第95天 里程碑 项目 16-18

完成了两个大型项目和另一个技术项目后，是时候停下来反思所学内容，更深入地探讨几个关键主题，然后迎接新的挑战了。这是你在这100天里的最后一个挑战，所以我特意挑选了一个灵活度高的任务——如果你愿意，30分钟就能完成，但你也可以根据自己的兴趣完成一些可选的额外任务。

这个挑战的好处在于，它为你提供了各种空间，可以按照自己的意愿开发应用，实现你认为最有趣或最有用的功能。核心在于，你有一块一块空白的画布，能否把它变成实实在在的作品全看你自己——你需要选择想做的内容，设计用户界面，修复自己遇到的漏洞，然后让应用准备就绪。

和往常一样，不要害怕犯错，因为犯错是很正常的事。正如罗杰·克劳福德曾经说过的：“生活中遇到挑战是不可避免的，但被打败却是可以选择的。”

今天你需要学习三个主题，其中一个就是你的挑战任务。

• 所学内容
• 关键点
• 挑战任务

注意：如果没有在指定日期完成挑战也不用担心——在之后的日子里，你会发现时不时会有一些空闲时间，所以挑战任务是可以在之后回头再完成的。

所学内容

最近我们完成了几个耗时较长的项目，这主要是因为你的SwiftUI技能确实有了很大提升——你已经远远超出基础水平了，所以现在能够处理更大的项目，解决更复杂的问题。我知道开发这些大型项目可能会让人觉得疲惫，但希望你回头看看自己构建的成果时能感到满意——你已经取得了巨大的进步！

在完成这些项目的过程中，你还学到了以下内容：

• 使用TabView创建标签页。
• 利用Swift的Result类型返回成功或失败的结果。
• 控制图像插值。
• 为列表行添加滑动操作。
• 在ContextMenu中放置按钮。
• 使用UserNotifications框架创建本地通知。
• 通过Swift包依赖使用第三方代码。
• 如何创建动态二维码。
• 为SwiftUI视图附加自定义手势。
• 利用感官反馈让iPhone产生震动效果。
• 使用allowsHitTesting()禁用用户交互。
• 使用Timer重复触发事件。
• 跟踪应用在后台和前台之间切换时的场景状态变化。
• 支持色盲模式、减少动态效果等辅助功能。
• SwiftUI的三步布局系统。
• 对齐方式、对齐指南以及自定义对齐指南。
• 使用position()修饰符绝对定位视图。
• 利用GeometryReader、GeometryProxy和containerRelativeFrame()制作特殊效果。

而且你还构建了一些实际的应用来实践这些技能——这段时间确实很忙碌，希望你能为自己取得的成就感到自豪！

关键点

在开始这个项目的挑战任务之前，我想更深入地探讨两个要点，确保你能完全理解它们：map()和filter()在更广泛的函数式编程领域中处于什么位置，以及Swift的Result类型。

函数式编程

虽然我在我的《Pro Swift》一书中详细介绍了函数式编程，但在这里我还是想简单提一下，因为我们在第16个项目中简要使用过map()方法。这个方法的设计初衷是让我们明确“想要什么”，而不是“如何实现”，这两者都属于一种更广泛的编程方法，即“函数式编程”。

为了展示这种方法与另一种常见编程方法（命令式编程）的区别，我们来看下面这段代码：

let numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
var evens = [Int]()

for number in numbers {
    if number.isMultiple(of: 2) {
        evens.append(number)
    }
}

这段代码创建了一个整数数组，逐个遍历数组中的元素，并将能被2整除的元素添加到一个名为evens的新数组中——我们需要详细说明整个过程应该如何执行。

这段代码易于阅读、易于编写，而且运行效果很好，但我们可以使用一种名为filter()的函数式编程方法，将其重写为：

let numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
let evens = numbers.filter { $0.isMultiple(of: 2) }

现在，我们不需要详细说明过程应该如何执行，而是专注于“想要实现什么”：我们向filter()提供一个判断条件，剩下的工作就由它来完成。这意味着代码更简洁，这当然很棒，但除此之外，代码还在三个方面得到了改进：

1. 不再可能在循环中意外添加break语句——filter()总会处理数组中的每个元素，这种额外的简洁性让我们可以专注于判断条件本身。
2. 除了提供闭包，我们还可以调用一个共享函数，这对代码复用非常有利。
3. 最终得到的evens数组现在是常量，因此之后不会不小心修改它。

代码更短总是好的，但写出更简洁、更易于复用且变量更少的代码会更好！

接受函数作为参数，或者返回函数作为结果的函数，被称为“高阶函数”，map()和filter()都是高阶函数的例子。Swift中还有很多类似的函数，其中compactMap()非常实用，它的作用如下：

1. 和map()一样，对数组中的每个元素执行一个转换函数。
2. 解包转换函数返回的可选值，并将结果放入一个新数组中返回。
3. 所有为nil的可选值都会被丢弃。

