32、Xcode开发iOS应用：从项目创建到界面设计

Xcode开发iOS应用：从项目创建到界面设计

1. 创建和配置项目

在开始开发iOS应用时，首先要创建并配置项目。以下是具体步骤：
1. 选择项目模板 ：使用“Single View Application”模板。在相应对话框中选择该模板，然后点击“Next”，会显示“Choose options for your new project”页面。
2. 配置项目选项 ：
- Product Name ：设置为“Welcome”，这将作为项目和应用的名称。
- Organization Name ：填写开发者的公司或机构名称，例如“Deitel and Associates, Inc.”。
- Company Identifier ：通常是公司域名的反转形式，如“com.deitel”。若为学习目的开发应用，可使用“edu.self”。
- Devices ：选择“Universal”，表示应用可以在iPhone和iPad上运行，也可选择仅在iPhone或iPad上运行。
3. 指定保存位置和版本控制 ：点击“Next”后，指定项目的保存位置，还可以选择使用Git进行源代码管理。Git常用于多人协作项目，也可用于个人管理和跟踪应用的修改。
4. 创建项目 ：点击“Create”，显示新项目的窗口。

2. Xcode工作区窗口

Xcode的工作区窗口在iOS 8应用开发中非常重要，它在工具栏下方分为四个主要区域：导航区域、编辑区域、实用工具区域和调试区域（初始不显示）。

2.1 导航区域

导航区域顶部有多个导航器图标，通过点击相应按钮可以选择显示不同的导航器：
- Project ：显示项目中的文件和文件夹。
- Symbol ：按类及其内容（方法、属性等）浏览项目。
- Find ：在项目文件和框架中搜索文本。
- Issue ：按文件或类型显示项目中的警告和错误。
- Test ：管理单元测试，更多关于Xcode单元测试的信息可访问 http://bit.ly/TestingWithXcode 。
- Debug ：调试时检查应用的线程和方法调用栈。
- Breakpoint ：按文件管理调试断点。
- Report ：浏览每次构建和运行应用时生成的日志文件。

2.2 编辑区域

编辑区域位于导航区域右侧，用于编辑源代码和设计用户界面。当在项目导航器中选择一个文件时，其内容会显示在编辑区域。编辑区域有三种编辑器：
- Standard editor ：显示所选文件的内容。
- Assistant editor ：左侧显示所选文件的内容，右侧显示相关文件的内容，例如编辑一个继承自其他类的类时，会显示其父类。
- Version editor ：比较同一文件的不同版本（如旧版本和新版本）。

2.3 实用工具区域和检查器

实用工具区域位于工作区窗口右侧，显示检查器，可用于查看和编辑编辑区域中项目的信息。默认情况下，实用工具区域的上半部分显示文件检查器或快速帮助检查器：
- File inspector ：显示项目中当前所选文件的信息。
- Quick Help inspector ：提供上下文相关的帮助，根据UI中当前所选项目或源代码中的光标位置显示文档，例如点击方法名会显示方法的描述、参数和返回值。

2.4 调试区域

调试区域显示在编辑区域底部，提供逐行执行代码、检查变量内容等控制功能。后续会介绍如何隐藏和显示导航区域、实用工具区域和调试区域。

2.5 Xcode工具栏

Xcode工具栏包含执行应用的选项、显示Xcode中任务进度的区域（如项目构建状态）以及用于隐藏和显示工作区窗口各区域的按钮。

2.6 项目导航器

项目导航器位于窗口左侧，可访问项目的所有组件，由一系列组（文件夹）和文件组成。最常用的组是项目结构组，与项目同名，包含项目的源文件、媒体文件和支持文件。“Products”组包含项目的.app文件，用于测试和通过iOS应用商店分发应用。

2.7 键盘快捷键

Xcode提供了许多有用命令的键盘快捷键，部分常用快捷键可参考 http://bit.ly/XcodeShortcuts 。

以下是Xcode工作区窗口各区域的关系流程图：

graph LR
    A[Xcode工作区窗口] --> B[导航区域]
    A --> C[编辑区域]
    A --> D[实用工具区域]
    A --> E[调试区域]
    B --> B1[Project导航器]
    B --> B2[Symbol导航器]
    B --> B3[Find导航器]
    B --> B4[Issue导航器]
    B --> B5[Test导航器]
    B --> B6[Debug导航器]
    B --> B7[Breakpoint导航器]
    B --> B8[Report导航器]
    C --> C1[Standard editor]
    C --> C2[Assistant editor]
    C --> C3[Version editor]
    D --> D1[File inspector]
    D --> D2[Quick Help inspector]

