33、Cocoa开发的未来路径探索

Cocoa开发的未来路径探索

在Cocoa开发的领域中，有许多新兴的技术和方法值得我们去深入了解。下面将为大家详细介绍一些关键的内容。

通知与块的应用

在开发过程中，通知的处理是一个重要的环节。当网络读取对象需要广播其状态时，可以通过以下方式实现：

if (some condition is met) {
    [[NSNotificationCenter defaultCenter] 
      postNotificationName:DATA_RECEIVED 
      object:self];
}

通知器不仅可以简单地发出通知，还能通过字典的形式传递额外信息，观察者可以获取这些信息：

// 在通知器中
NSDictionary *info = [NSDictionary dictionaryWithObject:someData  
                       forKey:@"data"];
[[NSNotificationCenter defaultCenter] 
  postNotificationName:DATA_RECEIVED 
  object:self userInfo:info];

// 在观察者中
NSLog(@"received data %@", [[notification userInfo] 
  objectForKey:@"data"]);

块（Blocks）是苹果为C语言引入的一个强大特性，在Snow Leopard中得到了广泛应用。苹果扩展了多个Cocoa类，新增了许多以块为参数的方法。

枚举方式

我们先来看看不同的枚举方式。在处理列表时，常见的有以下几种枚举方法：

NSArray *array = [NSArray arrayWithObjects:@"one", "two", @"three"];

// C风格枚举
int i;
for (i = 0; i < [array count]; i++) {
    NSLog(@"C enumeration accessing object: %@",  
      [array objectAtIndex:i]);
}

// NSEnumerator，经典的Cocoa枚举方式
NSEnumerator *aEnum = [array objectEnumerator];
id obj1;
while ((obj1 = [aEnum nextObject])) {
    NSLog(@"NSEnumerator accessing object: %@", obj1);
}

// 快速枚举，自Leopard版本开始可用
id obj2;
for (obj2 in array) {
    NSLog(@"Fast enumeration accessing object: %@", obj2);     
}

// 块枚举，Snow Leopard中的新特性
[array enumerateObjectsUsingBlock:^(id obj3, NSUInteger i, BOOL *stop) {
    NSLog(@"Block enumeration accessing object: %@", obj3);
}];

块枚举传递的块接受三个参数，无返回值。它结合了其他枚举方式的优点，能提供当前对象的索引，方便打印数组元素的编号列表。此外，还有一种变体方法可以指定枚举的运行选项，如并发运行：

[array enumerateObjectsWithOptions:NSEnumerationConcurrent 
    usingBlock:^(id obj3, NSUInteger i, BOOL *stop) {
    NSLog(@"Block enumeration accessing object: %@", obj3);
}];

这种方法利用Grand Central Dispatch（GCD）将工作分配到所有可用的处理器核心，能让应用运行更快，更好地利用系统资源。

NSSet类也有类似的枚举方法，但没有索引参数，因为集合中的对象是无序的。NSDictionary也新增了一些块相关的方法，如 enumerateKeysAndObjectsUsingBlock: ，能同时获取键和值，比以前的枚举方式更高效。

用块观察通知

苹果还将块的概念应用到了 NSNotification 类中。在Snow Leopard中，有一个新方法可以指定块而不是选择器：

[[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserverForName:DATA_RECEIVED  
  object:nil queue:nil usingBlock:^(NSNotification *notification){
  NSLog(@"received notification: %@", notification);
}];

这种方式的好处在于，它无需为通知处理代码创建单独的方法，使代码更易读。而且，块能获取其定义位置的上下文，不仅可以访问实例变量，还能访问同一方法中先前定义的局部变量。

过滤操作

NSArray 的 indexesOfObjectsPassingTest: 方法也是块的一个应用。通过这个方法，我们可以定义一个块来检查对象，并根据自定义的条件决定是否将其包含在结果索引集中。例如，查找数组中所有名为“Bob”的人：

NSArray *people;  // <- 假设这个数组存在
NSIndexSet *bobIndexes = [people indexesOfObjectsPassingTest: 
    BOOL ^(id obj, NSUInteger idx, BOOL *stop){
    return [obj.firstName isEqual:@"Bob"];
}];
NSArray *bobs = [people objectsAtIndexes:bobIndexes];

用其他语言进行Cocoa开发

虽然Objective - C在Cocoa开发中占据重要地位，但也有很多开发者希望使用其他语言进行开发。不过，像C++和Java这样的流行语言，由于缺乏运行时自省能力，难以与复杂的Objective - C类库（如Cocoa）进行全面交互。苹果曾尝试为Java搭建桥梁，但由于开发者使用意愿不高以及技术实现和维护的挑战，最终放弃了该项目。而Objective - C++在一定程度上减少了C++与Objective - C之间的桥接需求，但也存在一些限制，比如不能直接用C++类实现Objective - C委托，需要创建“胶水类”。

