41 原生布局转到前端布局,开发思路有哪些转变? 你好,我是戴铭。今天,我来跟你聊聊原生布局转到前端布局的过程中,开发思路会有哪些转变。

最开始的时候,iOS 原生布局只支持通过横纵坐标和宽高确定布局的方式,后来引入了 Auto Layout 来优化布局。但,Auto Layout 的写法繁琐,开发者需要编写大量的代码,无法将精力集中在界面布局本身。再后来,苹果公司意识到 Auto Layout的这个问题,于是推出了VFL(Visual Format Language,可视化格式语言)来简化 Auto Layout 的写法。

其实,包装 Auto Layout 的第三方库,通过支持链式写法,也能达到简化编写 Auto Layout 的目的。

比如,适用于 Objective-C 的 Masonry 和适用于 Swift 的 SnapKit,都是非常优秀的第三方库。这两个库的实际使用数量,明显高于苹果自身推出的 VFL。关于这两个库的实现原理和源码分析,你可以查看我以前写的“读 SnapKit 和 Masonry 自动布局框架源码”这篇文章。

UIStackView

虽然 Masonry 和 SnapKit 能够简化布局写法,但和前端的布局思路相比,Auto Layout 的布局思路还处在处理两个视图之间关系的初级阶段,而前端的 Flexbox 已经进化到处理一组堆栈视图关系的地步了。 关于 Flexbox 布局的思路,我在第27篇文章中已经跟你详细分析过了。你可以借此机会再复习一下相关内容。

苹果公司也意识到了这一点,于是借鉴Flexbox 的思路创造了 UIStackView,来简化一组堆栈视图之间的关系。

和 Flexbox 一样,按照UIStackView设置的规则,一组堆栈视图在可用空间中进行动态适应。这组视图按照堆栈中的顺序,沿着轴的方向排列。这里的轴,可以设置为横轴或纵轴。所以,UIStackView 和 Flexbox布局框架一样,布局都取决于这组堆栈视图设置的各个属性,比如轴方向、对齐方式、间距等等。

UIStackView虽然在布局思路上,做到了和Flexbox对齐,但写法上还是不够直观。前端布局通过 HTML + CSS 组合,增强了界面布局的可读性。那么,苹果公司打算如何让自己的布局写法也能和Flexbox一样既简洁,可读性又强呢?

SwiftUI

在WWDC 2019 上,苹果公司公布了新的界面布局框架 SwiftUI。SwiftUI在写法上非常简洁,可读性也很强。

GitHub 上有个叫 About-SwiftUI 的项目,收集了 SwiftUI的相关资料,包括官方文档教程、WWDC SwiftUI 相关视频、相关博客文章、基于 SwiftUI 开源项目、各类视频,非常齐全,可以全方位地满足你的学习需求。

除了支持简洁的链式调用外,它还通过 DSL 定制了 UIStackView 的语法。这套 DSL 的实现,使用的是 Function Builders 技术,可以让 DSL 得到编译器的支持。有了这样的能力,可以说苹果公司未来可能会诞生出更多编译器支持的特定领域 DSL。

可以想象,未来 iOS 的开发会更加快捷、方便,效率提高了,门槛降低了,高质量 App的数量也会增加。这,也是苹果公司最想看到的吧。

至此,原生布局的开发思路从布局思路优化转向了 DSL。

DSL 编写后的处理方式分为两种:

  • 一种是,通过解析将其转化成语言本来的面目,SwiftUI 使用的就是这种方式;
  • 另一种是,在运行时解释执行 DSL。SQL 就是在运行时解释执行的 DSL。

对于这两种 DSL,我都实践过。所以接下来,我就跟你分享下我以前对这两种 DSL 的实现。理解了这两种实现方式以后,你也就可以根据项目的实际情况去选择适合自己的方式。

解析转换 DSL

在做iOS开发之前,我做过很长一段时间的前端开发。转到 iOS 开发后,我就一直觉得布局思路不如前端简单,编写也不够简洁。于是,我就想能不能通过 Flexbox 这种布局思路将前端和原生结合在一起,使用前端 HTML + CSS 的组合作为布局 DSL,通过解析将其转换成原生代码。

后来,我按照这个思路实现了一个项目,叫作HTN(HTML To Native):通过解析 HTML ,将其生成 DOM 树,然后解析 CSS,生成渲染树,最后计算布局生成原生 Texture 代码。

下图展示的是,我借鉴Flexbox布局思路,使用 HTML + CSS编写的在浏览器中的显示页面。

可以看到,通过 Inspect 观察,HTML 结合 CSS 能够简洁直观地描述界面元素的各种属性和多组界面元素的布局。

通过 HTN 的转换生成的代码,如下图所示:

可以看出,和前端代码相比,原生 Texture的代码繁琐、难读。转换后的完整代码在 HTN 工程中的路径是 HTN/HTNExamples/Sample/Flexbox.m。编译后的效果如下图所示:

可以看到,手机上显示的内容布局和浏览器上基本一致,从而实现了用前端布局编写原生界面布局的目标。

我专门写了一篇文章用于记录这个项目的开发过程,“HTML 转原生 HTN 项目开发记录”,你可以参考解析 HTML 生成 DOM 树的部分,解析使用的是状态机,能够很轻松地处理复杂的逻辑判断。

