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Swift程式設計[第3單元] 網路程式基礎

  • 2021-09-16 8:50
  • 26048
雪白西丘斯
雪白西丘斯
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文章編號：84134805
#41 認清自己(Know yourself)

位於希臘Delphi的阿波羅神廟，曾刻有一句希臘文神諭(oracle) "γνῶθι σεαυτόν"，翻譯為英文意思為 "Know yourself"，「認清自己」是西方哲學非常基本的議題，也經常被後人引用，例如曾出現在「駭客任務」第一集，基努李維飾演的Neo被帶去祭師(Oracle)家裏，這句話就刻在廚房樑上。

學習物件導向也必須認清"self"，因為若不懂 self，在物件導向的世界簡直就寸步難行。什麼是 "self"、為什麼需要？這對初學者來說，不只是語法問題，也是個哲學問題。

我們先用一個簡單範例，來說明物件導向程式中為什麼一定要用到 self。

假設我們想在App增加「通訊錄」功能，只包含3欄個人資料：姓名、手機號碼、好友標示，基本操作包括(「增刪查改」)：

1. 新增一筆紀錄(至少需有姓名)
2. 刪除一筆紀錄(根據姓名或手機)
3. 搜尋紀錄（根據姓名或電話）
4. 更改資料(根據姓名，修改手機號碼)
5. 列印整份通訊錄

先以最容易實現的#1新增、#5列印兩功能做示範，函式化的程式如下：
// My Contacts -- functional programming
// Created by Heman, 2022/02/06

struct 個人資料 {
    var 姓名: String
    var 手機號碼: String
    var 好友: Bool
}

func 新增(_ 人名: String, 手機: String = "", 好友嗎: Bool = false) -> 個人資料 {
    return 個人資料(姓名: 人名, 手機號碼: 手機, 好友: 好友嗎)
}

func 列印通訊錄(_ 通訊錄: [個人資料]) {
    for 個人 in 通訊錄 {
        print(個人.姓名, 個人.手機號碼, 個人.好友 ? "❤️" : "")
    }
}

var 我的通訊錄: [個人資料] = []
let 小胖 = 新增("小胖", 手機: "0912345678", 好友嗎: true)
let 小明 = 新增("小明", 手機: "0987654321")
let 小李 = 新增("小李(沒有手機)")
我的通訊錄 = 我的通訊錄 + [小胖, 小明, 小李]
列印通訊錄(我的通訊錄)


執行結果
小胖 0912345678 ❤️
小明 0987654321 
小李(沒有手機)

傳統函式的概念非常簡單，就像所有的工作或流程，都可以簡化為「輸入 - 處理 - 輸出」三部分，函式也是同樣概念：


同樣的程式改為物件導向，也就是將函式包入 struct 宣告的資料類型裡面，修改如下，注意其中的函式（物件方法）如何使用 self：
// My Contacts -- object-oriented programming
// Created by Heman, 2022/02/06

struct 個人資料 {
    var 姓名: String = ""
    var 手機號碼: String = ""
    var 好友: Bool = false
}

struct 通訊錄 {
    var 內容: [個人資料] = []
    mutating func 新增(_ 人名: String, 手機: String = "", 好友嗎: Bool = false) {
        self.內容 = self.內容 + [個人資料(姓名: 人名, 手機號碼: 手機, 好友: 好友嗎)]
    }
    func 列印() {
        for 個人 in self.內容 {
            print(個人.姓名, 個人.手機號碼, 個人.好友 ? "❤️" : "")
        }
    }
}

var 我的通訊錄 = 通訊錄()
我的通訊錄.新增("小胖", 手機: "0912345678", 好友嗎: true)
我的通訊錄.新增("小明", 手機: "0987654321")
我的通訊錄.新增("小李(沒有手機)")
我的通訊錄.列印()


執行結果完全相同
小胖 0912345678 ❤️
小明 0987654321 
小李(沒有手機)