不过，一些使用量逐年增长的语言，如Python和Ruby，有可靠的桥接方式来进行Cocoa开发。

PyObjC

PyObjC是最早将非Objective - C语言与Cocoa框架进行桥接的项目之一。它为Cocoa中所有Objective - C类的方法提供映射，使开发者可以从Python中调用这些方法。映射规则很简单，将整个Objective - C方法名合并为一个符号，方法名中的冒号用下划线替换，方法参数放在括号内。所有对象会自动桥接，因此可以直接在Python中使用标准的Cocoa类。例如，通知相关代码的Objective - C版本和Python版本对比：

// Objective - C版本
[[NSNotificationCenter defaultCenter]  
  postNotificationName:DATA_RECEIVED object:self];

# Python版本，使用PyObjC
center = NSNotificationCenter.defaultCenter()
center.postNotificationName_object_(DATA_RECEIVED, self);

可以看出，Python版本缺乏方法名和参数的混合，影响了代码的可读性，整体也不太符合Python的风格。不过，Leopard和Snow Leopard都包含了PyObjC，Xcode甚至提供了使用它创建应用项目的模板。

MacRuby

在Ruby方面，有RubyCocoa和MacRuby两种桥接方式。RubyCocoa近年来发展停滞，而MacRuby是苹果赞助的新项目，它以全新的方式将Ruby语法引入Cocoa。MacRuby摒弃了现有的Ruby标准库类，使用Cocoa的等效类，并为它们添加与Ruby世界中名称匹配的新方法。这意味着有经验的Ruby开发者在使用MacRuby时，可能会发现很多熟悉的类和方法缺失或有细微差异。

MacRuby在方法调用上更接近Objective - C的风格，通过巧妙使用Ruby的键值参数来查找匹配的Objective - C方法。例如：

// Objective - C版本
[[NSNotificationCenter defaultCenter]  
  postNotificationName:DATA_RECEIVED object:self];

# MacRuby版本
center = NSNotificationCenter.defaultCenter
center.postNotificationName(DATA_RECEIVED, object:self)

此外，MacRuby还提供了一些有趣的特性，如即时编译和提前编译为本地代码，并且采用了基于LLVM的新运行时。目前MacRuby还不到两年，尚未发布1.0版本，但值得关注，更多信息可访问http://www.macruby.org 。

Nu

Nu是一种专门为与Objective - C互操作而设计的新语言，实际上是Lisp的变体。它具有与Objective - C相似的方法和参数交织的语法。例如：

// Objective - C版本
[[NSNotificationCenter defaultCenter]  
  postNotificationName:DATA_RECEIVED object:self];

// Nu版本
((NSNotificationCenter defaultCenter) 
  postNotificationName:DATA_RECEIVED object:self)

除了语言本身，Nu还包含命令行shell（nush）、类似make的工具（nuke）等。这些工具让开发者可以启动shell，使用熟悉的Cocoa类进行临时脚本编写，与实时对象交互，探索Cocoa框架。更多信息可访问http://programming.nu 。

JavaScript

JavaScript在某种程度上是个特殊的存在。Mac OS X中的WebKit框架虽然不能让我们用JavaScript创建整个应用，但可以构建一个脚本层，让熟悉JavaScript的人定义应用中的部分行为。通过WebKit的WebView类，可以调用JavaScript函数，也可以将Objective - C对象暴露给JavaScript解释器。

此外，还有第三方的JSCocoa，它使用与WebKit相同的JavaScript引擎（JavaScriptCore）将JavaScript与Cocoa完全桥接，让开发者可以用JavaScript编写完整的Cocoa应用。JSCocoa的一个优点是，它的JavaScript语法与Objective - C非常相似：

// Objective - C版本
[[NSNotificationCenter defaultCenter]  
  postNotificationName:DATA_RECEIVED object:self];

// JSCocoa版本
[[NSNotificationCenter defaultCenter]  
  postNotificationName:DATA_RECEIVED object:self]

更多关于JSCocoa的信息可访问http://inexdo.com/JSCocoa 。

F - Script

F - Script在Cocoa开发的替代语言讨论中也不可忽视。它有两个主要用途：一是可以嵌入到应用中，为应用添加用户脚本功能，包括用于输入和测试F - Script语言脚本的GUI组件；二是为开发者提供交互式命令shell和图形浏览器，用于探索运行中的应用，检查对象属性，遍历对象关系等。所有Cocoa开发者都应该了解这个工具，可访问http://www.fscript.org 进行尝试。

