编写Hello World应用程序通常被认为，是学习任何编程语言的第一步。在这一章，你将创建iOS版的Hello World应用程序作为起步，快速了解Xcode这个开发iOS应用程序的主要工具。
     下一步，你将学习Objective-C的基础知识。在此基础之上，将探索类(class)与对象(object)的知识，它们是构建应用程序的主要基石。与此同时，你将创建CarValet应用程序，练习一些类的编写，并学习属性(property)的知识。在本章末尾，你将在指导下完成编程挑战题以探索子类扩展的知识。当学完本章时，你将获得CarValet应用程序的初始版本，以及足够完成本书学习的Objective-C知识。
2.1 使用模板创建Hello World 应用程序
     创建Hello World示例应用程序的最简单方法，就是使用Xcode的预设模板。在接下来的步骤中，你将创建一个新的项目，然后修改它，使之能打印“Hello World”，并能在iOS模拟器上运行。在创建第一个Xcode项目时，你将学到关于Xcode这一关键工具的总体介绍，以及如何创建和操纵项目。
2.1.1 创建Hello World 项目
     启动Xcode，你将看到如图2-1所示的Xcode欢迎页面(如果不小心关闭了这个页面，可通过选择Window | Welcome to Xcode(欢迎使用Xcode)或按下Cmd+Shift+1组合键来重新显示)。单击Create a New Project。也可以在Xcode中选择File | New | Project(或按下Cmd+Shift+N组合键)。之后将会出现如图2-2所示的模板选择窗口。默认情况下，模板选择窗口被嵌套在一个新的、名为工作区(workspace)的大窗口中。这个单独的工作区窗口中包含Xcode全部的编辑器和检查器(inspector)特性。

   在图2-2所示的模板选择窗口中，选择左边的iOS菜单下的Application，然后选择SingleView Application(单视图应用程序)，单击Next按钮。

(3) 单击Next按钮。

极其可能的是，全部大写且没有分隔符的版本最难识别。小写的稍稍容易点，但难以识别的程度仅次于前者，更容易识别的是那些带有分隔符的版本。你应当选择能与符号名称简易搭配使用的类前缀。长远来看，你将节省大量的开发与调试时间。

      上一个Xcode窗口面板询问你Hello World项目的存储位置。如果愿意的话，Xcode还可以为项目创建本地的git仓库。针对当前这个Hello World示例，将Source Control(源码控制)复选框保持为未选中状态。选择一个文件夹并单击创建，如图2-4所示。

     在单击Create按钮之后，你应该能看到在Xcode中，自己的Hello World新项目已被打开，它带有一些Xcode自动生成的文件。至此，你得到一个看似不怎么有趣，但是功能完备的应用程序。如果立刻单击Run(运行)按钮，你的app会显示一个顶部带有状态条的白色屏幕。

      开发应用程序时，你将在Xcode中花费大量时间。图2-5显示了展开项目文件并选择ViewController.m文件后的Xcode界面。

图2-5 Xcode 项目界面的组成部分

     以下是对Xcode界面的快速导航。接下来的几章将探讨Xcode界面中不同组件的更多细节知识。下面的数字与图2-5中显示的数字一一对应：

(5) 单击Run按钮，编译并运行Hello World应用程序。

      当运行Hello World应用程序时，可以看到iPhone模拟器，记得使用方案弹出菜单，将运行的目的地设置为iPhone模拟器。
这就是创建简单Hello World应用程序所需的所有步骤。你甚至不需要编写任何代码。在下一节，你将学习一些Objective-C基础知识，回到这个Hello World应用程序，并添加一些代码以练习Objective-C。

图2-7 所示的模拟器是全尺寸的、4 英寸Retina 显示屏，并且可能非常大，特别是当在笔记本电脑屏幕上工作时。可以使用Simulator Window | Scale 菜单更改显示屏的显示大小。

要成为熟练的iOS开发者，你需要学习Objective-C，它是iOS和Mac的主要编程语言。Objective-C是一种强大的面向对象编程语言，允许你利用苹果公司的Cocoa和Cocoa Touch框架，构建应用程序。在这一章，你将学习基本的Objective-C技巧，开始iOS编程。你将学到接口、方法以及更多其他知识。要想完成这些学习，必须往Hello World应用程序中添加一些自定义的类，练习所学的知识。

