frame:

imageContent
  .frame(
    width: imageSize.width,
    height: imageSize.height
  )

我们通过用 imageSize(fits: geometry) 的返回值乘以一个倍数，就可以改变 frame 的大小。这个倍数就是放大的倍数。因此我们定义一个变量记录倍数，然后通过双击手势改变它，就能把图片放大缩小，有变动的代码如下：

// 当前的放大倍数
@State
private var zoomScale: CGFloat = 1

public var body: some View {
  GeometryReader { geometry in
    let zoomedImageSize = zoomedImageSize(fits: geometry)
    ScrollView([.vertical, .horizontal]) {
      imageContent
        .gesture(doubleTapGesture())
        .frame(
          width: zoomedImageSize.width,
          height: zoomedImageSize.height
        )
        .padding(.vertical, (max(0, geometry.size.height - zoomedImageSize.height) / 2))
    }
    .background(Color.black)
  }
  .ignoresSafeArea()
}

// 双击手势
func doubleTapGesture() -> some Gesture {
  TapGesture(count: 2)
    .onEnded {
      withAnimation {
        if zoomScale > 1 {
          zoomScale = 1
        } else {
          zoomScale = maxScale
        }
      }
    }
}

// 缩放时图片的大小
func zoomedImageSize(fits geometry: GeometryProxy) -> CGSize {
  imageSize(fits: geometry) * zoomScale
}

放大手势缩放

放大手势缩放的原理与双击一样，都是想办法通过修改 zoomScale 来达到缩放图片的目的。SwiftUI 中的放大手势是 MagnificationGesture。代码变动如下：

// 稳定的放大倍数，放大手势以此为基准来改变 zoomScale 的值
@State
private var steadyStateZoomScale: CGFloat = 1

// 放大手势缩放过程中产生的倍数变化
@GestureState
private var gestureZoomScale: CGFloat = 1

// 变成了只读属性，当前图片被放大的倍数
var zoomScale: CGFloat {
  steadyStateZoomScale * gestureZoomScale
}

func zoomGesture() -> some Gesture {
  MagnificationGesture()
    .updating($gestureZoomScale) { latestGestureScale, gestureZoomScale, _ in
      // 缩放过程中，不断地更新 `gestureZoomScale` 的值
      gestureZoomScale = latestGestureScale
    }
    .onEnded { gestureScaleAtEnd in
      // 手势结束，更新 steadyStateZoomScale 的值；
      // 此时 gestureZoomScale 的值会被重置为初始值 1
      steadyStateZoomScale *= gestureScaleAtEnd
      makeSureZoomScaleInBounds()
    }
}

// 确保放大倍数在我们设置的范围内；Haptics 是加上震动效果
func makeSureZoomScaleInBounds() {
  withAnimation {
    if steadyStateZoomScale < 1 {
      steadyStateZoomScale = 1
      Haptics.impact(.light)
    } else if steadyStateZoomScale > maxScale {
      steadyStateZoomScale = maxScale
      Haptics.impact(.light)
    }
  }
}

// Haptics.swift
enum Haptics {
  static func impact(_ style: UIImpactFeedbackGenerator.FeedbackStyle) {
    let generator = UIImpactFeedbackGenerator(style: style)
    generator.impactOccurred()
  }
}

到目前为止，我们的图片预览器就实现了。是不是很简单？🤣🤣🤣

但是仔细回顾一下代码，目前这个图片预览器只支持 UIImage 的预览。如果预览器的用户查看的图片是 Image 呢？又或者是其他任何通过 View 来显示的图片呢？所以我们还得进一步增强预览器的可用性。