3. 设计Welcome应用的用户界面

接下来将创建Welcome应用的用户界面，该应用配置为通用应用，可在iPhone和iPad上运行。

3.1 配置应用的横竖屏方向

用户可以将设备保持在竖屏（长边垂直）或横屏（长边水平）方向，许多应用通过重新排列用户界面来支持这两种方向。以下是配置步骤：
1. 在项目导航器中选择“Welcome”项目，在编辑区域显示项目设置。
2. 在“Deployment Info”部分的“Device Orientation”下，确保选择“Portrait”、“Landscape Left”和“Landscape Right”，这是支持方向的默认设置，不选择“Upside Down”，因为iPhone处于倒置状态时接听电话较困难，苹果建议iPhone应用不支持倒置方向，除iPhone的倒置方向外，建议支持所有可能的设备方向。

3.2 提供应用图标

应用安装在设备上时，其图标和名称会显示在iOS主屏幕上。由于iOS 8可以在多种iPhone和iPad设备上运行，需要提供不同尺寸的图标以支持不同的屏幕尺寸和分辨率。如果未提供特定尺寸的图标或图标尺寸不正确，Xcode会给出警告。
1. 打开资产目录 ：在设置中滚动到“App Icons and Launch Images”部分，点击“App Icons Source”右侧的图标（或点击项目的“Images.xcassets”组），显示资产目录。资产目录用于管理不同设备需要不同分辨率的图像资源，iOS会根据运行应用的设备和图标使用的上下文自动选择合适的图像。
2. 图标占位符 ：默认情况下，“AppIcon”图像集被选中，显示各种iPhone和iPad应用图标的空占位符，每个占位符标有1x、2x或3x，表示非视网膜显示屏（1x）和视网膜显示屏（2x或3x）设备的不同像素密度，测量单位为点。1x图标中，1点等于1像素；2x图标中，1点等于2像素；3x（iPhone 6 Plus）图标中，1点等于3像素。
3. 图标尺寸 ：资产目录在1x、2x或3x下方提供了给定图标的用途信息，例如“iPhone Spotlight, iOS 7, 8, 40pt”表示在运行iOS 7或iOS 8的iPhone的Spotlight搜索结果中显示的图标，该图标必须为40点宽和高。对于标有1x的占位符，提供指定尺寸的图标；对于标有2x或3x的占位符，提供两倍或三倍指定尺寸的图像。
4. 添加图标到资产目录 ：打开Finder窗口，找到提供的图像文件夹，将各种DeitelOrange图标拖到资产目录的占位符上，使图像集显示如图所示。具体放置方法如下：
- 对于每个标有1x的占位符，使用以列出的分辨率命名的图像，例如对于指示29pt的占位符，使用“DeitelOrange_29x29.png”；对于指示76pt的占位符，使用“DeitelOrange_76x76.png”。
- 对于每个标有2x或3x的占位符，使用两倍或三倍所需分辨率命名的图像，例如对于指示40pt的占位符，分别使用“DeitelOrange_80x80.png”和“DeitelOrange_120x120.png”。
- 保存应用时，这些图像会被放置在项目的“Welcome”组中的“Images.xcassets”组中。
5. 启动屏幕 ：为了改善加载时间较长的应用的用户体验，可以指定一个启动屏幕，应用加载时显示，避免用户看到空白屏幕。在iOS 8之前，启动屏幕是一个图像，从iOS 8开始，它可以是一个可调整大小的用户界面，以适应应用运行的设备。Xcode为每个新项目添加“launchscreen.xib”文件，该文件在屏幕中心显示应用名称，也可以选择该文件，使用Interface Builder进行自定义。

3.3 创建应用图像的图像集

与应用图标类似，通常需要为应用显示的每个图像提供多个版本，以适应不同的设备尺寸和像素密度。将这些图像作为图像集放入资产目录中，iOS会根据设备分辨率选择正确的图像。
1. 创建图像集 ：打开Finder窗口，找到提供的图像文件夹，从“Welcome”子文件夹中拖动“bug.png”图标到资产目录左侧的图像集列表中，创建“bug”图像集。这里为所有iOS设备提供了一个图像，但图像缩放效果可能不佳，建议提供自定义图像。

3.4 故事板和Xcode实用工具区域概述

应用的用户界面在故事板中设计，在项目导航器中选择“Main.storyboard”文件，在编辑区域打开故事板。故事板中，每个信息屏幕表示为一个场景，由白色矩形区域表示。

