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func isLandscape()等のコードは、『iOS 8 Custom Keyboard: Changing the HeightiOS 8 Custom Keyboard: Changing the Height』を参考にしました。

func isLandscape()等のコードは、『iOS 8 Custom Keyboard: Changing the Height』を参考にしました。

func isLandscape()等のコードは、『iOS 8 Custom Keyboard: Changing the Height』を参考にしました。

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リンク先が間違っていたので、修正しました。
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HiruneDiver
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func isLandscape()等のコードは、『iOS 8 Keyboard Extension: Constraint Error When Call Bar Appears?iOS 8 Custom Keyboard: Changing the Height』を参考にしました。

  • self.view.clipsToBounds = falseとして、self.viewからはみ出すサブビューの全体が表示されるように設定。
  • ViewController.viewの制約.Top.Leftを、self.view.Top.Leftに合わせる。
  • Portrait用の子view.Widthを Portrait時の既定キーボード幅に、.Heightを自分が決めた値に、設定する。
  • Landscape用の子view.Widthを Landscape時の既定キーボード幅に、.Heightを自分が決めた値に、設定する。
  • viewのサブビューは、Interface Builderで設定した通りに表示される。(Portrait用の子viewと Landscape用の子viewには、ほぼ同じオブジェクトが配置されているが、制約のconstant値は異なる)
  • インターフェイス回転時に、Portrait用の子view、Landscape用の子view、どちらかを表示し、どちらかを非表示にする。
  • インターフェイス回転時に、キーボードの高さ(self.viewの制約.Height)のconstantconstant値を変更する。

func isLandscape()等のコードは、『iOS 8 Keyboard Extension: Constraint Error When Call Bar Appears?』を参考にしました。

  • self.view.clipsToBounds = falseとして、self.viewからはみ出すサブビューの全体が表示されるように設定。
  • ViewController.viewの制約.Top.Leftを、self.view.Top.Leftに合わせる。
  • Portrait用の子view.Widthを Portrait時の既定キーボード幅に、.Heightを自分が決めた値に、設定する。
  • Landscape用の子view.Widthを Landscape時の既定キーボード幅に、.Heightを自分が決めた値に、設定する。
  • viewのサブビューは、Interface Builderで設定した通りに表示される。(Portrait用の子viewと Landscape用の子viewには、ほぼ同じオブジェクトが配置されているが、制約のconstant値は異なる)
  • インターフェイス回転時に、Portrait用の子view、Landscape用の子view、どちらかを表示し、どちらかを非表示にする。
  • インターフェイス回転時に、キーボードの高さ(self.viewの制約.Height)のconstant値を変更する。

func isLandscape()等のコードは、『iOS 8 Custom Keyboard: Changing the Height』を参考にしました。

  • self.view.clipsToBounds = falseとして、self.viewからはみ出すサブビューの全体が表示されるように設定。
  • ViewController.viewの制約.Top.Leftを、self.view.Top.Leftに合わせる。
  • Portrait用の子view.Widthを Portrait時の既定キーボード幅に、.Heightを自分が決めた値に、設定する。
  • Landscape用の子view.Widthを Landscape時の既定キーボード幅に、.Heightを自分が決めた値に、設定する。
  • viewのサブビューは、Interface Builderで設定した通りに表示される。(Portrait用の子viewと Landscape用の子viewには、ほぼ同じオブジェクトが配置されているが、制約のconstant値は異なる)
  • インターフェイス回転時に、Portrait用の子view、Landscape用の子view、どちらかを表示し、どちらかを非表示にする。
  • インターフェイス回転時に、キーボードの高さ(self.viewの制約.Height)のconstant値を変更する。
要点のまとめを追加しました。
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HiruneDiver
  • 280
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文字だけでの質問が伝わりにくいものだっでしためので、現象の画像を追加し、何を問題にしているのか一目で分かるようにしました。合わせて、質問文を大幅に修正しました。

たとえば、このような動作です。
(図はすべて、実機 iPhone 6 PluesPlus のスクリーンショット)

class KeyboardViewController: UIInputViewController {

   private let portraitViewController = PortraitViewController()
   private let landscapeViewController = LandscapeViewController()
   
   //MARK: Constraints
   
   // 子viewの制約
   private var cViewWidthPortrait: NSLayoutConstraint!
   private var cViewHeightPortrait: NSLayoutConstraint!
   private var cViewWidthLandscape: NSLayoutConstraint!
   private var cViewHeightLandscape: NSLayoutConstraint!
   
   // キーボードの高さの制約
   private var cKeyboardHeight: NSLayoutConstraint!

   //MARK: Constraints Constants
   
   // Portrait表示におけるキーボードの高さ
   private var portraitHeight: CGFloat = 190.0
   private var portraitWidth: CGFloat!
   
   // Landscape表示におけるキーボードの高さ
   private var landscapeHeight: CGFloat = 150.0
   private var landscapeWidth: CGFloat!
   
   //MARK: Helper Bools
   private var firstTimeLoad: Bool!
   
   private var gotPortraitSize: Bool!
   private var gotLandscapeSize: Bool!
   
   private var appliedPortraitSize: Bool!
   private var appliedLandscapeSize: Bool!

