第60天 里程碑：项目 10-12

又完成了三个项目，你也掌握了更多非常重要的技术。无论你的设计有多精美，你的应用创意有多巧妙，对于任何优秀的应用来说，妥善处理用户数据几乎总是最重要的事情。

当然，真正需要探讨的是“妥善”究竟意味着什么。至少，我希望它意味着“尊重”——未经用户同意，你不会分享任何信息；未经许可，你不会追踪他们的活动；对于任何个人数据，你都会妥善存储。除此之外，你可能还需要添加搜索或筛选功能，可能需要云同步以便用户的数据在多设备间共享，可能希望让用户浏览或修改原始数据等等。

无论你如何处理用户数据，学会操作用户数据都是一项非常有用的技能，在最近这三个项目中，你已经取得了很大的进步。

现在到了挑战环节，不出所料，这次挑战会涉及获取、处理和展示大量数据。你已经掌握了制作这个优秀应用所需的所有技能，所以接下来要做的就是打开一个新的Xcode项目，全身心投入其中。

你会犯错吗？当然会——但这没关系。英国作家尼尔·盖曼（Neil Gaiman）有一段建议，希望能对你有所帮助：

我希望在接下来的这一年里，你会犯错。因为如果你在犯错，那就意味着你在创造新事物、尝试新事物、学习、体验生活、突破自我、改变自己、改变你所处的世界。你在做以前从未做过的事情，更重要的是，你在行动。

今天你需要学习三个主题，其中一个是挑战任务。

• 你学到的内容
• 重点内容
• 挑战任务

注意： 如果当天没有完成挑战任务，也不用着急——在之后的学习中，你会发现时不时会有一些空闲时间，所以你可以在之后再回过头来完成这些挑战。

你学到的内容

最近这三个项目围绕数据展开了深入学习，首先学习了如何通过互联网发送和接收数据，然后学习了SwiftData，以便了解真实应用是如何管理数据的。你在这些项目中学到的技能，其重要性可能超出你的想象，因为只要将这些技能结合起来，你现在就能够从互联网获取数据、在本地存储数据，并让用户通过筛选找到他们关心的内容。

以下是对最近三个项目中涵盖的所有新内容的快速回顾：

• 构建自定义的Codable协议遵循
• 使用URLSession发送和接收数据
• 用于视图的disabled()修饰符
• 使用@Binding构建自定义UI组件
• 为警告框添加多个按钮
• 使用@Bindable编辑SwiftData对象
• 使用@Query查询SwiftData对象
• 使用SortDescriptor对SwiftData结果进行排序
• 使用#Predicate筛选数据
• 在SwiftData模型之间创建关系
• 将SwiftData与iCloud同步

与其他一些项目相比，这个列表相对较短，但公平地说，这些主题的难度确实有了显著提升：SwiftData在某些方面比较复杂，尤其是在实现动态排序和筛选时需要做不少工作，但这绝对是值得的！

重点内容

尽管最近三个项目涵盖了很多内容，但有一个方面我想更详细地讲解：Codable的高级用法。我们在项目中已经对其有所涉及，但这个主题值得你投入更多时间去学习，原因你很快就会明白……

提示： 如果你想知道如何让SwiftData模型遵循Codable协议，建议你完整阅读本节内容。

自定义Codable键

当JSON数据的结构与我们设计的类型相匹配时，Codable的使用效果非常好。实际上，很多时候我们只需要让类型遵循Codable协议即可，Swift编译器会自动为我们生成所需的所有代码。

然而，很多时候情况并没有那么简单，处理更复杂的数据有三种方法：

1. 让Swift自动转换属性名。
2. 创建自定义的属性名转换规则。
3. 创建完全自定义的编码和解码逻辑。

一般来说，你应该按照这个顺序优先选择，第一种方法是最理想的，第三种方法则是最不推荐的。

我们先来逐一了解前两种方法。第三种方法暂时先不讲解，因为它相对复杂一些！

当传入的JSON数据的属性命名规则与我们的代码不同时，让Swift自动转换属性名会非常有用。例如，我们接收到的JSON属性名可能使用蛇形命名法（如first_name），而我们的Swift代码中属性名使用驼峰命名法（如firstName）。

