Лекция 14. «Документо-ориентированная» архитектура. CS193P Весна 2021г.

Это Лекция 14 курса Stanford CS193p, весна 2021 года.

На этой Лекции профессор подробно, строка за строкой, рассматривает код в главном файле приложения с @main, и очень наглядно демонстрирует, как работает «сцена» Scene. В большинстве случаев вы просто будете использовать одну из двух основных встроенных в SwiftUI “сцен” Scene, которыми являются WindowGroup и DocumentGroup с аргументом newDocument. Есть также DocumentGroup (viewing:) для read-only документов.

WindowGroup и DocumentGroup немного напоминают ForEach для Scenes , но эти ForEach “проходят” не через массив Array “чего-то”. Вместо этого каждая из этих “сцен” Scene создается пользователем либо путем создания «New Window» на Mac, либо путем разделения экрана разными (или одинаковыми) приложениями на iPad. На iPhone создание Scene выполняется только один раз, потому что только одна “сцена” Scene в данный момент находится на iPhone и заполняет собой целый экран. 

WindowGroup — это основной не “документо-ориентированный” встроенный в SwiftUI Scene. Это то, что мы использовали до сих пор в обоих наших приложениях Memorize и EmojiArt.  Внутри WindowGroup мы просто размещаем топовое View, которое хотим видеть на нашем экране. Мы можем делиться нашей ViewModel в виде @StateObject со всеми “сценами” Scene, которые можно создать.

Эти “сцены” Scene немного отличаются для различных платформ и в вашем приложении может быть множество Scenes. Легче всего это представить на Mac, где каждое “окно” — это маленькая “сцена” Scene, все очень, очень просто. На iPhone тоже легко представить, что такое “сцена” Scene, у вас всего одна “сцена” Scene самого верхнего уровня. Но на iPad вы можете даже не осознавать, что там происходит со “сценами» Scenes.

Поэтому профессор не торопится переходить сразу к DocumentGroup. Сначала он дает нам почувствовать в полной мере, что такое «сцена» Scene, оставаясь в пределах WindowGroup и рассматривая попутно такие «Обертки Свойства», как @SceneStorage@AppStorage и @ScaledMetric. Все это сопровождается великолепным демонстрационным примером на iPad. В результате чего мы приходим к тому, что если мы оставим наше приложение EmojiArt в WindowGroup, то всё, на что можно рассчитывать — это автосохранение единственного документа.

Это приводит нас прямо к разговору об архитектуре “документо-ориентированного” приложения в SwiftUI, в котором главным действующим лицом является “документ” наподобие EmojiArt. Конечно, мы хотим, чтобы у каждого документа EmojiArt была своя собственная ViewModel и чтобы каждый документ имел свой отдельный файл. Но кроме этого мы хотим иметь возможность переименовывать, перемещать эти файлы, удалять эти файлы и т.д. и все это в одном приложении.

У SwiftUI есть очень мощный механизм, который заботится обо всем этом вместо нас, и на Лекции 14 профессор учит нас использовать этот механизм, который называется DocumentGroup. Он превращает EmojiArt в многодокументное приложение и позволяет ему работать как “родному” приложению как на iOS, так и на Mac. Для этого не требуется много кода. 

Читать далее

Лекция 13. «Издатель» Publisher. Ещё о «постоянном хранении». Cs193P Весна 2021г.

Это Лекция 13 курса Stanford CS193p, весна 2021 года.

Лекция 13 посвящена 3-м темам:

  • “издатель” Publisher
  •  “постоянное хранения” (persistence) в «облаке» CloudKit
  • “постоянное хранение” (persistence) в локальной базе данных CoreData.

Две бонусные лекции (Enroute) с демонстрацией CoreData были прочитаны весной 2020 года, а не весной 2021 года. Изложенный материал (Picker, использование Codable для извлечения данных из REST API и CoreData) по-прежнему актуален (по крайней мере, на весну 2021 года), поэтому эти лекции также включены сюда. Ссылки представлены в конце этого поста.

“Издатель” Publisher

Первая тема — это “издатели” Publisher, своего рода API, некоторый формализм, для потоковой информации, которая порождается одной частью вашей программы, a потребляется — другой.