   //MARK: Override Functions
   override func viewDidLoad() {
      super.viewDidLoad()
      
      firstTimeLoad = true
      gotPortraitSize = false
      appliedPortraitSize = false
      gotLandscapeSize = false
      appliedLandscapeSize = false
      
      // self.viewからはみ出すサブビューが表示されるように設定
      self.view.clipsToBounds = false
    
      // Add LandscapeViewController & its view as Child
      self.addChildViewController(landscapeViewController)
      self.view.addSubview(landscapeViewController.view)
      landscapeViewController.didMoveToParentViewController(self)
      landscapeViewController.view.setTranslatesAutoresizingMaskIntoConstraints(false)
      
      // Add PortraitViewController & its view as Child
      self.addChildViewController(portraitViewController)
      self.view.addSubview(portraitViewController.view)
      portraitViewController.didMoveToParentViewController(self)
      portraitViewController.view.setTranslatesAutoresizingMaskIntoConstraints(false)
      
      self.view.bringSubviewToFront(portraitViewController.view)
    
      // KeyboardViews' constraints Top & Left
      self.view.addConstraints(fixedConstraints(portraitViewController.view))
      self.view.addConstraints(fixedConstraints(landscapeViewController.view))
    
      // KeyboardViews' constraints Width & Height (XibのViewサイズそのままの状態)
      self.view.addConstraints(widthHeightConstraints())
      
      // キーボードの高さの制約を設定(ここでは変更せず、既定のままの状態)
      cKeyboardHeight = NSLayoutConstraint(item: self.view,
          attribute: .Height, relatedBy: .Equal,
          toItem: nil,
          attribute: .NotAnAttribute, multiplier: 1.0,
          constant: self.view.bounds.size.height)
      cKeyboardHeight.priority = 999
      self.view.addConstraint(cKeyboardHeight)
   }

   override func viewDidAppear(animated: Bool) {
      super.viewDidAppear(animated)
      
      if isLandscape() { // Landscapeだったら、
          // landscapeViewController.viewを Landscapeのキーボードサイズに固定する。
          applyViewSize("Landscape")
        
          // Landscapeの viewを表示させ、Portraitのviewを隠す。
          landscapeViewController.view.hidden = false
          portraitViewController.view.hidden = true
          
          // キーボードの高さを変更する。
          changeKeyboardHeight("Landscape")

      } else { // Portraitだったら、
          // portraitViewController.viewを Portraitのキーボードサイズに固定する。
          applyViewSize("Portrait")
        
          // Portraitの viewを表示させ、Landscapeのviewを隠す。
          portraitViewController.view.hidden = false
          landscapeViewController.view.hidden = true
          
          // キーボードの高さを変更する。
          changeKeyboardHeight("Portrait")
      }

      // 以後は起動時の処理ではないという合図
      firstTimeLoad = false
   }

   override func viewDidLayoutSubviews() {
      super.viewDidLayoutSubviews()
    
      if firstTimeLoad == true {
          // キーボード起動時であれば、何もしない
          return
      }
    
      var orientation: String!
    
      if isLandscape() { // Landscapeだったら、
          orientation = "Landscape"
          // Landscape用の viewを表示する。
          keyboardViewHidden(orientation)
        
      } else { // Portraitだったら、
          orientation = "Portrait"
          // Portrait用の viewを表示する。
          keyboardViewHidden(orientation)
      }
      
      // Portrait / Landscapeどちらかの、適切なキーボード縦横サイズが未適用状態であれば、
      if appliedLandscapeSize == false || appliedPortraitSize == false {
          // 適切なキーボード縦横サイズを適用し、子Viewの縦横を固定する。
          applyViewSize(orientation)
      }
    
      // キーボードの高さを変更する。
      changeKeyboardHeight(orientation)
   }

   //MARK: Hidden Control Functions
   private func keyboardViewHidden(orientation: String) {
      
      if orientation == "Landscape" { // Landscapeだったら、
          if landscapeViewController.view.hidden == false {
              // すでにLandscape表示であれば、何もしない。
              return
          } else {
              portraitViewController.view.hidden = true
              landscapeViewController.view.hidden = false
          }
      } else { // Portraitだったら、
          if portraitViewController.view.hidden == false {
              // すでにPortrait表示であれば、何もしない。
              return
          } else {
              landscapeViewController.view.hidden = true
              portraitViewController.view.hidden = false
          }
      }
   }
       