只要Codable知道要如何转换，它就能够在这两种命名法之间进行转换：我们需要为解码器设置一个名为keyDecodingStrategy的属性。

为了演示这一点，我们定义一个带有两个属性的User结构体：

struct User: Codable {
    var firstName: String
    var lastName: String
}

该结构体使用的是Swift代码中常用的命名规则，即驼峰命名法——之所以叫这个名字，是因为将单词的首字母大写的做法，有点像骆驼背上的驼峰。

下面是一段包含这两个属性的JSON数据：

let str = """
{
    "first_name": "Andrew",
    "last_name": "Glouberman"
}
"""

let data = Data(str.utf8)

这段JSON数据使用的是蛇形命名法，这种命名规则中，属性名全部用小写字母，单词之间用下划线分隔。

如果我们尝试将这段JSON数据解码成User实例，是无法成功的，因为两者的属性命名风格不同：

do {
    let decoder = JSONDecoder()

    let user = try decoder.decode(User.self, from: data)
    print("Hi, I'm \(user.firstName) \(user.lastName)")
} catch {
    print("Whoops: \(error.localizedDescription)")
}

但是，如果我们在调用decode()方法之前修改键的解码策略，就可以让Swift在蛇形命名法和驼峰命名法之间进行转换。这样一来，解码就能成功了：

do {
    let decoder = JSONDecoder()
    decoder.keyDecodingStrategy = .convertFromSnakeCase

    let user = try decoder.decode(User.self, from: data)
    print("Hi, I'm \(user.firstName) \(user.lastName)")
} catch {
    print("Whoops: \(error.localizedDescription)")
}

当需要在snake_case和camelCase之间进行转换时，这种方法非常好用，但如果属性名完全不同该怎么办呢？这时候就需要用到第二种方法：创建自定义的属性名转换规则。

例如，来看下面这段JSON数据：

let str = """
{
    "first": "Andrew",
    "last": "Glouberman"
}
"""

这段数据仍然包含用户的名字和姓氏，但属性名与我们的结构体完全不匹配。

之前学习Codable时，我提到过可以创建一个编码键的枚举，用于指定哪些键需要进行编码和解码。当时我说“按照惯例，这个枚举通常命名为CodingKeys（末尾带有s），但你也可以根据需要起其他名字”，虽然这种说法是正确的，但并不完整。

实际上，我们习惯将其命名为CodingKeys是因为这个名字有“特殊能力”：如果存在一个名为CodingKeys的枚举，在我们没有提供自定义Codable实现的情况下，Swift会自动使用它来确定如何对对象进行编码和解码。

我知道这需要花点时间理解，所以最好通过代码来演示。尝试将User结构体修改为以下形式：

struct User: Codable {
    enum ZZZCodingKeys: CodingKey {
        case firstName
    }

    var firstName: String
    var lastName: String
}

这段代码可以正常编译，因为ZZZCodingKeys这个名字对Swift来说没有特殊意义——它只是一个嵌套枚举。但如果将这个枚举重命名为CodingKeys，你会发现代码无法编译了：这时候我们相当于告诉Swift只对firstName属性进行编码和解码，这就意味着不存在用于设置lastName属性的初始化器——这是不允许的。

了解这些很重要，因为CodingKeys还有第二个“特殊能力”：当我们为枚举成员附加原始字符串值时，Swift会将这些字符串值用作JSON的属性名。也就是说，枚举成员的名称应该与我们Swift代码中的属性名一致，而枚举成员的“值”则应该与JSON中的属性名一致。

回到之前的JSON示例：

let str = """
{
    "first": "Andrew",
    "last": "Glouberman"
}
"""

这段JSON使用“first”和“last”作为属性名，而我们的User结构体使用firstName和lastName。这种情况下，CodingKeys就能派上用场了：我们不需要编写自定义的Codable遵循代码，只需要添加编码键，将Swift中的属性名与JSON中的属性名关联起来，代码如下：

struct User: Codable {
    enum CodingKeys: String, CodingKey {
        case firstName = "first"
        case lastName = "last"
    }

    var firstName: String
    var lastName: String
}

现在我们已经明确告诉Swift如何在JSON和Swift的命名之间进行转换，因此不再需要使用keyDecodingStrategy——只需添加这个枚举就足够了。

所以，虽然你确实需要知道如何创建自定义的Codable遵循代码，但如果可以通过其他方法实现需求，通常还是建议优先选择其他方法。

完全自定义的Codable实现

到目前为止，你已经了解了如何让Swift在蛇形命名法和驼峰命名法之间进行映射，以及当JSON中的属性名与Swift中的属性名完全不同时，如何指定映射规则。

最后这种方法适用于更复杂的情况，例如JSON数据中将数字存储为字符串的情况。此外，当你希望让SwiftData模型遵循Codable协议时，这种方法也很有用，这一点你很快就会看到。