Ranch Guide，作者是Aaron Hillegass，这本书涵盖了更高级的知识。

      对象使用类(class)进行定义。可以将类认为是决定对象最终长什么样的模板：如何查看状态(实例变量)，以及支持什么行为(消息)。

      类本身通常不做太多事情。它们的主要用途是创建功能完整的对象。对象被称作实例(instance)，也就是基于类所提供模板的起作用的实体。之所以命名为“实例变量”，是因为它们只存在于类的实例中，而不是类自身的内部。当往第4步的文本框中输入“Hello World”时，实际上也就设置了一个UILabel对象的text实例变量的值。UILabel类本身并没有text变量可被设置。所有这些事情，以及创建标签实例的代码已经自动完成了。

      面向对象编程让你构建可重用的代码并从面向过程开发的正常控制流中解耦。面向对象的应用程序围绕着对象和它们的方法所提供的自定义数据结构来开发。iOS的Cocoa Touch以及Mac OS X的Cocoa提供了一个包含大量这种自定义对象的仓库。Objective-C解锁了那个仓库，并允许你用最少的努力和代码，基于苹果公司的工具箱创建有效而强大的应用程序。

iOS 的Cocoa Touch 中以NS 开头的类名，例如NSString 和NSArray，可追溯到NeXT公司。NS 代表NeXTStep，运行在NeXT 计算机之上的操作系统。苹果公司于1996 年收购了NeXT。

<span style="font-size:14px;">printCarInfo(); // This function prints out the info on the default car</span>

但是在Objective-C里，你这么写：

<span style="font-size:14px;">[self printCarInfo]; // This method prints out the info on the default car</span>

<span style="font-size:14px;">[someOtherObject printCarInfo]; // This method prints out the info on the default car</span>

<span style="font-size:14px;">[self printCarInfo：myCar]; // Objective-C equivalent, but with poor method name</span>

<span style="font-size:14px;">[self printCarInfoWithCar：myCar]; // More clear as to which car it will print out</span>

<span style="font-size:14px;">printCarInfo(myCar,10); // Print the info using a font size of 10</span>

<span style="font-size:14px;">[self printCarInfoWithCar：myCar withFontSize：10]; // Print using a font size of 10</span>

<span style="font-size:14px;">printCarInfo(myCar, 10, 1); // Using 1 to represent the value of true in C</span>

<span style="font-size:14px;">[self printCarInfoWithCar：myCar withFontSize：10 shouldBoldText：YES];</span>

      方法名与参数依次交错放置，能有效地让Objective-C 的消息传递变得容易阅读和理解。在C 语言和其他语言中，你不得不时常参考函数定义以确定每个参数是什么以及参数的顺序。在Objective-C 中，这些都很清晰，就在你面前。在使用一些含有5 个或更多个参数的UIKit 方法调用时，你会特别明显地体会到这一点。

<span style="font-size:14px;">float mySpeed = calculateSpeed(100,10); // returns the speed based on distance / time</span>

<span style="font-size:14px;">float mySpeed = [self calculateSpeedWithDistance：100 time：10];</span>

注意：
如果Objective-C 的方法声明和消息传递语法对你来说还是不清楚，不要担心。在本章的下一节，你将有充分机会加以练习。
苹果公司提供图2-8 所示的文字来阐述Objective-C 方法调用的组成部分。要看到更多信息，
请看https：//developer.apple.com/library/iOS/#referencelibrary/GettingStarted/RoadMapiOS/Languages/
WritingObjective-CCode/WriteObjective-CCode/WriteObjective-CCode/html。

2.2.2 类和对象

       对象是面向对象编程的核心。可以通过构建类定义对象，类即为创建对象的模板。在Objective-C中，类定义描述了如何构建属于这个类的新对象。例如，要创建汽车对象，需要定义Car类，并且在需要时用这个类创建新的对象。与C语言类似，在Objective-C中实现类需要分两处进行：头文件和实现文件。头文件规定了外部世界如何与这个类交互：实例变量及其类型，方法及其参数和返回值类型。就像契约，头文件承诺类的实例如何与别的对象对接。

