SwiftUI-Tutorials

Apple Developer Swift-UI Tutorials

细节解读

参考：

SwiftUI 的一些初步探索 (一)

SwiftUI 的一些初步探索 (二)

教程 1 - Creating and Combining Views

Section 1 - Step 4: 关于 some View

struct ContentView: View {
    var body: some View {
        Text("Hello World")
    }
}

一眼看上去可能会对 some 比较陌生，为了讲明白这件事，我们先从 View 说起。

View 是 SwiftUI 的一个最核心的协议，代表了一个屏幕上元素的描述。这个协议中含有一个 associatedtype：

public protocol View : _View {
    associatedtype Body : View
    var body: Self.Body { get }
}

这种带有 associatedtype 的协议不能作为类型来使用，而只能作为类型约束使用：

// Error
func createView() -> View {

}

// OK
func createView<T: View>() -> T {
    
}

这样一来，其实我们是不能写类似这种代码的：

// Error，含有 associatedtype 的 protocol View 只能作为类型约束使用
struct ContentView: View {
    var body: View {
        Text("Hello World")
    }
}

想要 Swift 帮助自动推断出 View.Body 的类型的话，我们需要明确地指出 body 的真正的类型。在这里，body 的实际类型是 Text：

struct ContentView: View {
    var body: Text {
        Text("Hello World")
    }
}

当然我们可以明确指定出 body 的类型，但是这带来一些麻烦：

每次修改 body 的返回时我们都需要手动去更改相应的类型。
新建一个 View 的时候，我们都需要去考虑会是什么类型。
其实我们只关心返回的是不是一个 View，而对实际上它是什么类型并不感兴趣。

some View 这种写法使用了 Swift 5.1 的 Opaque return types 特性。它向编译器作出保证，每次 body 得到的一定是某一个确定的，遵守 View 协议的类型，但是请编译器“网开一面”，不要再细究具体的类型。返回类型确定单一这个条件十分重要，比如，下面的代码也是无法通过的：

let someCondition: Bool

// Error: Function declares an opaque return type, 
// but the return statements in its body do not have 
// matching underlying types.
var body: some View {
    if someCondition {
        // 这个分支返回 Text
        return Text("Hello World")
    } else {
        // 这个分支返回 Button，和 if 分支的类型不统一
        return Button(action: {}) {
            Text("Tap me")
        }
    }
}

这是一个编译期间的特性，在保证 associatedtype protocol 的功能的前提下，使用 some 可以抹消具体的类型。这个特性用在 SwiftUI 上简化了书写难度，让不同 View 声明的语法上更加统一。

Section 2 - Step 1: 预览 SwiftUI

SwiftUI 的 Preview 是 Apple 用来对标 RN 或者 Flutter 的 Hot Reloading 的开发工具。由于 IBDesignable 的性能上的惨痛教训，而且得益于 SwiftUI 经由 UIKit 的跨 Apple 平台的特性，Apple 这次选择了直接在 macOS 上进行渲染。因此，你需要使用搭载有 SwiftUI.framework 的 macOS 10.15 才能够看到 Xcode Previews 界面。

Xcode 将对代码进行静态分析 (得益于 SwiftSyntax 框架)，找到所有遵守 PreviewProvider 协议的类型进行预览渲染。另外，你可以为这些预览提供合适的数据，这甚至可以让整个界面开发流程不需要实际运行 app 就能进行。

Section 3 - Step 5: 关于 ViewBuilder

创建 Stack 的语法很有趣：

VStack(alignment: .leading) {
    Text("Turtle Rock")
        .font(.title)
    Text("Joshua Tree National Park")
        .font(.subheadline)
}

一开始看起来好像我们给出了两个 Text，似乎是构成的是一个类似数组形式的 [View]，但实际上并不是这么一回事。这里调用了 VStack 类型的初始化方法：

public struct VStack<Content> where Content : View {
    init(
        alignment: HorizontalAlignment = .center, 
        spacing: Length? = nil, 
        content: () -> Content)
}

