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第77天 里程碑 项目 13-15 ​

你已经完成了两个有难度的项目和一个技术项目，现在你对SwiftUI的掌握应该已经相当全面了——我真心希望你已经开始体会到，它比苹果之前的框架要简单得多！

今天是时候停下来回顾一下一下所学内容了。我们还会深入探讨两个主题——运算符重载和属性包装器，因为通过深入学习这两个主题，你能更深刻地理解我们一直在使用的功能。此外，今天还有一个挑战任务，你需要运用所学技能构建一个全新的应用程序。

挑战能让你以实践的方式检验自己的学习成果，为你提供一个可以充分展现自我的“沙盒”，如果你愿意，还能借此机会突破自我。我也希望这些挑战能让你看到，只要用心去做，你就能做到多么出色。正如西塞莉·泰森所说：“挑战能让你发现自己从未未曾了解的一面”，希望今天你能发现自己已经取得了多么大的进步！

今天你需要学习三个主题，其中一个是挑战任务。

  • 所学内容
  • 重点要点
  • 挑战任务

注意： 如果当天没有完成挑战也不用担心——在之后的学习中，你会发现时不时会有一些空闲时间，所以挑战任务可以留到以后再完成。

所学内容 ​

这些项目开始带你接触SwiftUI中较难的部分，但这些难点其实并非SwiftUI本身的问题——而是当SwiftUI与苹果旧框架交互时，事情才会变得有些复杂。随着时间的推移，这些“粗糙的边缘”会逐渐得到改善，但这可能需要几年时间。无论如何，当你需要集成来自苹果生态之外的代码时，这些知识仍然非常重要。

在完成这三个项目的过程中，你还学到了以下内容：

  • 属性包装器如何转化为结构体
  • 显示带有多个按钮的确认对话框
  • 使用Core Image处理图像
  • 在SwiftUI中导入照片
  • 在SwiftUI中集成地图
  • 在地图上添加图钉
  • 从应用程序中分享内容
  • 为自定义类型添加Comparable协议一致性
  • 找到并写入用户的文档目录
  • 写入文件时启用文件加密
  • 使用Touch ID和Face ID对用户进行身份验证

这些主题都先以独立技术点的形式讲解，然后在实际项目中应用，希望你能真正理解并掌握这些内容！

重点要点 ​

今天我想深入探讨两个主题，这两个主题都颇具一定难度，但我相信它们能帮助你更深入地理解前三个项目中涉及的内容。

运算符重载 ​

当我们为自定义类型添加Comparable协议一致性时，需要实现一个名为<的方法。这个方法能让Swift比较a < b这类表达式，从而让我们可以使用无需参数的sorted()方法。

这就是所谓的“运算符重载”，正是因为有了它，我们才能用同一个+运算符实现两个整数的相加或两个字符串的拼接。你可以自定义运算符，也可以轻松扩展现现有运算符的功能，让它们实现新的操作。

举个例子，我们可以为Int添加一些扩展，实现Int与Double的乘法运算——Swift默认不支持这种操作，这有时会带来不便：

swift
extension Int {
    static func *(lhs: Int, rhs: Double) -> Double {
        return Double(lhs) * rhs
    }
}

请特别注意参数：该方法的左操作数是Int类型，右操作数是Double类型，这意味着如果交换两个操作数的位置，该方法将无法生效。因此，如果你想让两种顺序的运算都能生效，就需要定义两个这样的方法。

不过，如果你想做到“完全兼容”，那么扩展Int并不是最佳选择：我们应该向上扩展到一个既能包含Int，又能包含其他整数类型（比如我们在Core Data中使用的Int16）的协议。Swift将所有整数类型都归到了BinaryInteger这个协议中。如果我们为这个协议编写扩展，那么Self（首字母大写）就代表具体使用的类型。也就是说，当用于Int类型时，Self表示Int；当用于Int16类型时，Self就表示Int16。

下面这个扩展实现了任意任意整数类型与Double的乘法运算，无论整数在左侧还是右侧：

swift
extension BinaryInteger {
    static func *(lhs: Self, rhs: Double) -> Double {
        return Double(lhs) * rhs
    }

    static func *(lhs: Double, rhs: Self) -> Double {
        return lhs * Double(rhs)
    }
}

你可能会问，为什么Swift不默认启用这些运算符？原因是这种运算的精度无法保证达到预期。举个简单的例子，试试下面的代码：

swift
let exampleInt: Int64 = 50_000_000_000_000_001
print(exampleInt)

let result = exampleInt * 1.0
print(String(format: "%.0f", result))

这段代码创建了一个64位整数，值为50万亿零1。然后通过我们自定义的扩展将其与Double类型的1.0相乘，理论上结果应该与原整数相同。但String(format:_:)方法要求不保留小数位输出，此时你会发现结果与原整数并不一致：结果是50万亿，少了末尾的1。你可能会问“对于50万亿来说，1又算得了什么”，这没问题——我并不是要评判对错，只是想告诉你，如果你需要绝对的精度，就应该避免使用这类辅助方法。

