01.the window

The Window

作者：PMST
文章：Views - Window
系列：The Swift Beginner
寫於：2015.04.25

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正文

前言講到App由多個 Views 構建顯示而成，稱之爲視圖層級(view hierarchy)，那麼不禁要問，它的最頂層是什麼？答案是: Window。 一個通過 UIWindow類 或者繼承 UIWindow的子類 的實例，特別要提出的是 UIWindow 是繼承自 UIView 。Ps：你可以找個項目打開AppDelegate.swift文件，其中有個var window:UIWindow?變量聲明,option+鼠標左擊 UIWindow，彈出關於它的信息，其中 “Declaration class UIWindow : UIView” 證明了前面所說。

Ok,關於App,確切地說只有一個主窗口(main window)，在launch的時候創建，此後你無法對它銷燬或者替換。主窗口會佔據整個窗口，將自身作爲整個背景(background)，這個很好理解，因爲我們看的確實如此。相對於其他所有可見的視圖，main window 自然就是superView嘍，其他視圖作爲subView呈現自身內容，這點是需要記住的。

Window 必須要填充滿整個設備的屏幕，意味着它的尺寸大小和放置位置要和屏幕的尺寸和位置相統一。還記得前面提到創建的UIWindow實例嗎，通過設置它(實例，通常取名爲:window)的frame屬性等於屏幕(Screen)的bounds即可，對於frame 和bounds 這兩個屬性，會在之後的一節進行解釋。關於設置問題我們從兩種情況出發，使用storyboard 和使用代碼。

• 使用 a main storyboard ，在app launch之前,它會非常貼心地爲你完成這些繁瑣的設置，比如尺寸、放置位置等等。

• 使用代碼的情況下， app 要求我們去手寫代碼設置 window 的 frame，就像這樣let w = UIWindow(frame:UIScreen.mainScreen().bounds)。假如你有編程基礎，解讀起來一定很容易；如果是初學者也沒有關係，仔細看這行代碼，和我前面所說是一樣的，構造一個frame和屏幕bounds一樣的實例窗口(window)。

值得一提的是，在你應用程序的生命週期裏(lifetime，這個概念比較重要)，先前window實例將一直存在。爲了達到這個目的，應用的delegate類中有一個window屬性，採用強引用(strong retain)指向先前的window實例。具體是這麼實現的：當應用程序啓動時，UIApplication函數實例化一個代理(delegate)並且將生成結果保持住，對於app delegate來說，它永遠不會被釋放(released)，在應用程序的生命週期裏將一直存在；接着，window實例會被signed給delegate中的window屬性，採用強引用的方式，意味着在app的整個生命週期，只要delegate不消亡，那麼它之中的window屬性也不回消亡。

補充：第一點：window實例如何signed給delegate中的window,很簡單，就類似代碼中的賦值操作,有點像delegate.window = w,w是先前生成的窗口實例。第二點：對於強引用，也就是strong reference，首先對於類之間的賦值，不是簡單的值拷貝方式，而是採用引用方式，即都指向一個對象，其次是strong關係，必然是在兩個對象之間發生，只要強引用一方不解除關係，另外一方就要一直存在。

要呈現app內容，將所有視圖內容手工地、直接地放入主窗口(main window)？Say NO!，請你最好馬上現在摒棄這種思想，相應地，獲得一個View Controller 即視圖控制器，然後分配給主窗口(main window實例)中的rootViewController屬性。不得不再次提及，假如你使用SB的話，這些設置都是在背後悄悄幫你完成的;而view controller則將成爲storyboard的初始控制器(initial view controller)，有些細心的朋友已經在SB中發現有一個箭頭標誌，其實右側面板對應一個屬性設置check框，用來指派是否成爲初始控制器(Is Initial View Controller)

當視圖控制器成爲了主窗口(main window實例)的rootViewController之後，該視圖控制器中的主視圖(main view)立即成爲主窗口的subview——當然也就是主窗口的root view。而其他在窗口中的視圖將會成爲該root view的 subview。貌似有點繞口，但是如果你多看幾遍，便會發現很好理解。有時候我們好奇在root view 下的 window “過得怎樣”，抱着該目的會設置main window的背景顏色(backgroundColor)。這裏有個狀況，我再測試時候兩個工程，一個設置了背景卻沒有效果，另一個卻是紅色的，我抽空會再確認下！

凡事都是需要一個過程，應用程序的視圖也不會立即呈現，直到將window包含進來，且設置成爲app的 key window。代碼設置即調用UIWindow的實例方法makeKeyAndVisible，從方法名就能解讀其作用。

ok,是時候總結一下初始化時所要做的創建、配置以及如何將window顯示出來。下面從使用storyboard 和未使用storyboard兩種情況來講解：

使用a main storyboard的情況

打開項目，找到Info.plist文件中鍵值爲“Main storyboard file base name”,值爲”Main”，對應我們項目中的Main.storyboard。值得一提的是對於所有Xcode 6 app都是默認如此。接下來要說的是，UIApplicationMain(你可以在appDelegate.swift文件找到)中會實例化一個UIWindow(如果你沒有自定義window,內部自動構造一個實例)，正確設置frame屬性，然後賦值給app delegate中的window變量屬性(也就是 lazy var window : UIWindow?的window，引用關係)，與此同時，它還會實例化storyboard中的view Controller(通過SB中Identity Inspector看到，class下看到是ViewController，這是默認的),然後分配給window實例的rootViewController屬性,這些都是後臺執行，你看不到的。The one more thing,所有這一切都發生在delegate 的 application：didFinishLaunchingWitchOptions:調用之前！！！！最後，UIApplicationMain 調用makeKeyAndVisible方法使得我們的window擺正位置，呈現應用界面。之後輪到root view controller去獲得main view(通常我們會從nib文件中加載得到),將主視圖作爲window的root view。這個過程發生在application：didFinishLaunchingWitchOptions:調用之後！！

