第二章：编程介绍

编程看起来像是一件令人望而生畏的事情，但是不一定这样。大部分的编程都可以归结为一些基本的数学技巧。不管过去你的数学水平如何，现在，你只要学习一些基本技巧就可以开始了。在你开发APP之前，需要做的很重要的一件事情就是，理解神奇的表象背后的原理。在这一章节中，我们将学习编程的基础知识，了解对象是如何建立，以及一些保持代码干净整洁的最佳实践。在学习完这些之后，就可以将所学知识付诸实践，构建第一个APP了。

学习编程就像是学习骑自行车，起初，看起来好像永远做不到，而且完全不知道如何去做。这不说明你不具备基本的骑自行车的技术，而是到目前为止，你还不知道如何使用这些技术。编程就是教你的大脑用一种不同的方式来思考事情，而基本的技巧没有什么不同，只是概念是新的。

基础构件（Building Blocks）

我们将要明确定义一种编程语言的基本要素，都是一些新的概念定义，在学习过程中，会经常看了再看学了再学，初看起来像是在学习一种外语，但是学习骑自行车也是这样。

变量（ Variables）

当你检查银行账户余额时，上面显示你现在可用的金额。你的银行账户余额在月初可能是100美元，在你发工资的那天可能是350美元。鉴于账户上的金额是在变的，“账户余额”一词通常表示现在的数额。这是一个典型的变量，变量代表一个值。变量有很多种形状和大小。不同类型的变量代表不同的值。标量可以是数字、字母、单词、真、假，甚至是一个定制轿车。

Variables | Page 11

整型（Integer）

一个整型类型是一个整数，没有小数，正数和复数均没有小数：

 -10，0，100，21031

整型类型使用场景有，电影评分的几颗星，住所所在的门牌号，或者球队的得分。

浮点型（Float）

有时候我们需要对数值有更精确的描述。举个货币的例子，小数常常用在表达不足一美元时美元后面的美分：

 $10.51

有小数的变量我们成为浮点型。浮点型也是小数的另一种叫法。

布尔类型（Boolean）

如果有人问你天空是否是蓝色的，你会用“是”和“否”来回答，不能回答成$103.45或者“香蕉”。“是”和“否”就是布尔类型。布尔类型就像是电灯的开关，要么是“开”，要么是“关”，“真”或“假”，没有中间状态。

字符串类型（ String）

有人问你的名字，你会用一串字母构成的单词回答（这里说的是英语名字，译者注）：

 "Steve Derico"

字符串用来表示一串字母构成的词或者句子。一个字符串里可以包含字母，数字和符号，用一堆引号包括起来。例如：

 "Steve is cool."

      "Where is the ball?"

      "Go Giants"

类（Classes）

看一下拥挤的道路，你会看到各种各样的机动车，有SUV，跑车，卡车，厢式车。每种车看起来都不同，但每一辆车都具有一些核心特性。每一辆车都有轮子、发动机、和刹车。每种类型的车，不管是什么牌子，不管是什么类型什么风格的车，都一定会有这些核心特性。没有这些核心特性，就无法成为一辆车。这些核心特性叫做“属性（attribute）”

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一辆车不仅仅是一堆金属，它存在是有目的的，它为消费者提供了价值。一辆车可以驾驶，可以发出汽车喇叭声，可以刹车，可以转向，这些基本的使用方法在每一辆车上都存在。没有这些使用方法，就不能成为一辆车。这些核心的使用方法被称为“行为（behavior）”。

如果你打算设计一辆新车，一张设计图会是一个不错的开始。设计图是一份文档，作为一个模板来构建一些东西。设计图定义了这辆车的属性和行为，一个基本的车辆设计图可能类似于表2-1。

表2-1 车辆设计图
 - 有轮子        
 - 有发动机     
 - 有刹车        
 - 可以前进
 - 可以停车
 - 可以左转右转

带“有”字的是属性，带“可以”的是行为。现在你可以在工厂里使用这份设计图生产汽车了，每一辆车都会具备设计图中所列出的属性和行为。

而一个类，是虚拟物品的设计图。类定义了所需的属性和行为，就像是曲奇成型器，一个类（曲奇成型器）可以从一个设计图中制作出无数的物品（曲奇），一个星星形状的曲奇成型器，可以制作出无限的星星形状的曲奇，所生产出的每一个曲奇，都具有和曲奇成型器相同的形状。

