Swift&SwiftUI调研 一、Swift介绍 二、SwiftUI介绍 总结

一、Swift介绍

• Swift是苹果于2014年WWDC（苹果开发者大会）发布的新开发语言，可与Objective-C共同运行于iOS、MAC OS平台，用于搭建基于苹果平台的应用程序。
• 截止至2022.5月，Swift更新到了5.6版本，从swift5开始ABI基本稳定。
• Swift 使用自动引用计数（Automatic Reference Counting, ARC）来简化内存管理
• Swift Foundation框架可无缝对接现有的 Cocoa 框架，并且兼容 Objective-C 代码，支持面向过程编程和面向对象编程，Swift也是一门类型安全的语言。
• Swift中泛型是用来使代码能安全工作，可以在函数数据和普通数据类型中使用，例如类、结构体或枚举。泛型可以解决代码复用的问题

//举个简单例子：这两个方法很类似，主要就一个参数类型的区别。       
func isIntEqual(x:Int,y:Int) -> Bool {         
    return x == y      
}      
func isStringEqual(x:String,y:String) -> Bool {        
    return x == y       
}  
//我们可以利用范型合并一下：   
func isObjEqual<T:Equatable>(x:T,y:T) -> Bool {        
    return x == y    
}

苹果对于swift的描述：

对比OC语言

我们来总结下它与 Objective-C 相比的优缺点。

一、Swift优点

1、简洁的语法，性能较好

swift语言比OC精简，整个项目中丢掉了.h头文件，以及头文件的引入。性能是Objective-C的1.3倍

2、定义变量简单

定义变量不用区分整型，浮点型等等，变量使用var，常量使用let。

3、可视化互动效果

开发工具带来了Xcode Playgrounds功能，该功能提供强大的互动效果，能让Swift源代码在撰写过程中实时显示出其运行结果。

4、函数式编程的支持（Map、FlatMap、Filter、Reduce等函数方法）

Swift 可以面向协议编程、函数式编程、面向对象编程 Objective-C 以面向对象编程为主，通过引入 ReactiveCocoa 这个库才可支持函数式编程。

二、Swift缺点

1、语言覆盖率还比较低

可能是Swift的ABI稳定得太晚，不止各大APP里已经积累了大量的OC库和业务代码，苹果系统里的OC占比也依然很高，_博客《Evolution of the programming languages from iPhone OS 1.0 to iOS 14》 _统计了 iOS 历史版本 OC 占比，从文章中可以看到最近的iOS 14版本里OC占比高达88%，C和C++主要用于音视频、电话、网络等比较基础的模块，其占比相对稳定，特别是C并没有明显增加。不过在最近几个版本中，Swift占比持续增高，iOS 14达到了8%，可以看出苹果正在使用Swift重构以前的库。

Out of all the binaries in iOS 14:

• 88% are using Objective-C
• 17% are using C++
• 8% are using Swift
• 8% are entirely written in C
• 1% are using SwiftUI

2、第三方库的支持不够多

老版本的swift还不稳定，每次更新API变动极大，到了5.0后ABI基本稳定，技术社区的开源项目相对于沉淀多年的OC偏少。当遇到一些问题的时候，解决问题的方案很少，网上的资源也很稀缺。对于不支持Swift的一些第三方类库，如果非得使用，只能混合编程，利用桥接文件实现。

3、App体积变大

使用 Swift 后， App 体积大概增加 5-8 M左右，对体积大小敏感的慎用。（体积变大的原因是因为 Swift 还在变化，所以 Apple 没有在 iOS 系统里放入 Swift 的运行库，反而是每个 App 里都要包含其对应的 Swift 运行库。）

4、适配版本较高

大部分三方库支持的版本较高，测试的demo中最低支持iOS13，同时SwiftUI最低支持也是iOS13

Swift代码举例

(1) 更好用的switch...case

不需要break，一个case可以写多个条件，使用fallthrough继续执行

switch num {
case 1, 2:
    print("1, 2")
case 3..<5:
    print("3, 4")
case ..<7:
    print("6")
case ...8:
    print("8")
default:
    print("defalut")
}

基本数据类型都能判断，并且能使用where语句

switch testArray {
case let array1 where array1.first == 1:
    print(array1.first!)
default:
    print(testArray)
}

