最近在學 Swift

import CoreGraphics
import UIKit
import PlaygroundSupport
let twoPi = CGFloat(M_PI * 2)

//: 先創建一個 protocol 類型來定義一些基本圖形命令
protocol Renderer {
    // 移動畫筆位置，但並不會在畫布上添加任何像素
    func move(to position: CGPoint)

    // 從當前點畫一條直線到參數點，並把畫筆位置更像至參數點位置
    func addLine(to point: CGPoint)

    // 畫圓弧
    func addArc(center: CGPoint, radius: CGFloat,
                startAngle: CGFloat, endAngle: CGFloat)
}

//: 測試用 `Renderer`
//:
//: 它並不會真的 render 圖像，而是在命令行裏輸出作圖過程。這在開發時很管用，
//: 而且很多時候光從圖像上是看不出是否有問題的，比如下面嵌套圖形的例子。
struct TestRenderer : Renderer {
    func move(to p: CGPoint) { print("moveTo(\(p.x), \(p.y))") }

    func addLine(to p: CGPoint) { print("lineTo(\(p.x), \(p.y))") }

    func addArc(center: CGPoint, radius: CGFloat,
                startAngle: CGFloat, endAngle: CGFloat) {
        print("arcAt(\(center), radius: \(radius)," +
            " startAngle: \(startAngle), endAngle: \(endAngle))")
    }
}

//: 下面我們來構建圖形
protocol Drawable {
    // 將 `self` 傳給 `renderer` 使其顯示
    func draw(_ renderer: Renderer)
}

//: 定義多邊形和圓形
struct Polygon : Drawable {
    func draw(_ renderer: Renderer) {
        renderer.move(to: corners.last!)
        for p in corners { renderer.addLine(to: p) }
    }
    var corners: [CGPoint] = []
}

struct Circle : Drawable {
    func draw(_ renderer: Renderer) {
        renderer.addArc(center: center, radius: radius,
                        startAngle: 0.0, endAngle: twoPi)
    }
    var center: CGPoint
    var radius: CGFloat
}

//: 定義 `Diagram`，其本質是一對 `Drawable`s
struct Diagram : Drawable {
    func draw(_ renderer: Renderer) {
        for f in elements {
            f.draw(renderer)
        }
    }
    mutating func add(other: Drawable) {
        elements.append(other)
    }
    var elements: [Drawable] = []
}

//: ## 追加式建模（Retroactive Modeling）
//:
//: 這裏我們對 `CGContext` 進行擴展使其成為 `Renderer`。
//: 如果我們一開始沒有用 `protocol` 而是 `class` 的話，這裏是沒法擴展的
extension CGContext : Renderer {
    func addArc(center: CGPoint, radius: CGFloat, startAngle: CGFloat,
                endAngle: CGFloat) {
        let arc = CGMutablePath()
        arc.addArc(center: center, radius: radius, startAngle: startAngle,
                   endAngle: endAngle, clockwise: true)
        addPath(arc)
    }
}

var circle = Circle(center: CGPoint(x: 187.5, y: 333.5), radius: 93.75)

var triangle = Polygon(corners: [
    CGPoint(x: 187.5, y: 427.25),
    CGPoint(x: 268.69, y: 286.625),
    CGPoint(x: 106.31, y: 286.625)])

var diagram = Diagram(elements: [circle, triangle])

//: ## 嵌套圖形
//:
//: 如果 `Diagram` 是引用式傳遞的話，嵌套會導致無限遞歸。而值傳入就沒問題。
//: 這裏為了能夠在圖形界面看出兩次作圖，我們將嵌入的圖縮小顯示。
struct ScaledRenderer : Renderer {
    let base: Renderer
    let scale: CGFloat

    func move(to p: CGPoint) {
        base.move(to: CGPoint(x: p.x * scale, y: p.y * scale))
    }

    func addLine(to p: CGPoint) {
        base.addLine(to: CGPoint(x: p.x * scale, y: p.y * scale))
    }

    func addArc(center: CGPoint, radius: CGFloat,
                startAngle: CGFloat, endAngle: CGFloat) {
        let scaledCenter = CGPoint(x: center.x * scale, y: center.y * scale)
        base.addArc(center: scaledCenter, radius: radius * scale,
                    startAngle: startAngle, endAngle: endAngle)
    }
}

// 定義一個可以縮放 `Base` 實例的 `Drawable`，而 `Base` 也是一個 Drawable
struct Scaled<Base: Drawable> : Drawable {
    var scale: CGFloat
    var subject: Base

    func draw(_ renderer: Renderer) {
        subject.draw(ScaledRenderer(base: renderer, scale: scale))
    }
}


// 定義畫布
let drawingArea = CGRect(x: 0.0, y: 0.0, width: 375.0, height: 667.0)

// `CoreGraphicsDiagramView` 是 `UIView`。
// 它會調用用戶定義的方法來在 `CGContext` 上生成淺藍色筆觸圖形。
class CoreGraphicsDiagramView : UIView {
    override func draw(_ rect: CGRect) {
        if let context = UIGraphicsGetCurrentContext(){
            context.saveGState()
            draw(context)

            let lightBlue = UIColor(red: 0.222, green: 0.617,
                                    blue: 0.976, alpha: 1.0).cgColor
            context.setStrokeColor(lightBlue)
            context.setLineWidth(3)
            context.strokePath()
            context.restoreGState()
        }
    }

    var draw: (CGContext)->() = { _ in () }
}

// 在 playgroud 裏添加 `CoreGraphicsDiagramView`
public func showCoreGraphicsDiagram(title: String,
                                    draw: @escaping (CGContext)->()) {
    let diagramView = CoreGraphicsDiagramView(frame: drawingArea)
    diagramView.draw = draw
    diagramView.setNeedsDisplay()
    PlaygroundPage.current.liveView = diagramView
}


// 現在我們把 `diagram` 自己添加進自己
diagram.elements.append(Scaled(scale: 0.3, subject: diagram))

// 按 shift-cmd-Y 看命令行輸出
diagram.draw(TestRenderer())

// 按 opt-cmd-Return 看圖形輸出
showCoreGraphicsDiagram(title: "Diagram") { diagram.draw($0) }