      实现文件的内容即为类如何提供实例变量的值，以及方法被调用时如何响应。除了头文件中定义的公有变量和方法；在实现文件中也可以定义变量与方法，并且实现文件通常会包含私有的变量和方法。

<span style="font-size:14px;">#import <Foundation/Foundation.h>
@interface SimpleCar ： NSObject {
NSString *_make;
NSString *_model;
int _year;
}
@property float fuelAmount;
- (void)configureCarWithMake：(NSString*)make
model：(NSString*)model
year：(int)year;
- (void)printCarInfo;
- (int)year;
- (NSString*)make;
- (NSString*)model;
@end</span>

      在Objective-C中，@符号用在特定的一些关键字中。此处展示的两个元素(@interface和@end)划分了类接口定义的开头与结尾。类定义描述了一个含有5个方法与4个实例变量的对象。

      在这4个变量中，只有fuelAmount是公有的(public)，意思是它在SimpleCar类的外部可以使用。花括号中的其他三个变量只能被SimpleCar及其子类使用。这三个变量也可以定义在.m实现文件中，但那样的话它们将只对SimpleCar类可见。如果想让子类(比如ElectricCar)共享这些变量的话，这就成问题了。

<span style="font-size:14px;">configureCarWithMake：model：year：</span>

<span style="font-size:14px;">[myCar configureWithMake：c1 model：c2 year：i];</span>

      每个方法都有返回参数。printCarInfo返回void，year返回int，而make和model都返回NSString*类型。与C一样，这些代表方法返回的数据类型。void代表这个方法不返回任何东西。在C语言中，与printCarInfo和year方法等价的函数声明是void printCarInfo()和int year()。

      使用Objective-C的“方法名分散在参数中”的方式，对新应用程序员来说可能看起来很奇怪，但是很快就会变成你非常喜爱的特性。当方法名告诉你什么什么参数该在哪儿时，就不需要猜测该传递什么参数。你会在iOS编程中多次见到这个，特别是当使用respondsToSelector：这个方法调用时，这个方法让你在运行时检查对象是否能响应特定的消息。

<span style="font-size:14px;">#import "SimpleCar.h"
@implementation SimpleCar
- (void)configureCarWithMake：(NSString*)make
model：(NSString*)model
year：(int)year {
_make = [make copy];
_model = [model copy];
_year = year;
}
- (void)printCarInfo {
NSLog(@"--SimpleCar-- Make： %@ - Model： %@ - Year： %d - Fuel： %0.2f",
_make, _model, _year, [self fuelAmount]);
}
- (int)year {
return _year;
}
- (NSString*)make {
return [_make copy];
}
- (NSString*)model {
return [_model copy];
}
@end</span>

2. 创建对象

      你已经学到，类定义一个或更多个对象。类在运行时如何变成对象？要创建对象，你需要让类为新对象分配足够的内存，并且返回一个指向这块内存的指针。然后让新对象初始化自己。你通过调用alloc方法处理内存分配，并且初始化发生在调用init时。如果正在创建SimpleCar对象，那么可以使用如下两行代码：

<span style="font-size:14px;">SimpleCar *myCar = [SimpleCar alloc];
[myCar init];</span>

<span style="font-size:14px;">SimpleCar *myCar = [[SimpleCar alloc] init];</span>

<span style="font-size:14px;">self = [super init];</span>

<span style="font-size:14px;">SimpleCar *myCar = [[SimpleCar alloc] init];
[myCar printCarInfo];</span>

<span style="font-size:14px;">SimpleCar *sameCar = myCar;</span>

<span style="font-size:14px;">id sameCar = myCar;</span>

(2) 在新文件对话框中，选择iOS下的Cocoa Touch，然后选择Objective-C class，如图2-9所示，然后单击Next按钮。

(3) 在接下来的面板中，在Class文本框中输入Car，在Subclass of文本框中输入NSObject，如图2-10所示。正在创建的是Car类，继承自NSObject。单击Next按钮后会出现保存面板。
(4) 保存面板的底部有一块区域可用于指定Target成员。此时，重要的是确保CarValet被选中，如图2-11所示。在确认该复选框已被选中后，单击Create，Xcode会创建Car类，并且将它放到你的项目中。