(2) for循环

}

for i in 0..<8 where i % 2 == 0 {

}

for i in (0..<8).reversed() {

}

for i in stride(from: 0, to: 8, by: 2) {

}

for i in stride(from: 0, through: 8, by: 2) {

}

(3) 枚举

enum Language: String {
        case Swift
        case ObjectiveC = "Objective-C"
        case C
        case Java
    }
print(Language.Swift.rawValue)
Language.init(rawValue: "Swift")

// 可以绑定值
enum RequestResult {
    case Success(Int)
    case Error(String)
}

let requestResult = RequestResult.Success(1)
switch requestResult {
case .Success(let code):
    print(code)
case .Error(let errorTint):
    print(errorTint)
}

// 可以定义方法和计算型属性
enum Device {
    case iPad, iPhone, AppleTV, AppleWatch
    func introduced() -> String {
        switch self {
        case .iPad: return "iPad"
        case .iPhone: return "iPhone"
        case .AppleWatch: return "AppleWatch"
        case .AppleTV: return "AppleTV"
        }
    }

    var year: Int {
        switch self {
        case .iPhone: return 2007
        case .iPad: return 2010
        case .AppleTV: return 2011
        case .AppleWatch: return 2012
        }
    }
}
let introduce = Device.iPhone.introduced()

(4) 结构体

结构体在Swift中的地位很重要，Array Dictionary Set Int Float Double Bool String都是结构体

  什么时候用结构体，什么时候用类
  把结构体看做值
  位置（经纬度）座标（二维座标，三维座标）温度
  把类看做是物体 人 车 动物
 */
/*
  结构较小，适用于复制操作，相比一个class的实例被多次引用，struct更加安全
无须担心内存泄漏或者多线程冲突问题
*/
struct Location {
    var longitude: Double
    var latitude: Double

    // 使用Failable-Initializer
    init?(coordinateString: String) {
        // 非常简洁的非空判断，安全可靠
        guard
            let commaIndex = coordinateString.index(of: ","),
            let firstElement = Double(coordinateString[coordinateString.startIndex..<commaIndex]),
            let secondElement = Double(coordinateString[coordinateString.index(commaIndex, offsetBy: 1)..<coordinateString.endIndex])
            else {
                // 可能会失败的init return nil
                return nil
        }

        self.longitude = firstElement
        self.latitude = secondElement

    }
}

(5) 函数

let testString = "林哲生"
//（4）函数
func sayHello(name: String = testString, greeting: String = "你们好啊", extra: Dictionary<String, String>? = nil) {
    print(name + greeting)
}

/*
 1.支持重载
 2.函数参数可设置默认值
 */
sayHello()
sayHello(name: "1")
sayHello(greeting: "2")
sayHello(extra: ["one": "1"])

// 改变外部传入的参数
var array = [1,2,3,4]
func sayHello(array: inout [Int]) {
    array.append(5)
}</pre>

#### (6) 可选性，安全的语言

缩减代码量，安全处理数据逻辑。

<pre data-language="swift" id="Ai0N3" class="ne-codeblock language-swift" style="border: 1px solid rgb(232, 232, 232); border-radius: 2px; background-color: rgb(249, 249, 249); padding: 16px; font-size: 13px; color: rgb(89, 89, 89);">var string1: String? = "Hello"
var string2: String? = "Hi"

// 解包判断1
if let string1 = string1 {
    print(string1)
}

func sayHello(name: String = "gy", greeting: String = "你们好", extra: Dictionary<String, String>? = nil) {
    // 解包判断2
    guard let uExtra = extra else {
        return
    }

    print(uExtra)
}

func sayHello(greeting: String = "你们好", extra: Dictionary<String, String>? = nil) {
    // 解包判断2
    guard let uExtra = extra else {
        return
    }

    print(uExtra)
}

二、SwiftUI介绍

什么是 SwiftUI

SwiftUI 于 2019 年度 WWDC 全球开发者大会上发布，它是基于 Swift 建立的声明式框架。该框架可以用于 watchOS、tvOS、macOS、iOS 等平台的应用开发，等于说统一了苹果生态圈的开发工具。

官方的定义写得非常明确：

SwiftUI is a user interface toolkit that lets us design apps in a declarative way.