   //MARK: Constraints Functions
   private func widthHeightConstraints() -> [NSLayoutConstraint] {
      // 子ViewControler.viewの .Width、.Heightの制約を生成し、プロパティに格納する。
    
      cViewWidthLandscape = NSLayoutConstraint(item: self.landscapeViewController.view,
          attribute: .Width, relatedBy: .Equal, toItem: nil,
          attribute: .NotAnAttribute, multiplier: 1.0,
          constant: landscapeViewController.view.bounds.size.width)
      cViewHeightLandscape = NSLayoutConstraint(item: self.landscapeViewController.view,
          attribute: .Height, relatedBy: .Equal, toItem: nil,
          attribute: .NotAnAttribute, multiplier: 1.0,
          constant: landscapeViewController.view.bounds.size.height)
      cViewWidthPortrait = NSLayoutConstraint(item: self.portraitViewController.view,
          attribute: .Width, relatedBy: .Equal, toItem: nil,
          attribute: .NotAnAttribute, multiplier: 1.0,
          constant: portraitViewController.view.bounds.size.width)
      cViewHeightPortrait = NSLayoutConstraint(item: self.portraitViewController.view,
          attribute: .Height, relatedBy: .Equal, toItem: nil,
          attribute: .NotAnAttribute, multiplier: 1.0,
          constant: portraitViewController.view.bounds.size.width)
      return [cViewWidthLandscape, cViewHeightLandscape,
              cViewWidthPortrait, cViewHeightPortrait]
   }
   
   private func fixedConstraints(view: UIView) -> [NSLayoutConstraint] {
      // 子ViewController.viewの .Top、.Leftの制約を生成する。
      let top = NSLayoutConstraint(item: view,
          attribute: .Top, relatedBy: .Equal,
          toItem: self.view,
          attribute: .Top, multiplier: 1.0, constant: 0.0)
      let left = NSLayoutConstraint(item: view,
          attribute: .Left, relatedBy: .Equal,
          toItem: self.view,
          attribute: .Left, multiplier: 1.0, constant: 0.0)
      return [top, left]
   }
   
   private func isLandscape() -> Bool {
      // 現時点で Landscape表示が適当かどうかを判断する。
      let screenSize = UIScreen.mainScreen().bounds.size
      let screenH = screenSize.height
      let screenW = screenSize.width
      let isLandscapeNow =  !(self.view.frame.size.width ==
          screenW * ((screenW < screenH) ? 1 : 0) +
          screenH * ((screenW > screenH) ? 1 : 0))
      return isLandscapeNow
   }
   
   private func getSystemKeyboardSize(orientation: String) {
      // 既定のキーボードの横サイズを取得し、制約のconstant値に使うプロパティに格納する。
      if orientation == "Landscape" {
          landscapeWidth = self.view.bounds.width
        
          // 既定Landscapeキーボードのサイズを取得済という合図
          gotLandscapeSize = true
        
      } else { // Portrait
          portraitWidth = self.view.bounds.width
        
          // 既定Portraitキーボードのサイズを取得済という合図
          gotPortraitSize = true
      }
   }

   private func applyViewSize(orientation: String) {
      // 取得した既定キーボードの横サイズ、自分の設定した縦サイズを、
      // 子ViewController.viewに適用する。
      
      if orientation == "Landscape" { // Landscapeだったら、
          if gotLandscapeSize == false {
              // Landscapeの既定キーボードサイズが未取得であれば、取得する。
              getSystemKeyboardSize("Landscape")
          }
          if cViewHeightLandscape.constant == landscapeHeight {
              // すでに適当なLandscape用サイズが適用されていれば、何もしない。
              return
          } else {
              // LandscapeViewController.viewの制約 .Heihgt、.Widthを、
              // キーボードサイズに固定する。
              cViewHeightLandscape.constant = landscapeHeight
              cViewWidthLandscape.constant = landscapeWidth
            
              // LandscapeViewController.viewの縦横サイズを設定済という合図
              appliedLandscapeSize = true
          }
      } else { // Portraitだったら、
          if gotPortraitSize == false {
              // Portraitの既定キーボードサイズが未取得であれば、取得する。
              getSystemKeyboardSize("Portrait")
          }
          if cViewHeightPortrait.constant == portraitHeight {
              // すでに適当なPortrait用サイズが適用されていれば、何もしない。
              return
          } else {
              // PortraitViewController.viewの制約 .Height、.Widthを、
              // キーボードサイズに固定する。
              cViewHeightPortrait.constant = portraitHeight
              cViewWidthPortrait.constant = portraitWidth
            
              // PortraitViewController.viewの縦横サイズを設定済という合図
              appliedPortraitSize = true
          }
      }
   }

   private func changeKeyboardHeight(orientation: String) {
      // キーボードの高さの制約を変更する。
      if orientation == "Landscape" { // Landscapeだったら、
          if cKeyboardHeight.constant == landscapeHeight {
              // すでに Landscape用の高さであれば、何もしない。
              return
          } else {
              cKeyboardHeight.constant = landscapeHeight
          }
      } else { // Portraitだったら、
          if cKeyboardHeight.constant == portraitHeight {
              // すでに Portrait用の高さであれば、何もしない。
              return
          } else {
              cKeyboardHeight.constant = portraitHeight
          }
      }
   }

}

システムキーボードのようにキーボードの上端、下端、左端、右端がぶれずに安定して回転するこのカスタムキーボード、またの主な制約、インターフェイス回転開始時や回転終了直前通り KeyboradViewControllerクラスガクンとした印象の不安定な動作を見せないカスタムキーボードを、どうしたら実現できる書いているですがということ要点知りたいと思っまとめおりおきます。

図5のような動作が、現状カスタムキーボードの制約能力の限界に近い形なのでしょうか?

