iOS系統(tǒng)上可以使用UILable、UITextFileld、TextKit顯示文本，TextKit也可以做一些布局控制，但如果需要精細的布局控制，或者自線程異步繪制文本，就必須使用Core Text和Core Graphics，本文比較系統(tǒng)地講解Core Text排版核心概念。

iOS文本系統(tǒng)框架

iOS文本系統(tǒng)框架

Core Text是iOS 系統(tǒng)文本排版核心框架，TextKit和WebKit都是封裝在CoreText上的，TextKit是iOS7引入的，在iOS7之前幾乎所有的文本都是 WebKit 來處理的，包括UILable、UITextFileld等，TextKit是從Cocoa文本系統(tǒng)移植到iOS系統(tǒng)的。
文本渲染過程中Core Text只負責排版，具體的繪制操作是通過Core Graphics框架完成的。如果需要精細的排版控制可以使用Core Text，否則可以直接使用Text Kit。

Core Text排版引擎框架

CoreText排版引擎框架

CTFramesetter是Core Text中最上層的類，CTFramesetter持有attributed string并創(chuàng)建CTTypesetter，實際排版由CTTypesetter完成。CTFrame類似于書本中的「頁」，CTLine類似「行」，CTRun是一行中具有相同屬性的連續(xù)字形。CTFrame、CTLine、CTRun都有對應的Draw方法繪制文本，其中CTRun支持最精細的控制。

CoreText排版引擎框架

排版核心概念

要實現(xiàn)精細的排版控制，就必須理解排版的概念，因為Core Text很多api都涉及到排版概念，這些概念是平臺無關(guān)的，其他系統(tǒng)也一樣適應。
排版引擎通過下面兩步對文本進行排版：

• 生成字形(glyph generation)
• 字形布局(glyph layout)

字符(Characters)和字形(Glyphs)

字符和字形概念比較好理解，下圖很直觀

Glyphs of the character A

字型(Typefaces)和字體(Fonts)

字型和字體的概念可能沒這么好區(qū)分，直接引用官方文檔的原話

A typeface is a set of visually related shapes for some or all of the characters in a written language.

A font is a series of glyphs depicting the characters in a consistent size, typeface, and typestyle.

字體是字型的子集，字型也叫font family，比如下圖：

Fonts in the Times font family

字體屬性(Font metrics)

排版引擎要布局字型，就必須知道字型大小和怎樣布局，這些信息就叫字體屬性，開發(fā)過程也是通過這些屬性來計算布局的。字體屬性由字體設計者提供，同一個字體不同字形的屬性相同，主要屬性如下圖：

Glyph metrics

Glyph metrics

• baseline：字符基線，baseline是虛擬的線，baseline讓盡可能多的字形在baseline上面，CTFrameGetLineOrigins獲取的Origins就是每一行第一個CTRun的Origin
• ascent：字形最高點到baseline的推薦距離
• descent：字形最低點到baseline的推薦距離
• leading：行間距，即前一行的descent與下一行的ascent之間的距離
• advance width：Origin到下一個字形Origin的距離
• left-side bearing：Origin到字形最左邊的距離
• right-side bearing：字形最右邊到下一個字形Origin的距離
• bounding box：包含字形最小矩形
• x-height：一般指小寫字母x最高的到baseline的推薦距離
• Cap-height：一般指H或I最高的到baseline的推薦距離

部分字體屬性可以通過UIFont的方法獲取，ascent、descent、leading可以通過CTRunGetTypographicBounds、CTRunGetTypographicBounds方法獲取，通過ascent、descent、leading可以計算line的實際高度。CTFrame、CTLine、CTRun都有提供api獲取屬性和繪制文本，控制粒度也由高到低，可以根據(jù)具體需求使用不同的粒度。
CTLine上不同CTRun默認是底部對齊的，如果一行文本有Attachment，并且Attachment比字體高，會導致字符偏下，如下圖：

