Auf einen Blick. 1 Hello iphone Die Reise nach ios Sehen und anfassen Alles unter Kontrolle

Transkript

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2 Auf einen Blick Auf einen Blick 1 Hello iphone Die Reise nach ios Sehen und anfassen Alles unter Kontrolle Daten, Tabellen und Controller Models, Layer, Animationen Programmieren, aber sicher Datenserialisierung und Internetzugriff Multimedia Jahrmarkt der Nützlichkeiten

3 Inhalt Geleitwort Vorwort Hello iphone Voraussetzungen Das SDK und die Entwicklerprogramme Der Simulator Test der Arbeitsumgebung App geht s Ein neues Projekt Sehr verbunden Netzwerk und Ausgabe Test auf einem Gerät Entwicklerzertifikat und Entwicklungsprofile Apps mit speziellen Funktionalitäten Zurück auf Los: Swift Zusammenfassung Die Reise nach ios Objektorientierte Programmierung Objekte und Abstraktion Vererbung Überschreiben von Methoden und spätes Binden Objektorientierung in Objective-C Die Architektur von ios-programmen Hefte raus, Klassenarbeit! Controller und View in der Praxis Modellbau Initializer und Methoden Vererbung Kategorien

4 2.2.6 Protokolle Vorwärtsdeklarationen Kommunikation zwischen den Schichten Delegation Key-Value-Coding Speicherverwaltung und Propertys Stack und Heap Starke und schwache Referenzen Autoreleasepools Propertys und Accessoren In den Tiefen der Speicherverwaltung Manuelles Referenzzählen Die Speicherverwaltungsregeln für das manuelle Referenzzählen Autoreleasepools Der Referenzzähler Automatisches Referenzzählen Weakie und die starken Zeiger Einzelgänger Migration bestehender Projekte Das Foundation-Framework Mutables und Immutables Elementare Klassen Collections Blöcke Rückruffunktionen Namenskonventionen Swift Ab auf den Spielplatz Variablen Konsolen-Ausgabe mit»println« Tupel Optionals Funktionen Klassen und Objekte Propertys Generics Speicherverwaltung Zusammenfassung

5 3 Sehen und anfassen Eigene View-Klassen in Cocoa Touch View-Geometrie Zeichnen in Cocoa Touch Zeitberechnung View-Erzeugung über Storyboards Aktualisierung der Zeitanzeige Wiederverwendbarkeit von Views Zeichenfarbe festlegen Views und Viewcontroller Outlets Outlet-Collections Containerviews View-Hierarchien Actions Ereignisse Control-Zustände und Buttons Touch-A, Touch-A, Touch Me Übergänge Ein kleines Intermezzo über Labels Objekte mit beliebigen Klassen im Storyboard Benutzerdefinierte Laufzeitattribute Der Lebenszyklus eines Viewcontrollers Speicher- und Ressourcenverwaltung des Viewcontrollers Lokale Benachrichtigungen Benachrichtigungen versenden Anmeldung erwünscht Benachrichtigungen verarbeiten Let s do the Swift Projektmodernisierung Gemischtes Doppel Von Objective-C nach Swift Propertys konvertieren Alertcontroller Main-Funktion und Storyboard Eine App für alle Das Retina-Display Der Startbildschirm Von Pixeln und Punkten

6 3.5.4 Sprachkursus für die App Es funktioniert nicht Unterstützung älterer ios-versionen Base-Internationalisierung ausschalten Universelle Apps Geräteausrichtungen, Autosizing und Autolayout Flexible Views dank Autosizing Autolayout Restriktionen im Interface-Builder festlegen Größenklassen Autolayout und Lokalisierung Ein komplexes Beispiel für Autolayout Fehlersuche Logging Der Debugger Breakpoints verwalten Die Debugger-Konsole View-Debugging Alles unter Kontrolle Viewcontroller, XIBs und Storyboards Erstellung von Viewcontrollern über XIB-Dateien Applikationsinitialisierung Storyboards Modale Dialoge Pop-over Übergänge Der Navigationcontroller Viewcontroller anzeigen und entfernen Die Navigationsleiste Der Zurück-Button Gehe drei Felder zurück Die Werkzeugleiste Navigation- und Pop-over-Controller in der Praxis Navigationcontroller anlegen Einen Dialog für die Einstellungen gestalten Früher war alles besser

