前言

現(xiàn)在大部分的智能移動設備通過自動旋轉(zhuǎn)，能夠自動切換去呈現(xiàn)最適合當前屏幕顯示的內(nèi)容，無疑大大提升了使用者的用戶體驗。不過作為開發(fā)者，想要達到完美的適配效果，還是要下一番功夫鉆研嘗試才能做得的。筆者就根據(jù)自己適配屏幕自動旋轉(zhuǎn)的工作經(jīng)驗，在此做一點總結(jié)。

硬件原理

為了檢測設備（最關鍵的就是面子——屏幕）當前在三維空間中的朝向，現(xiàn)在的智能設備都內(nèi)置了加速計。這一部分完全參照來源【1】：

通過感知特定方向的慣性力總量，加速計可以測量出加速度和重力，ios設備內(nèi)的加速計是一個三軸加速計，這意味著它能夠檢測出三維空間中的運動或重力引力。因此加速計不但可以指示握持電話的方式（如自動旋轉(zhuǎn)功能），而且如果電話放在桌子上的話還可以指示電話的正面朝上還是朝下。

加速計可以測量g引力（g代表重力），因此加速計返回值為1.0時，表示在特定的方向上感知到1g。

• 如果是靜止握持iphone而沒有任何運動，那么地球引力對其施加的力大約為1g
• 如果是縱向豎直握持，那么設備會檢測并報告在其y軸上施加的力大約為1g
• 如果是以一定的角度握持，那么1g的力會分布到不同的軸上，這取決于握持的方式，在以45度握持時，1g的力會均勻的分解到兩個軸上。如果檢測到加速計值遠大于1g，那么可以判斷是突然運動，，正常使用時加速計在任何一個軸上都不會檢測到遠大于1g的值，如果搖動、墜落或投擲設備，那么加速計便會在一個或多個軸上檢測到很大的力。

下圖所示加速計所使用的三軸結(jié)構(gòu)

當然，如今的智能手機里往往不光內(nèi)置了加速計，往往還有陀螺儀。這一方面的知識就由大家自行去挖掘吧，很多游戲都是利用它去實現(xiàn)很自然的操作感。

軟件適配

朝向定義

既然硬件能獲取到當前屏幕的朝向，蘋果的SDK也一定會為開發(fā)者提供接口指定有哪些朝向可選，以及如何獲取到當前朝向。在 UIDevice.h 以及 UIApplication.h 中可見其定義如下：

7種設備朝向：

typedef NS_ENUM(NSInteger, UIDeviceOrientation) {
    UIDeviceOrientationUnknown,
    UIDeviceOrientationPortrait,            // Device oriented vertically, home button on the bottom
    UIDeviceOrientationPortraitUpsideDown,  // Device oriented vertically, home button on the top
    UIDeviceOrientationLandscapeLeft,       // Device oriented horizontally, home button on the right
    UIDeviceOrientationLandscapeRight,      // Device oriented horizontally, home button on the left
    UIDeviceOrientationFaceUp,              // Device oriented flat, face up
    UIDeviceOrientationFaceDown             // Device oriented flat, face down
} __TVOS_PROHIBITED;

5種界面朝向：

// Note that UIInterfaceOrientationLandscapeLeft is equal to UIDeviceOrientationLandscapeRight (and vice versa).
// This is because rotating the device to the left requires rotating the content to the right.
typedef NS_ENUM(NSInteger, UIInterfaceOrientation) {
    UIInterfaceOrientationUnknown            = UIDeviceOrientationUnknown,
    UIInterfaceOrientationPortrait           = UIDeviceOrientationPortrait,
    UIInterfaceOrientationPortraitUpsideDown = UIDeviceOrientationPortraitUpsideDown,
    UIInterfaceOrientationLandscapeLeft      = UIDeviceOrientationLandscapeRight,
    UIInterfaceOrientationLandscapeRight     = UIDeviceOrientationLandscapeLeft
} __TVOS_PROHIBITED;