对象（Object）

如果所有的汽车都有相同的属性，那是什么让一辆车与众不同？是属性的值让每一辆车与众不同。你可能见过一辆绿色的旅行车在路上行使，这辆车具有标准的轮子，标准的柴油发动机，标准的刹车系统（见表2-2）。接着你可能看见一辆红色的跑车，有大号轮子，功能强大的发动机，性能出色的刹车系统（见表2-3）。这两辆车具有相同的属性却有不同的值。

Objects | Page 13

每一辆车都是车这个类下的对象，类制作生产出对象。对象具有这个类的属性和行为，在这个例子中，对象具有车这个类的属性和行为。单词实例（instance）和对象（object）是同义词，先不要关注这点，因为人们倾向交替使用这两个词。

更多信息可以参考附录B中的同义词列表。

你是人类的一个实例，世界上再也没有第二个你，即便是你有一个双胞胎兄弟（姐妹），每个人都是独一无二的。眼睛的颜色、头发的颜色、姓名，所有的人都有这些属性。例如，参见表2-4和表2-5，属性列在左边，值列在了右边。

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正是属性后所跟的值早就了独一无二的对象（Object）。人类拥有几百个属性，每个属性对应几千个值。属性和值的排序是无尽的，所以，每个人和另外的其他人们相比，都是独一无二的。

个人挑战：对人类来说，你还能想到哪些属性呢？

方法（Method）

每天早晨起床后，你都会做一些惯例的事情：离开床，洗个澡，刷牙，穿衣，吃早饭，出门。这些例行步骤特别像一台计算机的运作机制，计算机会执行例行步骤清单来完成任务，这个例行步骤清单叫做方法（Method）。一堆能完成一个特定的任务的代码集合在一起，便是一个方法。如果你要写一个早晨例行清单，可能看起来是这样的：

1\. 醒过来
2\. 离开床
3\. 冲个澡
4\. 刷牙
5\. 穿衣
6\. 吃早饭
7\. 出门

这个方法将会在每天早上你起床后执行，当这个方法执行完毕后，你已经准备好开始新的一天了。方法执行完毕后产生的结果叫做输出（Output），而输入（input）是你放入方法中的东西，例如，对菜谱来说，输入是配料；在制作成纸张之前，输入是树木；而在这个案例中，你还未睡醒的身体是输入。

Methods | Page 15

个人挑战：写下制作花生酱、果冻、三明治的步骤，看看你能写到多么详细。

继承（Inheritance）

孩子会具有和父母相似的面部特征，“她有她爸爸的眼睛”，“她的嘴巴长得像妈妈”，孩子出生后，具有父母双方基因和外部特征，父母的属性和行为传递到了孩子身上。父母和孩子可能具有相同的属性，例如头发的颜色，眼睛的颜色，或者肤色。父母和孩子也可能具有相同的行为，例如都擅长某项体育运动。Ken Griffey, Jr 和 Ken Griffey, Sr 父子二人，都具备职业棒球手的职业道德和身体特征。 父类传递给子类属性和行为被叫做继承（Inheritance）。对一个类来说，继承能够让类可以扩展或者重构父类的功能。假设你创建的“车”类（下方表2-6）是“SUV”类（下方表2-7）的父类，“SUV”类将会继承“车”类的所有属性和行为，同时，“SUV”类还可以拥有只属于自己的属性和行为。

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一辆SUV有轮子、刹车和发动机，但是它也可以重写自己继承来的属性。（override的意思是覆盖、重写、重构）重构（Overriding）这种能力可以改变子类的属性和行为。这就允许SUV类可以定制和控制所继承的属性和行为，我们注意到了，SUV类有发动机，但是是V8发动机，SUV类也有轮子，但是用泥浆轮代替了父类（车类）中的标准轮子，同时SUV类也有自己的独有的属性和行为，例如：四驱驱动系统，能够山路坡道形式的行为，能够牵引船只的行为。在计算机专业英语中，子类的英文是subclass。