7 4.3.4 Einstellungen dauerhaft speichern Storyboard lokalisieren Anpassung an das ipad Der Splitviewcontroller Das Splitviewcontroller-Delegate Eine Projektvariante erstellen Rotationsverhalten für einzelne Viewcontroller ändern Anlegen eines Splitviewcontrollers Autolayout-Restriktionen per Programmcode erstellen Anzeige des Masters Der Tabbarcontroller Aufbau einer Reiternavigation Plaketten Für ein paar Controller mehr Der Page-Viewcontroller Einen Page-Viewcontroller erzeugen Die Datenquelle und das Delegate Eigene Container- und Subviewcontroller Container- und Subviewcontroller Verwaltung der Subviewcontroller Containerviews leicht gemacht Regelbasierte Anpassung der Oberfläche Gestaltungsregeln und Gestaltungsmöglichkeiten Daten, Tabellen und Controller Benachrichtigungen Benachrichtigungen empfangen Eigene Benachrichtigungen verschicken Layoutanpassungen und View-Rotationen Lang lebe das Rotationsprinzip! Anpassung des Layouts Core Data Datenmodellierung Implementierung von Entitätstypen

8 5.3.3 Dokumentenordner und Application-Support-Verzeichnis Einbindung von Core Data Der Objektkontext Die Nachrichten des Objektkontexts Anlegen und Ändern von Entitäten in der Praxis Texte, Bilder und Töne verwalten View-Anpassungen für die Systemleisten Die Tastatur betritt die Bühne Fotos aufnehmen Töne aufnehmen und abspielen Tableviews und Core Data Tableviews Tabellenzellen gestalten Zellprototypen über das Storyboard definieren Zellprototypen per Programmcode bereitstellen Der Target-Action-Mechanismus und Tabellenzellen Zellen löschen Core Data II: Die Rückkehr der Objekte Prädikate Aktualisierung des Tableviews Das Delegate des Fetched-Results-Controllers Tabelleneinträge suchen Inhalte teilen Integration in das Fototagebuch Eigene Aktivitäten bereitstellen Collectionviews Der Collectionview-Controller Gitterdarstellung Zellen und die Datenquelle Ergänzende Views Freie Layouts Freie Layouts und ergänzende Views Decorationviews

9 6 Models, Layer, Animationen Modell und Controller ios Next Topmodel View an Controller Gerätebewegungen auswerten Modell an Controller Undo und Redo Unit-Tests Als die Views das Laufen lernten Animationen mit Blöcken Transitionen Zur Animation? Bitte jeder nur einen Block! Core Animation Layer Vordefinierte Layer-Klassen Der Layer mit der Maske Unser Button soll schöner werden Spieglein, Spieglein an der Wand Der bewegte Layer Daumenkino Relativitätstheorie Der View, der Layer, seine Animation und ihr Liebhaber Transaktionen Die 3. Dimension Scrollviews und gekachelte Layer Scrollen und Zoomen Scrollviews und Autolayout Die Eventverarbeitung Scharfe Kurven Ganz großes Kino PDF-Dateien anzeigen Einführung in das Sprite-Kit Sprites und Knoten Mach' mir eine Szene uuuund Äkschion Physik für alle Auf Kollisionskurs Freude schöner Götterfunken

10 6.6 Über diese Brücke musst du gehen Toll-free Bridging und ARC C-Frameworks und ARC Was Sie schon immer über Instruments wissen wollten, aber nie zu fragen wagten Spiel mir das Lied vom Leak Ich folgte einem Zombie Time Bandits Instruments und der Analyzer Programmieren, aber sicher ios und Hardware Bedrohungen, Angriffe, Sicherheitslücken und Maßnahmen Arten von Sicherheitslücken Threat Modeling Erstellen eines Datenflussdiagramms STRIDE Generische Designgrundsätze Threat Modeling aus der Tube das Microsoft SDL Threat Modeling Tool Sichere Programmierung in der Praxis Authentisierung Keychain Jailbreak-Erkennung Verzeichnisse und Dateiattribute Event-Handling Screenshots Sorgfältiger Umgang mit der Bildschirmsperre Struktur und Ordnung im Sandkasten UDID ist tot. Was nun? Base icloud Denkanstöße icloud in der Praxis Key-Value-Storage Verschlüsselung (in der Cloud)

11 8 Datenserialisierung und Internetzugriff Ich packe meine Texte Serialisierung von Zeichenketten Zeichenkodierungen Unicode und UTF Die Zeichenkodierung erkennen Zeichenketten konvertieren JSON und die URLonauten Das JSON-Format Einfacher YouTube-Zugriff mit JSON URLs erstellen JSON-Dokumente schreiben Verwendung des JSONKits als Parser XML XML in Kürze Property-Listen SAX DOM und XPath Der Tag der Entscheidung Eigene Parser schreiben Token und Scanner Klammern und Negation Binäre Operationen Initialisierung und Fehlerbehandlung Erweiterungen Daten, Daten, ihr müsst wandern Synchrone Kommunikation Komplexe Anfragen Auf dem Webserver nichts Neues Asynchrone Kommunikation Große Datenmengen der Übertragung Passwortabfragen Sicher kommunizieren mit TSL (SSL) Hier geht die POST ab Datei-Upload Überprüfung der Erreichbarkeit