可以理解为 SwiftUI 就是⼀种描述式的构建 UI 的⽅式。

为什么苹果要推出 SwiftUI

SwiftUI 的两个组成部分，Swift + UI，即是这个问题的答案。

Swift：编程语言和体验的一致性

苹果希望直接优化语言本身，并统一所有设备的开发体验，让开发者更容易上手，也更容易将心里的想法转化为运行的程序。先有了Swift，紧接着又推出了 SwiftUI。SwiftUI 使用了大量 Swift 的语言特性，特别是 5.0 之后新增的特性。Swift 5.1 的很多特性几乎可以说都是为了 SwiftUI 量身定制的，比如 Opaque return types、Property Delegate 和 Function builder 等。

UI：开发的困局

在 SwiftUI 出现之前，苹果不同的设备之前的开发框架并不互通，移动端的⼯程师和桌⾯端的⼯程师需要掌握的知识，有很⼤⼀部分是差异化的。

从 iOS SDK2.0 开始，移动端的开发者⼀直使⽤ UIKit 进⾏⻚⾯部分的开发。UIKit 的思想继承了成熟的 AppKit 和MVC（Model-View-Controller）模式，作出了⼀些改进，但本质上改动不⼤。UI 包括了⽤⼾能看到的⼀切，包括静⽌的显⽰和动态的动画。

再到后来苹果推出了Apple Watch，在这块狭小屏幕上，又引入了一种新的布局方式。这种类似堆叠的逻辑，在某种程度上可以看做 SwiftUI 的未完全体。

截止此时，macOS 的开发需要使用 AppKit，iOS 的开发需要使用 UIKit，WatchOS 的开发需要使用堆叠，这种碎片化的开发体验无疑会大大增加开发者所需消耗的时间精力，也不利于构建跨平台的软件体验。

即使单看 iOS 平台，UIKit 也不是完美的开发⽅案。

UIKit 的基本思想要求 ViewController 承担绝⼤部分职责，它需要协调 model，view 以及⽤⼾交互。这带来了巨⼤的 sideeffect 以及⼤量的状态，如果没有妥善安置，它们将在 ViewController 中混杂在⼀起，同时作⽤于 view 或者逻辑，从⽽使状态管理愈发复杂，最后甚⾄不可维护⽽导致项⽬崩溃。换句话说，在不断增加新的功能和⻚⾯后，同⼀个ViewController会越来越庞杂，很容易在意想不到的地⽅产⽣ bug。⽽且代码纠缠在⼀起后也会⼤⼤降低可读性，伤害到维护和协作的效率。

SwiftUI特点

声明式的界面开发方式

近年来，随着编程技术和思想的进步，使用声明式或者函数式的方式来进行界面开发，已经越来越被接受并逐渐成为主流。最早的思想大概是来源于 Elm，之后这套方式被 React 和 Flutter 采用，这一点上 SwiftUI 也几乎与它们一致。总结起来，这些 UI 框架都遵循以下步骤和原则：

1. 使用各自的 DSL 来描述「UI 应该是什么样子」，而不是用一句句的代码来指导「要怎样构建 UI」。

比如传统的 UIKit，我们会使用这样的代码来添加一个 “Hello World” 的标签，它负责“创建 label”，“设置文字”，“将其添加到 view 上”：

func viewDidLoad() {
     super.viewDidLoad()
     let label = UILabel()
     label.text = "Hello World"
     view.addSubview(label)
     // 省略了布局的代码
 }

而相对起来，使用 SwiftUI 我们只需要告诉 SDK 我们需要一个文字标签：

var body: some View {
     Text("Hello World")
 }

2. 如果 View 需要根据某个状态 (state) 进行改变，那我们将这个状态存储在变量中，并在声明 view 时使用它：

 var body: some View {
     Text("Hello \(name)")
 }

对比同一个场景界面的实现

作为常用的列表视图，在UIKit中被称为 TableView，而在 SwiftUI 中被叫做 List 或 Form。同样是实现一个列表，在 SwiftUI 仅需要声明这里有一个 List 以及每个单元的内容即可。而在UIKit 中，需要使用委托代理的方式定制每个单元的内容，还需要事无巨细的设置行和组的数量、对触摸的反应、点击过程等各方面。

苹果的全力支持

Swift 做为苹果的战略语言已经发展的越来越壮大，自 2019 年 Swift ABI 稳定后，苹果在 Swift 的投入越来越大。

1. 苹果与 WWDC 20 推出的 WidgetKit 支持的 API 是 SwiftUI Only，同理 Clips 也一样。
2. App Clips 10M的包大小， SwiftUI 是最合适的框架
3. 从 WWDC17 后 苹果已经不再使用 Objective-C 做 Sample Code 演示
4. https://developer.apple.com/****不再更新 Objective-C 相关的文档
5. 开源社区逐步放弃 Objecive-C 如 Lottie