“Издатель” Publisher — это лишь один из «игроков» реактивного Swift фреймворка Combine, который оперирует такими абстрактными понятиями, как «издатели» Publishers, «подписчики» Subscribers и операторы Operators. Благодаря тому, что Apple предоставляет разработчикам уже готовых «издателей», «подписчиков» и операторов, код, написанный с помощью Combine, оказывается очень компактным и хорошо читаемым.

Читать далее

Лекция 12. Привязка Binding. «Всплывающие окна» sheet popover Alert. Navigation. EditMode. CS193P Spring 2021.

Это Лекция 12 курса Stanford CS193p, весна 2021 года.

На этой фантастической и очень важной Лекции (она длится почти 2 часа) Пол Хэгерти рассматривает супер важную тему — Property Wrappers (“Обертки Свойства”). Мы наконец-то поймем, что такие вещи как @State, @StateObject, @Published, @ObservedObject и другие @штуковины делают под «капотом». Поэтому сначала эту тему профессор представляет теоретически, то есть на слайдах, а затем следует громадная демонстрация, на которой показывается все это в действии, но не только это, а также много всего другого, что можно изучить только в  демонстрационном пример: текстовые поля TextField, «всплывающие окна» popover и sheet, навигацию с помощью NavigationView, формы Form, списки List, режим редактирования EditMode и т.д, интересные модификаторы .onDelete, .onMove, .onChange.

Property Wrapper (“Обертка Свойства”) — это просто структура struct, в которую встроен некоторый шаблон “поведения”переменной var, которую эта структура struct “оборачивает”.

Например, @State заставляет переменную var “жить” в “куче” (heap), делая её writable в View, то есть дает возможность “писать” в нее новые значения в противоположность обычным переменным var в View, которые являются unwritable (только для чтения).

Мы знаем, что @Published публикует изменения переменной var, которые заставляют Views перерисовывать себя или делать другие подобные вещи.

То же самое происходит с @ObservedObject переменной var, которая отслеживает изменения в вашей ViewModel и заставляет View перерисовывать себя.

Читать далее

Лекция 11. Постоянное хранение (Persistence). Обработка ошибок. CS193P Spring 2021.

Это Лекция 11 курса Stanford CS193p, весна 2021 года.

Главная тема этой Лекции — «постоянное хранение» (Persistence), то есть хранение данных в файловой системе и других местах на самом устройстве и в iCloud. Теме «постоянного хранения» сопутствуют еще две важные темы. Это формат хранения данных (самым распространенным форматом является JSON формат) и обработка ошибок, ибо операции ввода/ вывода типа записи на диск или считывания с диска, сопутствующие «постоянному хранению» (Persistence), порождают достаточное количество возможных фатальных ошибок, требующих обработки. Что касается JSON формата, то в Swift существует очень мощный Codable механизм, который позволяет практически любую структуру struct или перечисление enum превратить в  Blob данных в формате JSON.

Все 3 темы — «постоянное хранение» (Persistence), обработка ошибок  и механизм Codable — сначала рассматриваются теоретически, а затем и в демонстрационном примере. Читать далее

Лекция 10. Жесты. CS193P Spring 2021.

Это Лекция 10 курса Stanford CS193p, весна 2021 года.

На прошлой Лекции 9 мы узнали многое о многопоточности. Мы также стали специалистами по технологии Drag & Drop (перетягивание и «сброс)», теперь пришло время использовать этот механизм для формирования нашего фонового изображения background. Мы хотим иметь возможность перетаскивать (Drag) изображение из Safari, “сбрасывать” его на наш документ и формировать background нашего документа. В таком сценарии мы будет отвечать только за “сброс” (Drop), перетаскивание (Drag) выполняется Safari. Так что нам даже не нужен модификатор .onDrag, нам достаточно иметь просто .onDrop.

В нашем documentBody уже есть модификатор .onDrop, предназначенный для «сброса» наших маленьких эмодзи из палитры, теперь мы заинтересованы также в получении URL-адресов изображения .url, а также самого изображения .image. Профессор показывает, как просто можно дополнять перечень «сбрасываемых» и загружаемых объектов в модификатор .onDrop.