3.4.1 尺寸类和自动布局工具

iOS应用可以在iPhone和iPad上运行，未来还可能支持其他设备，如Apple Watch。在当前iOS设备上，用户可以以竖屏或横屏方向查看应用。Interface Builder底部有用于指定场景尺寸类和场景用户界面自动布局属性的工具：
- 尺寸类 ：帮助为不同屏幕尺寸和方向设计场景，默认情况下，场景配置为“Any width and Any height”，即适用于任何iOS设备和任何设备方向，“Any/Any”场景为600x600像素。
- 自动布局工具 ：用于指定用户界面组件如何根据设备尺寸和方向调整大小和位置。

3.4.2 库窗口

故事板显示后，实用工具区域的底部显示库窗口，包含四个库标签：
- File Template ：用于快速向项目中添加常见文件类型。
- Code Snippet ：用于快速插入和自定义常用代码，如控制语句、异常处理等，还可以创建自己的代码片段。
- Object ：用于设计iOS应用的标准Cocoa Touch用户界面组件，Cocoa Touch的关键组件是UIKit框架，包含这里和后续使用的用户界面组件，更多信息可访问 http://bit.ly/CocoaTouch 。
- Media ：项目的媒体资源（图像、音频和视频）。
可以从“Object”库标签中拖放用户界面组件到场景中。

3.5 添加图像视图到用户界面

现在开始自定义应用的用户界面，首先添加一个图像视图来显示“bug.png”图像，在Cocoa Touch中，图像通常由UIImageView类的对象显示。
1. 选择对象库 ：在库窗口中，确保选择“Object”库标签，通过滚动或在窗口底部的搜索字段中输入“Image View”来定位图像视图。
2. 拖放图像视图到场景 ：将图像视图从库中拖放到场景中，默认情况下，Interface Builder会调整图像视图的大小以填充场景。拖动图像视图时，会出现蓝色虚线引导线，这些引导线有助于遵循苹果的人机界面指南（HIG），包括组件间距、定位和对齐、与应用交互的手势等约定，更多关于HIG的信息可访问 http://bit.ly/iOSMobileHIG 。

3.6 使用检查器配置图像视图

为了使图像视图显示“bug.png”，需要进行以下配置：
1. 选择属性检查器 ：在场景中点击刚刚添加的图像视图，选择它，然后在实用工具区域选择“Attributes inspector”标签。
2. 选择图像集 ：在“Image View”部分，点击“Image”字段右侧的下拉箭头，选择在前面步骤中添加到资产目录的“bug”图像集作为要显示的图像，默认情况下，图像会拉伸以填充图像视图。
3. 设置图像显示模式 ：在“Mode”字段中，选择“Aspect Fit”，使图像适合图像视图并保持其宽高比。
4. 选择尺寸检查器 ：在实用工具区域选择“Size inspector”。
5. 调整图像视图大小 ：将“Height”属性更改为300，使图像视图占据场景的一半。
6. 调整图像视图位置 ：将“Y”属性更改为300（场景高度的一半），使图像视图的左上角位于场景的中间位置，也可以直接将图像视图拖动到场景的下半部分。

通过以上步骤，图像视图应该显示如图所示。Interface Builder也可以自动创建图像视图并配置为显示正确的图像，只需将图像从媒体库拖到场景中，然后配置图像视图的属性。如果这样做，还需要使用选择图像时显示的调整大小手柄来调整图像视图的大小。

以下是创建和配置Welcome应用界面的步骤总结表格：
|步骤|操作|
|----|----|
|创建和配置项目|选择模板、配置选项、指定保存位置和版本控制、创建项目|
|配置横竖屏方向|在项目导航器中选择项目，在设置中选择支持的方向|
|提供应用图标|打开资产目录、了解图标占位符和尺寸、添加图标到资产目录、设置启动屏幕|
|创建图像集|从Finder窗口拖动图像到资产目录|
|设计用户界面|打开故事板，使用尺寸类和自动布局工具，从库窗口拖放组件到场景|
|添加和配置图像视图|选择对象库中的图像视图，拖放到场景，使用检查器配置图像视图的属性|

4. 总结与回顾

4.1 项目创建与配置要点

在开发iOS应用的初始阶段，项目的创建和配置是基础且关键的步骤。选择合适的项目模板为后续开发奠定了框架，“Single View Application”模板简洁实用，适合初学者入门。配置项目选项时，各个参数都有其特定的作用：
- Product Name ：作为项目和应用的标识，应简洁明了且具有辨识度。
- Organization Name ：体现开发者的归属，有助于应用的管理和分发。
- Company Identifier ：与应用的唯一标识相关，遵循域名反转的规则或使用教育用途标识，确保应用在系统中的唯一性。
- Devices ：根据应用的目标受众和使用场景，选择合适的设备类型支持，“Universal”选项可使应用同时兼容iPhone和iPad。