可見二者的枚舉值相互之間對應得上。

另外還有可組合使用的OrientationMask定義，通常在頁面聲明支持的朝向時用到，后面再展開討論。

typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, UIInterfaceOrientationMask) {
    UIInterfaceOrientationMaskPortrait = (1 << UIInterfaceOrientationPortrait),
    UIInterfaceOrientationMaskLandscapeLeft = (1 << UIInterfaceOrientationLandscapeLeft),
    UIInterfaceOrientationMaskLandscapeRight = (1 << UIInterfaceOrientationLandscapeRight),
    UIInterfaceOrientationMaskPortraitUpsideDown = (1 << UIInterfaceOrientationPortraitUpsideDown),
    UIInterfaceOrientationMaskLandscape = (UIInterfaceOrientationMaskLandscapeLeft | UIInterfaceOrientationMaskLandscapeRight),
    UIInterfaceOrientationMaskAll = (UIInterfaceOrientationMaskPortrait | UIInterfaceOrientationMaskLandscapeLeft | UIInterfaceOrientationMaskLandscapeRight | UIInterfaceOrientationMaskPortraitUpsideDown),
    UIInterfaceOrientationMaskAllButUpsideDown = (UIInterfaceOrientationMaskPortrait | UIInterfaceOrientationMaskLandscapeLeft | UIInterfaceOrientationMaskLandscapeRight),
} __TVOS_PROHIBITED;

朝向獲取和設置

有了朝向的定義，該如何獲取當前的朝向取值呢？
如果是要獲取設備朝向，可以直接通過 UIDevice 實例的屬性

// return current device orientation.  this will return UIDeviceOrientationUnknown unless device orientation notifications are being generated.
@property(nonatomic,readonly) UIDeviceOrientation orientation __TVOS_PROHIBITED;       

需要注意注釋的內(nèi)容，也就是必須首先在 UIDevice 朝向通知生成之后才可以正常獲取朝向數(shù)據(jù)。

也就是要監(jiān)聽UIDevice拋出的系統(tǒng)通知 UIDeviceOrientationDidChangeNotification

[[NSNotificationCenter defaultCenter]addObserver:self 
selector:@selector(updateOrientation:) 
name:UIDeviceOrientationDidChangeNotification object:nil];

不過這里其實有一點小坑，那就是還有一對關鍵的接口蘋果沒有直接告訴你，那就是

- (void)beginGeneratingDeviceOrientationNotifications __TVOS_PROHIBITED;      // nestable
- (void)endGeneratingDeviceOrientationNotifications __TVOS_PROHIBITED;

必須要在調(diào)用前者之后，才會在每次設備朝向變化時觸發(fā) UIDeviceOrientationDidChangeNotification 通知。
不過沒有必要的話，也要及時調(diào)用后者去結(jié)束對加速計數(shù)據(jù)的獲取，默默的為用戶電池續(xù)航助力。

類似的，也同樣可以通過監(jiān)聽下面兩個通知去獲取UIInterfaceOrientation的變化：

UIKIT_EXTERN NSString *const UIApplicationWillChangeStatusBarOrientationNotification __TVOS_PROHIBITED; // userInfo contains NSNumber with new orientation
UIKIT_EXTERN NSString *const UIApplicationDidChangeStatusBarOrientationNotification __TVOS_PROHIBITED;  // userInfo contains NSNumber with old orientation

二者的差異關鍵是在notification的userInfo中攜帶的值，一個是新的朝向值，一個是舊的朝向值，可不要搞反了哦。

再有是通過UIApplication的下面這個屬性也可以獲取界面朝向。

// Explicit setting of the status bar orientation is more limited in iOS 6.0 and later.
@property(readwrite, nonatomic) UIInterfaceOrientation statusBarOrientation NS_DEPRECATED_IOS(2_0, 9_0) __TVOS_PROHIBITED;

有的同學可能會有疑問，DeviceOrientation 和 StatusBarOrientation是否可以等同使用？關于這個問題，有句話說的好：

紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行

動手試一試就會明白，二者實則有著本質(zhì)不同。

真相在此：前者是指示設備朝向，而后者則是指示當前界面中狀態(tài)欄的朝向；在[UIDevice beginGeneratingDeviceOrientationNotifications]之后，每次設備旋轉(zhuǎn)，都會有UIDeviceOrientationDidChangeNotification的通知生成，而 UIApplicationWillChangeStatusBarOrientationNotification 則是當前顯示controller支持對應的InterfaceOrientation時才會觸發(fā)。

所以可能會出現(xiàn)這種情況，DeviceOrientation 值 為UIDeviceOrientationLandscapeLeft，但InterfaceOrientation 值卻是 UIInterfaceOrientationPortrait，下圖就是典型的例子：

另外，某些應用場景下，還需要去手動設置屏幕旋轉(zhuǎn)，比如播放器往往都既支持自動旋轉(zhuǎn)屏幕去切換全屏播放，同時也允許用戶去手動切換全屏或小屏播放。但翻看了半天API描述和文檔，要么就是不提供接口，要么就是警告設置受限，那要怎么做呢？其實很簡單，只要兩行代碼搞定：