Но дело в том, что сброс URL-адреса изображения предполагает последующую его загрузку из интернета, а это может занять несколько секунд или даже минуту при медленном интернете. В этом случае, если не предпринять надлежащие меры, наше приложение может просто «замереть», заставить пользователя нервничать и он может буквально “убить” наше приложение, a затем вообще стереть его со своего устройства. Необходимость любой ценой сохранить отзывчивость UI для пользователя вынуждает нас использовать многопоточность, о которой мы говорили на слайдах на прошлой лекции. На этом стэнфордском курсе использование многопоточности рассматривается исключительно в этом очень важном аспекте, связанным с НЕ блокировкой UI. Мы не будем блокировать UI, если все, что может заблокировать наш UI, будет выполняться на другом потоке. О том, как это можно сделать, было рассказано на прошлой Лекции 9, а на этой Лекции профессор конкретно демонстрирует это в приложении EmojiArt.

Читать далее

Лекция 9. EmojiArt Drag / Drop. CS193P Spring 2021.

Это девятая Лекция курса Stanford CS193p, весна 2021 года. На Лекции 9 профессор рассматривает несколько разнообразных тем, прежде, чем погрузится в совершенно новый демонстрационный пример EmojiArt :

  • Коллекции Collection Identifiable элементов
  • Цвета: Color,  UIColor и  CGColor
  • Изображения: Image, UIImage
  • Drag & Drop в SwiftUI
  • Демонстрационный пример EmojiArt, MVVM, Drag & Drop эмодзи 
  • Многопоточное программирование в части НЕ блокировки UI

Коллекции Collection Identifiable элементов

Начинается Лекция 9 с очень интересной темы — коллекции Collection идентифицируемых Identifiable структур struct, которые являются Value ТИПами. Понятно, почему к таким коллекциям возник повышенный интерес в SwiftUI. Дело в том, что одна из основных синтаксических конструкций SwiftUI ForEach — превращает элементы именно такой коллекции в Views, которые в последующем объединяются в контейнеры вроде ZStack, VStack, HStack и т.д. Конечно, хочется комфортно общаться с такими коллекциями, а не использовать каждый раз довольно неуклюжий вариант firstIndex(where: { $0.id = card.id }). В этой ситуации профессор демонстрирует нам применение так называемого протокольно-ориентированного программирования в Swift, когда в расширениях extension соответствующих протоколов protocol вы реализуете нужные вам функции. Конечно, это продвинутое программирование в Swift, но выглядит оно просто, элегантно и мощно. В результате мы получаем для массивов Array, а также множеств Set и словарей Dictionary с Identifiable элементами такие удобные функции как remove, index (matching:) и индексацию (subscripting), которая позволяет изменять свойства элементов коллекции напрямую.

Читать далее

Лекция 8. Анимация. Демонстрация. CS193P Spring 2021.

Это восьмая Лекция курса Stanford CS193p, весна 2021 года. Лекция 8 полностью посвящена демонстрации различных возможностей анимации в SwiftUI:

  • matchedGeometryEffect, который действует при сдаче карт
  • переворот карты, который осуществляется нашим специальным Animatable модификатором Cardify
  •  анимация нашей геометрической фигуры Shape в виде “пирога” Pie
  • неявная анимация, которая крутит эмодзи при совпадении карт
  • перетасовка карт и выбор карты представляют явную анимацию
  • запуск анимации при появлении (.onAppear) некоторых вещей
  • как задерживать анимацию карт при их сдаче
  • как диагностировать проблемы, когда у нас не происходит анимация, которую мы ожидаем при появлении на экране и уходе с экрана View, которое является частью условного предложения if-else

Читать далее

Лекция 7. Модификаторы ViewModifier. Анимация. CS193P Spring 2021.

Это седьмая Лекция курса Stanford CS193p, весна 2021 года. Лекция  7 и Лекция 8 полностью посвящены анимации. Мы собираемся выяснить, как она работает. По ходу дела нам придется изучить модификаторы ViewModifier, которые очень сильно вовлечены в процесс анимации.

Объясняется протокол ViewModifier, который затем используется для того, чтобы сделать возможным преобразование любого View в карту игры Memorize путем «картафикации» ( от слова «карта»). Затем лекция переходит к углубленному рассмотрению анимации и начинает комплексную многолекционную демонстрацию анимации. 

Если Лекция 8 — это, по существу, демо-Лекция, на которой профессор Пол Хэгерти демонстрирует все возможные анимации, какие только вы можете себе представить, то на Лекции 7 изложены теоретические основы анимации и представлено начало (неявная анимация, чтобы заставить смайлик на Memorize карте вращаться, когда она совпадает с другой картой, и модификаторы ViewModifier) той огромной демонстрации, которая последует на Лекции 8.