物件方法的概念稍微比較複雜一些，除了輸出、輸入之外，還多了內部可以存取的屬性，在範例中，「新增()」目的是修改物件自己的屬性，所以不需要回傳值(輸出)。


簡單地說，內部存取的屬性，不管是要讀出還是要寫入，在物件方法裡就用 "self.屬性名稱" 來取用，而且在名稱不會混淆的情況下，這裡的 self 都可以省略，直接寫「屬性名稱」即可，也就是：
 self.內容 = self.內容 + [個人資料(姓名: 人名, 手機號碼: 手機, 好友: 好友嗎)]

也可以寫成：
 內容 = 內容 + [個人資料(姓名: 人名, 手機號碼: 手機, 好友: 好友嗎)]


總結起來，函式化方法是將資料(輸出、輸入)與工作(函式)分開，彼此獨立，觀念簡單明瞭，解決簡單的問題快又有效；物件導向的方法將某些資料與動作包在一起，外部的輸出、輸入仍然可以有，但重點放在內部資料（也就是物件屬性）的操作上，可以建構出強大物件來解決複雜問題。

註解
  1. self是自己、本身之意。在德國哲學體系中，將self細分為 ego「自我」，是自我意識的本體；人還有潛意識下的「本我」，稱為 id ，控制著隱藏在意識之下的慾望、情緒與本能；理性的部分稱為 super-ego「超我」，經過後天有意識的學習，昇華為道德、社會倫理、理智之所在。
2022-02-09 13:25 #51
CUNNING
之前看到self都不知道在幹嘛，原來是這樣用的
2022-02-10 9:07
雪白西丘斯
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文章編號：84152391
#42 物件類型(Type)與實例(instance)

self 還有一個容易疑惑之處，就是self 雖然寫在宣告 struct 物件類型的函式裡，但卻是在物件實例中才成形並生效。要了解這種情形，就必須進一步了解類型(Type)與實例(instance)的特性。

在第1單元一開始介紹過「資料類型」與「變數常數」的關係，例如 var i: Int = 10 宣告變數 i 屬於 Int整數類型，初始值指定為10，常數則用 let 宣告。

變數常數可比喻成一個能放東西的「盒子」，資料類型決定盒子外型，整數類型的盒子只能放整數值，字串類型的盒子只能放字串值；而變數與常數的區別，是變數盒子可以隨時抽換新內容，常數只能放一次，不能再更換。

對應到電腦硬體，「盒子」其實就是一個記憶體空間，例如一個64位元的整數變數，會佔據固定8位元組(byte)的記憶體空間，而一個字串變數，則隨其字串值長短動態配置記憶體空間。

當我們宣告一個常數變數時，作業系統通常就會給出一個該類型的盒子，即配置所需的記憶體空間。

物件也有類似的關係，物件實例(instance)就是屬於某物件類型(Type)的變數或常數。只不過物件可以用 struct 來自行定義新類型，例如上一節我們定義了「個人資料」與「通訊錄」兩種物件類型：
struct 個人資料 {    //物件類型
    var 姓名: String = ""
    var 手機號碼: String = ""
    var 好友: Bool = false
}

struct 通訊錄 {     //物件類型
    var 內容: [個人資料] = []
    mutating func 新增(_ 人名: String, 手機: String = "", 好友嗎: Bool = false) {
        self.內容 = self.內容 + [個人資料(姓名: 人名, 手機號碼: 手機, 好友: 好友嗎)]
    }
    func 列印() {
        for 個人 in self.內容 {
            print(個人.姓名, 個人.手機號碼, 個人.好友 ? "❤️" : "")
        }
    }
}

在 struct 宣告類型(Type)時，雖然裡面用 var/let 定義了變數常數，但並不會馬上配置記憶體。類型宣告其實只是定義盒子外型 -- 「個人資料」內含3個字串變數，相當於1個大盒子內嵌3個小盒子，兩個放字串，一個放布爾(Bool)值。