  • self.view.clipsToBounds = falseとして、self.viewからはみ出すサブビューの全体が表示されるように設定。
  • ViewController.viewの制約.Top.Leftを、self.view.Top.Leftに合わせる。
  • Portrait用の子view.Widthを Portrait時の既定キーボード幅に、.Heightを自分が決めた値に、設定する。
  • Landscape用の子view.Widthを Landscape時の既定キーボード幅に、.Heightを自分が決めた値に、設定する。
  • viewのサブビューは、Interface Builderで設定した通りに表示される。(Portrait用の子viewと Landscape用の子viewには、ほぼ同じオブジェクトが配置されているが、制約のconstant値は異なる)
  • インターフェイス回転時に、Portrait用の子view、Landscape用の子view、どちらかを表示し、どちらかを非表示にする。
  • インターフェイス回転時に、キーボードの高さ(self.viewの制約.Height)のconstant値を変更する。

制約またはその他の設定にこうした状態ですがどの図3のような工夫が必要現象を無くすには、どこを修正するとよいでしょうか?
解決案

システムキーボードのようにキーボードの上端、下端、左端、右端がぶれずに安定して回転するカスタムキーボード、または、インターフェイスの回転開始時や回転終了直前にガクンとした印象の不安定な動作を見せないカスタムキーボードを、どうしたら実現できるのか、ということを知りたいと思っております。

解決案、またはその手がかりなど、お教えいただけませんでしょうか?

文字だけでの質問が伝わりにくいものだっため、現象の画像を追加し、何を問題にしているのか一目で分かるようにしました。合わせて、質問文を大幅に修正しました。

たとえば、このような動作です。
(図はすべて、実機 iPhone 6 Plues のスクリーンショット)

class KeyboardViewController: UIInputViewController {

   private let portraitViewController = PortraitViewController()
   private let landscapeViewController = LandscapeViewController()
   
   //MARK: Constraints
   
   // 子viewの制約
   private var cViewWidthPortrait: NSLayoutConstraint!
   private var cViewHeightPortrait: NSLayoutConstraint!
   private var cViewWidthLandscape: NSLayoutConstraint!
   private var cViewHeightLandscape: NSLayoutConstraint!
   
   // キーボードの高さの制約
   private var cKeyboardHeight: NSLayoutConstraint!

   //MARK: Constraints Constants
   
   // Portrait表示におけるキーボードの高さ
   private var portraitHeight: CGFloat = 190.0
   private var portraitWidth: CGFloat!
   
   // Landscape表示におけるキーボードの高さ
   private var landscapeHeight: CGFloat = 150.0
   private var landscapeWidth: CGFloat!
   
   //MARK: Helper Bools
   private var firstTimeLoad: Bool!
   
   private var gotPortraitSize: Bool!
   private var gotLandscapeSize: Bool!
   
   private var appliedPortraitSize: Bool!
   private var appliedLandscapeSize: Bool!

   //MARK: Override Functions
   override func viewDidLoad() {
      super.viewDidLoad()
      
      firstTimeLoad = true
      gotPortraitSize = false
      appliedPortraitSize = false
      gotLandscapeSize = false
      appliedLandscapeSize = false
    
      self.view.clipsToBounds = false
    
      // Add LandscapeViewController & its view as Child
      self.addChildViewController(landscapeViewController)
      self.view.addSubview(landscapeViewController.view)
      landscapeViewController.didMoveToParentViewController(self)
      landscapeViewController.view.setTranslatesAutoresizingMaskIntoConstraints(false)
      
      // Add PortraitViewController & its view as Child
      self.addChildViewController(portraitViewController)
      self.view.addSubview(portraitViewController.view)
      portraitViewController.didMoveToParentViewController(self)
      portraitViewController.view.setTranslatesAutoresizingMaskIntoConstraints(false)
      
      self.view.bringSubviewToFront(portraitViewController.view)
    
      // KeyboardViews' constraints Top & Left
      self.view.addConstraints(fixedConstraints(portraitViewController.view))
      self.view.addConstraints(fixedConstraints(landscapeViewController.view))
    
      // KeyboardViews' constraints Width & Height (XibのViewサイズそのままの状態)
      self.view.addConstraints(widthHeightConstraints())
      
      // キーボードの高さの制約を設定(ここでは変更せず、既定のままの状態)
      cKeyboardHeight = NSLayoutConstraint(item: self.view,
          attribute: .Height, relatedBy: .Equal,
          toItem: nil,
          attribute: .NotAnAttribute, multiplier: 1.0,
          constant: self.view.bounds.size.height)
      cKeyboardHeight.priority = 999
      self.view.addConstraint(cKeyboardHeight)
   }

   override func viewDidAppear(animated: Bool) {
      super.viewDidAppear(animated)
      
      if isLandscape() { // Landscapeだったら、
          // landscapeViewController.viewを Landscapeのキーボードサイズに固定する。
          applyViewSize("Landscape")
        
          // Landscapeの viewを表示させ、Portraitのviewを隠す。
          landscapeViewController.view.hidden = false
          portraitViewController.view.hidden = true
          
          // キーボードの高さを変更する。
          changeKeyboardHeight("Landscape")

      } else { // Portraitだったら、
          // portraitViewController.viewを Portraitのキーボードサイズに固定する。
          applyViewSize("Portrait")
        