代码清单2-3 Car.h 头文件
// Car.h
// CarValet
#import <Foundation/Foundation.h> // 1
@interface Car ： NSObject { // 2
int _year; // 3
NSString *_make; // 4
NSString *_model; // 5
float _fuelAmount; // 6
}
- (id)initWithMake：(NSString *)make // 7
model：(NSString *)model
year：(int)year
fuelAmount：(float)fuelAmount;
- (void)printCarInfo; // 8
- (float)fuelAmount; // 9
- (void)setFuelAmount：(float)fuelAmount;
- (int)year; // 10
- (NSString*)make;
- (NSString*)model;
@end

// this is a one line comment
// and so is this, even though it follows the last one
[MyObject doSomething]; // and this is an end of line comment
/*
And finally a lot of comments started by a forward-slash and asterisk
that can include lots of lines and ends with an asterisk then forward-slash.
*/

      第一个非注释行导入了Foundation框架，这个iOS和Mac OS家中的耕田老牛。在Foundation框架中，可以找到各种东西，从数组和日期到谓词，从URL网络连接到JSON处理，还有最最重要的对象NSObject。接下来是Car类的@interface声明。通过：NSObject标记，可以了解到Car类继承自NSObject类。

      @interface和@end之间的语句对Car类进行了定义。在@interface声明的花括号中，可以看到4个实例变量，用于保存汽车对象所需要的信息。这些方法定义了如何给汽车对象发送消息。

initWithTitle：message：delegate：cancelButtonTitle：otherButtonTitles：

      使用委托对象是iOS中的另一常见模式，它提供了一种方法，通过让两个对象使用定义好的一组消息(称为protocal(协议)来进行通信。这些消息是协议提供者和委托对象之间的一种契约。本质上，委托对象承诺实现这些消息，而提供者承诺正确地使用它们。协议与类是分开定义的；它们是不同的事物。任何类可以选择以委托对象或实现者的身份使用协议。UIAlert采用这种模式以通知委托对象，用户单击了哪个按钮。当阅读这本书时，你会看到系统对象中更加复杂地使用委托模式的示例。你还会在自己构建的一些对象里实现这种模式——也就是创建协议并向对象添加委托对象代码。

在Xcode 中，组合键Ctrl+Cmd+向上箭头可以让你移到下一个配对文件，而Ctrl+Cmd+向下箭头可以让你移到前一个配对文件。这对组合键使得在头文件和实现文件之间切换变得非常简单。

      在更大的类中，除了会在.h文件中定义方法外，你可能会实现其他的得到支持的非公有方法。不像公有方法，不需要在定义私有方法前声明它们。编译器足够聪明，甚至在使用这些方法的代码的后边才实现这些方法的情况下，编译器也可以识别私有方法在哪里。在通读本书的过程中，你会看到关于这一点的更多内容。

      此外，可以声明仅对这个对象可见的局部实例变量。可以在@implement语句下面的花括号中实现这一点。例如，可以添加局部的isAL emon标记变量：

@implementation Car {
BOOL isALemon;
}

代码清单2-4 Car.m 实现文件
// Car.m
// CarVale
#import "Car.h"
@implementation Car
- (id)init {
self = [super init]; // 1
if(self != nil) { // 2
_year = 1900; // 3
_fuelAmount = 0.0f; // 4
}
return self; // 5
}

      在Objective-C 中，发送消息和执行选择器这两个术语在本质上是同一个东西：在对象上调用方法。尽管向nil 发送任何消息都是完全安全的，但向一个未实现这条消息的对象发送一条消息会导致运行时应用程序崩溃。这是Objective-C 初学者常犯的错误，并且正如你将在本书后边看到的，存在一些方法，能够在发送消息之前检查对象或类是否能响应这条消息(或这个选择器)。此外还要

注意，消息可以在继承树的任何地方实现。也就是说，这条消息可以在特定的类中定义，也可以在这个对象继承的任何类中定义。

代码清单2-5 Car.m 实现initWithMake:model:year:fuelAmount:和printCarInfo 方法
- (id)initWithMake：(NSString *)make // 1
model：(NSString *)model
year：(int)year
fuelAmount：(float)fuelAmount {
self = [super init]; // 2
if(self != nil) { // 3
_make = [make copy]; // 4
_model = [model copy];
_year = year;
_fuelAmount = fuelAmount;
}
return self; // 5
}
- (void)printCarInfo {
if(!_make) return; // 6
if(!_model) return;
NSLog(@"Car Make： %@", _make); // 7
NSLog(@"Car Model： %@", _model);
NSLog(@"Car Year： %d", _year);
NSLog(@"Number of Gallons in Tank： %0.2f", _fuelAmount);
}