HTML 是标准界面布局 DSL,语法上还是会有些啰嗦,这也是 XML 格式和 JSON 格式的区别。基于这点,我设计了一个基于前端布局思想的 DSL,同时编写了能够解释执行这个 DSL 的程序。之所以不使用 JSON,是为了在运行时对 DSL 的解释更快。在这个项目里,我精简了冗余的格式。

另外,GitHub 上有个利用 Swift 5.1 的 Function Builders 开发了一个能通过 Swift DSL 编写 HTML 的项目 Vaux。你也可以通过这个项目学习如何自定义一个 Swift DSL。

接下来,我和你说说我对第二种运行时解释执行的 DSL ,是怎么设计实现的。

运行时解释执行 DSL

我设计的这个 DSL 库,叫作STMAssembleView。对于这种水平居中排列:

STMAssembleView 中的 DSL 如下: { hc(padding:30) [(imageName:starmingicon)] [(imageName:starmingicon)] [(imageName:starmingicon)] }

上面代码中,hc 的两个单词分别表示了轴方向和对齐方式:

  • 第一个字母 h 表示按水平轴方向排列,取的是horizontal 的首字母。如果要表示垂直轴方向排列,可以取 vertical 的首字母,也就是用v表示。
  • 第二个字母 c 表示居中对齐方式。如果要表示左对齐可以用 l(left),表示右对齐可以用r(right),表示上对齐用 t(top),表示下对齐可以用b(bottom)。

padding 表示的是,大括号里视图之间的间距。其中大括号表示的是一组堆栈视图的集合,中括号表示的是单个视图单元,中括号内的小括号表示的是描述视图的属性。

设计的 DSL 解释执行的实现代码,在 STMAssembleView 工程中的代码路径是 STMAssembleView/Classes/STMAssembleView.m。

小结

总结来说,原生和前端都是面向用户做交互的,只是前端在某些方面,比如布局,比原生发展得要快些。不过,原生后来者居上,通过融合演进、相互促进,实现了原生和前端共舞的局面。由此可以看出,和文化的发展一样,技术只有融合才能够丰富多彩,相互刺激才会进步。

苹果公司对技术演进节奏的把握和对产品一样,都是一步一步递进。也就是说,新技术都依赖于上一个技术,只有上一个技术完善后才会推出新的技术,而不是一次快速打包推出后再依赖后期完善。

这样,苹果公司就可以把每一步都做到最好,每次推出的技术都是用户真正想要的。除此之外,一步一步推出技术,有两个好处:一方面可以将眼前的技术做到极致;另一方面,能够有足够时间验证已推功能的完善性,并观察用户下一步需要的是什么,然后通过观察,砍掉计划中的用户不需要的功能,将精力集中在用户急需的功能上,将其做到极致,形成良性循环。

比如,SwiftUI 可能很早就在苹果公司的计划中了,当时的方案应该远没有现在的优秀,于是苹果公司优先解决 Auto Layout处理视图关系繁琐的问题,推出了UIStackView。之后,苹果公司继续观察用户使用情况,发现仅仅吸取布局思想还不够,编程语言写法不够简洁、编译器没有突破,用户依然不会买单。

于是,苹果公司推出了语法更加简洁的 Swift 语言和支持 Hot Reload(热重载)的 Playground,得到了很多开发者的认同。这样,原生编写布局就具备了和前端编写布局的基本竞争条件。

最后只差一个 DSL ,苹果公司就能够将原生布局开发,推到和前端一样的便利程度。就这一步,苹果公司考虑得更加长远:通过一种能和编译器相结合的编程语言特性 Function Builders ,不仅支持了现在的界面开发 DSL,也具备了结合其他领域 DSL 的能力。之所以苹果公司不急着发布SwiftUI,也符合它一贯的作风,没想清楚,做不到极致,就不推出来。

有了 DSL,配合编译器的Hot Reload 调试强力支持,再加上 Swift 语言本身的优势,最后的胜者不言而喻。

通过苹果公司从原生布局转到前端布局的思路演进,你会发现,苹果公司对技术演进的判断思考方式很独特,也很有效。这种思想,非常值得我们学习。同时,对于我们开发者来说,苹果公司布局思路的演进,也会推动着我们跟上技术的发展。拥抱技术变化,让开发更高效。

课后作业

不光 iOS 开发者会用 SwiftUI,macOS 和 iPadOS 的应用开发也会用到。因为写法简单,SwiftUI必将成为广大苹果开发者的首选。因此,你就更加应该好好理解 SwiftUI ,以及它是如何利用 Swift 语言特性来简化代码的。比如,@State 这样的写法到底简化了什么呢?

感谢你的收听,欢迎你在评论区给我留言分享你的观点,也欢迎把它分享给更多的朋友一起阅读。

参考资料

https://learn.lianglianglee.com/%e4%b8%93%e6%a0%8f/iOS%e5%bc%80%e5%8f%91%e9%ab%98%e6%89%8b%e8%af%be/41%20%e5%8e%9f%e7%94%9f%e5%b8%83%e5%b1%80%e8%bd%ac%e5%88%b0%e5%89%8d%e7%ab%af%e5%b8%83%e5%b1%80%ef%bc%8c%e5%bc%80%e5%8f%91%e6%80%9d%e8%b7%af%e6%9c%89%e5%93%aa%e4%ba%9b%e8%bd%ac%e5%8f%98%ef%bc%9f.md