Вы должны установить фрейм titleView, потому что вы не указываете никаких ограничений для position в его супервизоре. Система Auto Layout может только вычислить size из titleView для вас только из указанных вами ограничений и intrinsic content size его подвидов.

Мне действительно были нужны ограничения, поэтому сегодня поигрался с ними. Я обнаружил, что работает следующее:

    let v  = UIView()
    v.translatesAutoresizingMaskIntoConstraints = false
    // add your views and set up all the constraints

    // This is the magic sauce!
    v.layoutIfNeeded()
    v.sizeToFit()

    // Now the frame is set (you can print it out)
    v.translatesAutoresizingMaskIntoConstraints = true // make nav bar happy
    navigationItem.titleView = v

Работает как шарм!

Ответ an0 правильный. Однако добиться желаемого эффекта это не поможет.

Вот мой рецепт создания заголовков, которые автоматически имеют правильный размер:

• Создайте подкласс UIView, например CustomTitleView, который позже будет использоваться как titleView navigationItem.
• Использовать автоматический макет внутри CustomTitleView. Если вы хотите, чтобы ваш CustomTitleView всегда находился по центру, вам нужно добавить явное ограничение CenterX (см. Код и ссылку ниже).
• Звоните updateCustomTitleView (см. Ниже) каждый раз, когда ваш контент titleView обновляется. Нам нужно установить для titleView значение nil, а затем снова установить его для нашего представления, чтобы предотвратить смещение представления заголовка по центру. Это произойдет, когда вид заголовка изменится с широкого на узкий.
• НЕ отключайте translatesAutoresizingMaskIntoConstraints

Суть: https://gist.github.com/bhr/78758bd0bd4549f1cd1c

Обновление CustomTitleView из ViewController:

- (void)updateCustomTitleView
{
    //we need to set the title view to nil and get always the right frame
    self.navigationItem.titleView = nil;

    //update properties of your custom title view, e.g. titleLabel
    self.navTitleView.titleLabel.text = <#my_property#>;

    CGSize size = [self.navTitleView systemLayoutSizeFittingSize:UILayoutFittingCompressedSize];
    self.navTitleView.frame = CGRectMake(0.f, 0.f, size.width, size.height);

    self.navigationItem.titleView = self.customTitleView;
}

Образец CustomTitleView.h с одной надписью и двумя кнопками

#import <UIKit/UIKit.h>

@interface BHRCustomTitleView : UIView

@property (nonatomic, strong, readonly) UILabel *titleLabel;
@property (nonatomic, strong, readonly) UIButton *previousButton;
@property (nonatomic, strong, readonly) UIButton *nextButton;

@end

Образец CustomTitleView.m:

#import "BHRCustomTitleView.h"

@interface BHRCustomTitleView ()

@property (nonatomic, strong) UILabel *titleLabel;
@property (nonatomic, strong) UIButton *previousButton;
@property (nonatomic, strong) UIButton *nextButton;

@property (nonatomic, copy) NSArray *constraints;

@end

@implementation BHRCustomTitleView

- (void)updateConstraints
{
    if (self.constraints) {
        [self removeConstraints:self.constraints];
    }

    NSDictionary *viewsDict = @{ @"title": self.titleLabel,
                                 @"previous": self.previousButton,
                                 @"next": self.nextButton };
    NSMutableArray *constraints = [NSMutableArray array];

    [constraints addObjectsFromArray:[NSLayoutConstraint constraintsWithVisualFormat:@"H:|-(>=0)-[previous]-2-[title]-2-[next]-(>=0)-|"
                                                                             options:NSLayoutFormatAlignAllBaseline
                                                                             metrics:nil
                                                                               views:viewsDict]];

    [constraints addObjectsFromArray:[NSLayoutConstraint constraintsWithVisualFormat:@"V:|[previous]|"
                                                                             options:0
                                                                             metrics:nil
                                                                               views:viewsDict]];