ViewController.m。

- (id)init {
return [self initWithMake：nil model：nil year：1900 fuelAmount：0.0f];
}

      .h文件中声明的最后5个方法用于访问汽车对象的信息。在这个示例中，也就是实例变量。在Car.m文件的底部添加代码清单2-6中的代码。

代码清单2-6 Car.m 文件中，访问器方法的实现
- (float)fuelAmount {
return _fuelAmount; // 1
}
- (void)setFuelAmount：(float)fuelAmount{
_fuelAmount = fuelAmount; // 2
}
- (int)year { // 3
return _year;
}
- (NSString*)make {
return [_make copy];
}
- (NSString*)model {
return [_model copy];
}

@property float fuelAmount;

float _fuelAmount;
- (float)fuelAmount;
- (void)setFuelAmount：(float)fuelAmount;

myTableViewCell.textLabel.text = @"Hello World";

[[myTableViewCell textLabel] setText：@"Hello World"];

代码清单2-7 Car.m 中更新后的printCarInfo 实现
- (void)printCarInfo {
if(self.make && self.model) { // 1
NSLog(@"Car Make： %@", self.make); // 2
NSLog(@"Car Model： %@", self.model);
NSLog(@"Car Year： %d", self.year);
NSLog(@"Number of Gallons in Tank： %0.2f", self.fuelAmount);
} else { // 3
NSLog(@"Car undefined： no make or model specified.");
}
}

       也可以对初始化方法做类似修改，尽管这是有风险的，尤其是你会使用自定义访问器。在自定义访问器中，使用点表示法可能是最最危险的——参阅下面的旁注，“为何使用下划线：不用点，不用访问器。”为何使用下划线：不用点，不用访问器一种常见的错误来源，就是在属性的自定义访问器或可能调用自定义访问器的方法中使用点表示法。

举一个简单的示例：

- (void) setMake：(NSString*)newMake {
if(![newMake isEqualToString：self.make) {
self.make = newMake;
}
}

[self setMake：newMake];

_make = newMake;

代码清单2-8 ViewController.m 文件中的viewWillAppear:方法
- (void)viewWillAppear：(BOOL)animated {
[super viewWillAppear：animated];
Car *myCar = [[Car alloc] init]; // 1
[myCar printCarInfo]; // 2
myCar.make = @"Ford"; // 3
myCar.model = @"Escape";
myCar.year = 2014;
myCar.fuelAmount = 10.0f;
[myCar printCarInfo]; // 4
Car *otherCar = [[Car alloc] initWithMake：@"Honda" // 5
model：@"Accord"
year：2010
fuelAmount：12.5f];
[otherCar printCarInfo]; // 6
}

      当前版本的CarValet应用程序是下一章需要的。本节内容涵盖CarValet项目的两种不同的变化形式。在本章的示例代码中也包含了这两种变化形式。

       读者中有人可能会怀疑，在汽车对象创建后修改make、model和year是否是个好主意。到目前为止，你已经按照属性默认的读写配置使用它们。然而，将属性设置为只读是很容易的。所有需要做的就是在声明属性时增加一点额外内容。属性声明的一般形式如下：

@property <(qualifier1, qualifier2, ...)> <type> <property_name>;

@interface Car()
@property (readwrite) int year;
@property NSString *make;
@property NSString *model;
@end

- (void)shoutMake;

- (void)shoutMake {
self.make = [self.make uppercaseString];
}

...
qfuelAmount：12.5f];
[otherCar printCarInfo];
[otherCar shoutMake];
[otherCar printCarInfo];
}

@property (getter = isShowingLiters) BOOL showLiters;

aCar.showLiters：
if(aCar.isShowingLiters) {
aCar.showLiters = NO;
}

@property (setter = setTheFuelAmountTo：) float fuelAmount;

[aCar setTheFuelAmountTo：20.0f];

aCar.setTheFuelAmountTo = 20.f;