前面的 alignment 和 spacing 没啥好说，最后一个 content 比较有意思。看签名的话，它是一个 () -> Content 类型，但是我们在创建这个 VStack 时所提供的代码只是简单列举了两个 Text，而并没有实际返回一个可用的 Content。

这里使用了 Swift 5.1 的另一个新特性：Funtion builders。如果你实际观察 VStack 的这个初始化方法的签名，会发现 content 前面其实有一个 @ViewBuilder 标记：

init(
    alignment: HorizontalAlignment = .center, 
    spacing: Length? = nil, 
    @ViewBuilder content: () -> Content)

而 ViewBuilder 则是一个由 @_functionBuilder 进行标记的 struct：

@_functionBuilder public struct ViewBuilder { /* */ }

使用 @_functionBuilder 进行标记的类型 (这里的 ViewBuilder)，可以被用来对其他内容进行标记 (这里用 @ViewBuilder 对 content 进行标记)。被用 function builder 标记过的 ViewBuilder 标记以后，content 这个输入的 function 在被使用前，会按照 ViewBuilder 中合适的 buildBlock 进行 build 后再使用。如果你阅读 ViewBuilder 的文档，会发现有很多接受不同个数参数的 buildBlock 方法，它们将负责把闭包中一一列举的 Text 和其他可能的 View 转换为一个 TupleView``，并返回。由此，content 的签名 () -> Content 可以得到满足。

实际上构建这个 VStack 的代码会被转换为类似下面这样：

// 等效伪代码，不能实际编译。
VStack(alignment: .leading) { viewBuilder -> Content in
    let text1 = Text("Turtle Rock").font(.title)
    let text2 = Text("Joshua Tree National Park").font(.subheadline)
    return viewBuilder.buildBlock(text1, text2)
}

当然这种基于 funtion builder 的方式是有一定限制的。比如 ViewBuilder 就只实现了最多十个参数的 buildBlock，因此如果你在一个 VStack 中放超过十个 View 的话，编译器就会不太高兴。不过对于正常的 UI 构建，十个参数应该足够了。如果还不行的话，你也可以考虑直接使用 TupleView 来用多元组的方式合并 View：

TupleView<(Text, Text)>(
    (Text("Hello"), Text("Hello"))
)

除了按顺序接受和构建 View 的 buildBlock 以外，ViewBuilder 还实现了两个特殊的方法：buildEither 和 buildIf。它们分别对应 block 中的 if...else 的语法和 if 的语法。也就是说，你可以在 VStack 里写这样的代码：

var someCondition: Bool

VStack(alignment: .leading) {
    Text("Turtle Rock")
        .font(.title)
    Text("Joshua Tree National Park")
        .font(.subheadline)
    if someCondition {
        Text("Condition")
    } else {
        Text("Not Condition")
    }
}

其他的命令式的代码在 VStack 的 content 闭包里是不被接受的，下面这样也不行：

VStack(alignment: .leading) {
    // let 语句无法通过 function builder 创建合适的输出
    let someCondition = model.condition
    if someCondition {
        Text("Condition")
    } else {
        Text("Not Condition")
    }
}

到目前为止，只有以下三种写法能被接受 (有可能随着 SwiftUI 的发展出现别的可接受写法)：

结果为 View 的语句
if 语句
if...else... 语句

Section 4 - Step 7: 链式调用修改 View 的属性

教程到这一步的话，相信大家已经对 SwiftUI 的超强表达能力有所感悟了。

var body: some View {
    Image("turtlerock")
        .clipShape(Circle())
        .overlay(
            Circle().stroke(Color.white, lineWidth: 4))
        .shadow(radius: 10)
}

可以试想一下，在 UIKit 中要动手撸一个这个效果的困难程度。我大概可以保证，99% 的开发者很难在不借助文档或者 copy paste 的前提下完成这些事情，但是在 SwiftUI 中简直信手拈来。在创建 View 之后，用链式调用的方式，可以将 View 转换为一个含有变更后内容的对象。

教程 2 - Building Lists and Navigation

Section 4 - Step 2: 静态 List

var body: some View {
    List {
        LandmarkRow(landmark: landmarkData[0])
        LandmarkRow(landmark: landmarkData[1])
    }
}