因此，map()会创建一个与原数组元素数量相同的新数组，而compactMap()返回的数组元素数量可能与原数组相同，也可能更少，甚至可能为空！

要直观看到map()和compactMap()的区别，可以尝试下面这个例子：

let numbers = ["1", "2", "fish", "3"]
let evensMap = numbers.map(Int.init)
let evensCompactMap = numbers.compactMap(Int.init)

这段代码创建了一个字符串数组，然后分别使用map()和compactMap()将其转换为整数数组。代码运行后，evensMap会包含两个可选整数、一个nil和另一个可选整数，而evensCompactMap会包含三个实际的整数——没有可选类型，也没有nil。这样的结果要好得多！

Result类型

我们使用Swift的Result类型作为一种简单的方式，返回一个要么成功（带有对应值）要么失败（带有对应错误）的单一结果，但它还有一些重要特性，我认为在你自己的代码中会很有用。

首先，仔细想想就会发现，Result有点像一种更高级的可选类型。可选类型要么包含某种值（比如整数、字符串等），要么什么都不包含；而Result同样包含某种值，但在“另一种情况”下，它不是什么都没有，而是必须包含某种错误。

从底层实现来看，可选类型和Result都是用Swift枚举实现的，且都有两个枚举情况。对于可选类型，枚举名为Optional，枚举情况分别是表示nil的.none和带有关联值（如整数、字符串等）的.some；对于Result，枚举情况则是带有关联值的.success和带有另一种关联值的.failure。

两者之间唯一真正的区别在于，Swift为可选类型提供了语法糖——专门设计的简化语法，因为可选类型的使用非常普遍。比如，if let和可选链都是为可选类型设计的，而Result则没有这类特殊的语法支持。

其次，正如你所见，Result要么包含成功值，要么包含错误值，但如果需要，我们可以在Result和抛出函数（throwing function）之间灵活转换。

如果你有一个Result值，并且想回到do/catch的处理方式，只需调用Result的get()方法——如果Result是成功状态，这个方法会返回成功值；如果是失败状态，则会抛出对应的错误。

例如，看看下面这段代码：

enum NetworkError: Error {
    case badURL
}

func createResult() -> Result<String, NetworkError> {
    return .failure(.badURL)
}

let result = createResult()

这段代码定义了一种错误类型，创建了一个函数（该函数本应返回字符串或错误，但实际上总是返回错误），然后调用这个函数，并将其返回值赋给result。如果你想使用do/catch来处理这个值，可以像这样使用get()方法：

do {
    let successString = try result.get()
    print(successString)
} catch {
    print("哎呀！出现了错误。")
}

反过来，如果要从抛出代码创建Result值，你会发现Result有一个接受抛出闭包的初始化器。如果闭包成功返回一个值，这个值就会作为Result的成功情况；如果闭包抛出错误，这个错误就会作为Result的失败情况。

例如：

let result = Result { try String(contentsOf: someURL) }

在这段代码中，result的类型是Result<String, Error>——它没有特定的错误类型，因为String(contentsOf:)方法不会返回特定类型的错误。

关于Result，你需要知道的最后一点是，它拥有一些你已经熟悉的函数式方法，包括map()和mapError()。例如，map()方法会检查Result的状态，如果是成功状态，就会使用你提供的闭包将成功值转换为另一种类型（比如将字符串转换为整数）；但如果是失败状态，它就会直接保留失败结果，忽略你的转换操作。另一方面，mapError()会将错误从一种类型转换为另一种类型，如果你想在某个地方统一错误类型，这个方法会很有帮助。

这正是函数式编程的魅力之一：一旦你理解了map()这种“接受闭包并使用它进行转换”的本质，就会发现它不仅存在于数组中，还存在于Result甚至可选类型中！

挑战任务

这次的挑战难度可高可低，取决于你想深入到什么程度，但项目的核心很简单：你需要构建一个应用，帮助用户掷骰子，并存储他们掷出的结果。

至少，你需要实现让用户掷骰子的功能，以及让用户查看之前掷骰子结果的功能。不过，如果你想进一步挑战自己，可以尝试完成以下一项或多项任务：

1. 让用户自定义要掷的骰子：骰子的数量，以及骰子的类型（4面、6面、8面、10面、12面、20面，甚至100面）。
2. 显示掷出的骰子的总和。
3. 使用JSON或SwiftData存储结果——只要能持久化存储就行。
4. 掷骰子时添加触觉反馈。
5. 更高难度的任务：让骰子掷出的数值在最终确定前，快速切换显示多个可能的值。

这里说的“掷骰子”不需要制作复杂的3D效果——只需显示“掷出”的数字即可。

可能需要多花些功夫的是第5项任务：让结果在最终确定前快速切换显示多个值。最简单的实现方法是使用Timer，并在调用一定次数后取消定时器。

在开发过程中，请花点时间关注代码的可访问性——尝试用VoiceOver（屏幕阅读器）测试应用，确保它能尽可能正常地工作。