12 8.6 URL-Sessions Aufträge Das Session-Delegate Konfigurationen Die im Dunkeln sieht man nicht Hintergrundgespräche Karten Karten darstellen Koordinatensysteme Geokoordinaten bestimmen Eigene Kartenbeschriftungen Routen Multimedia Schönschrift Texthervorhebungen über Attributed Strings Weitere Anzeigemöglichkeiten Text mit Hervorhebungen über Dokumente erzeugen Zeichenketten in Farben umwandeln Einbindung von HTML-Dokumenten Anzeige von HTML-Dokumenten Javascript-Dateien einbinden Das Delegate des Webviews Webviews und Scrollviews Der Viewport Dynamische HTML-Seiten HTML-Sonderzeichen maskieren Javascript ausführen Ereignisübergabe an die Applikation Antwort-Caching und Offlinemodus Bilder nachladen Vergiss mein nicht Cache me if you can Let s go offline Protokolle Ein datenbankbasierter Offline-Cache Der Offline-Cache in anderen Projekten

13 9.4 Videos YouTube-Videos einbetten Wiedergabe über das Media-Player-Framework Vorschaubilder erzeugen Videos über Layer anzeigen Jahrmarkt der Nützlichkeiten Ein Rundgang durch Xcode Die Navigatorspalte Der Utilitybereich Der Editor Autovervollständigung und Code-Schnipsel Tastaturkurzbefehle Tabs und Fenster Simulatoren und Dokumentation nachladen No Country for Old Man-Pages Projekte dokumentieren Snapshots Standortbestimmung im Simulator Refactoring Refactorings in Xcode Methoden auslagern Oberklassen erzeugen und Methoden verschieben Die Geräteverwaltung und der Organizer Die Geräteverwaltung Archive und die Archivverwaltung Projektverwaltung Das Buildsystem Workspaces, Projekte und Targets Projektbestandteile in ein Framework auslagern Frameworks wiederverwenden Frameworks dynamisch einbinden Statische Frameworks Konfigurationen Targets Schemata Externe Bibliotheken mit CocoaPods einbinden

14 10.5 Ad-hoc-Distributionen Geräteregistrierung App-Installation über das iphone-konfigurationsprogramm Ad-hoc-Distributionen über einen Webserver Ad-hoc-Distributionen über HockeyApp Versionsverwaltung mit Git Lokale Git-Repositorys Arbeiten mit verteilten Git-Repositorys Git-Integration in Xcode Einbindung existierender Git-Repositorys GitX SourceTree Das Kommandozeilenprogramm von Git Der eigene Git-Server Index

15 Kapitel 1 Hello iphone»am Anfang wurde das Universum erschaffen. Das machte viele Leute sehr wütend und wurde allenthalben als Schritt in die falsche Richtung angesehen.«douglas Adams Was gibt es Schöneres als Erfolg? Das gilt im Fußball ebenso wie beim Lernen. Mit Hilfe dieses Buches lernen Sie, Apps für ios zu programmieren. Der Weg dahin ist nicht immer geradlinig, manchmal steinig; es gibt Tage, da hat man das Gefühl, nur auf der Stelle zu treten, und an anderen geht es in rasendem Tempo bergauf, dem Ziel entgegen. Auf jeden Fall braucht es etwas Geduld, bis man sich bis zu den Feinheiten durchgearbeitet hat und mehr als eine, aus Standardkomponenten bestehende App programmieren kann. Damit Ihnen der Weg lohnenswert erscheint und Sie nicht direkt zu Beginn von Theorie erschlagen werden, beginnen wir dieses Buch mit der Programmierung einer kleinen App. Die dabei auftretenden Begriffe erläutern wir in diesem Kapitel nur kurz, da es hier um die Praxis geht; dieses Kapitel zeigt Ihnen, wie Sie die für die Programmierung notwendige Arbeitsumgebung einrichten, Sie damit eine kleine App erstellen und diese anschließend auf einem iphone oder ipad zur Ausführung gelangt. iphone, ipad und ipod touch Das iphone besitzt einen kleinen Bruder, den ipod touch. Dieser ipod sieht dem iphone sehr ähnlich, ist aber flacher und verfügt über keine Mobilfunk-Funktionalität. Das Betriebssystem des ipod touch ist dasselbe wie das des iphones, also ios. Daher kann ein für das iphone geschriebenes Programm in der Regel auch auf einem ipod touch laufen. Bei der ios-programmierung gibt es fast keine Unterschiede mehr zwischen iphone und ipod touch. Der Übersichtlichkeit halber ist hier aber nur vom iphone die Rede, was bis auf sehr wenige Ausnahmen auch den ipod touch einschließt. Dasselbe gilt auch für das ipad. Stellen, an denen Besonderheiten bei der Programmierung für das ipad zu beachten sind, sind entsprechend gekennzeichnet. Für den Rest des Textes gebrauchen wir»iphone«,»ipod«und»ipad«synonym. 23