          // Portraitの viewを表示させ、Landscapeのviewを隠す。
          portraitViewController.view.hidden = false
          landscapeViewController.view.hidden = true
          
          // キーボードの高さを変更する。
          changeKeyboardHeight("Portrait")
      }

      // 以後は起動時の処理ではないという合図
      firstTimeLoad = false
   }

   override func viewDidLayoutSubviews() {
      super.viewDidLayoutSubviews()
    
      if firstTimeLoad == true {
          // キーボード起動時であれば、何もしない
          return
      }
    
      var orientation: String!
    
      if isLandscape() { // Landscapeだったら、
          orientation = "Landscape"
          // Landscape用の viewを表示する。
          keyboardViewHidden(orientation)
        
      } else { // Portraitだったら、
          orientation = "Portrait"
          // Portrait用の viewを表示する。
          keyboardViewHidden(orientation)
      }
      
      // Portrait / Landscapeどちらかの、適切なキーボード縦横サイズが未適用状態であれば、
      if appliedLandscapeSize == false || appliedPortraitSize == false {
          // 適切なキーボード縦横サイズを適用し、子Viewの縦横を固定する。
          applyViewSize(orientation)
      }
    
      // キーボードの高さを変更する。
      changeKeyboardHeight(orientation)
   }

   //MARK: Hidden Control Functions
   private func keyboardViewHidden(orientation: String) {
      
      if orientation == "Landscape" { // Landscapeだったら、
          if landscapeViewController.view.hidden == false {
              // すでにLandscape表示であれば、何もしない。
              return
          } else {
              portraitViewController.view.hidden = true
              landscapeViewController.view.hidden = false
          }
      } else { // Portraitだったら、
          if portraitViewController.view.hidden == false {
              // すでにPortrait表示であれば、何もしない。
              return
          } else {
              landscapeViewController.view.hidden = true
              portraitViewController.view.hidden = false
          }
      }
   }
       
   //MARK: Constraints Functions
   private func widthHeightConstraints() -> [NSLayoutConstraint] {
      // 子ViewControler.viewの .Width、.Heightの制約を生成し、プロパティに格納する。
    
      cViewWidthLandscape = NSLayoutConstraint(item: self.landscapeViewController.view,
          attribute: .Width, relatedBy: .Equal, toItem: nil,
          attribute: .NotAnAttribute, multiplier: 1.0,
          constant: landscapeViewController.view.bounds.size.width)
      cViewHeightLandscape = NSLayoutConstraint(item: self.landscapeViewController.view,
          attribute: .Height, relatedBy: .Equal, toItem: nil,
          attribute: .NotAnAttribute, multiplier: 1.0,
          constant: landscapeViewController.view.bounds.size.height)
      cViewWidthPortrait = NSLayoutConstraint(item: self.portraitViewController.view,
          attribute: .Width, relatedBy: .Equal, toItem: nil,
          attribute: .NotAnAttribute, multiplier: 1.0,
          constant: portraitViewController.view.bounds.size.width)
      cViewHeightPortrait = NSLayoutConstraint(item: self.portraitViewController.view,
          attribute: .Height, relatedBy: .Equal, toItem: nil,
          attribute: .NotAnAttribute, multiplier: 1.0,
          constant: portraitViewController.view.bounds.size.width)
      return [cViewWidthLandscape, cViewHeightLandscape,
              cViewWidthPortrait, cViewHeightPortrait]
   }
   
   private func fixedConstraints(view: UIView) -> [NSLayoutConstraint] {
      // 子ViewController.viewの .Top、.Leftの制約を生成する。
      let top = NSLayoutConstraint(item: view,
          attribute: .Top, relatedBy: .Equal,
          toItem: self.view,
          attribute: .Top, multiplier: 1.0, constant: 0.0)
      let left = NSLayoutConstraint(item: view,
          attribute: .Left, relatedBy: .Equal,
          toItem: self.view,
          attribute: .Left, multiplier: 1.0, constant: 0.0)
      return [top, left]
   }
   
   private func isLandscape() -> Bool {
      // 現時点で Landscape表示が適当かどうかを判断する。
      let screenSize = UIScreen.mainScreen().bounds.size
      let screenH = screenSize.height
      let screenW = screenSize.width
      let isLandscapeNow =  !(self.view.frame.size.width ==
          screenW * ((screenW < screenH) ? 1 : 0) +
          screenH * ((screenW > screenH) ? 1 : 0))
      return isLandscapeNow
   }
   
   private func getSystemKeyboardSize(orientation: String) {
      // 既定のキーボードの横サイズを取得し、制約のconstant値に使うプロパティに格納する。
      if orientation == "Landscape" {
          landscapeWidth = self.view.bounds.width
        