未使用a main storyboard的情況

這對於用慣了storyboard的朋友無疑是“新大陸”，創建和配置window方式也從可視化往純代碼發展。假如想要創建一個無storyboard的工程，很遺憾，在Xcode 6 app中是沒有的，都是默認創建一個main storyboard，可見蘋果公司是支持並鼓勵用SB結合代碼方式來完成項目。因此我們只能在Single View Application模板上進行修改達到我們所要的目的。你可能需要動手完成以下步驟。

1. 打開項目，選中你的target(藍色工程文件.xcodeproj)，在General面板找到Main Interface,你會看到默認是Main，刪除它，回車或tab鍵確認。
2. 刪除main.storyboard文件和ViewController.swift文件。
3. 刪除AppDelegate.swift中原先的代碼，全部刪掉都ok。

如此就得到是一個沒有storyboard和任何代碼的空項目。現在我們添加一些必要代碼使其變成一個能夠運行的最小應用。首先選中AppDelegate.swift文件，寫入必要代碼(請見下)來實現創建window以及顯示window。爲了讓證明我們的的確確創建了一個window，你可以使用設置其背景顏色爲紅色(UIColor.redColor())。由於沒有設置一個root view controller 因此我們的調試區域會給出警告“Application windows are expected to have a root view controller at the end of application launch”。別緊張，“It’s Ok!” 接下來的文章便會告訴你如何實現。

import UIKit
@UIApplicationMain
class AppDelegate: UIResponder, UIApplicationDelegate {

  var window: UIWindow?

  func application(application: UIApplication, didFinishLaunchingWithOptions launchOptions: [NSObject: AnyObject]?) -> Bool {

    self.window = UIWindow(frame: UIScreen.mainScreen().bounds)
    self.window!.backgroundColor = UIColor.redColor()
    self.window!.makeKeyAndVisible() 

    return true
  }
}

以上就是一個能運行的最小應用了，你可以嘗試在模擬器運行，會看到紅色的一個界面，它就是window。

一般情況下我們這麼實現就已經OK了，但是假如你玩性大發，較真地想要自定義一個window，通過繼承UIWindow創建其subclass，然後實例化一個自定義window作爲應用的主窗口。既然講了，那麼就講到底，這裏也分兩種情況。

自定義創建window下，使用a main storyboard的情況

首先應用程序啓動，在UIApplicationMain實例化了一個delegate之後，app會向delegate索要它當中的window屬性(前文已經詳細講過)，假如值不存在(nil)，那麼UIApplicationMain就會自動實例化一個,然後將生成實例分配給window屬性變量；如果值是存在的,那麼UIAplicationMain就隨他去嘍，就按照那個存在的window作爲應用的主窗口。所以，假如我們我們構造了一個UIWindow subclass的實例作爲應用的主窗口，那麼自然還缺少一步：將生成的實例分配給delegate當中的window屬性。代碼實現：

lazy var window:UIWindow = {
    return MyWindow(frame:UIScreen.mainScreen().bounds)
}

沒了？……抱歉我想是的！至於其他的就交給後臺去做吧！至於MyWindow就需要你自己新建一個Cocoa class文件，命名MyWindow，強調它是繼承自UIWindow的！

自定義創建window下，不使用a main storyboard的情況

作爲代碼實現，想想最最前面我們創建的那個沒有使用SB的例子，做的很好！可惜使用的是UIWindow,現在我們想要使用MyWindow，又該如何做呢？首先實例化一個自定義MyWindow然後分配給delegate當中的self.window屬性。就像這樣：

self.window = MyWindow(frame:UIScreen.mainScreen().bounds)

獲取window的方式

一旦應用運行，這裏存在兩種方式去獲得window。

• 如果當前界面中顯示了某個UIView,那麼該view自動產生一個引用指向window，換句話說該view中存在一個window屬性！！調用方式自然就是view.window。不過這裏不得不遺憾地告訴你，如果當前的view沒有現在在window中，那麼它的window屬性是等於nil的！！聰明的朋友已經意識到了，那麼反過來說如果一個view的window屬性等於nil,這個視圖就不可能在窗口中呈現！

• 前面總是說app delegate始終保持了一個對window的強引用。因此我們採用迂迴戰術，通過shared application‘s delegate屬性獲得delegate的引用，然後通過它簡介獲得window。代碼是這樣的：

    let w = UIApplication.sharedApplication().delegate!.window
    //假如你覺得這個隱式解包麻煩 可以那麼寫
    let w = (UIApplication.sharedApplication().delegate as AppDelegate).window

• 還有一種獲得機制是因爲shared application 通過keyWindow對window進行了引用保持，至於原因前面已經說過，代碼是這樣實現的。

    let w = UIApplication.sharedApplication().keyWindow

不過呢，第三種引用稍微有個問題，因爲系統有時候會暫時生成一個window，然後將其插入到應用key window。因此大家還是需要引起注意的！