移植的Cocoa技术

Cocoa和类Cocoa技术在其他领域也有应用。

Cocoa Touch

随着iPhone开发的迅猛发展，iPhone的Cocoa Touch框架与我们之前介绍的Cocoa框架有所不同。Cocoa的核心类分布在Foundation和AppKit两个框架中，而在iPhone的Cocoa Touch中，Foundation框架基本相同，但AppKit被UIKit取代。

UIKit的很多基本功能与AppKit相似，但针对小型、支持加速度计的触摸屏设备进行了优化。每个应用有一个单一的UIWindow用于所有绘图，UIWindow包含UIView子类的层次结构。UIKit还提供了处理多点触摸和设备移动的事件输入方式。

与AppKit相比，UIKit摒弃了一些过时的API和类，如独立于视图的单元格类概念。而且，UIKit更充分地利用了Objective - C 2.0的属性，为大多数可配置属性提供了声明属性。

不过，Cocoa Touch也有一些限制。目前iPhone上没有垃圾回收机制，代码需要使用引用计数系统；没有Cocoa Bindings，但有KVC和KVO；也没有块。虽然苹果有可能在未来将这些技术移植到iPhone上，但短期内不太可能。

GNUstep和Cocotron

GNUstep和Cocotron是可以运行类Cocoa应用的平台。GNUstep项目历史悠久，最初旨在为Linux和其他Unix机器提供桌面应用编程环境，其开发库基于OpenStep API，这是一个发布的标准，包含的类和API是当今Foundation和AppKit框架的子集。GNUstep一直在发展，志愿者们不断重新实现苹果添加到Mac OS X的新功能，但它的主要目标仍然是实现旧的OpenStep API。如果想将Cocoa应用移植到其他Unix变体或Windows上，GNUstep值得考虑。

Cocotron是几年前出现的新选择，它更关注跟上苹果的最新类和API变化，主要部署目标是Windows。而且，它的许可证限制较少，开发者可以将其集成到自己的闭源应用中。更多关于GNUstep的信息可访问www.gnustep.org ，关于Cocotron的信息可访问www.cocotron.org 。

Cappuccino/Objective - J

Cappuccino开发环境是近年来的一个有趣发展。它专注于创建Web应用，包含模仿Foundation和AppKit的类库，并在JavaScript中实现了很多Objective - C的语法，这种在JavaScript中实现Objective - C的方式称为Objective - J。使用Cappuccino创建的应用可以发布在任何Web服务器上，并在现代浏览器中运行。

背后的公司280 North正在开发一个名为Atlas的工具，用于管理Objective - J源代码和定义Cappuccino应用的GUI，类似于Xcode和Interface Builder。目前，Cappuccino技术仍处于起步阶段，Atlas仅提供私有测试版，但前景非常乐观。更多信息可访问http://280north.com 。

总之，Cocoa开发领域不断发展，有许多新兴的技术和方法等待我们去探索和应用。无论是使用不同的语言进行开发，还是将Cocoa技术应用到不同的平台，都为开发者提供了更多的选择和可能性。希望大家能在这些技术中找到适合自己的开发路径，创造出优秀的应用。