當宣告此類型的變數常數時，才會產出符合該類型的盒子，例如：
var 我的通訊錄 = 通訊錄() //物件實例

這時候「我的通訊錄」才會獲得一個盒子（記憶體空間），有著「通訊錄」類型的外觀。「通訊錄」類型裡有陣列變數「內容」、有函式「新增」「列印」，這類型的「盒子」會長什麼樣呢？

陣列就是大盒子套許多一樣的小盒子，陣列有幾個元素就套幾個盒子；函式比較特別，函式程式碼就像機器，會集中在另外一個地方（暫喻為「工廠」），不放在資料盒子裡，但「通訊錄」這類大盒子裡會有兩個特殊卡片 -- 可以去工廠使用「新增」與「列印」兩部機器的憑據。

所以物件實例「我的通訊錄」會是一個大盒子，裡面有n個盒子放「內容」陣列（空陣列時n=0），還有兩個卡片，允許使用工廠裡的「新增」與「列印」。

當執行過：
我的通訊錄.新增("小胖", 手機: "0912345678", 好友嗎: true)

「我的通訊錄」大盒子裡面會增加一個小盒子，放小胖的「個人資料」值。當「我的通訊錄」拿著卡片去工廠使用「新增」時，「新增」函式的程式碼會取用 self -- 這裡 self 代表的是物件實例「我的通訊錄」，而不是物件類型「通訊錄」，示意圖如下：


物件在初始化時，只須針對「屬性」（變數常數）給予初始值，方法（函式）不需要初始化，以下範例我們要幫「個人資料」寫一個extension，增加「更換」方法，注意其中 self 的語法：
// My Contacts -- "self" usage
// Revised by Heman, 2022/02/10

struct 個人資料 {
    var 姓名: String = ""
    var 手機號碼: String = ""
    var 好友: Bool = false
}

extension 個人資料 {
    mutating func 更換(名: String, 號: String, 友: Bool) {
        self = 個人資料(姓名: 名, 手機號碼: 號, 好友: 友)
    }
}

struct 通訊錄 {
    var 內容: [個人資料] = []
    mutating func 新增(_ 人名: String, 手機: String = "", 好友嗎: Bool = false) {
        self.內容 = self.內容 + [個人資料(姓名: 人名, 手機號碼: 手機, 好友: 好友嗎)]
    }
    func 列印() {
        for 個人 in self.內容 {
            print(個人.姓名, 個人.手機號碼, 個人.好友 ? "❤️" : "")
        }
    }
}

var 我的通訊錄 = 通訊錄()
我的通訊錄.新增("小胖", 手機: "0912345678", 好友嗎: true)
我的通訊錄.新增("小明", 手機: "0987654321")
我的通訊錄.新增("小李(沒有手機)")
我的通訊錄.內容[0].更換(名: "小白", 號: "0911123456", 友: false)
我的通訊錄.列印()

執行結果在主控台輸出：
小白 0911123456 
小明 0987654321 
小李(沒有手機)

第1筆紀錄已從小胖更換為小白。當使用「更換」方法時，通訊錄內容的該筆紀錄（範例為第1筆「內容[0]」）會更換為新的「個人資料」值，這時候的 self 指的是「內容[0]」這個「個人資料」類型的物件實例：
self = 個人資料(姓名: 名, 手機號碼: 號, 好友: 友)

範例3-10a用JSON解碼器更新物件實例也是採取同樣方式。

註解
  1. 為什麼西方哲學特別重視「自我(self)」？因為人類之所以異於其他生物，產生智慧文明，很可能與個體(instance)的自我意識(self-awareness)有關，螞蟻蜜蜂雖然高度社會化，也能分工合作，但缺乏個體自我意識，僅能遵照本能行事，無法發展文明；哺乳動物大多有自我意識，但以人類自我意識最強（所謂「自私基因」）、智慧最高，因此每個個體都能獨立發展，既競爭又能合作，進而催生人類文明。
  2. 物件類型就像人類，類型宣告的變數常數（物件屬性）與函式（物件方法），就像基因或設計圖，人類基因包含自我(self)，顯然這個自我指的是個人（instance），而不是整個人類(Type)。
  3. 當物件類型初始化產出物件實例時，就像利用基因繁殖出一個個體，與我們之前將物件類型比喻為「模子」是同樣道理。
2022-02-11 14:25 #52
雪白西丘斯
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文章編號：84163927
#43 第3單元結語