          // 既定Landscapeキーボードのサイズを取得済という合図
          gotLandscapeSize = true
        
      } else { // Portrait
          portraitWidth = self.view.bounds.width
        
          // 既定Portraitキーボードのサイズを取得済という合図
          gotPortraitSize = true
      }
   }

   private func applyViewSize(orientation: String) {
      // 取得した既定キーボードの横サイズ、自分の設定した縦サイズを、
      // 子ViewController.viewに適用する。
      
      if orientation == "Landscape" { // Landscapeだったら、
          if gotLandscapeSize == false {
              // Landscapeの既定キーボードサイズが未取得であれば、取得する。
              getSystemKeyboardSize("Landscape")
          }
          if cViewHeightLandscape.constant == landscapeHeight {
              // すでに適当なLandscape用サイズが適用されていれば、何もしない。
              return
          } else {
              // LandscapeViewController.viewの制約 .Heihgt、.Widthを、
              // キーボードサイズに固定する。
              cViewHeightLandscape.constant = landscapeHeight
              cViewWidthLandscape.constant = landscapeWidth
            
              // LandscapeViewController.viewの縦横サイズを設定済という合図
              appliedLandscapeSize = true
          }
      } else { // Portraitだったら、
          if gotPortraitSize == false {
              // Portraitの既定キーボードサイズが未取得であれば、取得する。
              getSystemKeyboardSize("Portrait")
          }
          if cViewHeightPortrait.constant == portraitHeight {
              // すでに適当なPortrait用サイズが適用されていれば、何もしない。
              return
          } else {
              // PortraitViewController.viewの制約 .Height、.Widthを、
              // キーボードサイズに固定する。
              cViewHeightPortrait.constant = portraitHeight
              cViewWidthPortrait.constant = portraitWidth
            
              // PortraitViewController.viewの縦横サイズを設定済という合図
              appliedPortraitSize = true
          }
      }
   }

   private func changeKeyboardHeight(orientation: String) {
      // キーボードの高さの制約を変更する。
      if orientation == "Landscape" { // Landscapeだったら、
          if cKeyboardHeight.constant == landscapeHeight {
              // すでに Landscape用の高さであれば、何もしない。
              return
          } else {
              cKeyboardHeight.constant = landscapeHeight
          }
      } else { // Portraitだったら、
          if cKeyboardHeight.constant == portraitHeight {
              // すでに Portrait用の高さであれば、何もしない。
              return
          } else {
              cKeyboardHeight.constant = portraitHeight
          }
      }
   }

}

システムキーボードのようにキーボードの上端、下端、左端、右端がぶれずに安定して回転するカスタムキーボード、また、インターフェイス回転開始時や回転終了直前ガクンとした印象の不安定な動作を見せないカスタムキーボードを、どうしたら実現できるということ知りたいと思っおります。

図5のような動作が、現状カスタムキーボードの制約能力の限界に近い形なのでしょうか?

制約またはその他の設定にどのような工夫が必要でしょうか?
解決案、またはその手がかりなど、お教えいただけませんでしょうか?

文字だけでの質問が伝わりにくいものでしので、現象の画像を追加し、何を問題にしているのか一目で分かるようにしました。合わせて、質問文を大幅に修正しました。

たとえば、このような動作です。
(図はすべて、実機 iPhone 6 Plus のスクリーンショット)

class KeyboardViewController: UIInputViewController {

   private let portraitViewController = PortraitViewController()
   private let landscapeViewController = LandscapeViewController()
   
   //MARK: Constraints
   
   // 子viewの制約
   private var cViewWidthPortrait: NSLayoutConstraint!
   private var cViewHeightPortrait: NSLayoutConstraint!
   private var cViewWidthLandscape: NSLayoutConstraint!
   private var cViewHeightLandscape: NSLayoutConstraint!
   
   // キーボードの高さの制約
   private var cKeyboardHeight: NSLayoutConstraint!

   //MARK: Constraints Constants
   
   // Portrait表示におけるキーボードの高さ
   private var portraitHeight: CGFloat = 190.0
   private var portraitWidth: CGFloat!
   
   // Landscape表示におけるキーボードの高さ
   private var landscapeHeight: CGFloat = 150.0
   private var landscapeWidth: CGFloat!
   
   //MARK: Helper Bools
   private var firstTimeLoad: Bool!
   
   private var gotPortraitSize: Bool!
   private var gotLandscapeSize: Bool!
   
   private var appliedPortraitSize: Bool!
   private var appliedLandscapeSize: Bool!

   //MARK: Override Functions
   override func viewDidLoad() {
      super.viewDidLoad()
      
      firstTimeLoad = true
      gotPortraitSize = false
      appliedPortraitSize = false
      gotLandscapeSize = false
      appliedLandscapeSize = false
      
      // self.viewからはみ出すサブビューが表示されるように設定
      self.view.clipsToBounds = false
    
      // Add LandscapeViewController & its view as Child
      self.addChildViewController(landscapeViewController)
      self.view.addSubview(landscapeViewController.view)
      landscapeViewController.didMoveToParentViewController(self)
      landscapeViewController.view.setTranslatesAutoresizingMaskIntoConstraints(false)
      
      // Add PortraitViewController & its view as Child
      self.addChildViewController(portraitViewController)
      self.view.addSubview(portraitViewController.view)
      portraitViewController.didMoveToParentViewController(self)
      portraitViewController.view.setTranslatesAutoresizingMaskIntoConstraints(false)
      
      self.view.bringSubviewToFront(portraitViewController.view)
    