模式，视图，控制器（Model, View, Controller）

壁橱（衣橱）是你存放衬衣、裤子、鞋子的地方。如何你能把所有的物品分类放在不同的区域，这样壁橱的使用效果最好，当你急需一件衬衣的时候，你不需要翻箱倒柜的找整个壁橱，无需在鞋子和裤子区域来找衬衣。保持壁橱分类整齐才能更好更方便的使用壁橱。同样，如果你想更换你的衬衣，你可以迅速更换无需碰触裤子和鞋子。 这样的道理同样适合编写代码。比起一堆乱似老鼠窝的代码，整齐有序的代码会指数倍的节省你的时间，当你必须回到以前的代码中查找修改一段代码时，整齐的代码能够更容易找到，改变坏习惯难于增加新习惯。模式-视图-控制器（Model, View, Controller）这样的组织结构，将你的代码分为3个不同的部分（见图2-1）。

Model, View, Controller | Page 17

模型（Model）

模型部分的代码和数据库有关。例如，你打算开发一个能够存储朋友联系方式的APP，那么，模型部分将会存储电话号码和地址等信息。记住，模型（Model）就是数据，把模型想象成装满0和1的保险箱（图2-2）吧。

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视图（View）

视图部分的代码和用户界面有关。视图部分就像是一个相框，能够展现一张图片，但是不知道展现的是什么图片（图2-3）。你的视图代码不应与正在展现的内容有联系，这种情况下，即使界面改变了，也不会影响内容。

Model, View, Controller | Page 19

控制器（Controller）

控制器部分的代码是和逻辑做决定有关。控制器就像是交通警察，他引导人们往哪里走（图2-4）。控制器直接与视图和模型沟通。控制器负责回应点击屏幕，在接收到点击屏幕这个指令后，控制器从模型中读取数据，然后告诉视图展现什么内容。而模型和视图永远都不会直接交流，所有的沟通都要通过控制器。

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练习：写一个Hello World程序

现在是时候来写你的第一个特别简单应用程序了，在这个练习中，你将会编写一个Hello World应用程序（图2-5）。这个应用程序有一个按钮（Button），当按钮被点击后，会在屏幕上出现Hello World这两个单词（图2-6）。

Exercise: Hello World | Page 21-- Page 22

第一步是打开Xcode。如果你在Dock中没有看到Xcode，点击右上角的搜索（Spotlight），输入Xcode然后点击第一个选项（图2-7）。

Exercise: Hello World | Page 23

现在你能看到Xcode出现在了Dock中。右键点击Xcode，在选项（Option）中点击“在Dock中保留”。 Xcode启动完成后，会出现一个欢迎界面。 点击“Create a New Xcode Project”，接下来，你会看见项目模板提示框（图2-8）。选择Single View Application，点击Next。接下来，你需要给你的项目填写一些信息（图2-9）。

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第一行是Product Name，也就是你项目的名称，这个名称将会成为你项目的名称以及存储这个项目的文件夹的名称。输入 HelloWorld作为项目名称。第二行是Organization Name，也就是开发这个APP的公司或者个人的名称。目前，你可以输入你的姓名，中间不要有空格。第三行Organization Identifier是用来生成bundle identifier的。bundle identifier就像是你APP的社会保险号，这是独一无二的标识，将你的APP与其他的APP区别开来。目前，你可以输入你的姓名，中间不要有空格。 最后两项非常重要，在这本书中，你将会使用苹果公司新的编程语言：Swift。Swift发布于2014年六月，作为iOS和OSX编程语音。Swift拥有很多现代语言的特性，将会给程序员带来很多便利。将第五行的Language选择为Swift，这样就能确保你会一直使用Swift来编写这个项目。最后，Devices选择iPhone，不勾选Use Core Data。我们会在第七章的时候，重选设备（Devices）选项。 填写完这些信息后点击Next。

接下来出现一个对话框让你选择将代码存放在哪里（图2-10）。为你的所有项目专门新建一个文件夹，点击左侧下方的New folder按钮，给新文件夹命名为“Programming”，然后点击创建（Create）（图2-11）。最后，不勾选“Create Git Repository on My Mac”，然后点击创建（Create）（图2-12）。

Exercise: Hello World | Page 25 - Page 27

Xcode项目打开了。 左侧的侧边栏叫做Project Navigator（图2-13）。Project Navigator有些像电脑上的文件夹，能让你方便简单的查找打开你项目中的文件，Project Navigator的文件夹叫做groups，它们并不是真的在你Mac文件夹系统里，只是打了个比方。