首先，我们来看一段能体现这个问题的新JSON数据：

let str = """
{
    "first": "Andrew",
    "last": "Glouberman",
    "age": "13"
}
"""

如你所见，这段JSON中，名字和姓氏的属性名不够直观，而且年龄（age）被存储为字符串类型。虽然对于来自外部服务器的JSON数据，我们几乎无法修改其格式，但我们肯定不希望这种不规范的格式影响到我们的代码——年龄本质上是整数，我们希望在Swift代码中将其存储为整数类型。

因此，我们可能会定义这样一个User结构体，修正名字和姓氏的属性名，并将age存储为整数类型：

struct User: Codable {
    enum CodingKeys: String, CodingKey {
        case firstName = "first"
        case lastName = "last"
        case age
    }

    var firstName: String
    var lastName: String
    var age: Int
}

但现在问题来了：虽然Swift可以帮我们转换属性名，但它无法处理不同数据类型之间的转换。

要解决这个问题，我们需要创建完全自定义的Codable实现，这意味着要在User结构体中添加两部分内容：

1. 一个新的初始化器，接收一个Decoder实例，并知道如何从中读取我们需要的属性。
2. 一个新的encode(to:)方法，接收一个Encoder实例，并知道如何将我们的属性写入其中。

提示： Swift在这里使用Decoder和Encoder，是因为将数据与Swift对象进行相互转换有很多种方式——JSON只是其中一种。

这两部分都需要编写不少代码，但幸运的是，Xcode有时能提供帮助。在这种情况下，Xcode实际上可以帮我们补全实现这两部分所需的所有代码：在属性下方输入init，然后选中init(from decoder: Decoder)并按回车键；接着输入encode，选中encode(to encoder: Encoder)并按回车键。

最终的User结构体如下所示：

struct User: Codable {
    enum CodingKeys: String, CodingKey {
        case firstName = "first"
        case lastName = "last"
        case age
    }

    var firstName: String
    var lastName: String
    var age: Int

    init(from decoder: Decoder) throws {
        let container = try decoder.container(keyedBy: CodingKeys.self)
        self.firstName = try container.decode(String.self, forKey: .firstName)
        self.lastName = try container.decode(String.self, forKey: .lastName)
        self.age = try container.decode(Int.self, forKey: .age)
    }

    func encode(to encoder: Encoder) throws {
        var container = encoder.container(keyedBy: CodingKeys.self)
        try container.encode(self.firstName, forKey: .firstName)
        try container.encode(self.lastName, forKey: .lastName)
        try container.encode(self.age, forKey: .age)
    }
}

提示： 如果这是一个类而不是结构体，那么这个新的初始化器需要添加required关键字，以确保所有子类都必须实现该初始化器。

这段代码看起来很多，但实际上真正关键的只有四行：初始化器中的两行，以及encode(to:)方法中的两行。

初始化器中第一行关键代码是：

let container = try decoder.container(keyedBy: CodingKeys.self)

这行代码使用CodingKeys来读取JSON文件中所有可能的键。它会查看CodingKeys枚举，因此我们可以引用像.firstName和.age这样的枚举成员。

初始化器中第二行关键代码是：

self.firstName = try container.decode(String.self, forKey: .firstName)

这行代码从键.firstName对应的位置读取一个字符串，并将其赋值给结构体的firstName属性。这里可能有点令人困惑，因为出现了两次firstName，所以我换一种方式来解释这行代码的作用：“在JSON中查找与CodingKeys.firstName对应的属性，并将其赋值给我们本地的firstName变量。”

这个过程很重要，因为CodingKeys.firstName实际上并不是“firstName”——我们之前已经将其重命名，以匹配JSON中的属性名。因此，实际上这行代码的意思是“在JSON中找到first属性，并将其赋值给结构体中的firstName属性”——它确保了所有的自动重命名都能正常进行。

如果这样解释能帮你理解，可以想象成这样阅读代码：

self.structFirstName = try container.decode(String.self, forKey: .jsonFirstName)

以上是两行关键的初始化器代码。另外两行关键代码实际上是前两行的反向操作，它们都在encode(to:)方法中：

var container = encoder.container(keyedBy: CodingKeys.self)
try container.encode(self.firstName, forKey: .firstName)

