译者按： 在mikeash看到一篇关于构造UITableView的文章，写的比较底层，为方便深入学习UITableView，特翻译过来一起学习，英文水平有限，请多多指正，共同提高。

原文作者Matthew Elton，

原文地址：https://mikeash.com/pyblog/friday-qa-2013-02-22-lets-build-uitableview.html，

源代码地址：https://github.com/Obliquely/Let-s-Build-UITableView

UITableVIew是一个非常强大和充满特色的类，但其内在工作方式神秘。大部分时间使用这个类是简单而明确的：按照文档规范，开发者可以在行数很多的情况下以较少的内存获得Table滚动的响应。但在复杂的情况下，例如一个巨大表格的每一行都不同的同时高度还在变化的情况下，这就需要开发者去理解这个类是到底是如何工作的。

在此文中，我将实现一个基本的表格类，这将展示这个类是如何不可思议的工作以及展示UITableView的data source和delegate是在什么时间做什么事情的。

实现策略

UITabelView是UIScrollView的一个子类，由于继承此父类，实现一个简单的table view只需要很少的工作量。但在深入研究代码前，需要考虑两个关键任务用以保证高性能和低内存消耗。

一、tableview需要一个可重用View的池子去展现这个table里的各个行，这是为什么呢？

想想看，假如一个表格有1000行，对于用户来说，看起来像所有这1000个views都一个接着一个整齐的堆放着，尽管构造这些views很快，而且现代电子设备拥有大量内存空间，但这个table view不得不构造和存储1000个views，对性能会有严重影响，也就意味着，当这个table第一次展现时会有令人不快的延迟，这并不好。

幸运的是，table view不需要采用这种方法，它只需要表现出它好像拥有1000个整齐堆放的views。实际上，这个tableview仅需要在当前所展现出来的那些行的views是真实的views就可以了，而通常这只是一个相当小的数字（屏幕就那么点大），无论如何会比1000要小的多且可靠的多，然后它需要确保根据当前显示出来的行来更新内容。并从池子里回收views，而不是根据需要来制造新的views，确保在老机器上也能迅速和顺滑的滚动。

二、tableview需要知道起始位置和它每一行的高度，而且，它需要在进行所有布局之前得到这些信息，这是为什么呢？

首先，它需要知道高度以便告知scroll view该内容的尺寸，从而确保scroll bars是正确的尺寸，这样当用户滑动tableview到底部会体验到令人愉悦的弹性效果等。

第二，每当scroll view滚动时，table view需要解决怎样复位可重用的views以及是否更新它们的内容。

可重用池是非常容易构建的，所以我们先实现这个，对于各个行相互协调，以及它们的偏移量和内容，有点小麻烦，我们在第二部分分阶段来实现；

Views的可重用池

UITableView有可重用池，Apple叫它队列（queue），每个view表示table的一个行。一般每个行都相似但有时也会有不同类型的行，所以在重用池工作时UITableView使用它的data source去指定重用标识符。重用标识符是一个由UITableView的一个方法dequeueReusableCellWithIdentifier:来传递的NSString。dequeueReusableCellWithIdentifier方法让UITableView返回一个view，一个新建的UITableView它的池子是空的，此时这个方法返回nil。一旦UITableView运行，就可能在池子里拥有views，如果产生了views而且他们的重用标识符与dequeueReusableCellWithIdentifier指定的一致，这些views就返回。

如果你已经用过UITableView，你对使用dequeueReusableCellWithIdentifier的标准模式会比较熟悉，在data source，你实现tableView:cellForRowAtIndexPath:方法去返回特定的行。在开始此方法前，你会从池子里抓取一个view或者制造一个新的。不管怎样你都会为该行的view填充数据。典型的代码像下面这样：

- (UITableViewCell*) tableView:(UITableView*) tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath*) indexPath
    {
        UITableViewCell* cell = [tableView dequeueReusableCellWithIdentifier: @"standardRow"];
        if (!cell)
        {
            cell = [[UITableViewCell alloc] initWithStyle: UITableViewCellStyleDefault reuseIdentifier: @"standardRow"];
            [cell autorelease];
        }
 
        [self populateCell: cell forIndexPath: indexPath];
        return cell;
    }

ok,让我们来实现dequeueReusableCellWithIdentifier这个方法

- (PGTableViewCell*) dequeueReusableCellWithIdentifier: (NSString*) reuseIdentifier
 {
     PGTableViewCell* poolCell = nil;
 
     for (PGTableViewCell* tableViewCell in [self reusePool])
     {
         if ([[tableViewCell reuseIdentifier] isEqualToString: reuseIdentifier])
         {
             poolCell = tableViewCell;
             break;
         }
     }
 
     if (poolCell)
     {
         [poolCell retain];
         [[self reusePool] removeObject: poolCell];
         [poolCell autorelease];
     }
 
     return poolCell;
 }

在以上实现过程中，重用池属性是一个NSMutableArray，PGTableViewCell是UIView的一个有额外属性的简单子类，NSString类型的reuseIdentifier叫重用标识符。真正的UITableViewCell拥有很多额外功能，但这里这个属性是我们的基本实现过程中所必须的。
这个方法假定，在可重用池里，任何view都能被使用，即它不是被用来显示一个可见行。当然，为完成其工作，table view还需要确定相关的views已经被添加进去，换言之，它需要解决的问题是当一个行已经移动出屏幕的时候，要将此行加入到重用池中去。