Xcode中间的这部分叫做Editor。你在左侧的Project Navigator选择了哪个文件，Editor就会呈现相应的内容。图2-14中的Editor展示的是项目细节，因为左侧的Project Navigator一栏里，这个项目文件被选中了。

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右侧的侧边栏叫做Inspector（图2-15）。Inspector显示的是Editor中展现内容的可改变属性。所以Inspector中的属性是随着Editor内容的变化而变化的。

Exercise: Hello World | Page 29

Xcode顶部的这一部分叫做Toolbar（图2-16）。看起来有些像iTunes的Toolbar。在Toolbar的左上角，有Play按钮和Stop按钮。这两个按钮是用来运行测试你的APP的。Toolbar中间的部分，你会看到Activity Viewer，当你的代码在编译的时候，你可以在Activity Viewer中看到进度。在Toolbar最右侧有两组按钮。

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第一组按钮（图2-17 Editor controls）控制着Editor。其中的第一个按钮（一堆横线样子），表示Standard Editor（标准编辑器）。Standard Editor就是新建项目后看到的Editor，Editor里只有一个界面。第二个按钮是Assistant Editor，两个圆圈相交。点击Assistant Editor按钮后，在Standard Editor旁边会出现一个新的Editor，这个新的Editor会呈现出与Standard Editor相关的内容。把Assistant Editor想象成你的管家吧，它会总能提供给你需要的文件。最后一个按钮是是Version Editor，用来追踪和分析你项目的变化。在大部分情况下，使用Standard Editor。

第二组按钮（图2-18 View controls）在Toolbar的最右边，是用来隐藏或者显示Xcode的左中右三大部分。第一个按钮隐藏或者显示Projector Navigator；第二个按钮隐藏或者显示Editor下方的Debugger（在第六章中会详细介绍）；第三个按钮隐藏或者显示Inspector。这三个按钮在你使用小屏幕电脑时会带来很大的帮助。

Exercise: Hello World | Page 31

接下来点击Project Navigator中的 Main.storyboard。 现在Editor会呈现storyboards（图2-19）。storybaords用来呈现用户界面（user interface）。storyboards包含所有的按钮、图形，以及开发APP所需的元素，同时storyboard也可以适配iPhone到iPad的所有尺寸。

你的第一个APP只运行在iPhone上，所以点击Inspector顶部Toolbar（工具条）上第一个按钮，按钮外表看起来像是折了一个角的纸张。然后到中间部分，不勾选Use Auto Layout选项（图2-10）。接着勾选Disable Size Classes选项。Auto Layout是一组工具，用于在多个屏幕尺寸下自适应，关于这些知识，我们会在第七章中介绍。

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在Inspector的下方，还有一组工具按钮（图2-21），点击其中第三个按钮，那个圆圈中有个方块的按钮，这个按钮展示的是Object Library，就会看到下方的内容发生了变化。

Object Library（图2-22）展示的是常用的用户界面要素。在Object Library中向下滑，找到叫Label的组件，Label是在用户界面中展示文字的，这个文字只能读，用户不能修改Label中展示的文字。用鼠标点击Label然后拖拽到Storyboard中去（图2-23）。

Exercise: Hello World | Page 33

当你拖动Object Library中的组件到Storyboard中时，Xcode会帮助你垂直对齐和水平对齐，你可能在PowerPoint或者Keynote中见过这种辅助线。把Label放在屏幕的中央，当Label处于水平中央和垂直中央时的位置时，你会看到两条辅助线：一条横线一条竖线。

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接着选中Label，选中Label右上角的小方块然后往右上方拉，在往右上方拉的时候，会出现一个小方块，显示Label的长和宽（图2-25）。把Label拉成至少150pt宽，30pt高，同时重新定位Label，让Label垂直居中水平居中。

Exercise: Hello World | Page 35

这时再看一下Inspector顶部Toolbar（工具条），这时的Toolbar是有六个图标（图2-26）。每个图标代表了Inspector的一个部分。从左边数第四个图标叫Attributes Inspector，看起来像是箭头朝下的箭，当年把鼠标停留在这个图标上时，会显示出“Show the Attributes Inspector”的提示，点击Attributes Inspector图标，Attributes Inspector会让你修改你在Storyboard中选中的组件的属性（图2-27），你目前选中的是Label，所以你可以在Attributes Inspector中修改Label的属性。