NSNumber *value = @(UIInterfaceOrientationPortrait);//或者別的想要的值
[[UIDevice currentDevice] setValue:value forKey:@"orientation"];

App及頁面適配

• App全局配置

App中全局配置支持朝向的地方，最方便的就是在工程的Target中了，如圖所示：

理所當然全局配置其優(yōu)先級當然是最高的，即使某個頁面聲明支持某Orientation，但全局配置中并沒有選中對應的Device Orientation，是不會起效的。

• 單個頁面配置
  具體到某個頁面（controller）層級的配置，UIViewController提供了如下的回調(diào)方法

    // New Autorotation support.
    - (BOOL)shouldAutorotate NS_AVAILABLE_IOS(6_0) __TVOS_PROHIBITED;
    - (UIInterfaceOrientationMask)supportedInterfaceOrientations NS_AVAILABLE_IOS(6_0) __TVOS_PROHIBITED;
    // Returns interface orientation masks.
    - (UIInterfaceOrientation)preferredInterfaceOrientationForPresentation NS_AVAILABLE_IOS(6_0) __TVOS_PROHIBITED;
  

第一個方法在首次進入controller以及屏幕方向未鎖定且觸發(fā)旋轉(zhuǎn)時會被系統(tǒng)調(diào)用（且不重寫的話，默認返回值為YES），如果返回NO，那么表明該頁面不支持對屏幕旋轉(zhuǎn)做適配；若返回YES，則表明支持旋轉(zhuǎn)，但具體適配了哪幾個朝向，則依賴于supportedInterfaceOrientations 方法的返回值，也就是UIInterfaceOrientationMask類型的Option組合。

看起來并不復雜對不對？在設定了App的全局配置，并在相應的controller中實現(xiàn)了這些回調(diào)之后發(fā)現(xiàn)，有同學可能會失望地發(fā)現(xiàn)，設備旋轉(zhuǎn)時這些方法卻并沒有期望地那樣被調(diào)到，這是為什么呢？

通過反復驗證，發(fā)現(xiàn)其實系統(tǒng)確實會調(diào)用這個方法，但默認執(zhí)行粒度是到系統(tǒng)級的 Container View Controller(UINavigationController/UITabBarController)為止（其實直接掛在UIWindow上作為其rootViewController的UIViewController對象的 shouldAutoRotate 方法也會得到調(diào)用，但畢竟大多數(shù)情況下，我們不會用這么簡單的組合結(jié)構(gòu)的）。所以我們額外需要實現(xiàn)的一步，就是轉(zhuǎn)發(fā)這個調(diào)用消息到我們真正想要處理的那個controller上。當然，可以通過hook系統(tǒng)類的對應方法去做實現(xiàn)，但筆者采用的是在自行定義的UINavigationController繼承類中重寫這些方法：

#pragma mark Orientation

- (BOOL)shouldAutorotate
{
    BOOL shouldAutorotate = NO;
    UIViewController *viewController;
    if (IOS_VERSION_FLOAT_VALUE >= 8.0)
    {
        viewController = [self visibleViewController];
    }
    else
    {
        viewController = [self topViewController];
    }
    
    if ([viewController isKindOfClass:K12RootViewController.class] && ((K12RootViewController *)viewController).visibleNav) {
        viewController = ((K12RootViewController *)viewController).visibleNav;
    }
    
    if (viewController.ht_currentChildViewController) {
        viewController = viewController.ht_currentChildViewController;
    }
    
    
    if ([viewController isKindOfClass:[UIViewController class]])
    {
        shouldAutorotate = [(UIViewController *)viewController shouldAutorotate];
    }
    
    //彈框也要支持旋轉(zhuǎn)
    if ([viewController isKindOfClass:K12PlayerController.class] || ((IOS_VERSION_FLOAT_VALUE >= 8.0) ? [viewController isKindOfClass:UIAlertController.class] : NO)) {
        return YES;
    }
    else {
        return NO;
    }
    return shouldAutorotate;;
}

- (UIInterfaceOrientationMask)supportedInterfaceOrientations
{    
    NSUInteger supportedInterfaceOrientations = UIInterfaceOrientationMaskPortrait;
    UIViewController *viewController;
    if (IOS_VERSION_FLOAT_VALUE >= 8.0)
    {
        viewController = [self visibleViewController];
    }
    else
    {
        viewController = [self topViewController];
    }
    
    if ([viewController isKindOfClass:K12RootViewController.class] && ((K12RootViewController *)viewController).visibleNav) {
        viewController = ((K12RootViewController *)viewController).visibleNav;
    }
    
    if (viewController.ht_currentChildViewController) {
        viewController = viewController.ht_currentChildViewController;
    }