这里的 List 和 HStack 或者 VStack 之类的容器很相似，接受一个 view builder 并采用 View DSL 的方式列举了两个 LandmarkRow。这种方式构建了对应着 UITableView 的静态 cell 的组织方式。

public init(content: () -> Content)

我们可以运行 app，并使用 Xcode 的 View Hierarchy 工具来观察 UI，结果可能会让你觉得很眼熟：

实际上在屏幕上绘制的 UpdateCoalesingTableView 是一个 UITableView 的子类，而两个 cell ListCoreCellHost 也是 UITableViewCell 的子类。对于 List 来说，SwiftUI 底层直接使用了成熟的 UITableView 的一套实现逻辑，而并非重新进行绘制。相比起来，像是 Text 或者 Image 这样的单一 View 在 UIKit 层则全部统一由 DisplayList.ViewUpdater.Platform.CGDrawingView 这个 UIView 的子类进行绘制。

不过在使用 SwiftUI 时，我们首先需要做的就是跳出 UIKit 的思维方式，不应该去关心背后的绘制和实现。使用 UITableView 来表达 List 也许只是权宜之计，也许在未来也会被另外更高效的绘制方式取代。由于 SwiftUI 层只是 View 描述的数据抽象，因此和 React 的 Virtual DOM 以及 Flutter 的 Widget 一样，背后的具体绘制方式是完全解耦合，并且可以进行替换的。这为今后 SwiftUI 更进一步留出了足够的可能性。

Section 5 - Step 2: 动态 List 和 Identifiable

List(landmarkData.identified(by: \.id)) { landmark in
    LandmarkRow(landmark: landmark)
}

除了静态方式以外，List 当然也可以接受动态方式的输入，这时使用的初始化方法和上面静态的情况不一样：

public struct List<Selection, Content> where Selection : SelectionManager, Content : View {
    public init<Data, RowContent>(
        _ data: Data, action: @escaping (Data.Element.IdentifiedValue) -> Void,
        rowContent: @escaping (Data.Element.IdentifiedValue) -> RowContent) 
    where 
        Content == ForEach<Data, Button<HStack<RowContent>>>, 
        Data : RandomAccessCollection, 
        RowContent : View, 
        Data.Element : Identifiable
        
    //...
}

这个初始化方法的约束比较多，我们一行行来看：

Content == ForEach<Data, Button<HStack<RowContent>>> 因为这个函数签名中并没有出现 Content，Content 仅只 List<Selection, Content> 的类型声明中有定义，所以在这与其说是一个约束，不如说是一个用来反向确定 List 实际类型的描述。现在让我们先将注意力放在更重要的地方，稍后会再多讲一些这个。
Data : RandomAccessCollection 这基本上等同于要求第一个输入参数是 Array。
RowContent : View 对于构建每一行的 rowContent 来说，需要返回是 View 是很正常的事情。注意 rowContent 其实也是被 @ViewBuilder 标记的，因此你也可以把 LandmarkRow 的内容展开写进去。不过一般我们会更希望尽可能拆小 UI 部件，而不是把东西堆在一起。
Data.Element : Identifiable 要求 Data.Element (也就是数组元素的类型) 上存在一个可以辨别出某个实例的满足 Hashable 的 id。这个要求将在数据变更时快速定位到变化的数据所对应的 cell，并进行 UI 刷新。

关于 List 以及其他一些常见的基础 View，有一个比较有趣的事实。在下面的代码中，我们期望 List 的初始化方法生成的是某个类型的 View：

var body: some View {
    List {
        //...
    }
}

但是你看遍 List 的文档，甚至是 Cmd + Click 到 SwiftUI 的 interface 中查找 View 相关的内容，都找不到 List : View之类的声明。

难道是因为 SwiftUI 做了什么手脚，让本来没有满足 View 的类型都可以“充当”一个 View 吗？当然不是这样…如果你在运行时暂定 app 并用 lldb 打印一下 List 的类型信息，可以看到下面的下面的信息：

(lldb) type lookup List
...
struct List<Selection, Content> : SwiftUI._UnaryView where ...