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Exercise: Hello World | Page 37

点击Label然后观察Attribute Inspector中的选项，有两种方法可以确认Attribute Inspector中展示的属性是Label的属性而不是其他的组件的属性。方法一：如果Label被选中，Label周围会有白色方块；方法二：Attribute Inspector左上角会显示单词Label。

Label有很多你可以改变的属性。Text属性是表示Label对外展示的文字，在Text后面第一行是选择Text的风格：Plain或者Attributed；Text后面第二行是输入框，这里输入的文字将直接在Label上展示。也可以直接双击Label，然后输入“????”，点击回车（图2-28）

Color属性可以改变Label展示文字的颜色，点击Color后面的选项，下拉，找到点击Other。 这时出现了一个颜色选择器（Color Picker），你的颜色选择器可能是全黑色的，这时只需将黑色大圆下方的横条右侧按钮滑倒左侧，即可看到彩虹颜色（图2-29）。点击然后拖动大圆中光标，随着位置的变化，Label中展示文字的颜色也会相应变化。选择一个你喜欢的颜色，然后关闭颜色选择器。

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现在我们继续回到Attribute Inspector上，找到font属性，点击后面的T方块，会弹出一个窗口，在Style中选择Bold，然后把Size后面的数字改为20，点击Done按钮（图2-30）。

Exercise: Hello World | Page 39

在font属性虾米有个alignment属性，点击中间的按钮，让Label展示的文字居中对齐（图2-31），完成这步操作后，你可能需要重新定位Label组件才能让Label垂直居中左右居中。

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接下来我们找到Object Library（图2-32），向下滑找到叫Button的组件，把Button组件拖动到Storyboard中去，把Button组件放在Label组件的上方（图2-33）。

Exercise: Hello World | Page 41

双击Button组件，然后输入Go。双击能够快速改变文字内容属性，你也可以去属性检查器中修改文字内容。

记住，要保存你的工作成果。在Project Navigator的文件中，如果你看到哪个文件看起灰色的暗暗的（图2-34），说明你还没有保存你刚刚进行的改动。点击屏幕最上方左上角第二个File按钮，然后点击Save（图2-35）。当然，你也可以使用Command+s这个快捷方式。

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现在你已经在Storyboard中完成了视图的布局，需要写一些代码来控制视图了。第一步，需要把视图中的组件与代码连接起来。先把Inspector隐藏起来，看屏幕的右上角（最上面最右边的按钮），点击一下就可以收起，按钮变成灰色表示收起，蓝色表示展开（见图2-36）。

然后点击右上角两个圆圈相交的按钮，会在右边出现一个新的编辑器Editor，这个编辑器叫Assistant Editor。Assistant Editor会检测到你正在使用的文件，然后找出对应的有关联的文件（见图2-37）。

你可能注意到了这时候Stroyborad有部分被一个元素清单遮挡了，这个清单叫做Document Outline，Document Outline可以快速查看选中Storyboard中任何元素（见图2-38）。

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Standard Editor的左下角有一个条纹小正方形按钮，点击一下，可以把Document Outliney隐藏起来（见图2-39）.

Exercise: Hello World | Page 45

Storyboard

Storyboard是Model-View-Controller模式一个典型代表。当前的Assistant Editor展示的是ViewController.swift文件，ViewController.swift文件是Model-View-Controller中的controller（控制器），控制着你刚刚搭建的界面中的所有是逻辑部分。在把界面中的元素接连到controller（控制器）之前，你需要先理解连接界面（view）和控制器（controller）两种方式的不同点。

第一种连接方式叫做action。当用户在手机界面上点击、滑动、做手势时，就触发了一个action。action然后发送给controller（控制器）一个警告，controller（控制器）决定做出何种反应。一般Button（按钮）这个控件会经常使用action连接。例如，一个Button（按钮）被点击后，controller（控制器）就得到了通知，然后controller（控制器）就决定做出哪种反应。

另外一种连接方式叫做outlet。outlet的作用和action截然相反，outlet直接连接view（界面）和controller（控制器），接收或者设置界面控件的信息。例如，一个Label有一个相关的outlet，这样controller（控制器）就可以读取或者设置Label的显示内容。