    [constraints addObject:[NSLayoutConstraint constraintWithItem:self
                                                        attribute:NSLayoutAttributeCenterX
                                                        relatedBy:NSLayoutRelationEqual
                                                           toItem:self.titleLabel
                                                        attribute:NSLayoutAttributeCenterX
                                                       multiplier:1.f
                                                         constant:0.f]];
    self.constraints = constraints;
    [self addConstraints:self.constraints];

    [super updateConstraints];
}

- (UILabel *)titleLabel
{
    if (!_titleLabel)
    {
        _titleLabel = [[UILabel alloc] initWithFrame:CGRectZero];
        _titleLabel.translatesAutoresizingMaskIntoConstraints = NO;
        _titleLabel.font = [UIFont boldSystemFontOfSize:_titleLabel.font.pointSize];

        [self addSubview:_titleLabel];
    }

    return _titleLabel;
}


- (UIButton *)previousButton
{
    if (!_previousButton)
    {
        _previousButton = [UIButton buttonWithType:UIButtonTypeSystem];
        _previousButton.translatesAutoresizingMaskIntoConstraints = NO;
        [self addSubview:_previousButton];

        _previousButton.titleLabel.font = [UIFont systemFontOfSize:23.f];
        [_previousButton setTitle:@"❮"
                         forState:UIControlStateNormal];
    }

    return _previousButton;
}

- (UIButton *)nextButton
{
    if (!_nextButton)
    {
        _nextButton = [UIButton buttonWithType:UIButtonTypeSystem];
        _nextButton.translatesAutoresizingMaskIntoConstraints = NO;
        [self addSubview:_nextButton];
        _nextButton.titleLabel.font = [UIFont systemFontOfSize:23.f];
        [_nextButton setTitle:@"❯"
                     forState:UIControlStateNormal];
    }

    return _nextButton;
}

+ (BOOL)requiresConstraintBasedLayout
{
    return YES;
}

@end

Спасибо @Valentin Shergin и @tubtub! Согласно их ответам я реализовал заголовок панели навигации с изображением стрелки раскрывающегося списка в Swift 1.2:

1. Создайте подкласс UIView для пользовательского titleView
2. В вашем подклассе: a) Используйте автоматический макет для подвидов, но не для себя. Установите translatesAutoresizingMaskIntoConstraints на false для вложенных просмотров и true для самого titleView. б) Реализовать sizeThatFits(size: CGSize)
3. Если ваш заголовок может измениться, вызовите titleLabel.sizeToFit() и self.setNeedsUpdateConstraints() внутри подкласса titleView после изменения текста
4. В вашем ViewController вызовите custom updateTitleView() и обязательно вызовите titleView.sizeToFit() и navigationBar.setNeedsLayout() там

Вот минимальная реализация DropdownTitleView:

import UIKit

class DropdownTitleView: UIView {

    private var titleLabel: UILabel
    private var arrowImageView: UIImageView

    // MARK: - Life cycle

    override init (frame: CGRect) {

        self.titleLabel = UILabel(frame: CGRectZero)
        self.titleLabel.setTranslatesAutoresizingMaskIntoConstraints(false)

        self.arrowImageView = UIImageView(image: UIImage(named: "dropdown-arrow")!)
        self.arrowImageView.setTranslatesAutoresizingMaskIntoConstraints(false)

        super.init(frame: frame)

        self.setTranslatesAutoresizingMaskIntoConstraints(true)
        self.addSubviews()
    }

    convenience init () {
        self.init(frame: CGRectZero)
    }

    required init(coder aDecoder: NSCoder) {
        fatalError("DropdownTitleView does not support NSCoding")
    }

    private func addSubviews() {
        addSubview(titleLabel)
        addSubview(arrowImageView)
    }

    // MARK: - Methods

    func setTitle(title: String) {
        titleLabel.text = title
        titleLabel.sizeToFit()
        setNeedsUpdateConstraints()
    }