經過5個月的努力，終於將第3單元「Swift網路程式設計」寫完了，雖然中間花了一個多月等待Swift Playgrounds 4.0，所幸新的 async/await 語法超乎想像的好用，在iPad版的Swift Playgrounds 4.0 上面寫App也夢想成真，證明這個等待是值得的。

async/await 並不是唯一能寫非同步程式的指令，實現並行作業或非同步程式的方法一直都有，之前Swift用的方法稱為 Grand Central Dispatch (GCD)，但顯然 async/await 更易用、效能更好。

其實網路世界不斷會有新技術出現，大多情況毋須特意等待，因為新技術就像潮水，一波接一波永遠等不完，真的需要時，就拿現有技術去解決問題，才是正道。而當新技術出現時，則應盡快採用，才能維持競爭優勢，否則很容易被後浪超越。

程式語言是屬於技術底層的基礎設施，相對其他科技來說變化不會太快，像 C/C++, Java, Python, Javascript 等語言，都已沿用20-30年，如果是手機或電腦，誰還在用20年前的產品？這對學習程式語言來說是件好事，在日新月異的數位時代，學習一門可以用20年的技術，顯然是很聰明的投資。

至於Swift 網路程式設計，本單元只算是入門基礎，學會如何抓網路圖片、JSON資料或播放音樂，以單向下載為主。進階的網路程式，必須還能上傳檔案或資料，甚至像手機遊戲一樣快速互動，這牽涉到雲端伺服器的程式設計，雖然Swift也能夠寫伺服器端（後端）的程式，例如用vapor 套件，但更合適的可能是 Go, Python 或 Node.js (Javascript) 之類的程式語言，再搭配資料庫的設計等等，總之，網路程式進階的空間還很大。

按照最初的規劃，接下來第4單元會回到SwiftUI的平面繪圖，介紹 GeometryReader, Path, Shape等核心物件，以及兩個去年SwiftUI新增的功能，TimelineView 與 Canvas，這兩個物件看起來非常強大，很吸引人。

不過筆者沒有把握什麼時候會開始寫，最慢應該在今年暑假之前吧。

後記：第4單元 SwiftUI 動畫與繪圖
2022-02-13 12:01 #53
CUNNING
三個單元總共有511頁A4，可以出書了
2022-02-14 22:45
雪白西丘斯
第4單元「SwiftUI 動畫與繪圖」已完成，網址連結如上
2022-08-10 22:04
jasonhsu0076
jasonhsu0076
0分
54樓
jasonhsu0076
jasonhsu0076
個人積分：0分
文章編號：84241457
請教一個基本問題，如何查詢某個網站JSON資料的連結，如yahoo新聞tw.news.yahoo.com
2022-02-23 10:13 #54
雪白西丘斯
Yahoo新聞轉載很多其他媒體的文章，受限於著作權的關係，可能不會開放API抓新聞內容，個人猜測，僅供參考。
2022-02-25 1:14
jasonhsu0076
謝謝老師，我再試試查找其他網站
2022-02-25 10:12
CUNNING
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55樓
CUNNING
CUNNING
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文章編號：84470587
雪白西丘斯 wrote:
#37 第10課 逐(恕刪)



請教一下我要做個很多單位的通訊錄，大家的機關名稱跟地址都是相同的
要做出巢狀的json，利用google的export sheet data要怎麼做出來？

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1FqlrZ-rNspecUHAPwuKNlxwoMd_mfwj84zJ6kCUJ5sU/edit?usp=sharing
2022-03-22 23:37 #55
雪白西丘斯
雪白西丘斯
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雪白西丘斯
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文章編號：84475548
類似這樣嗎？