建立连接的方法就是在view（界面）和controller（控制器）之间拖动，从一方拖动到另一方。在Storyboard中选择一个Label（见图2-40）。

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现在按住Mac键盘上的Control键，注意和Command键区分开来，Controll键在Option键的左边（这是Mac键盘的布局，如果你使用的是PC键盘，估计就不是这个顺序了）。按住Controll键的同时，点击Label然后拖动到Assistant Editor中（见图2-41）。

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拖动让你的鼠标在下面这行代码的下方：

ViewController : UIViewController

当你看到深蓝色横线出现在光标下方时，松开鼠标。弹出一个窗口，让你输入一些信息（见图2-42）。

在对话框中，connection后面是灰色无法选择，连接类型只能是Outlet，这是因为Label不能创建action连接。用户无法点击一个Label然后做些什么。我们在Name一栏中输入helloLabel（见图2-43）。

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使用驼峰命名法，去掉所有的空格，然后将第二个单词以及往后的单词的首字母大写，第一个单词不大写。例如 number of years就要写成numberOfYears

在outlet和action命名时，使用驼峰命名法。

按照最佳实践原则（best practice），最好命名时写上这个控件的类，这样在controller（控制器）中写代码时，比较容易分辨哪个变量对应Storyboard中的哪个控件。输入名字后，点击Connect。

接着点击Storyboard中的Button（见图2-44），然后按住Control键拖动到Assistant Editor中上次相同的位置，看到光标下方出现了一条蓝色横线后，松开鼠标结束拖拽（见图2-45）.

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然后屏幕上弹出连接对话框（a connection pop-up dialog box），把connection后面的类型改为Action，这时事件（Event）选项出现，这个事件（Event）会触发action连接，选择Touch up Inside然后Name一栏中输入goTapped（见图2-46）。

按照最佳实践原则，我们在命名action的时候，往往使用过去式（英文ed结尾）。在这个例子中，Touch Up Inside是指点击相关联的Button然后抬起手指。确保你的连接类型选择的是Action，最后点击Connect。

创建连接后，每一条连接都会在ViewController.swift文件里自动生成代码，以@IBAction或者是@IBOutlet开头（见图2-47）。

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把鼠标光标放在下面这行代码的下面：

@IBAction func goTapped ( sender: AnyObject ) {

在两个大括号之间输入下面这行代码：

helloLabel.text = "Hello World"

这是唯一一行在当前应用中你需要写的代码。变量helloLabel值是的界面上的Label，在变量后面敲一个点，后面会出现和当前对象相关的所有的方法和属性。在当前这个例子中，出现的是text属性。text属性需要有一个字符串，将字符串内容展示在Label中。等号后面是helloLabel的text属性值"Hello World"（图2-48）。

关键时刻到了，点击屏幕左上角的Play按钮，会出现iOS模拟器正在运行你的App。iOS模拟器（iOS Simulator）是模拟iOS系统的虚拟设备，可以模拟所有尺寸的iPhone和iPad。

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如何你想在真机上运行你的App，你需要注册苹果开发者计划。（目前已经不需要了，不需要花钱就可以在真机上运行编写的程序了，只是你想把App上传到应用市场上的时候，才需要花钱购买开发者计划，估计这本书写出来的时候，还没有免费呢）。在第十章中，我们会告诉你如何在真机上运行。

iOS模拟器第一期启动用的时间可能会长一些（见图2-49），之后的运行就会非常快了。如果你没有看到屏幕上出现了一个虚拟的iPhone，点击Dock上的iOS模拟器图标。模拟器运行后，点击Go按钮，然后好好欣赏你的第一个App吧（见图2-50）！

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如果整个过程都没有遇到问题，那么，恭喜。现在，试着不看书完成所有的步骤，记住一些基本步骤会让你更快的进步。 如果你遇到了问题，报错了，有警告了，也不要担心，犯错是最好的学习方法，熟能生巧，多重来几次。appschool.com/book网站上有一些已经写好的源代码，下载这些代码进行对比，多尝试，一遍一遍的重来，直到你完成App。

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这一章就完全结束了，说实话，翻译一章还是比较费时费力的，没有想到翻译是这么不容易。非常开心~