16 1 Hello iphone 1.1 Voraussetzungen Um Apps für ios programmieren zu können, benötigen Sie zwingend zwei Dinge: einen Apple-Computer mit Intel-Prozessor und einer möglichst aktuellen Version von OS X, also Mavericks (10.9) oder Yosemite (10.10), und das Software Development Kit (SDK) für ios. Das SDK enthält alle notwendigen Programme und Komponenten für die App-Entwicklung; die aktuelle Version hat die Nummer 6 und läuft nur unter Mavericks und Yosemite. Obwohl Apple ältere Versionen von OS X noch länger pflegt, laufen aktuelle Versionen der SDKs und anderer Programme von Apple häufig nur jeweils auf der aktuellsten Version. Der Druck ist sanft aber bestimmt: für die neueste Version von Xcode braucht man die neueste Version von OS X. Abbildung 1.1 Xcode zum Download im Mac App Store Sie können das SDK als Bestandteil des Programms Xcode kostenlos über das Programm App Store auf Ihren Mac herunterladen. Besondere Anforderungen an den Mac gibt es nicht. Wenn Yosemite drauf läuft, ist er ohnehin so gut motorisiert, dass Xcode kein Problem machen wird. 24

17 1.1 Voraussetzungen Das SDK und die Entwicklerprogramme Das SDK enthält neben einer integrierten Entwicklungsumgebung (IDE 1 ) namens Xcode zahlreiche grafische Tools, mit denen die Entwicklung von ios-applikationen leicht von der Hand geht, sowie die notwendigen Bibliotheken. Mit dem SDK können Sie Apps für ios und Programme für OS X erstellen. Sie können allerdings aus dem Stand heraus keine Apps auf einem Endgerät testen. Dafür müssen Sie erst Mitglied im Apple Developer Network werden und für das ios Developer Program bezahlt haben. Für zurzeit 80 EUR pro Jahr bekommen Sie dort 2 ein Zertifikat, mit dem Sie eigene Applikationen signieren und diese auf bis zu 100 ios-geräte aufspielen können. Die Teilnahme am ios Developer Program ist überdies die Voraussetzung dafür, Apps in den itunes Store 3 einstellen zu können. Das ios Developer Program existiert in zwei Ausprägungen: Individual und Company. Die Company-Version unterscheidet sich von der Individual-Version durch die Fähigkeit, Entwicklerteams zu verwalten, bietet dem einzelnen Programmierer jedoch keine weiteren Vorteile. Die Mitgliedschaft im ios Enterprise Program, die 279 jährlich kostet, ermöglicht die Installation selbstgeschriebener Apps auf mehr als 100 eigenen Geräten. Mit diesem Programm können Sie wiederum keine Apps in den Apple App Store hochladen. Das ios Enterprise Program ist nur für Firmen gedacht, die hausinterne Apps entwickeln möchten. Für private oder selbständige Entwickler sowie kleine Firmen ist dieses Programm daher in der Regel eher uninteressant. Sowohl für das Enterprise Programm als auch für das Company Developer Programm ist eine D-U-N-S-Nummer 4 erforderlich. Nutzer aus dem akademischen Bereich können am kostenlosen ios University Program teilnehmen, das zwar den Test von selbstgeschriebenen Apps auf Endgeräten erlaubt, aber keine Veröffentlichung im Apple App Store. Hilfe von Apple inklusive Bei allen kostenpflichtigen Programmen sind zwei Supportanfragen pro Jahr beim technischen Entwicklersupport von Apple enthalten. Sie können sich damit von Apple also bei der Entwicklung Ihrer Programme individuell unterstützen lassen, wenn Sie auf Probleme stoßen. Weitere Supportanfragen können Sie als Mitglied im Entwicklerprogramm kostenpflichtig erwerben. Außerdem haben Sie Zugriff auf die Entwicklerforen, in denen sich auch die Entwickler von Apple tummeln. 1 Integrated Development Environment Häufig auch kurz als»app Store«bezeichnet