[
  {
    "機關名稱": "A機關",
    "機關地址": "A地址",
    "通訊錄":
    [
      {
         "職稱": "",
         "姓名": "A",
         "電話": "A"
      },
      {
        "職稱": "",
        "姓名": "B",
        "電話": "B"
      },
      {
        "職稱": "",
        "姓名": "C",
        "電話": "C"
      }
    ]
  },
  {
    "機關名稱": "B機關",
    "機關地址": "B地址",
    "通訊錄":
    [
      {
        "職稱": "",
        "姓名": "L",
        "電話": "L"
      },
      {
        "職稱": "",
        "姓名": "M",
        "電話": "M"      
      },
      {
        "職稱": "",
        "姓名": "N",
        "電話": "N"      
      }
    ]
  }
]
2022-03-23 15:11 #56
CUNNING
對，就是這樣子
2022-03-23 18:39
CUNNING
老師這個兩層的Json我可以用vba來搞定了
2022-03-27 16:12
CUNNING
CUNNING
187分
57樓
CUNNING
CUNNING
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文章編號：85009357
CUNNING wrote:
老師再請教一下，ipad...(恕刪)


這個關鍵字加粗變黑的效，是不是老師的4-2a 帶屬性文字的這個用法？

var 帶屬性字串 = AttributedString(訊息)
if let 文字範圍 = 帶屬性字串.range(of: "🀁") {
帶屬性字串[文字範圍].backgroundColor = .red
帶屬性字串[文字範圍].foregroundColor = .white
}
2022-06-02 23:27 #57
CUNNING
CUNNING
187分
58樓
CUNNING
CUNNING
個人積分：187分
文章編號：85009362



這個關鍵字加粗變黑的效，是不是老師的4-2a 帶屬性文字的這個用法？

var 帶屬性字串 = AttributedString(訊息)
if let 文字範圍 = 帶屬性字串.range(of: "🀁") {
帶屬性字串[文字範圍].backgroundColor = .red
帶屬性字串[文字範圍].foregroundColor = .white
}
2022-06-02 23:29 #58
雪白西丘斯
沒錯，應該可以做得出來。
2022-06-03 9:02
雪白西丘斯
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雪白西丘斯
雪白西丘斯
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文章編號：85011170
通訊錄搜尋並顯示粗體

試做結果如下，名字或email都可以搜尋：


AttributedString 用法請參考第4單元4-2a 帶屬性文字

// 搜尋結果並顯示粗體(AttributedString)
// Tested by Heman, 2022/06/03
import PlaygroundSupport
import SwiftUI

struct 個資: Identifiable {
    var id = UUID()
    var name: AttributedString = ""
    var email: AttributedString = ""
}

let 通訊錄: [個資] = [
    個資(name: "老王", email: "[email protected]"),
    個資(name: "老李", email: "[email protected]"),
    個資(name: "小張", email: "[email protected]"),
    個資(name: "小明", email: "[email protected]")
]

struct 我的通訊錄: View {
    @State var keyword: String = ""
    var body: some View {
        NavigationView {
            List(搜尋結果) { 客戶 in
                VStack(alignment: .leading, spacing: 0) {
                    Text(客戶.name)
                        .font(.title3)
                    Text(客戶.email)
                }
            }
            .searchable(text: $keyword, placement: .navigationBarDrawer(displayMode: .always))
            .navigationTitle("通訊錄")
        }
    }
    var 搜尋結果: [個資] {
        if keyword == "" {
            return 通訊錄
        } else {
            var 名單: [個資] = []
            for i in 通訊錄.indices {
                if let 範圍 = 通訊錄[i].name.range(of: keyword) {
                    var 個人 = 個資()
                    個人.name = 通訊錄[i].name
                    個人.name[範圍].font = .system(.title3).bold()
                    個人.name[範圍].foregroundColor = .blue
                    個人.email = 通訊錄[i].email
                    if let 範圍 = 個人.email.range(of: keyword) {
                        個人.email[範圍].font = .system(.body).bold()
                        個人.email[範圍].foregroundColor = .blue
                    }
                    名單 += [個人]
                } else if let 範圍 = 通訊錄[i].email.range(of: keyword) {
                    var 個人 = 個資()
                    個人.name = 通訊錄[i].name
                    個人.email = 通訊錄[i].email
                    個人.email[範圍].font = .system(.body).bold()
                    個人.email[範圍].foregroundColor = .blue
                    名單 += [個人]
                }
            }
            return 名單
        }
    }
}