预览任意 View

既然是任意 View，很容易想到泛型。我们可以将 LBJImagePreviewer 定义为泛型。代码变动如下：

public struct LBJImagePreviewer<Content: View>: View {
  private let uiImage: UIImage?
  private let contentInfo: (content: Content, aspectRatio: CGFloat)?
  private let maxScale: CGFloat
  
  public init(
    uiImage: UIImage,
    maxScale: CGFloat = LBJImagePreviewerConstants.defaultMaxScale
  ) {
    self.uiImage = uiImage
    self.contentInfo = nil
    self.maxScale = maxScale
  }
  
  public init(
    content: Content,
    aspectRatio: CGFloat,
    maxScale: CGFloat = LBJImagePreviewerConstants.defaultMaxScale
  ) {
    self.uiImage = nil
    self.contentInfo = (content, aspectRatio)
    self.maxScale = maxScale
  }
  
  @ViewBuilder
  var imageContent: some View {
    if let uiImage = uiImage {
      Image(uiImage: uiImage)
        .resizable()
        .aspectRatio(contentMode: .fit)
    } else if let content = contentInfo?.content {
      if let image = content as? Image {
        image.resizable()
      } else {
        content
      }
    }
  }
  
  func imageSize(fits geometry: GeometryProxy) -> CGSize {
    if let uiImage = uiImage {
      let hZoom = geometry.size.width / uiImage.size.width
      let vZoom = geometry.size.height / uiImage.size.height
      return uiImage.size * min(hZoom, vZoom)
      
    } else if let contentInfo = contentInfo {
      let geoRatio = geometry.size.width / geometry.size.height
      let imageRatio = contentInfo.aspectRatio
      
      let width: CGFloat
      let height: CGFloat
      if imageRatio < geoRatio {
        height = geometry.size.height
        width = height * imageRatio
      } else {
        width = geometry.size.width
        height = width / imageRatio
      }
      
      return .init(width: width, height: height)
    }
    
    return .zero
  }
}

从代码中可以看到，如果是用 content 来初始化预览器，还需要传入 aspectRatio (宽高比)，因为不能从传入的 content 得到它的比例，所以需要外部告诉我们。

通过修改，目前的图片预览器就可以支持任意 View 的缩放了。但如果我们就是要预览 UIImage，在初始化预览器的时候，它还要求指定泛型的具体类型。例如：

// EmptyView 可以换成其他任意遵循 `View` 协议的类型
LBJImagePreviewer<EmptyView>(uiImage: UIImage(named: "IMG_0001")!)

如果不加上 <EmptyView> 就会报错，这显然是不合理的设计。我们还得进一步优化。

将 UIImage 从 LBJImagePreviewer 剥离

在预览 UIImage 时，不需要用到任何与泛型有关的代码，所以只能将 UIImage 从 LBJImagePreviewer 剥离出来。

从复用代码的角度出发，我们可以想到新定义一个 LBJUIImagePreviewer 专门用于预览 UIImage，内部实现直接调用 LBJImagePreviewer 即可。

LBJUIImagePreviewer 的代码如下：

public struct LBJUIImagePreviewer: View {

  private let uiImage: UIImage
  private let maxScale: CGFloat

  public init(
    uiImage: UIImage,
    maxScale: CGFloat = LBJImagePreviewerConstants.defaultMaxScale
  ) {
    self.uiImage = uiImage
    self.maxScale = maxScale
  }

  public var body: some View {
    // LBJImagePreviewer 重命名为 LBJViewZoomer
    LBJViewZoomer(
      content: Image(uiImage: uiImage),
      aspectRatio: uiImage.size.width / uiImage.size.height,
      maxScale: maxScale
    )
  }
}

将 UIImage 从 LBJImagePreviewer 剥离后，LBJImagePreviewer 的职责只负责缩放 View，所以应该给它重命名，我将它改为 LBJViewZoomer。完整代码如下：

public struct LBJViewZoomer<Content: View>: View {

  private let contentInfo: (content: Content, aspectRatio: CGFloat)
  private let maxScale: CGFloat

  public init(
    content: Content,
    aspectRatio: CGFloat,
    maxScale: CGFloat = LBJImagePreviewerConstants.defaultMaxScale
  ) {
    self.contentInfo = (content, aspectRatio)
    self.maxScale = maxScale
  }