帶有Attachment的文本渲染

如果要使字符居中對齊，可以通過CGContextSetTextPosition調(diào)整每個CTRun的originY，調(diào)整后如下圖：

垂直方向居中

字距調(diào)整

排版系統(tǒng)默認按advance width逐個字符渲染，這樣會導致有些字符間距離很大，為了使排版后可讀性更高，一般會調(diào)整字距，如下圖：

Kerning

坐標系變換

UIKit和Core Graphics使用不同的坐標系，UIKit坐標系原點在左上角，Core Graphics坐標系在左下角，如下圖：

Core Graphics和UIKit坐標系

使用Core Graphics繪制前必須進行坐標變換，否則繪制后的文本是倒立的，
如下圖：

坐標未變換

坐標一般通過下面方法進行變換：

//1.設置字形的變換矩陣為不做圖形變換
CGContextSetTextMatrix(context, CGAffineTransformIdentity);
//2.平移方法，將畫布向上平移bounds的高度
CGContextTranslateCTM(context, 0.0f, self.bounds.size.height);
//3.縮放方法，x軸縮放系數(shù)為1，則不變，y軸縮放系數(shù)為-1，則相當于以x軸為軸旋轉(zhuǎn)180度
CGContextScaleCTM(context, 1.0f, -1.0f);

變換之后就將Core Graphics坐標系變換成UIKit坐標系了。

Attachment

Core Text 不能直接繪制圖像，但可以留出空白空間來為圖像騰出空間。通過設置 CTRun 的 delegate，可以確定 CTRun 的 ascent space, descent space and width，如下圖：

Attachment渲染

當Core Text遇到一個設置了CTRunDelegate的CTRun，它就會詢問delegate：“我需要留多少空間給這塊的數(shù)據(jù)”。通過在CTRunDelegate中設置這些屬性，您可以在文本中給圖片留開空位。具體方法可以參考「 Core Text Tutorial for iOS: Making a Magazine App 」

點擊響應

使用文本渲染的時候經(jīng)常需要不同的文本響應不同的點擊事件，Core Text本身是不支持點擊事件的，要實現(xiàn)不同的文本響應不同的點擊事件，就必須知道點擊的是哪個字符，核心過程：

• 重寫UIView Touch Event方法捕捉點擊事件
• 通過Core Text查找touch point對應的字符

這里主要講下如何通過Core Text查找touch point對應的字符，核心代碼如下：

- (CFIndex)characterIndexAtPoint:(CGPoint)p {
    CFIndex idx = NSNotFound;
    if (!_lines) {
        return idx;
    }
    CGPoint *linesOrigins = (CGPoint*)malloc(sizeof(CGPoint) * CFArrayGetCount(_lines));
    if (!linesOrigins) {
        return idx;
    }
    
    p = CGPointMake(p.x - _rect.origin.x, p.y - _rect.origin.y);
    // Convert tap coordinates (start at top left) to CT coordinates (start at bottom left)
    p = CGPointMake(p.x, _rect.size.height - p.y);
    
    CTFrameGetLineOrigins(_frame, CFRangeMake(0, 0), linesOrigins);
    
    for (CFIndex lineIndex = 0; lineIndex < _fitNumberOfLines; lineIndex++) {
        CGPoint lineOrigin = linesOrigins[lineIndex];
        CTLineRef line = CFArrayGetValueAtIndex(_lines, lineIndex);
        
        // Get bounding information of line
        CGFloat ascent = 0.0f, descent = 0.0f, leading = 0.0f;
        CGFloat width = (CGFloat)CTLineGetTypographicBounds(line, &ascent, &descent, &leading);
        CGFloat yMin = (CGFloat)floor(lineOrigin.y - descent);
        CGFloat yMax = (CGFloat)ceil(lineOrigin.y + ascent);
        
        // Apply penOffset using flushFactor for horizontal alignment to set lineOrigin since this is the horizontal offset from drawFramesetter
        CGFloat flushFactor = 0.0;;
        CGFloat penOffset = (CGFloat)CTLineGetPenOffsetForFlush(line, flushFactor, _rect.size.width);
        lineOrigin.x = penOffset;
        lineOrigin.y = lineOrigin.y - _originY;
        
        // Check if we've already passed the line
        if (p.y > yMax) {
            break;
        }
        // Check if the point is within this line vertically
        if (p.y >= yMin) {
            // Check if the point is within this line horizontally
            if (p.x >= lineOrigin.x && p.x <= lineOrigin.x + width) {
                // Convert CT coordinates to line-relative coordinates
                CGPoint relativePoint = CGPointMake(p.x - lineOrigin.x, p.y - lineOrigin.y);
                idx = CTLineGetStringIndexForPosition(line, relativePoint);
                break;
            }
        }
    }
    free(linesOrigins);
    return idx;
}

引用

Quartz 2D Programming Guide
Core Text Programming Guide
Text Programming Guide for iOS
Cocoa Text Architecture Guide
Core Text Tutorial for iOS: Making a Magazine App
初識 TextKit
Font wiki