      // KeyboardViews' constraints Top & Left
      self.view.addConstraints(fixedConstraints(portraitViewController.view))
      self.view.addConstraints(fixedConstraints(landscapeViewController.view))
    
      // KeyboardViews' constraints Width & Height (XibのViewサイズそのままの状態)
      self.view.addConstraints(widthHeightConstraints())
      
      // キーボードの高さの制約を設定(ここでは変更せず、既定のままの状態)
      cKeyboardHeight = NSLayoutConstraint(item: self.view,
          attribute: .Height, relatedBy: .Equal,
          toItem: nil,
          attribute: .NotAnAttribute, multiplier: 1.0,
          constant: self.view.bounds.size.height)
      cKeyboardHeight.priority = 999
      self.view.addConstraint(cKeyboardHeight)
   }

   override func viewDidAppear(animated: Bool) {
      super.viewDidAppear(animated)
      
      if isLandscape() { // Landscapeだったら、
          // landscapeViewController.viewを Landscapeのキーボードサイズに固定する。
          applyViewSize("Landscape")
        
          // Landscapeの viewを表示させ、Portraitのviewを隠す。
          landscapeViewController.view.hidden = false
          portraitViewController.view.hidden = true
          
          // キーボードの高さを変更する。
          changeKeyboardHeight("Landscape")

      } else { // Portraitだったら、
          // portraitViewController.viewを Portraitのキーボードサイズに固定する。
          applyViewSize("Portrait")
        
          // Portraitの viewを表示させ、Landscapeのviewを隠す。
          portraitViewController.view.hidden = false
          landscapeViewController.view.hidden = true
          
          // キーボードの高さを変更する。
          changeKeyboardHeight("Portrait")
      }

      // 以後は起動時の処理ではないという合図
      firstTimeLoad = false
   }

   override func viewDidLayoutSubviews() {
      super.viewDidLayoutSubviews()
    
      if firstTimeLoad == true {
          // キーボード起動時であれば、何もしない
          return
      }
    
      var orientation: String!
    
      if isLandscape() { // Landscapeだったら、
          orientation = "Landscape"
          // Landscape用の viewを表示する。
          keyboardViewHidden(orientation)
        
      } else { // Portraitだったら、
          orientation = "Portrait"
          // Portrait用の viewを表示する。
          keyboardViewHidden(orientation)
      }
      
      // Portrait / Landscapeどちらかの、適切なキーボード縦横サイズが未適用状態であれば、
      if appliedLandscapeSize == false || appliedPortraitSize == false {
          // 適切なキーボード縦横サイズを適用し、子Viewの縦横を固定する。
          applyViewSize(orientation)
      }
    
      // キーボードの高さを変更する。
      changeKeyboardHeight(orientation)
   }

   //MARK: Hidden Control Functions
   private func keyboardViewHidden(orientation: String) {
      
      if orientation == "Landscape" { // Landscapeだったら、
          if landscapeViewController.view.hidden == false {
              // すでにLandscape表示であれば、何もしない。
              return
          } else {
              portraitViewController.view.hidden = true
              landscapeViewController.view.hidden = false
          }
      } else { // Portraitだったら、
          if portraitViewController.view.hidden == false {
              // すでにPortrait表示であれば、何もしない。
              return
          } else {
              landscapeViewController.view.hidden = true
              portraitViewController.view.hidden = false
          }
      }
   }
       
   //MARK: Constraints Functions
   private func widthHeightConstraints() -> [NSLayoutConstraint] {
      // 子ViewControler.viewの .Width、.Heightの制約を生成し、プロパティに格納する。
    
      cViewWidthLandscape = NSLayoutConstraint(item: self.landscapeViewController.view,
          attribute: .Width, relatedBy: .Equal, toItem: nil,
          attribute: .NotAnAttribute, multiplier: 1.0,
          constant: landscapeViewController.view.bounds.size.width)
      cViewHeightLandscape = NSLayoutConstraint(item: self.landscapeViewController.view,
          attribute: .Height, relatedBy: .Equal, toItem: nil,
          attribute: .NotAnAttribute, multiplier: 1.0,
          constant: landscapeViewController.view.bounds.size.height)
      cViewWidthPortrait = NSLayoutConstraint(item: self.portraitViewController.view,
          attribute: .Width, relatedBy: .Equal, toItem: nil,
          attribute: .NotAnAttribute, multiplier: 1.0,
          constant: portraitViewController.view.bounds.size.width)
      cViewHeightPortrait = NSLayoutConstraint(item: self.portraitViewController.view,
          attribute: .Height, relatedBy: .Equal, toItem: nil,
          attribute: .NotAnAttribute, multiplier: 1.0,
          constant: portraitViewController.view.bounds.size.width)
      return [cViewWidthLandscape, cViewHeightLandscape,
              cViewWidthPortrait, cViewHeightPortrait]
   }
   
   private func fixedConstraints(view: UIView) -> [NSLayoutConstraint] {
      // 子ViewController.viewの .Top、.Leftの制約を生成する。
      let top = NSLayoutConstraint(item: view,
          attribute: .Top, relatedBy: .Equal,
          toItem: self.view,
          attribute: .Top, multiplier: 1.0, constant: 0.0)
      let left = NSLayoutConstraint(item: view,
          attribute: .Left, relatedBy: .Equal,
          toItem: self.view,
          attribute: .Left, multiplier: 1.0, constant: 0.0)
      return [top, left]
   }
   