  @State
  private var steadyStateZoomScale: CGFloat = 1

  @GestureState
  private var gestureZoomScale: CGFloat = 1

  public var body: some View {
    GeometryReader { geometry in
      let zoomedImageSize = zoomedImageSize(in: geometry)
      ScrollView([.vertical, .horizontal]) {
        imageContent
          .gesture(doubleTapGesture())
          .gesture(zoomGesture())
          .frame(
            width: zoomedImageSize.width,
            height: zoomedImageSize.height
          )
          .padding(.vertical, (max(0, geometry.size.height - zoomedImageSize.height) / 2))
      }
      .background(Color.black)
    }
    .ignoresSafeArea()
  }
}

// MARK: - Subviews
private extension LBJViewZoomer {
  @ViewBuilder
  var imageContent: some View {
    if let image = contentInfo.content as? Image {
      image
        .resizable()
        .aspectRatio(contentMode: .fit)
    } else {
      contentInfo.content
    }
  }
}

// MARK: - Gestures
private extension LBJViewZoomer {

  // MARK: Tap

  func doubleTapGesture() -> some Gesture {
    TapGesture(count: 2)
      .onEnded {
        withAnimation {
          if zoomScale > 1 {
            steadyStateZoomScale = 1
          } else {
            steadyStateZoomScale = maxScale
          }
        }
      }
  }

  // MARK: Zoom

  var zoomScale: CGFloat {
    steadyStateZoomScale * gestureZoomScale
  }

  func zoomGesture() -> some Gesture {
    MagnificationGesture()
      .updating($gestureZoomScale) { latestGestureScale, gestureZoomScale, _ in
        gestureZoomScale = latestGestureScale
      }
      .onEnded { gestureScaleAtEnd in
        steadyStateZoomScale *= gestureScaleAtEnd
        makeSureZoomScaleInBounds()
      }
  }

  func makeSureZoomScaleInBounds() {
    withAnimation {
      if steadyStateZoomScale < 1 {
        steadyStateZoomScale = 1
        Haptics.impact(.light)
      } else if steadyStateZoomScale > maxScale {
        steadyStateZoomScale = maxScale
        Haptics.impact(.light)
      }
    }
  }
}

// MARK: - Helper Methods
private extension LBJViewZoomer {

  func imageSize(fits geometry: GeometryProxy) -> CGSize {
    let geoRatio = geometry.size.width / geometry.size.height
    let imageRatio = contentInfo.aspectRatio

    let width: CGFloat
    let height: CGFloat
    if imageRatio < geoRatio {
      height = geometry.size.height
      width = height * imageRatio
    } else {
      width = geometry.size.width
      height = width / imageRatio
    }

    return .init(width: width, height: height)
  }

  func zoomedImageSize(in geometry: GeometryProxy) -> CGSize {
    imageSize(fits: geometry) * zoomScale
  }
}

另外，为了方便预览 Image 类型的图片，我们可以定义一个类型：

public typealias LBJImagePreviewer = LBJViewZoomer<Image>

至此，我们的图片预览器就真正完成了。我们一共给外部暴露了三个类型：

LBJUIImagePreviewer
LBJImagePreviewer
LBJViewZoomer

源码

我已经将图片预览器制作成一个 Swift Package，大家可以点击查看。LBJImagePreviewer

在源码中，我在 LBJViewZoomer 多添加了一个属性 doubleTapScale，表示双击放大时的倍数，进一步优化用户使用体验。

总结

这个图片预览器的实现难度并不高，关键点在于对 ScrollView 和放大手势的理解。
存在问题

双击放大时，图片只能从中间位置放大，无法在点击位置放大。（目前 ScrollView 无法手动设置 contentOffset，等待 ScrollView 更新以解决这个问题。）