MonoTouch：用.NET开发iPhone应用（上）-.net-火龙果软件工程

MonoTouch：用.NET开发iPhone应用（上）

来源：InfoQ 发布于 2015-8-10

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摘要：本文提供MonoTouch平台的完整介绍，让大家知道到哪里获取必要的工具，MonoTouch有什么样的限制，以及如何构建一个简单的应用程序。

直到最近，要为苹果的iPhone开发应用程序的唯一选择就是一头扎进苹果的开发系统中。这意味着，你必须“愿意”在XCode IDE中编写Objective-C代码。对于很多开发人员，学习Objective-C被看作是一个巨大的障碍。特别对于哪些从来不用担心内存管理、指针和C语言要负责处理的东西的开发人员来说，更是如此。

随着MonoTouch框架（Novell的Mono Project的一部分）的出现，这一切都将改变。Mono Project是微软.NET平台的开源实现。其允许你在几乎任何平台上运行.NET应用程序，包括Apple、FreeBSD、Linux、Unix等等。MonoTouch是Mono Project的新组成部分，让你能够用C#和.NET平台编写可以运行在iPhone上的应用程序。

本篇文章的目的，就是提供MonoTouch平台的一个完整介绍，让大家知道到那里获取必要的工具，MonoTouch有什么样的限制，以及如何构建一个简单的应用程序。

背景和限制

对于打算为iPhone开发应用的.NET开发人员而言，MonoTouch的出现无疑是一件好事。然而，在决定创建应用程序之前，有一些限制和背景知识需要先了解清楚。

它如何工作？

在创建MonoTouch应用程序的时候，大部分非UI方面的.NET 3.5功能依旧可用，或者一些还处于计划之中（如.NET 4.0的功能）也囊括其中。这让你可以使用很多业已熟悉的.NET Framework技术来编写应用程序，包括Windows Communication Framework (WCF)、Workflow Foundation (WF)等等。也包括几乎所有的基类库（Base Class Library，BCL），涵盖诸如垃圾收集（Garbage Collection）、线程、数学函数、System.Net、加密等。

对于可用的标准.NET程序集列表，见http://monotouch.net/Documentation/Assemblies。MonoTouch是一种基础.NET函数库的特别定制版本，这也类似Silverlight和Moonlight的实现方式。

这意味着，你能够使用MonoTouch的核心程序集来编译标准的.NET 3.5代码成相应的函数库，并在你的应用程序中使用它们。因此，如果你有一个用于其它应用程序的特别函数库，其包含着一些用于工程问题的高级数学函数，那么只需简单地把这些代码库加入到你的MonoTouch解决方案中，并引用它。在你构建解决方案的时候，编译器就利用MonoTouch核心函数库对其进行编译，接着就能在iPhone应用程序中使用它了。

MonoTouch也包括一些原生iPhone API的包装函数库，如访问位置（Location，GPS）、加速计、地址簿等的函数。MonoTouch也提供相应的功能，让你能够调用那些尚未进行包装的原生Objective-C函数库，所以你可以直接和现存的Objective-C代码进行互操作。

我如何创建用户界面（UI），我能使用Silverlight吗？

MonoTouch应用程序的UI需要使用苹果的Interface Builder（界面创建器，IB）应用程序来创建，IB连同iPhone SDK一起提供。Interface Builder使用Cocoa Touch（苹果用于iPhone的UI框架）控件对象，这些控件对象在iPhone上原生提供的。这意味着，你能在应用程序中使用所有的标准 iPhone控件，如选择器（Pickers）、滑动条（Sliders）、按钮等等。

你也能通过代码来创建界面，即实例化Cocoa Touch对象后，把它们添加到应用程序的视图（Views）中（关于视图，后面会详细讲述）。

然而，你不能利用传统的.NET技术，如Silverlight、WPF、WinForms等来创建MonoTouch界面。

Cocoa Touch使用一种融合了MVC（Model View Controller）模式思想的结构，我们将在后面一篇文章中介绍。

我如何分发我的应用？

MonoTouch应用程序的分发完全和传统iPhone应用程序的分发一样，既可以通过苹果App Store，也可以通过企业部署。

App Store是一个在线资源库，让用户可以付费购买（如果不是免费的话）和下载应用程序。可以从iTunes中访问，或直接通过iPhone本身来访问。为了得到通过App Store分发应用的许可，你必须向苹果注册，并支付每年99美元的年费。