更广泛地说，我想给你一个关于运算符重载的提醒。在第14个项目中介绍运算符重载时，我说过它“既是福音福也是祸”，现在我想简要说明一下原因。

看看下面这段代码：

swift
let paul = User()
let swift = Language()

let result = paul + swift

result是什么类型的数据呢？我能想到几种可能性：

  1. 可能是另一个User对象，只不过该对象已被修改，其已知语言数组中包含了Swift。
  2. 可能是一个结合了用户和语言信息的Programmer对象。
  3. 可能是经典经典恐怖电影《变蝇人》的奇怪翻拍（此处为调侃，无实际意义）。

关键在于，我们无法直接判断result的类型，必须阅读相关+运算符的源代码才能知晓。

再看看下面这段代码：

swift
let paul = User()
let swift = Language()
paul.learn(swift)

我认为这段段代码要清晰得多：我们在一个对象上调用了一个简单的方法，你很可能会猜到，这段代码的作用是修改paul的属性，将Swift添加到其编程语言数组中。

任何优秀的开发者都会告诉你，清晰度是编写优质代码的重要特质之一——我们需要让代码清晰地表达出我们的意图，因为这些代码在未来会被阅读数十次甚至数百次。

因此，你当然可以将运算符重载纳入自己的技能库，用它来解决问题（事实上，我在我的著作《Pro Swift》中对运算符重载有更详细的讲解，链接：https://www.hackingwithswift.com/store/pro-swift），但使用时一定要谨慎。

自定义属性包装器 ​

你已经了解到，属性包装器本质上是一种“障眼法”：它将一个简单的值包装在另一个值中，以便添加额外的功能。比如SwiftUI用@State在其他位置存储值，或者用@Environment从共享数据源中读取值，原理都是如此——给一个简单的值赋予某种“超能力”。

我们可以在自己的代码中使用属性包装器，而且有很多使用它的理由。和运算符重载一样，尝试使用属性包装器能让你更深入地理解其工作原理，但使用时也需要深思熟虑：如果一遇到问题就想到用属性包装器，那你很可能犯了错。

为了演示属性包装器，我们先创建一个简单的结构体，用于包装某种种BinaryInteger类型的值。我们会为这个结构体设置自定义代码来处理其包装值：如果新值小于0，就将其设为0，确保这个结构体的值永远不会是负数。

代码如下：

swift
struct NonNegative<Value: BinaryInteger> {
    var value: Value

    init(wrappedValue: Value) {
        if wrappedValue < 0 {
            value = 0
        } else {
            value = wrappedValue
        }
    }

    var wrappedValue: Value {
        get { value }
        set {
            if newValue < 0 {
                value = 0
            } else {
                value = newValue
            }
        }
    }
}

现在我们可以用一个整数来创建这个结构体，但如果这个整数小于0，它会被限制为0。因此，下面的代码会输出0：

swift
var example = NonNegative(wrappedValue: 5)
example.wrappedValue -= 10
print(example.wrappedValue)

属性包装器的作用是，让我们可以在结构体或类的任意属性上使用这种包装逻辑。更方便的是，只需一步操作：在NonNegative结构体前加上@propertyWrapper，代码如下：

swift
@propertyWrapper
struct NonNegative<Value: BinaryInteger> {

这样就可以了——我们已经创建了自己的属性包装器！

想必你已经从名称中猜到，属性包装器只能只能只能用于“属性”，而不能用于普通的变量或常量。因此，为了测试我们创建的属性包装器，我们将它放在User结构体中，代码如下：

swift
struct User {
    @NonNegative var score = 0
}

现在我们可以创建一个用户对象，随意增减分数，并且完全不用担心分数会变成负数：

swift
var user = User()
user.score += 10
print(user.score)

user.score -= 20
print(user.score)

由此可见，这其中并没有什么“魔法”：属性包装器只是过是一种语法糖，让一个数据被另一个数据包装起来，而且我们也可以根据需要自行创建属性包装器。

挑战任务 ​

你是否有过这样的经历：在会议或聚会中，和陌生人聊了一会儿，走开后几秒钟就忘了对方的名字？不止你一个人有这种情况，而你今天要构建的应用程序就能能解决这类问题。

你的目标是构建一个应用程序，让用户从照片库中导入一张图片，然后为导入的内容添加名称。应用程序需要在列表中显示所有已命名的图片，点击列表中的项目时，会跳转到详情细页面，展示该图片的放大版本。

具体分解解任务如下：

  • 使用PhotosPicker让用户从照片库中导入照片。
  • 检测到新照片导入后，立即提示用户为照片命名。
  • 将名称和照片妥善保存。
  • 在列表中显示所有名称和照片，并按名称排序。
  • 创建详情页面，以全屏形式展示图片。
  • 确定保存所有数据的方式。

记住，要将用户导入的照片以Data（数据）形式存储，这样便于写入文件。

你可以选择使用SwiftData来完成这个项目，但这并非必需——将数据写入文档目录中的JSON文件也可以。不过，要实现数组排序，你需要为相关类型添加自定义的Comparable协议一致性。

如果你确实选择使用SwiftData，这里有一个重要提示：当在模型中存储图片或视频等大型数据时，需要使用特殊的@Attribute宏来定义相关属性，代码如下：

swift
@Attribute(.externalStorage) var photo: Data

这会告诉SwiftData不要将图片数据直接保存在数据库中，而是将其存储在数据库旁边——这种方式效率高得多。

记住，你已经掌握了完成这个项目所需的全部知识——祝你好运！

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