    // MARK: - Layout

    override func updateConstraints() {
        removeConstraints(self.constraints())

        let viewsDictionary = ["titleLabel": titleLabel, "arrowImageView": arrowImageView]
        var constraints: [AnyObject] = []

        constraints.extend(NSLayoutConstraint.constraintsWithVisualFormat("H:|[titleLabel]-8-[arrowImageView]|", options: .AlignAllBaseline, metrics: nil, views: viewsDictionary))
        constraints.extend(NSLayoutConstraint.constraintsWithVisualFormat("V:|[titleLabel]|", options: NSLayoutFormatOptions(0), metrics: nil, views: viewsDictionary))

        self.addConstraints(constraints)

        super.updateConstraints()
    }

    override func sizeThatFits(size: CGSize) -> CGSize {
        // +8.0 - distance between image and text
        let width = CGRectGetWidth(arrowImageView.bounds) + CGRectGetWidth(titleLabel.bounds) + 8.0
        let height = max(CGRectGetHeight(arrowImageView.bounds), CGRectGetHeight(titleLabel.bounds))
        return CGSizeMake(width, height)
    }
}

и ViewController:

override func viewDidLoad() {
    super.viewDidLoad()

    // Set custom title view to show arrow image along with title
    self.navigationItem.titleView = dropdownTitleView

    // your code ...
}

private func updateTitleView(title: String) {
    // update text
    dropdownTitleView.setTitle(title)

    // layout title view
    dropdownTitleView.sizeToFit()
    self.navigationController?.navigationBar.setNeedsLayout()
}

Для объединения ограничений автоматической компоновки внутри titleView и жестко запрограммированной логики компоновки внутри UINavigationBar вы должны реализовать метод sizeThatFits: внутри вашего собственного пользовательского класса titleView (подкласс UIView) следующим образом:

- (CGSize)sizeThatFits:(CGSize)size
{
    return CGSizeMake(
        CGRectGetWidth(self.imageView.bounds) + CGRectGetWidth(self.labelView.bounds) + 5.f /* space between icon and text */,
        MAX(CGRectGetHeight(self.imageView.bounds), CGRectGetHeight(self.labelView.bounds))
    );
}

Вот моя реализация ImageAndTextView

@interface ImageAndTextView()
@property (nonatomic, strong) UIImageView *imageView;
@property (nonatomic, strong) UITextField *textField;
@end

@implementation ImageAndTextView

- (instancetype)init
{
    self = [super init];
    if (self)
    {
        [self initializeView];
    }

    return self;
}

- (void)initializeView
{
    self.translatesAutoresizingMaskIntoConstraints = YES;
    self.autoresizingMask = (UIViewAutoresizingFlexibleWidth | UIViewAutoresizingFlexibleHeight);

    self.imageView = [[UIImageView alloc] init];
    self.imageView.contentMode = UIViewContentModeScaleAspectFit;
    self.textField = [[UITextField alloc] init];
    [self addSubview:self.imageView];
    [self addSubview:self.textField];

    self.imageView.translatesAutoresizingMaskIntoConstraints = NO;
    self.textField.translatesAutoresizingMaskIntoConstraints = NO;
    //Center the text field
    [NSLayoutConstraint activateConstraints:@[
        [self.textField.centerXAnchor constraintEqualToAnchor:self.centerXAnchor],
        [self.textField.centerYAnchor constraintEqualToAnchor:self.centerYAnchor]
    ]];

    //Put image view on left of text field
    [NSLayoutConstraint activateConstraints:@[
        [self.imageView.rightAnchor constraintEqualToAnchor:self.textField.leftAnchor],
        [self.imageView.lastBaselineAnchor constraintEqualToAnchor:self.textField.lastBaselineAnchor],
        [self.imageView.heightAnchor constraintEqualToConstant:16]
    ]];
}

- (CGSize)intrinsicContentSize
{
    return CGSizeMake(CGFLOAT_MAX, CGFLOAT_MAX);
}
@end