企业部署方式就是为公司开发内部应用程序，并分发给员工等人员使用，无需把应用在App Store中列出。

什么是许可模型？

不像Mono那样，MonoTouch不是开源的，且是一个收费产品。这意味着，如果你打算开发一些实际的应用，就必须购买软件许可。

专业版（$399）——单个的个人开发人员许可，让你可以开发应用程序，并通过苹果App Store来分发它们。

企业版（$999）——单个的企业开发人员许可，让你可以开发应用程序，并通过苹果App Store来分发它们，或者进行企业部署。

企业版，5人（$3999）——和企业版一样，只是提供了5个坐席的授权。

以上所有选项都包括了一年的免费升级权益。

还有一个评估版本，你只能把应用部署到模拟器中。出于介绍的目的，我们只需要评估版本就行。

MonoTouch有哪些限制？

没有即时（JIT）编译

根据苹果的iPhone政策，任何应用程序都不能包含需要JIT编译的代码。但是稍等，.NET确实能正确工作，是不？对，不过MonoTouch是通过把应用程序编译为原生的iPhone程序集来跳过这个限制的。但是，这也带来了几个限制。

泛型——泛型是由JIT编译器在运行时进行实例化的，然而，Mono具备一种提前（Ahead of Time ，AOT）编译的模式，可以为类似List<T>这样的泛型集合生成方法和属性。而泛型的其他用法，例如泛型虚方法、泛型类型上的 P/Invokes和Dictionary<TKey, TValue>上的值类型，就不被支持（虽然存在Dictionary<TKey, TValue>的代替方法）。

动态代码生成——因为动态代码生成依赖于JIT编译器，所以对任何动态语言编译的过程也不能支持。包括System.Reflection.Emit、 Remoting和动态语言运行时（DLR）。

C#是唯一的语言

另外，目前用于编写MonoTouch应用程序的唯一可用语言是C#。Visual Basic.NET有望在MonoTouch未来的发布中支持，不过此时此刻我们别无选择。

入门

要进入为iPhone创建MonoTouch应用程序的大门，我们需要下面几样东西：

一个使用Intel CPU的Mac电脑，其要安装MacOSX 10.5或10.6 （Leopard或Snow Leopard）

苹果的iPhone SDK 3.0或更高版本

Mono的当前版本

MonoTouch SDK

一个IDE工具，如MonoDevelop或XCode，或一个文本编辑器程序

安装着Leopard或Snow Leopard的Mac

这是最重要也是最容易忽视的需求。尽管，理论上你能在任何平台上开发大部分应用程序，然而iPhone Simulator和Interface Builder只能在Leopard和Snow Leopard上运行。另外，编译器本身用到了一些特定于Intel Mac机器的底层功能，所以购买这样一台电脑是绝对必须的。

苹果的iPhone SDK

iPhone SDK可通过http://developer.apple.com/iphone/来免费下载，不过必须在苹果网站上注册，才能访问这个地址。

在安装了iPhone SDK后，要确保你能正常启动iPhone Simulator。要启动它，只需打开Spotlight，键入iPhone Simulator。

Mono

一旦你测试iPhone Simulator正常，那么就要安装Mono for OSX的最新版。

Mono可以从http://mono-project.com/Downloads下载。记住要点击“Intel”版本的链接，不要点CSDK版本。同样，安装MonoTouch SDK之前也需要安装Mono的。Mono的安装包是磁盘镜像的形式，挂接镜像，双击安装包，根据安装向导完成安装过程。

MonoTouch SDK

接下来，下载和安装最新的MonoTouch SDK。

你既可以在MonoTouch商店（http://monotouch.net/Store）购买，购买后会收到一个下载链接，也可以从http://monotouch.net/DownloadTrial下载评估版。如果购买了MonoTouch，你就能把应用程序部署到一台正确配置了的iPhone上，不过也可像我这样，仅仅在模拟器中运行。所以，目前而言试用/评估版就足够了。

文本编辑器或集成开发环境（IDE）

如果你打算创建MonoTouch应用程序，所需的所有东西就是前面提及的，和一个文本编辑器。你能创建所有代码文件，并用命令行（终端窗口）来手动编译。这种方式虽然可行，但是实际操作起来可能会非常痛苦，所以我们还是需要使用一个IDE来开发我们的应用程序。