收集高度和垂直偏移数据

UITableVIew能很自然的处理固定的和变化的行高，我们的基本实现过程也一样，如果delegate响应tableView:heightForRowAtIndexPath:方法，则UITableVIew将从这个delegate取得每个行高。通过使用data source里的tableView:numberOfRowsInSection:方法（必须实现的方法）和可选方法numberOfSectionsInTableView:方法（如果没有设置默认是1个section）来获得行数。

在我们的实现过程，我们将简化一些，table将没有任何sections，所以只需要行数。我们需要data source 去实现tableView:numberOfRowsInSection方法。依照苹果的，我们也提供可选的pgTableView:heightForRow:方法作为delegate 协议。

- (void) generateHeightAndOffsetData
  {
      CGFloat currentOffsetY = 0.0;
 
      BOOL checkHeightForEachRow = [[self delegate] respondsToSelector: @selector(pgTableView:heightForRow:)];
 
      NSMutableArray* newRowRecords = [NSMutableArray array];
 
      NSInteger numberOfRows = [[self dataSource] numberOfRowsInPgTableView: self];
 
      for (NSInteger row = 0; row < numberOfRows; row++)
      {
          PGRowRecord* rowRecord = [[PGRowRecord alloc] init];
 
          CGFloat rowHeight = checkHeightForEachRow ? [[self delegate] pgTableView: self heightForRow: row] : [self rowHeight];
 
          [rowRecord setHeight: rowHeight + _pgRowMargin];
          [rowRecord setStartPositionY: currentOffsetY + _pgRowMargin];
 
          [newRowRecords insertObject: rowRecord atIndex: row];
          [rowRecord release];
 
          currentOffsetY = currentOffsetY + rowHeight + _pgRowMargin;
      }
 
      [self setRowRecords: newRowRecords];
 
      [self setContentSize: CGSizeMake([self bounds].size.width,  currentOffsetY)];
  }

该代码创建了一个包含PGRowRecord实例变量的数组，用于我们执行布局工作。PGRowRecord记录了一个行的开始位置，行高，以及后面会提到的表示行是否可见的pointer，在generateHeightAndOffsetData方法里并不知道行是否可见，所以并没设置这个pointer。
就像代码显示的那样，我们需要检查delegate是否提供了高度信息。如果是，我们每一行请求一次。

可以说，这里有余地来获取更高的效率的，例如从当前起始位置减去下一个起始位置来获取行高（和一些最后起始位置的记录，也就是说前后行的开始位置），此外，在行高固定的情况下，我们完全可以通过存储开始位置和高度，而只是在需要的时候计算他们，不过看起来我们还是需要数组，因为我们需要跟踪给定的行当前是否可见，所以我们不采取上述方法。

布局行

在收集了起始位置和高度以后，布局views的工作就简单了。tableview获取它的contentOffset（一个UIScrollView的属性，用以表明view的可视部分的起始位置）然后计算出需要显示的第一行，逐次逐行的直到可见部分被填满。

唯一一个复杂的地方是需要保持小心的去跟踪哪些行已经显示过，这样tableview能检查之前显示的行是否已经过去，如果那样的话，就将把它们放到池子以便重用。因此，returnNonVisibleRowsToTHePool:方法将在需要的时候工作。

- (void) layoutTableRows
  {
      CGFloat currentStartY = [self contentOffset].y;
      CGFloat currentEndY = currentStartY + [self frame].size.height;
 
      NSInteger rowToDisplay = [self findRowForOffsetY: currentStartY inRange: NSMakeRange(0, [[self rowRecords] count])];
 
      NSMutableIndexSet* newVisibleRows = [[NSMutableIndexSet alloc] init];
 
      CGFloat yOrigin;
      CGFloat rowHeight;
      do
      {
          [newVisibleRows addIndex: rowToDisplay];
 
          yOrigin = [self startPositionYForRow: rowToDisplay];
          rowHeight = [self heightForRow: rowToDisplay];
 
          PGTableViewCell* cell = [self cachedCellForRow: rowToDisplay];
 
          if (!cell)
          {
              cell = [[self dataSource] pgTableView: self cellForRow: rowToDisplay];
              [self setCachedCell: cell forRow: rowToDisplay];
 
              [cell setFrame: CGRectMake(0.0, yOrigin, [self bounds].size.width, rowHeight - _pgRowMargin)];
              [self addSubview: cell];
          }
 
          rowToDisplay++;
      }
      while (yOrigin + rowHeight < currentEndY && rowToDisplay < [[self rowRecords] count]);
 
      [self returnNonVisibleRowsToThePool: newVisibleRows];
 