    //向UIAlertController發(fā)送supportedInterfaceOrientations消息會crash……
    if ([viewController isKindOfClass:UIAlertController.class]) {
        return UIInterfaceOrientationMaskAllButUpsideDown;
    }
    
    if ([viewController isKindOfClass:[UIViewController class]])
    {
        supportedInterfaceOrientations = [(UIViewController *)viewController supportedInterfaceOrientations];
    }
    
    return supportedInterfaceOrientations;
}

可以看到其中有各種各樣case的處理，原因就是除了播放頁面支持豎屏、左橫屏以及右橫屏(UIInterfaceOrientationMaskAllButUpsideDown)之外，我們產(chǎn)品中的其他頁面都是只支持橫屏顯示的(UIInterfaceOrientationMaskPortrait)，同時在當前頁面上有UIAlertController(iOS8 之后）彈出時，也要設置其支持跟隨屏幕旋轉(zhuǎn)。

類似的，如果 UIWindow 對象的 rootViewController 是 UITabBarController 的話，則需要轉(zhuǎn)發(fā)消息給其 selectedViewController 屬性對象，具體實現(xiàn)就不再贅言啦。

• 踩過的坑

說起來，項目開發(fā)中不踩點坑簡直對不起程序猿這個title啊 —— 前面提到過

...掛在UIWindow上作為其rootViewController的UIViewController對象的 shouldAutoRotate 方法也會得到調(diào)用

這里往往會隱藏一個問題，默認在AppDelegate.m中，我們會這樣做：

- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions {
    ...
    self.window = [[UIWindow alloc] initWithFrame:[UIScreen mainScreen].bounds];
    
    self.k12RootController = [[K12RootViewController alloc] init];
    K12NavigationController *navController = [[K12NavigationController alloc] initWithRootViewController: self.k12RootController];
    
    self.window.rootViewController = navController;
    
    [self.window makeKeyAndVisible];
    ...
}

當然，這看起來沒有問題。但是假如App中還存在別的 UIWindow 對象呢？旋轉(zhuǎn)時，它的rootViewController 的 shouldAutoRotate 方法也將被調(diào)用，若沒有重寫過，則其默認返回YES；如果與其他 UIWindow對象(特別是keyWindow) 所呈現(xiàn)的最頂部頁面的返回值不一致，就會出現(xiàn)一些神奇的表現(xiàn)，如下圖所示：

切換到橫屏下時，狀態(tài)欄居然消失了！！該情況的出現(xiàn)，就是因為在該答題頁面的上一個頁面（播放頁面）中使用了一個第三方組件去繪制Menu，而其設計存在瑕疵，在生成Menu對象而非顯示時就已經(jīng)生成了一個UIWindow對象并持有了它。然后在進入答題頁面時，雖然對應的controller的 shouldAutoRotate 方法返回了 NO，但Menu對應的UIWindow對象其rootViewController默認返回YES，導致出現(xiàn)頁面保持豎屏顯示，但狀態(tài)欄響應了旋轉(zhuǎn)的奇怪現(xiàn)象。

這個問題最終還是通過hook掉 UIViewController 的shouldAutoRotate 方法，去追蹤究竟是哪個controller對象返回了默認值 YES 才最終大白天下。這也提醒我們，對開源庫的品質(zhì)也是謹慎對待的，往往太復雜業(yè)務場景，還是需要自己去定制功能才能滿足。

總結(jié)

這篇文章也算是在參與某產(chǎn)品開發(fā)過程中，屏幕旋轉(zhuǎn)適配過程中，踩了不少坑之后經(jīng)驗教訓的一個總結(jié)。當然，想要實現(xiàn)頁面的橫豎屏切換效果，并不是只有這一條路徑，還可以通過UIView的transform屬性去實現(xiàn)，不過那就是另一個話題啦 。

@property(nonatomic) CGAffineTransform transform;   // default is CGAffineTransformIdentity. animatable

ヾ(￣▽￣)Bye_Bye

參考資料

【1】ios 關于屏幕旋轉(zhuǎn)和屏幕晃動

【2】iOS指定頁面屏幕旋轉(zhuǎn)，手動旋轉(zhuǎn)（某app實現(xiàn)功能全過程）

【3】iOS: Using UIDeviceOrientation to Determine Orientation