手把手教你深入玩转SwiftUI(1)

本文始发于我的博文手把手教你深入玩转SwiftUI(1),现转发至此。

Swift是世界上最好的语言!

一、前言

作为一个使用 Swift 已经六年的程序猿,SwiftUI 已经发布一年多了,最近才终于有时间实践了一番。决定写写这个系列,这是仅次于 Swift 的另一重要发布,下一代的客户端 UI 开发技术,刚好前段时间有个产品经理的朋友说想学。

除了分享基础知识,还会讲解深层次的要点精髓这才是学习的重点。

从苹果的官方的教程开始。这教程非常给力,交互非常好,例子简练精要,可以感受到SwiftUI受到多大的重视。

本文中的例子来自文末附录带的苹果官方 Demo

二、声明式 UI 编程

相信很多写过 React 的原生同学会有个比较深的感受,界面开发起来很方便,那是因为,人家已经是“声明式编程”了。iOS 还在用着 UIKit 和 Storyboard 繁琐地写着描述式 UI 和设置约束。

同时 React 的状态管理数据绑定也极大地刺激着我们。在Controller、View 和 Model 间来回转悠的我们早已疲乏,项目越来越需要花精力重构,增大维护成本。虽然也有些办法处理,但去不到根源。

不可否认 UIKit 曾经作出巨大贡献,降低了我们的学习曲线,但终究是要被替代的,就像 Swift 替代 OC,只是时间问题。

SwiftUI是新一代界面编程思想——声明式编程,本质是一套DSL。网上有很多介绍,在此就不赘述了。

三、课程拆解

官方教程这一篇分六个 Section,主要讲解几个点:

  1. 创建 SwiftUI 项目
  2. 使用 SwiftUI 预览功能
  3. 自定义组件
  4. 使用 Text、Image、VStack、HStack、Spacer 等 UI 组件
  5. 使用其他库的组件

下面主要从一个个文件的角度来拆解要点和各种新特性。

创建 SwiftUI 项目

  • 打开 Xcode -> File -> New -> Project...
  • 弹窗 App
    -> Next
    -> 填写 Product Name(项目名),如 LandmarksApp
    -> Interface 选择 SwiftUI
    -> Life Cycle 选择 SwiftUI App
    -> 选择存放的目录 Create

LandmarksApp.swift

import SwiftUI

@main
struct LandmarksApp: App {
    var body: some Scene {
        WindowGroup {
            ContentView()
        }
    }
}
  • SwiftUI
    这里import了一个新的库SwiftUI,包含以前常用的 UI 库,并新定义了一些 UI 相关的类。其中最重要的是Combine,后面会简单说到。
import Combine
import CoreData
import CoreFoundation
import CoreGraphics
import Darwin
import DeveloperToolsSupport
import Foundation
import SwiftUI
import UIKit
import UniformTypeIdentifiers
import os.log
import os
import os.signpost
  • View

SwiftUI 库中定义了View,可以看到是个协议,定义了屏幕上一个元素符合的条件。自定义新的 UI 类只要遵循这个协议,就可以被展示。这种设计比以前的UIView作为 UI 父类更轻便。

而且它的body属性本质也是View,这种设计是SwiftUI的精髓,下面会讲到。

public protocol View {

    /// The type of view representing the body of this view.
    ///
    /// When you create a custom view, Swift infers this type from your
    /// implementation of the required `body` property.
    associatedtype Body : View

    /// The content and behavior of the view.
    @ViewBuilder var body: Self.Body { get }
}
  • 修饰词@main

这里提供了程序的启动入口。

使用 SwiftUI 的应用的生命周期需要符合App协议,当前是定义了一个结构体类型,叫SwiftUIDemoApp,遵循了App协议。使用类遵循协议也可以,不一定要结构体。

  • 关键字some

这里使用some返回了一个Opaque Result Type(反向泛型类型,也称不透明结果类型)。反向泛型类型的类型参数,是由实现指定并隐藏起来的,一般的泛型是由使用者指定的。

struct ContentView: View {
    var body: some View {
        VStack {
            Text("Hello Zack !")
            Image("zack-avatar")
        }
    }
}

比如上面的代码,实际上返回的类型是VStack<TupleView<(Text, Image)>>,由系统自行推断。我们可以任意组合 UI 组件内部的实现(包括运行时的变动),不用去指明具体类型,节省了非常多的工作量。

Swift 泛型系统长期存在一个问题是,带有 associatedtype 的协议不能作为类型使用,只能作为类型约束使用,无法作为函数的返回参数。而Some的设计,使这个问题得到解决。

因此可以看出,正是View的递归设计和Some的隐藏特性,支撑了SwiftUI的声明式以及高度可组合,这是它的精髓!