指定项目保存位置和选择版本控制工具（如Git），方便对项目进行管理和追踪，尤其在多人协作开发时，Git的优势更加明显。

4.2 Xcode工作区窗口各区域功能梳理

Xcode工作区窗口的各个区域相互协作，为开发者提供了高效的开发环境。
|区域|功能概述|
|----|----|
|导航区域|通过不同的导航器，方便开发者快速定位项目中的文件、符号、问题等信息，提高开发效率。例如，“Project”导航器可直观查看项目的文件结构，“Find”导航器能快速搜索项目中的文本。|
|编辑区域|提供了三种编辑器，满足不同的开发需求。“Standard editor”用于常规的文件编辑，“Assistant editor”能同时显示相关文件内容，便于对比和参考，“Version editor”可对同一文件的不同版本进行比较。|
|实用工具区域|包含各种检查器，帮助开发者查看和编辑项目信息。“File inspector”显示文件的详细信息，“Quick Help inspector”提供上下文相关的帮助文档，方便开发者获取所需信息。|
|调试区域|在调试过程中发挥重要作用，可逐行执行代码、检查变量内容，帮助开发者定位和解决问题。|
|Xcode工具栏|集成了执行应用、显示任务进度和控制各区域显示的功能，操作便捷。|
|项目导航器|是访问项目所有组件的入口，清晰展示项目的结构和组成部分，方便开发者管理项目资源。|
|键盘快捷键|为开发者提供了更高效的操作方式，熟练掌握常用快捷键可大大提高开发速度。|

4.3 界面设计流程回顾

设计Welcome应用的用户界面是一个逐步细化的过程，从配置应用的横竖屏方向开始，确保应用在不同设备方向下都能正常显示和使用。提供应用图标时，要考虑不同设备的屏幕尺寸和分辨率，准备多种尺寸的图标，以避免Xcode警告。创建应用图像的图像集，使iOS能根据设备分辨率自动选择合适的图像，提高应用的显示效果。

在故事板中设计界面时，尺寸类和自动布局工具帮助开发者适应不同设备的屏幕尺寸和方向，库窗口提供了丰富的组件资源，方便开发者快速搭建界面。添加图像视图并使用检查器进行配置，使图像能以合适的方式显示在界面上，遵循苹果的人机界面指南，提升用户体验。

以下是整个开发流程的mermaid流程图：

graph LR
    A[创建和配置项目] --> B[Xcode工作区窗口熟悉]
    B --> C[设计Welcome应用界面]
    C --> C1[配置横竖屏方向]
    C --> C2[提供应用图标]
    C --> C3[创建图像集]
    C --> C4[设计界面布局]
    C4 --> C41[打开故事板]
    C4 --> C42[使用尺寸类和自动布局工具]
    C4 --> C43[从库窗口拖放组件]
    C4 --> C44[添加和配置图像视图]

4.4 常见问题与解决建议

在开发过程中，可能会遇到一些常见问题，以下是一些解决建议：
- 图标警告问题 ：如果Xcode提示图标相关的警告，检查是否为所有需要的尺寸都提供了正确的图标，确保图标尺寸与占位符要求一致。
- 图像显示问题 ：若图像显示不符合预期，检查图像集的选择和图像显示模式的设置，确保选择了正确的图像集并设置了合适的显示模式，如“Aspect Fit”。
- 布局适配问题 ：当应用在不同设备上显示布局异常时，检查尺寸类和自动布局工具的使用，确保界面组件能根据设备尺寸和方向正确调整大小和位置。

4.5 未来开发展望

掌握了以上开发流程和技巧后，开发者可以进一步拓展应用的功能。例如，可以添加更多的界面组件，实现与用户的交互，如按钮点击、文本输入等。还可以引入数据存储和网络请求功能，使应用能与服务器进行数据交互，提供更丰富的内容和服务。在界面设计方面，可以深入学习苹果的人机界面指南，打造更加美观、易用的用户界面，提升用户体验。同时，不断关注iOS开发的新技术和新趋势，保持学习和创新的态度，开发出更具竞争力的应用。

通过本文的介绍，希望能帮助开发者顺利完成iOS应用的开发入门，从项目创建到界面设计，逐步掌握开发的关键步骤和技巧。在实践中不断探索和尝试，相信开发者能开发出高质量的iOS应用。