Прежде чем погрузиться в механизм анимации и действительно понять, как заставить  анимацию появиться на экране, профессор излагает основные принципы, золотые правила анимации.

Золотые правила анимации.

Только изменения могут анимироваться. Если ничего не изменяется, то ничего не будет анимироваться. Это фундаментальное правило.

 Какого рода изменения могут анимироваться?

Реально в SwiftUI, только 3 типа изменений:

  • аргументы модификаторов ViewModifiers,
  • геометрические фигуры Shapes, то есть аргументы при создании Shapes,
  • “появление” или «уход» Views на UI.

Необходимо понимать, что анимация показывает пользователю изменения, которые уже произошли. Ваш код не работает в темпе с анимацией. Ваш код  только вносит изменения в то, о чем мы упоминали выше. A затем система анимации показывает пользователю растянутые во времени изменения, которые уже были сделаны в вашем коде. Ваш код уже ушел с этого места. Это требует небольшой коррекции мышления, но если вы это поймете, то сможете вложить гораздо больше смысла в написание кода анимации, который будет правильно работать.

Модификаторы ViewModifiers — это основные “агенты изменений” в UI, но изменение аргументов ViewModifier должно произойти ПОСЛЕ того, как View разместился на UI. Другими словами, изменения аргументов модификаторов рассматриваются системой анимации только ПОСЛЕ момента присоединения View к  UI.

Читать далее

Лекция 6. Протоколы protocol. Геометрические фигуры Shape.CS193P Spring 2021.

Это шестая Лекция курса Stanford CS193p, весна 2021 года, и на этой лекции профессор рассматривает последний элемент списка разновидностей ТИПов Swift — протоколы protocol. Протоколы protocol, очень, очень важны в SwiftUI, кроме того, эта разновидность ТИПа Swift в наибольшей степени отличается от других языков, которые вы когда либо видели.

Надо сказать, что тема протоколов protocol в этой году представлена значительно шире и подробнее, чем когда-либо в стэнфордских курсах CS193P. Начиная от использования протоколов protocol в синтаксических конструкциях Swift и SwiftUI как ограничивающего «поведения» наподобие Identifiable, Hashable, Equatable, CustomStringConvertible и кончая возможностью совместного использования кода в расширениях extension протоколов protocol. К этому он добавляет «связку» protocolGenerics, которая является фундаментальной основой протокольно-ориентированного программирования. Профессор никогда не углублялся в эту тему, считая ее продвинутой в языке Swift, но на этой Лекции она представлена в полном объёме. Здесь также присутствует тема наследования протоколов” (protocol inheritance), не путать с наследованием классов (class inheritance), Self-ссылочные протоколы наподобие Equatable, View, которые не могут использоваться как нормальные ТИПы.

Читать далее

Лекция 5. Свойства Layout @ViewBuilder. CS193P Spring 2021.

Это пятая Лекция курса Stanford CS193p, весна 2021 года, и на этой лекции профессор затронул множество тем, связанных как со SwiftUI, так и непосредственно с языком программирования Swift

По SwiftUI рассматриваются четыре чрезвычайно важных темы:

  1. @State.
  2. Система Layout (управление расположением Views) в SwiftUI.
    1. HStack и VStack.
    2. LazyHStack и LazyVStack, LazyHGrid и LazyVGrid.
    3. GeometryReader. CGSize, CGFloat, CGRect.
    4. ZStack и .background и .overlay.
  3. View модификаторы
  4. @ViewBuilder. 

Что касается языка программирования Swift, то профессор Пол Хэгерти продолжает выполнять своё обещание рассказывать о Swift «с нуля» и на этой Лекции 5 освещает темы, которые проще всего показать на демонстрационных примерах:

  1. Управление доступом (private, private (set) и другие).
  2. Вычисляемые свойства (get{} и set {}).
  3. Расширения extension
  4. Функциональное программирование. 
  5. Наблюдатели свойств (Property Observer) и их отличие от вычисляемых свойств. 
  6. Оформление констант в Swift.
  7. typealias, «вывод ТИПа из контекста» (inference),  “подчеркивание” “ _” внешнего имени параметра.

Читать далее