第一行代码表示我们要创建一个用于存储所有CodingKeys值的“容器”，第二行代码则将当前的firstName属性写入CodingKeys.firstName所指定的位置——同样，这一点很重要，因为这样才能实现自动重命名为first的功能。

看到这里，你可能会想，自己到底该如何记住这些代码，毕竟这些代码并不是靠猜测就能写出来的。所以，我给你一个最重要的提示：

当你需要实现自定义的Codable，而Xcode无法帮你生成代码时，只需创建一个新的、简单的结构体（包含一个属性和一个只有一个成员的CodingKeys枚举），让Xcode为这个简单结构体生成Codable实现，然后参照这个实现的结构，为更复杂的类型编写自定义实现。

这一点在处理SwiftData时尤为重要，为SwiftData模型类添加Codable支持需要创建自定义实现。要记住上面所有的代码确实很麻烦，而且Xcode几乎肯定不会提供帮助，所以只需创建一个临时的结构体，让Xcode能为其生成Codable实现，然后参照这个结构，让SwiftData模型类遵循Codable协议即可。

言归正传，我们之所以讨论到这里，是因为我们想要将字符串类型的年龄转换为整数类型，这意味着需要对Xcode生成的代码做两处修改。

首先，需要修改下面这行代码：

self.age = try container.decode(Int.self, forKey: .age)

这行代码尝试将age属性解析为整数，这显然会失败。相反，我们需要先将其解析为字符串，然后将字符串转换为整数；如果转换失败，就提供一个默认值。将这行代码替换为：

let stringAge = try container.decode(String.self, forKey: .age)
self.age = Int(stringAge) ?? 0

第二处需要修改的地方在encode(to:)方法中，这样当我们需要生成JSON数据时，就能保持现有的格式。这里需要修改的代码是：

try container.encode(self.age, forKey: .age)

这行代码会将整数写入JSON，但我们需要将其转换为字符串后再写入，修改后的代码如下：

try container.encode(String(self.age), forKey: .age)

我知道创建自定义实现看起来很麻烦，但正如你所见，它能让我们对编码和解码过程拥有完全的控制权：我们可以在加载和保存数据时添加任何逻辑，比如修改属性名、转换数据类型、提供默认值等等。

挑战任务

现在到了你从零开始构建应用的时刻，今天的挑战范围相当广泛：你的任务是使用URLSession从互联网上下载一些JSON数据，使用Codable将其转换为Swift类型，然后使用NavigationStack、List等组件将数据展示给用户。

你的第一步应该是查看JSON数据的结构。你需要使用的URL是：https://www.hackingwithswift.com/samples/friendface.json —— 这是一个包含大量随机生成的示例用户数据的集合。

如你所见，数据中有一个人员数组，每个人都有ID、姓名、年龄、电子邮件地址等信息。他们还有一个标签字符串数组，以及一个好友数组，每个好友都有姓名和ID。

你可以根据自己的情况决定实现到什么程度，但至少应该完成以下内容：

• 获取数据并将其解析为User和Friend结构体。
• 展示用户列表，并显示一些关于用户的基本信息，例如姓名以及他们当前是否处于活跃状态。
• 创建一个详情视图，当用户被点击时显示该视图，展示更多关于该用户的信息，包括他们好友的姓名。
• 在开始下载数据之前，检查User数组是否为空，以避免每次显示视图时都重新开始下载。

如果你不确定从哪里开始，可以先设计数据类型：创建一个User结构体，包含name、age、company等属性，然后创建一个Friend结构体，包含id和name属性。完成这些之后，再编写URLSession相关代码来获取数据，并将其解码为你定义的类型。

你可能会注意到，每个用户的注册日期都有一个非常特定的格式：2015-11-10T01:47:18-00:00。这种格式被称为ISO-8601，它非常常见，因此有一个内置的dateDecodingStrategy（日期解码策略）叫做.iso8601，可以自动对这种格式的日期进行解码。

在构建这个应用的过程中，我希望你记住一点：这类应用是iOS应用开发中的核心项目——如果你能自信地完成这个挑战，那么你在成为全职应用开发者的道路上已经迈出了坚实的一步。

提示： 与往常一样，解决这个挑战的最佳方法是保持简洁——用最少的代码解决问题，并且确保自己对代码的正确性有把握。