PlaygroundPage.current.setLiveView(我的通訊錄())
2022-06-03 10:42 #59
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187分
60樓
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文章編號：85013275
雪白西丘斯 wrote:
通訊錄搜尋並顯示粗體(恕刪)


 

import SwiftUI

struct 個資: Identifiable {
    var id = UUID()
    var name = ""
    var email = ""
}

var 通訊錄: [個資] = [
    個資(name: "老王", email: "[email protected]"),
    個資(name: "老李", email: "[email protected]"),
    個資(name: "小張", email: "[email protected]"),
    個資(name: "小明", email: "[email protected]")
]


struct 我的通訊錄: View {
    @State var keyword: String = ""
    @State var 新通訊錄: [個資] = 通訊錄
    var body: some View {
        NavigationView {
            List(新通訊錄) { 客戶 in
                let 客戶的name: AttributedString = {
                    do {
                        var text = try AttributedString(客戶.name)
                        if let range = text.range(of: keyword) {
                            text[range].backgroundColor = .yellow
                        }
                        return text
                        
                    } catch {
                        return ""
                    }
                }()
                let 客戶的email: AttributedString = {
                    do {
                        var text = try AttributedString(客戶.email.localizedLowercase)
                        if let range = text.range(of: keyword.localizedLowercase) {
                            text[range].backgroundColor = .yellow
                        }
                        return text
                        
                    } catch {
                        return ""
                    }
                }()
                VStack(alignment: .leading, spacing: 0) {
                    Text(客戶的name)
                        .font(.title3)
                    Text(客戶的email)
                }
            }
            .searchable(text: $keyword, placement: .navigationBarDrawer(displayMode: .always))
            .navigationTitle("通訊錄")
            .onChange(of: keyword) { keyword in
                if keyword == "" {
                    新通訊錄 = 通訊錄 
                } else {
                    新通訊錄 = 通訊錄.filter {
                        return $0.name.contains(keyword) || $0.name.localizedCaseInsensitiveContains(keyword) || $0.email.contains(keyword) || $0.email.localizedCaseInsensitiveContains(keyword)
                    }
                }
            }
        }
    }
    
    /*
    var 搜尋結果: [個資] {
        if keyword == "" {
            return 通訊錄
        } else {
            var 名單: [個資] = []
            for i in 通訊錄.indices {
                if let 範圍 = 通訊錄[i].name.range(of: keyword) {
                    var 個人 = 個資()
                    個人.name = 通訊錄[i].name
                    個人.name[範圍].font = .system(.title3).bold()
                    個人.name[範圍].foregroundColor = .blue
                    個人.email = 通訊錄[i].email
                    if let 範圍 = 個人.email.range(of: keyword) {
                        個人.email[範圍].font = .system(.body).bold()
                        個人.email[範圍].foregroundColor = .blue
                    }
                    名單 += [個人]
                } else if let 範圍 = 通訊錄[i].email.range(of: keyword) {
                    var 個人 = 個資()
                    個人.name = 通訊錄[i].name
                    個人.email = 通訊錄[i].email
                    個人.email[範圍].font = .system(.body).bold()
                    個人.email[範圍].foregroundColor = .blue
                    名單 += [個人]
                }
            }
            return 名單
        }
     
    }
     */
}


我改這個也可以變色了
2022-06-03 17:03 #60
雪白西丘斯
不錯不錯，還能不分大小寫一起搜尋，更方便。
2022-06-03 19:32
CUNNING
onChange這段也是老師寫的啦，在這單元有問過
2022-06-03 19:55
我要回覆

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