18 1 Hello iphone Falls Sie nicht die aktuelle Version des SDK verwenden möchten oder können, stehen Ihnen nach der Anmeldung im ios Developer Center unter der URL downloads/index.action auch ältere SDK-Versionen zum Download zur Verfügung. Benutzer, die noch nicht mit Yosemite arbeiten, können dort auch noch eine Version für Mavericks oder Mountain Lion laden. An dieser Stelle aber die Warnung: Apple schneidet bekanntermaßen gern, häufig und unvermittelt alte Zöpfe ab. Verlassen Sie sich also nicht darauf, dass Apple Yosemite auch in Zukunft mit neuen SDKs versorgt. Aktualisieren Sie im Zweifelsfall also lieber auf OS X 10.10, sofern das möglich ist; damit haben Sie immer Zugriff auf die neueste SDK-Version. Voraussetzungen für dieses Buch Um die in diesem Buch gezeigten Beispiele nachzuprogrammieren, reicht das SDK ohne die kostenpflichtige Registrierung als Entwickler aus. Alle Beispiele laufen zumindest mit Einschränkungen im Simulator. Eine detaillierte Beschreibung von Xcode finden Sie in Kapitel 10,»Jahrmarkt der Nützlichkeiten«. Eine so umfangreiche IDE will erkundet und an die eigene Arbeitsweise angepasst sein. Für den Einstieg genügt es allerdings vollkommen, wenn Sie den Anweisungen folgen, die bei den Beispielen in diesem Buch stehen. Sie erklären alle Schritte ausführlich, verständlich und reproduzierbar, ohne dass Sie sich zunächst tiefer in Xcode einarbeiten müssen Der Simulator Das SDK bringt einen iphone- und ipad-simulator mit. Dieser simuliert wie der Name bereits vermuten lässt das betreffende Endgerät. Dabei greift er auf die Ressourcen des Host- Computers, also Ihres Mac-Rechners, zurück. Mit dem ios-simulator können Sie die meisten Funktionen eines ios-gerätes nachstellen. Die Geo-Lokalisierung funktioniert nur auf Rechnern mit Airport; allerdings lässt sich im Simulator auch ein künstlicher Aufenthaltsort festlegen. Die Kamera, der Bewegungssensor und Mobilfunk funktionieren im Simulator jedoch nicht. Hierfür müssen Sie eine App immer erst auf einem durch das ios Developer Program entsprechend freigeschalteten Gerät installieren. Das Dateisystem des Simulators, das er über das Dateisystem Ihres Macs abbildet, verhält sich etwas anders als das eines echten ios-gerätes, und auch zentrale Ressourcen wie Adressbuch, Kalender und Keychain sind im Detail unterschiedlich. Der Simulator ist daher gut geeignet, um Grundfunktionalitäten zu prüfen Testläufe auf echten Geräten ersetzt er hingegen nicht. 26

19 1.1 Voraussetzungen Abbildung 1.2 Der iphone-simulator Auch wenn Ihre App im Simulator perfekt laufen sollte, kommen Sie niemals um Tests auf mindestens einem Gerät herum, wenn Sie Ihre App für andere Benutzer veröffentlichen möchten. Hier ist eine wahrscheinlich unvollständige Liste mit Gründen: Ein ios-gerät hat eine andere Architektur als der Simulator beziehungsweise der Mac. Das fängt schon mit unterschiedlichen Prozessorfamilien an, deren Befehlssätze vollkommen unterschiedlich sind. Die Geschwindigkeit Ihrer App kann auf beiden Systemen stark variieren. Ein Programm, das im Simulator flüssig läuft, kann auf einem ipod quälend langsam dahinkriechen. Ihr Mac hat vermutlich wesentlich mehr Hauptspeicher zur Verfügung als die 1 GB eines aktuellen iphones oder ipads. Während die App im Simulator stabil läuft, gibt sie auf dem Gerät möglicherweise am laufenden Band Speicherwarnungen aus. Die Dateisysteme sind verschieden aufgebaut, und Sie können viele Verzeichnisse unter ios nicht lesen, geschweige denn schreiben. Das betrifft besonders das Ressourcenverzeichnis einer App, in das Sie auf dem iphone nicht schreiben können, im Simulator hingegen schon. Der Simulator unterstützt nicht alle Hardware-Eigenschaften. Sie können keine Fotos mit der Kamera schießen, und es gibt keinen Beschleunigungs- oder Gyrosensor. 27