- (float)fuelAmount {
if(self.isShowingLiters) {
return (_fuelAmount * 3.7854) ;
}
return _fuelAmount;
}

@property (nonatomic) NSString *make;

@property (nonatomic) float fuelAmount;

otherCar.showLiters = YES;
[otherCar printCarInfo];

代码清单2-9 HybridCar.h 头文件
// HybridCar.h
// CarValet
#import "Car.h"
@interface HybridCar ： Car
@property (nonatomic) float milesPerGallon;
- (float)milesUntilEmpty;
- (id)initWithMake：(NSString *)make
model：(NSString *)model
year：(int)year
fuelAmount ：(float)fuelAmount
MPG：(float)MPG;
@end

代码清单2-10显示了HybridCar类可能的实现文件。
代码清单2-10 HybridCar.m 实现文件
// HybridCar.m
// CarValet
#import "HybridCar.h"
@implementation HybridCar
- (id)init
{
self = [super init] ;
if (self != nil) {
_milesPerGallon = 0.0f;
}
return self;
}
- (id)initWithMake：(NSString *)make
model：(NSString *)model
year：(int)year
fuelAmount：(float)fuelAmount
MPG：(float)MPG {
self = [super initWithMake：make model：model year：year fuelAmount：fuelAmount];
if(self != nil) {
_milesPerGallon = MPG;
}
return self;
}
- (void)printCarInfo {
[super printCarInfo];
NSLog(@"Miles Per Gallon： %0.2f", self.milesPerGallon);
if(self.milesPerGallon > 0.0f) {
NSLog(@"Miles until empty： %0.2f",
[self milesUntilEmpty]);
}
}
- (float)milesUntilEmpty {
return (self.fuelAmount * self.milesPerGallon);
}
@end

return [self initWithMake：nil model：nil year：1900 fuelAmount：0.0f MPG：0.0f];

      然而，这样做会产生隐藏的bug和/或维护成本。假设Car有若干子类，可能有混合动力型、电动型以及柴油型。甚至可能有子类的子类，如GasElectricHybrid、DieselElectricHybrid等。

       将生产年份的默认值设置为0，从而能够很容易地检测到是否存在忘记设置的值。如果每个子类的init方法都使用相应类的自定义初始化方法，那就不得不修改每个子类中的值。忘记值的修改就会引入bug。然而，如果init方法使用[super init]，然后设置特定于子类的默认值，那么只需要在一个地方进行修改即可。

代码清单2-11 添加一辆混合动力汽车到ViewController.m 文件中
HybridCar *myHybrid = [[HybridCar alloc] initWithMake：@"Toyota"
model：@"Prius"
year：2012
fuelAmount：8.3f
MPG：42.0f];
[myHybrid printCarInfo];

1. 更新printCarInfo方法，当只有make是nil时打印“Car undefined：no make specified”，当只有model为nil打印“Car undefined：no model specified”。如果两者都为nil，那么仍然打印“Car undefined：no make or model specified”。可以通过调用initWithMake：model：year：fuelAmount:的变种，创建汽车测试对象以检查代码。

2. 创建Car类的子类ElectricCar。花点时间设计该类：实例变量，对已有方法的修改，以及任何独有的方法。当做完这些后，要么开始实现，要么继续阅读以了解一些可能的方式。设计ElectricCar类有若干方式。一部分选项取决于你想从Car类继承多少东西。在描述汽车的实例变量中，只有fuel可能是个问题。电动汽车使用充电器。可以重用fuel并且假装它就是charge(充电器)，那么你需要做的仅仅是修改printCarInfo并且增加一个方法，用于打印剩余电量。还可以增加一个实例变量用于表示每千瓦时的行驶距离，并且使用那个值计算这辆汽车剩余的可行驶里程。

3. 在2.4节的“自定义getter和setter”部分，可以看到如何根据fuelAmount返回美国加仑或公升数。但是printCarInfo总是打印加仑数。修改printCarInfo，使得在isShowingLiters为NO时打印加仑数，为YES时打印公升数。当printCarInfo使用公升时，修改Car类，使得可以用英国加仑、美国加仑和公升打印结果。你需要找到一种方法，设置燃料用哪种单位进行显示。如果使用BOOL类型，注意有可能多个BOOL变量同时被设置为YES。

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