CircleImage.swift

import SwiftUI

struct CircleImage: View {
    var body: some View {
        Image("zackzheng")
            .clipShape(Circle())
            .overlay(Circle().stroke(Color.white, lineWidth: 4))
            .shadow(radius: 7)
    }
}

struct CircleImage_Previews: PreviewProvider {
    static var previews: some View {
        CircleImage()
    }
}
  • Image

使用Image组件展示图片,只需在Assets.xcassets中添加素材,再用素材名称初始化即可,比起以前方便一点。

  • 链式调用

这里定义了一个结构体CircleImagebody需要返回遵循View协议的类型,因此可以推测.clipShape.overlay.shadow几个链式调用上的方法返回的都是View,查看定义可验证。

这里几个方法从命名得知是形状修剪、覆盖边框、阴影等,不需赘述。

链式调用的设计也为声明式提供了简化和灵活度,不用如 React 一样将所有属性都配置。

  • PreviewProvider

A type that produces view previews in Xcode.

这是用于实现SwiftUI在 Xcode 中的实时预览特性,在 Xcode 默认是界面右侧可以看到(点击右侧上方的 Resume,或者在菜单 Editor > Canvas 打开)。

Amazing!做过前端开发的原生同学,都羡慕解释型语言的这个特点,虽然之前 Swift Playground 已经可以实时运行结果,但这次是 UI 啊!对标 Weex 或 React Native 的 Hot Reloading。

这里只是支持 Xcode 预览,所以这部分代码并不是必须的。
每个.swift文件可以写多个,预览会纵向排列。另外previews属性实际上可以任意返回,即使不是你当前新自定义的类。

系统需要升级到 11.x macOS Big Sur
使用搭载有 SwiftUI.framework 的 macOS 10.15 才能够看到预览

  • 修改组件属性

在预览处处于 Preview 状态下,command + 点击组件,会弹出菜单,点击“Show SwiftUI Inspector”,就可以对组件属性进行修改。

MapView.swift

import SwiftUI
import MapKit

struct MapView: View {
    @State private var region = MKCoordinateRegion(
        center: CLLocationCoordinate2D(latitude: 34.011_286, longitude: -116.166_868),
        span: MKCoordinateSpan(latitudeDelta: 0.2, longitudeDelta: 0.2)
    )

    var body: some View {
        Map(coordinateRegion: $region)
    }
}

struct MapView_Previews: PreviewProvider {
    static var previews: some View {
        MapView()
    }
}

这里介绍了引用其他库的组件,MapKit 库中的Map组件。

  • @State

@State 是属性修饰词。

SwiftUI 将会把使用过@State修饰器的属性存储到一个特殊的内存区域,并且这个区域和 View struct 是隔离的. 当@State装饰过的属性发生了变化,SwiftUI 会根据新的属性值重新创建视图。

当我们需要属性变化时,界面就自动刷新,则需要给属性添加@State修饰,类似于Vue和React中的State。以后不需要通过didSet来实现类似功能。

  • @Binding

在 Swift 中基础属性变量的传递形式是值类型传递,不是引用传递。通过在变量前面添加$,可以变成引用传递,如代码中的$region。这样当 region 变化时,由于@State的关系,界面会重新渲染,Map 组件就会接收到属性的新值。

所以这两个装饰器结合使用,达到通过属性重新渲染子组件的目的。

监听和渲染底层是通过Combine实现,可以看到下面 View 的 extension,这里不展开讲。

@available(iOS 13.0, macOS 10.15, tvOS 13.0, watchOS 6.0, *)
extension View {

    /// Adds an action to perform when this view detects data emitted by the
    /// given publisher.
    ///
    /// - Parameters:
    ///   - publisher: The publisher to subscribe to.
    ///   - action: The action to perform when an event is emitted by
    ///     `publisher`. The event emitted by publisher is passed as a
    ///     parameter to `action`.
    ///
    /// - Returns: A view that triggers `action` when `publisher` emits an
    ///   event.
    @inlinable public func onReceive<P>(_ publisher: P, perform action: @escaping (P.Output) -> Void) -> some View where P : Publisher, P.Failure == Never