进一步，_UnaryView 的声明是：

protocol _UnaryView : View where Self.Body : _UnaryView {
}

SwiftUI 内部的一元视图 _UnaryView 协议虽然是满足 View 的，但它被隐藏起来了，而满足它的 List 虽然是 public 的，但是却可以把这个协议链的信息也作为内部信息隐藏起来。这是 Swift 内部框架的特权，第三方的开发者无法这样在在两个 public 的声明之间插入一个私有声明。

最后，SwiftUI 中当前 (Xcode 11 beta 1) 只有对应 UITableView 的 List，而没有 UICollectionView 对应的像是 Grid 这样的类型。现在想要实现类似效果的话，只能嵌套使用 VStack 和 HStack。这是比较奇怪的，因为技术层面上应该和 table view 没有太多区别，大概是因为工期不太够？相信今后应该会补充上 Grid。

现在，在 SwiftUI 中已经有 Grid 类型

教程 3 - Handling User Input

Section 3 - Step 2: @State 和 Binding

@State var showFavoritesOnly = true

var body: some View {
    NavigationView {
        List {
            Toggle(isOn: $showFavoritesOnly) {
                Text("Favorites only")
            }
    //...
            if !self.showFavoritesOnly || landmark.isFavorite {

这里出现了两个以前在 Swift 里没有的特性：@State 和 $showFavoritesOnly。

如果你 Cmd + Click 点到 State 的定义里面，可以看到它其实是一个特殊的 struct：

@propertyWrapper public struct State<Value> : DynamicViewProperty, BindingConvertible {

    /// Initialize with the provided initial value.
    public init(initialValue value: Value)

    /// The current state value.
    public var value: Value { get nonmutating set }

    /// Returns a binding referencing the state value.
    public var binding: Binding<Value> { get }

    /// Produces the binding referencing this state value
    public var delegateValue: Binding<Value> { get }
}

@propertyWrapper 标注和上一篇中提到的 @_functionBuilder 类似，它修饰的 struct 可以变成一个新的修饰符并作用在其他代码上，来改变这些代码默认的行为。这里 @propertyWrapper 修饰的 State 被用做了 @State 修饰符，并用来修饰 View 中的 showFavoritesOnly 变量。

和 @_functionBuilder 负责按照规矩“重新构造”函数的作用不同，@propertyWrapper 的修饰符最终会作用在属性上，将属性“包裹”起来，以达到控制某个属性的读写行为的目的。如果将这部分代码“展开”，它实际上是这个样子的：

// @State var showFavoritesOnly = true
   var showFavoritesOnly = State(initialValue: true)
    
var body: some View {
    NavigationView {
        List {
//          Toggle(isOn: $showFavoritesOnly) {
            Toggle(isOn: showFavoritesOnly.binding) {
                Text("Favorites only")
            }
    //...
//          if !self.showFavoritesOnly || landmark.isFavorite {
            if !self.showFavoritesOnly.value || landmark.isFavorite {

我把变化之前的部分注释了一下，并且在后面一行写上了展开后的结果。可以看到 @State 只是声明 State struct 的一种简写方式而已。State 里对具体要如何读写属性的规则进行了定义。对于读取，非常简单，使用 showFavoritesOnly.value 就能拿到 State 中存储的实际值。而原代码中 $showFavoritesOnly 的写法也只不过是 showFavoritesOnly.binding 的简化。binding 将创建一个 showFavoritesOnly 的引用，并将它传递给 Toggle。再次强调，这个 binding 是一个引用类型，所以 Toggle 中对它的修改，会直接反应到当前 View 的 showFavoritesOnly 去设置它的 value。而 State 的 value didSet 将触发 body 的刷新，从而完成 State -> View 的绑定。

SwiftUI 中还有几个常见的 @ 开头的修饰，比如 @Binding，@Environment，@EnvironmentObject 等，原理上和 @State 都一样，只不过它们所对应的 struct 中定义读写方式有区别。它们共同构成了 SwiftUI 数据流的最基本的单元。对于 SwiftUI 的数据流，如果展开的话足够一整篇文章了。在这里还是十分建议看一看 Session 226 - Data Flow Through SwiftUI 的相关内容。