      [newVisibleRows release];
  }

这个方法会调用很多次，每次你滚动table或着说每次系统这么做的时候，该方法都需要被调用，确保它是通过覆盖父类实现。

setContentOffset方法如下

- (void) setContentOffset:(CGPoint)contentOffset
{
    [super setContentOffset: contentOffset];
    [self layoutTableRows];
}

如果你运行这段代码，你可以放个NSLog在这，以便感受访问的频率，这是能保证layoutTableRows快速运行的。

而真实降低layoutTableRows速度，导致效率变低的一个方法是findRowForOffsetY:inRange方法，所以需要在这里进行一些努力。由于rowRecords数组已经分类过，我们可以利用NSArray里一个方法：indexOfObject:inSortedRange:options:usingComparator:的优势，这个方法对第一行进行二进制搜索，以便获取UIScrollView当前的垂直偏移。对于一个6000行左右的table，这个方法比从行列表开始处启动快100倍，也就是说，在做一些测量后就会明显发现，即使不是最佳的迭代法，在大部分时间里都是足够快的，这里说的足够快的意思是对于至少10000行的tables，这样做的效率也没有明显影响用户体验。

- (NSInteger) findRowForOffsetY: (CGFloat) yPosition inRange: (NSRange) range
{
    if ([[self rowRecords] count] == 0) return 0;
 
    PGRowRecord* rowRecord = [[PGRowRecord alloc] init];
    [rowRecord setStartPositionY: yPosition];
 
    NSInteger returnValue = [[self rowRecords] indexOfObject: rowRecord
                                               inSortedRange: NSMakeRange(0, [[self rowRecords] count])
                                                     options: NSBinarySearchingInsertionIndex
                                             usingComparator: ^NSComparisonResult(PGRowRecord* rowRecord1, PGRowRecord* rowRecord2){
            if ([rowRecord1 startPositionY] < [rowRecord2 startPositionY])
                return NSOrderedAscending;
            return NSOrderedDescending;
    }];
    [rowRecord release];
    if (returnValue == 0) return 0;
    return returnValue - 1;
}

layoutTableRows使用的最后一个方法是returnNonVisibleRowsToThePool：它使用由NSMutableIndexSet类提供的一些简便方法，对于所有不可见的行，它将清除指向row的PGRowRecord实例里view的pointer，并从其superview删除视图，然后将它添加到池子里。

- (void) returnNonVisibleRowsToThePool: (NSMutableIndexSet*) currentVisibleRows
 {
     [[self visibleRows] removeIndexes: currentVisibleRows];
     [[self visibleRows] enumerateIndexesUsingBlock:^(NSUInteger row, BOOL *stop)
      {
          PGTableViewCell* tableViewCell = [self cachedCellForRow: row];
          if (tableViewCell)
          {
              [[self reusePool] addObject: tableViewCell];
              [tableViewCell removeFromSuperview];
              [self setCachedCell: nil forRow: row];
          }
      }];
     [self setVisibleRows: currentVisibleRows];
 }

基本上完成了
以上是所有困难的工作。reloadData方法只用我们已经写过的代码。由于generateHeightAndOffsetData方法将丢弃当前可视单元的记录，reloadData方法务必先删除当前所有可视视图。

- (void) reloadData
{
    [self returnNonVisibleRowsToThePool: nil];
    [self generateHeightAndOffsetData];
    [self layoutTableRows];
}

剩下的只是内务管理，比如设置data source 以及delegate protocols，提供一些便利的方法来访问我们的PGRowRecords数组。完整的源代码，附带一个红利，就是row:changedHeight:方法，这个方法允许连续变化高度而不是强制代理来提供每一行的新高度。
源代码包括一个小测试app，这样你可以看到PGTableView的工作，并展示了本文的文本：代码，标题和文本。这个测试程序允许你关闭重用池，这样你可以看到性能的差异，并允许你测量findRowForOffset:inRange的两个变量。

可以在https://github.com/Obliquely/Let-s-Build-UITableView得到源代码，包括测试程序，这个代码是用于学习，并不是产品测试，你可以随意使用任何代码。

总结

这个练习揭示的一点是为什么当你访问reloadData方法时，UITableView要求获取每一行的行高，如果当tables有许多行，以及计算行高的成本较高时，这种要求就可能是一个负担。在这种情况下，当你或者table view访问reloadData时，通过缓存行高来避免重新计算就变的非常有意义，比如增加额外的一行或者其中一行的高度发生了变化。另外，如果你的表格需要处理方向变化然后需要行高的调整，你可以在后台计算你所不在的方位上的高度，这样如果当变化来的时候，这个工作已经完成了。

考虑到我们知道UITableVIew必须保持它自己的行高缓存，这个缓存工作可能需要做两次，也许有些烦人。毕竟，考虑到我们已经发现这里似乎任何实现，包括实现插入，删除以及移动方法，而不需要在每一行引发tableView:heightForRowAtIndexPath:方法，看得出对于苹果来说也许实现rowAtIndexPath:changedHeight:方法来处理延伸或缩短行是非常非常的容易。具备完全特点的UITableView仍然是一个强大的类，所以也许这个小儿科的介绍只是有点吹毛求疵了。

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