}

ContentView.swift

struct ContentView: View {
    var body: some View {
        VStack {
            MapView()
                .ignoresSafeArea(edges: .top)
                .frame(height: 300)

            CircleImage()
                .offset(y: -130)
                .padding(.bottom, -130)

            VStack(alignment: .leading) {
                Text("Turtle Rock")
                    .font(.title)

                HStack {
                    Text("Joshua Tree National Park")
                    Spacer()
                    Text("California")
                }
                .font(.subheadline)
                .foregroundColor(.secondary)

                Divider()

                Text("About Turtle Rock")
                    .font(.title2)
                Text("Descriptive text goes here.")
            }
            .padding()

            Spacer()
        }
    }
}
  • VStack、HStack

这两个组件其实就是UIStackView的 SwiftUI 版本,VStack是子组件纵向排列,HStack是横向排列,都可以分别设置两个方向上的排列对齐方式。

相信用过 UIStackView 的同学都十分喜爱它,小编也用到爱不释手,并且逐渐替代了很多 UI 布局场景,广泛使用,放弃了麻烦的NSLayoutConstraint

它们的初始化方式很有意思,放几个组件就可以了。

@available(iOS 13.0, macOS 10.15, tvOS 13.0, watchOS 6.0, *)
@frozen public struct VStack<Content> : View where Content : View {

    /// Creates an instance with the given spacing and horizontal alignment.
    ///
    /// - Parameters:
    ///   - alignment: The guide for aligning the subviews in this stack. This
    ///     guide has the same vertical screen coordinate for every child view.
    ///   - spacing: The distance between adjacent subviews, or `nil` if you
    ///     want the stack to choose a default distance for each pair of
    ///     subviews.
    ///   - content: A view builder that creates the content of this stack.
    @inlinable public init(alignment: HorizontalAlignment = .center, spacing: CGFloat? = nil, @ViewBuilder content: () -> Content)

    /// The type of view representing the body of this view.
    ///
    /// When you create a custom view, Swift infers this type from your
    /// implementation of the required `body` property.
    public typealias Body = Never
}

可以看到,实际上要求的是Content类型。有兴趣可以自行查阅Funtion builders了解,我就不说了。

从 Demo 也可以看出,这两个组件会成为以后 SwiftUI 布局的基础组件。配合 offset 和 padding 成为主要的布局配合。需要抛弃掉传统的依赖NSLayoutConstraint布局的惯性思维。所以小编适应起来挺快的。

  • .ignoresSafeArea(edges: .top)

处于页面顶部安全区内的组件,通过ignoresSafeArea进行适配,具体就不作介绍。

  • offset、padding

这两个方法可以改改 Demo ,就能看出区别了。
在 VStack、HStack 下,offset相当于改变bounds,不会改变frame。而padding相反,会改变frame,不会改变bounds

  • Booltoggle()

今天还看到Struct类型Bool有个mutating方法toggle,作用就是将true变为false,或者将false变为true

mutating大家应该都很熟悉了,就是Struct用于修改自身属性的方法定义。所以这个方法很实用,比以前写A = !A感觉自然多了。

Swift 新手概念:生命周期、协议、结构体、类、范型、import、Safe Area(安全区) 、bounds、frame、mutating

四、总结

至此,官方教程的第一章第一节,我们讲解完了。后面会继续整理剩下的章节。

从上我们可以总结出几点:

  1. 协议在SwiftUI的整体设计上发挥了巨大的作用
  2. SwiftUI完美满足 UI 快速实时预览的需求
  3. @Binding@State实现了数据流层面的界面状态绑定
  4. some实现的Opaque Result Types解决了范型存在已久的问题,为更好的设计方式提供了途径
  5. VStackHStackoffsetpadding将构成SwiftUI布局的基础,替代繁琐的NSLayoutConstraint
  6. 链式调用的设计简化了声明式的灵活实现
  7. View的递归设计和some的隐藏特性,支撑了SwiftUI的声明式以及高度可组合特性,这是它的精髓
  8. 声明式和数据绑定的特性,极大地提高我们的效率,降低犯错几率、减少维护成本。

总而言之,SwiftUI,非常优秀!

五、附录

SwiftUI Tutorials
SwiftUI Tutorials/Creating and Combining Views
官方 Demo —— Project files

代码运行效果.jpg

-END-
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