教程 5 - Animating Views and Transitions

Section 2 - Step 4: 两种动画的方式

在 SwiftUI 中，做动画变的十分简单。Apple 的教程里提供了两种动画的方式：

直接在 View 上使用 .animation modifier
使用 withAnimation { } 来控制某个 State，进而触发动画。

对于只需要对单个 View 做动画的时候，animation(_:) 要更方便一些，它和其他各类 modifier 并没有太大不同，返回的是一个包装了对象 View 和对应的动画类型的新的 View。animation(_:) 接受的参数 Animation 并不是直接定义 View 上的动画的数值内容的，它是描述的是动画所使用的时间曲线，动画的延迟等这些和 View 无关的东西。具体和 View 有关的，想要进行动画的数值方面的变更，由其他的诸如 rotationEffect 和 scaleEffect 这样的 modifier 来描述。

在上面的教程 5 - Section 1 - Step 5 里有这样一段代码：

Button(action: {
    self.showDetail.toggle()
}) {
    Image(systemName: "chevron.right.circle")
        .imageScale(.large)
        .rotationEffect(.degrees(showDetail ? 90 : 0))
        .animation(nil)
        .scaleEffect(showDetail ? 1.5 : 1)
        .padding()
        .animation(.spring())
}

要注意，SwiftUI 的 modifier 是有顺序的。在我们调用 animation(_:) 时，SwiftUI 做的事情等效于是把之前的所有 modifier 检查一遍，然后找出所有满足 Animatable 协议的 view 上的数值变化，比如角度、位置、尺寸等，然后将这些变化打个包，创建一个事物 (Transaction) 并提交给底层渲染去做动画。在上面的代码中，.rotationEffect 后的 .animation(nil) 将 rotation 的动画提交，因为指定了 nil 所以这里没有实际的动画。在最后，.rotationEffect 已经被处理了，所以末行的 .animation(.spring()) 提交的只有 .scaleEffect。

withAnimation { } 是一个顶层函数，在闭包内部，我们一般会触发某个 State 的变化，并让 View.body 进行重新计算：

Button(action: {
    withAnimation {
        self.showDetail.toggle()
    }
}) { 
  //...
}

如果需要，你也可以为它指定一个具体的 Animation：

withAnimation(.basic()) {
    self.showDetail.toggle()
}

这个方法相当于把一个 animation 设置到 View 数值变化的 Transaction 上，并提交给底层渲染去做动画。从原理上来说，withAnimation 是统一控制单个的 Transaction，而针对不同 View 的 animation(_:) 调用则可能对应多个不同的 Transaction。

教程 7 - Working with UI Controls

Section 4 - Step 2: 关于 View 的生命周期

ProfileEditor(profile: $draftProfile)
    .onDisappear {
        self.draftProfile = self.profile
    }

在 UIKit 开发时，我们经常会接触一些像是 viewDidLoad，viewWillAppear 这样的生命周期的方法，并在里面进行一些配置。SwiftUI 里也有一部分这类生命周期的方法，比如 .onAppear 和 .onDisappear，它们也被“统一”在了 modifier 这面大旗下。

但是相对于 UIKit 来说，SwiftUI 中能 hook 的生命周期方法比较少，而且相对要通用一些。本身在生命周期中做操作这种方式就和声明式的编程理念有些相悖，看上去就像是加上了一些命令式的 hack。我个人比较期待 View 和 Combine 能再深度结合一些，把像是 self.draftProfile = self.profile 这类依赖生命周期的操作也用绑定的方式搞定。

相比于 .onAppear 和 .onDisappear，更通用的事件响应 hook 是 .onReceive(_:perform:)，它定义了一个可以响应目标 Publisher 的任意的 View，一旦订阅的 Publisher 发出新的事件时，onReceive 就将被调用。因为我们可以自行定义这些 publisher，所以它是完备的，这在把现有的 UIKit View 转换到 SwiftUI View 时会十分有用。

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