不足

虽然前文提到了 SwiftUI 的众多优点，包括研发效率，体验的提高，但是在国内的环境中 SwiftUI 也有它致命的弊端

1. iOS 14 才可放心的使用。
2. 只支持 Apple Platform，这和国内的要支持 Mobile Platform 从理念上冲突。

大型 APP 要解决的是如何部署到低版本操作系统上和安卓平台上，毕竟很多公司还在支持 iOS 9 对于升级到最低支持 iOS 14 好像还需要一个世纪那么漫长，而且国内的设备占比大头还是以 Android 巨多 。

SwiftUI VS Flutter

下面我们看一段简单的声明式语法

SwiftUI

struct ContentView : View {
    var body: some View {
        VStack {
            MapView()
                .edgesIgnoringSafeArea(.top)
                .frame(height: 300)

            CircleImage()
                .offset(y: -130)
                .padding(.bottom, -130)

            VStack(alignment: .leading) {
                Text("Turtle Rock")
                    .font(.title)
                HStack(alignment: .top) {Text("Joshua Tree National Park")
                        .font(.subheadline)
                    Spacer()
                    Text("California")
                        .font(.subheadline)
                }
                }
                .padding()

            Spacer()

        }
    }
}

flutter

Widget _listItemBuilder(BuildContext context, int index) {
    return Container(
      color: Colors.white,
      margin: EdgeInsets.all(8.0),
      child: Stack(
        children: <Widget>[
          Column(
            children: <Widget>[
              AspectRatio(
                aspectRatio: 16/9,
                child: Image.network(posts[index].imageUrl, fit: BoxFit.cover),
              ),
              SizedBox(height: 16.0),
              Text(
                posts[index].title,
                style: Theme.of(context).textTheme.title
              ),
              Text(
                posts[index].author,
                style: Theme.of(context).textTheme.subhead
              ),
              SizedBox(height: 16.0),
            ],
          ),
          Positioned.fill(
            child: Material(
              color: Colors.transparent,
              child: InkWell(
                splashColor: Colors.white.withOpacity(0.3),
                highlightColor: Colors.white.withOpacity(0.1),
                onTap: () {
                  Navigator.of(context).push(
                    MaterialPageRoute(builder: (context) => PostShow(post: posts[index]))
                  );
                }
              ),
            ),
          ),
        ],
      ),
    );
  }

观察语法的细节，我们可以注意到一些特征，Flutter 使用典型的声明式语法，开发者声明 UI 的布局方式，一切的布局都交给引擎来解决。在写代码层面 Dart 使用 , 来分割不同的 Widget，这会造成在复杂的布局中，()语法嵌套极其复杂，配上 VSCode 的插件也看的眼花缭乱。

而 Swift 虽然也是声明式语法，但是仔细注意到，Swift 的 View 组合并不是由, 分割，而是由换行分割，在 Swift 中 函数调用是可以换行分割的。这样的 DSL 对开发者的体验更为友好，推测 SwiftUI 使用了类似标记的特征，在统一的时机去做布局。

总结

更简洁、更稳定、更安全且效率更高的Swift，以及声明式、跨平台且体积更小的SwiftUI，相比于"老旧不堪"的OC是如此的优秀，加上苹果的全力支持、推广，RealityKit、CareKit、Create ML、System、WidgetKit、CryptoKit、Combine、SwiftUI等框架在与OC混编时都非常困难，从这些方面可以看出，苹果所有新开发的框架都在避免和OC产生关系，甚至自WWDC2020起新增加的App Widget只能用SwiftUI开发。

一些耳熟能详的App，比如微信、淘宝、百度、支付宝、拼多多、京东、哔哩哔哩、优酷、小红书等都已经开始尝试使用Swift，这些App无一例外都采用了Swift和OC混编开发。由于国内业务竞争压力大，很难像国外公司Uber那样花大半年时间全部用Swift重构，因此如果要在现有工程基础上引入Swift开发，不可避开采用混编开发。很多App使用Swift混编，也是因为苹果对Widget功能开发语言设置了限制，即只能使用Swift，看来苹果公司这个策略是相当有效的。我们团队恰巧也有开发Widget小组件的意愿，第一个Swift+UI的落地场景即将到来。

作为一个客户端开发者，跟上时代的步伐！

参考资料

如何评价SwiftUI-阿里巴巴大淘宝技术
A站 的 Swift 实践
SwiftUI与Swift的区别
SwiftUI 的一些初步探索 (一)
OC开发转Swift - OC映射Swift速查表