Cocoa开发的未来路径探索（续）

各技术对比总结

为了更清晰地了解不同技术在Cocoa开发中的特点，我们将上述提到的各种方式进行对比总结，如下表所示：
| 技术 | 语言 | 特点 | 优点 | 缺点 | 适用场景 |
| — | — | — | — | — | — |
| PyObjC | Python | 为Cocoa中Objective - C类方法提供映射，方法名中冒号用下划线替换，参数放括号内，对象自动桥接 | 可在Python中使用Cocoa类，Leopard和Snow Leopard包含，Xcode有模板 | 代码可读性受影响，不太符合Python风格 | 熟悉Python，想利用Python进行Cocoa开发 |
| MacRuby | Ruby | 摒弃Ruby标准库类，用Cocoa等效类并添加新方法，方法调用接近Objective - C | 提供编译为本地代码特性，采用基于LLVM的新运行时 | 有经验的Ruby开发者可能不适应类和方法变化 | 想在Ruby风格下进行Cocoa开发 |
| Nu | Lisp变体 | 与Objective - C有相似的方法和参数交织语法，含命令行shell和类似make工具 | 可方便进行临时脚本编写，探索Cocoa框架 | 作为新语言，可能需要一定学习成本 | 对Lisp有了解，想尝试新语言与Cocoa交互 |
| JavaScript（WebKit+JSCocoa） | JavaScript | WebKit可构建脚本层，JSCocoa完全桥接JavaScript与Cocoa，语法接近Objective - C | 可利用JavaScript脚本化应用，可编写完整Cocoa应用 | WebKit不能创建完整应用，JSCocoa技术较新 | 熟悉JavaScript，想为应用添加脚本功能或用JavaScript开发Cocoa应用 |
| F - Script | 基于Smalltalk | 可嵌入应用添加用户脚本功能，为开发者提供探索运行中应用的工具 | 方便开发者探索应用对象结构 | 主要用于开发调试辅助，不是主要开发语言 | 开发过程中需要对应用进行调试和探索 |
| Cocoa Touch | Objective - C | Foundation框架类似，AppKit被UIKit取代，适应触摸屏设备 | 针对移动设备优化，有新特性 | 有垃圾回收、绑定、块等技术限制 | iPhone应用开发 |
| GNUstep | 多种（适配不同平台） | 基于OpenStep API，为Unix和Windows提供类Cocoa环境 | 可将Cocoa应用移植到不同平台 | 主要目标是旧API，新功能更新慢 | 将Cocoa应用移植到Unix或Windows |
| Cocotron | 多种（适配不同平台） | 关注苹果最新类和API变化，主要部署目标是Windows，许可证限制少 | 能跟上苹果更新，可用于闭源应用 | 相对较新，可能存在稳定性问题 | 将Cocoa应用移植到Windows |
| Cappuccino/Objective - J | JavaScript | 在JavaScript中实现Objective - C语法，用于创建Web应用 | 可创建在浏览器运行的Web应用，有工具辅助开发 | 技术处于起步阶段 | 创建跨平台的Web应用 |

开发流程示例

下面以使用MacRuby开发一个简单的Cocoa应用为例，展示开发的基本流程：
1. 环境准备 ：
- 确保已经安装了MacRuby开发环境。可以从http://www.macruby.org 下载并安装。
2. 创建项目 ：
- 打开终端，使用以下命令创建一个新的MacRuby项目目录：

mkdir MyMacRubyApp
cd MyMacRubyApp

3. 编写代码 ：
   • 创建一个Ruby文件，例如 app.rb ，编写一个简单的通知示例代码：

require 'Cocoa'

class MyNotifier
  def send_notification
    center = NSNotificationCenter.defaultCenter
    center.postNotificationName('DATA_RECEIVED', object:self)
  end
end

class MyObserver
  def initialize
    center = NSNotificationCenter.defaultCenter
    center.addObserverForName('DATA_RECEIVED', object:nil, queue:nil) do |notification|
      puts "Received notification: #{notification}"
    end
  end
end

notifier = MyNotifier.new
observer = MyObserver.new
notifier.send_notification

4. 运行代码 ：
   • 在终端中运行以下命令来执行代码：

macruby app.rb

未来展望

随着技术的不断发展，Cocoa开发领域也将持续演变。以下是一些可能的发展趋势：
1. 更多语言支持 ：可能会有更多的编程语言与Cocoa进行桥接，为开发者提供更多的选择。例如，一些新兴的脚本语言可能会加入到这个行列中。
2. 技术移植 ：苹果有可能将一些目前在Mac上的先进技术（如块、垃圾回收、Cocoa Bindings等）移植到iPhone等移动设备上，进一步统一开发体验。
3. Web与桌面融合 ：像Cappuccino这样的技术可能会不断发展，使得Web应用和桌面应用的界限更加模糊，开发者可以使用相同的技术栈开发出跨平台、跨设备的应用。
4. 性能优化 ：随着硬件性能的提升和开发工具的不断改进，Cocoa应用的性能将得到进一步优化，无论是在桌面端还是移动端。

以下是一个简单的mermaid流程图，展示了Cocoa开发中选择不同技术的大致流程：

graph LR
    A[开始开发Cocoa应用] --> B{选择开发语言}
    B --> |Objective - C| C[传统Cocoa开发]
    B --> |Python| D[PyObjC开发]
    B --> |Ruby| E[MacRuby开发]
    B --> |Lisp变体| F[Nu开发]
    B --> |JavaScript| G[WebKit+JSCocoa开发]
    B --> |其他需求（调试等）| H[F - Script辅助]
    C --> I[开发桌面或移动应用]
    D --> I
    E --> I
    F --> I
    G --> J[开发Web应用或添加脚本层]
    H --> K[调试和探索应用]

总之，Cocoa开发的未来充满了机遇和挑战。开发者可以根据自己的需求和技能，选择合适的技术和工具，不断探索和创新，开发出更加优秀的应用。无论是在传统的桌面应用开发，还是在新兴的移动和Web应用领域，Cocoa技术都将发挥重要的作用。