   private func isLandscape() -> Bool {
      // 現時点で Landscape表示が適当かどうかを判断する。
      let screenSize = UIScreen.mainScreen().bounds.size
      let screenH = screenSize.height
      let screenW = screenSize.width
      let isLandscapeNow =  !(self.view.frame.size.width ==
          screenW * ((screenW < screenH) ? 1 : 0) +
          screenH * ((screenW > screenH) ? 1 : 0))
      return isLandscapeNow
   }
   
   private func getSystemKeyboardSize(orientation: String) {
      // 既定のキーボードの横サイズを取得し、制約のconstant値に使うプロパティに格納する。
      if orientation == "Landscape" {
          landscapeWidth = self.view.bounds.width
        
          // 既定Landscapeキーボードのサイズを取得済という合図
          gotLandscapeSize = true
        
      } else { // Portrait
          portraitWidth = self.view.bounds.width
        
          // 既定Portraitキーボードのサイズを取得済という合図
          gotPortraitSize = true
      }
   }

   private func applyViewSize(orientation: String) {
      // 取得した既定キーボードの横サイズ、自分の設定した縦サイズを、
      // 子ViewController.viewに適用する。
      
      if orientation == "Landscape" { // Landscapeだったら、
          if gotLandscapeSize == false {
              // Landscapeの既定キーボードサイズが未取得であれば、取得する。
              getSystemKeyboardSize("Landscape")
          }
          if cViewHeightLandscape.constant == landscapeHeight {
              // すでに適当なLandscape用サイズが適用されていれば、何もしない。
              return
          } else {
              // LandscapeViewController.viewの制約 .Heihgt、.Widthを、
              // キーボードサイズに固定する。
              cViewHeightLandscape.constant = landscapeHeight
              cViewWidthLandscape.constant = landscapeWidth
            
              // LandscapeViewController.viewの縦横サイズを設定済という合図
              appliedLandscapeSize = true
          }
      } else { // Portraitだったら、
          if gotPortraitSize == false {
              // Portraitの既定キーボードサイズが未取得であれば、取得する。
              getSystemKeyboardSize("Portrait")
          }
          if cViewHeightPortrait.constant == portraitHeight {
              // すでに適当なPortrait用サイズが適用されていれば、何もしない。
              return
          } else {
              // PortraitViewController.viewの制約 .Height、.Widthを、
              // キーボードサイズに固定する。
              cViewHeightPortrait.constant = portraitHeight
              cViewWidthPortrait.constant = portraitWidth
            
              // PortraitViewController.viewの縦横サイズを設定済という合図
              appliedPortraitSize = true
          }
      }
   }

   private func changeKeyboardHeight(orientation: String) {
      // キーボードの高さの制約を変更する。
      if orientation == "Landscape" { // Landscapeだったら、
          if cKeyboardHeight.constant == landscapeHeight {
              // すでに Landscape用の高さであれば、何もしない。
              return
          } else {
              cKeyboardHeight.constant = landscapeHeight
          }
      } else { // Portraitだったら、
          if cKeyboardHeight.constant == portraitHeight {
              // すでに Portrait用の高さであれば、何もしない。
              return
          } else {
              cKeyboardHeight.constant = portraitHeight
          }
      }
   }

}

このカスタムキーボードの主な制約通り KeyboradViewControllerクラス書いているですが要点まとめおきます。

  • self.view.clipsToBounds = falseとして、self.viewからはみ出すサブビューの全体が表示されるように設定。
  • ViewController.viewの制約.Top.Leftを、self.view.Top.Leftに合わせる。
  • Portrait用の子view.Widthを Portrait時の既定キーボード幅に、.Heightを自分が決めた値に、設定する。
  • Landscape用の子view.Widthを Landscape時の既定キーボード幅に、.Heightを自分が決めた値に、設定する。
  • viewのサブビューは、Interface Builderで設定した通りに表示される。(Portrait用の子viewと Landscape用の子viewには、ほぼ同じオブジェクトが配置されているが、制約のconstant値は異なる)
  • インターフェイス回転時に、Portrait用の子view、Landscape用の子view、どちらかを表示し、どちらかを非表示にする。
  • インターフェイス回転時に、キーボードの高さ(self.viewの制約.Height)のconstant値を変更する。

こうした状態ですが図3のような現象を無くすには、どこを修正するとよいでしょうか?

システムキーボードのようにキーボードの上端、下端、左端、右端がぶれずに安定して回転するカスタムキーボード、または、インターフェイスの回転開始時や回転終了直前にガクンとした印象の不安定な動作を見せないカスタムキーボードを、どうしたら実現できるのか、ということを知りたいと思っております。

解決案、またはその手がかりなど、お教えいただけませんでしょうか?

図が、実機のものであることを明記しました。
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間違った情報を削除しました。参考Webページを元にコードを修正しました。追記しました。
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メモリを無駄に使わないようなコードに修正しました。追記しました。
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コードを修正し、追記しました。
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