你可以编辑/hack一下XCode（随iPhone SDK一起安装）来利用MonoTouch的函数库和编译器，也可以使用MonoTouch版的MonoDevelop，其已经为MonoTouch应用程序做好所有配置了。我们理所当然要用MonoDevelop，所以访问这里http://monodevelop.com/Download/Mac_MonoTouch来下载它。要安装MonoDevelop，只用把下载文件拖到应用程序目录中就行。

如果你已经正确安装Mono，那么MonoDevelop应该可以正常启动。

Hello World应用程序

现在，一切已经准备妥当，让我们开始来尝试开发点东西了。

MonoDevelop

首先，启动MonoDevelop。你应该会看到和下图类似的界面【译者注：如果OSX的首选语言是中文的话，MonoDevelop的菜单和工具栏的文字显示不正常，所以最好把English拖到语言选项的第一位】：

作为一个标准的IDE，看上去还是蛮熟悉的。它非常类似Visual Studio、SharpDevelop、Visual C# Express等等。

我们创建一个新解决方案，来包含iPhone项目。这里的解决方案和Visual Studio中的概念一样，实际上你可以在MonoDevelop中打开Visual Studio创建的解决方案。在MonoDevelop中的一个不同点就是，你能够在一个MonoDevelop实例中打开多个解决方案，正如下面的截图所示：

这完全是由于在OSX中，你不能启动MonoDevelop的多个实例（事实上，任何程序都不行），且没有任何变通方法。所以，如果你需要在解决方案间切换（例如，你希望另外打开一个包含示例代码的解决方案），你就能简单地一次性打开多个。

那么，说了上面这么多，让我们现在来创建一个解决方案吧。在菜单中，点File：New：Solution：

我们要创建一个如下面截图所示的“iPhone MonoTouch Project”。选中，命名为Example_HelloWorld_1。

这里再次和Visual Studio中创建新解决方案的对话框很类似。点击Forward ，显示下一屏，直接点击OK，因为我们不需要这些功能：

你现在应该可以看到如下所示的解决方案视图了（注意，我展开了解决方案中的节点，以便显示出所有文件和引用程序集）：

我们来过一遍这些东西：

References ——这个文件夹包含MonoTouch应用程序需要的基本引用。MonoTouch程序集包括特定于iPhone的任何东西，也包括了所有Cocoa Touch控件的包装器，以及类似位置、数据等核心iPhone接口。以System.开头的程序集是.NET的基类库和运行时，其被裁减过以便能运行在 iPhone上。

Main.cs ——这和控制台应用程序、WPF应用程序等是一致的。在这里调用的是static void main() ，其是作为应用程序的入口点。过一下我们会仔细研究一下这个文件。

MainWindow.xib和MainWindow.xib.designer.cs ——这个和Winforms Window或WPF Window类似。xib文件实际上要在Interface Builder中进行编辑，而designer.cs文件包含这个窗体的属性。

让我们来仔细研究一下Main.cs文件中的代码：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using MonoTouch.Foundation;
using MonoTouch.UIKit;
namespace Example_HelloWorld_1
{
public class Application
{
static void Main (string[] args)
{
UIApplication.Main (args);
}
}
// The name AppDelegate is referenced in the MainWindow.xib file.
public partial class AppDelegate : UIApplicationDelegate
{
// This method is invoked when the application has loaded its UI and its ready to run
public override bool FinishedLaunching (UIApplication app, NSDictionary options)
{
// If you have defined a view, add it here:
//window.AddSubview(navigationController.View);
window.MakeKeyAndVisible ();
return true;
}
// This method is required in iPhoneOS 3.0
public override void OnActivated (UIApplication application)
{
}
}
}

其中有两个有趣的地方。它包含一个Application类和一个AppDelegate类。从这里开始，和传统的.NET GUI开发就有所不同了。

iPhone应用程序的工作方式是，应用程序类（继承于UIApplication）包含了所有窗口、视图、控件和资源等等；同时应用程序委托类中（继承于UIApplicationDelegate）处理来自iPhone OS的回调，实际上会包括应用程序运行周期（Lifecycle）的事件（例如应用程序启动和应用程序终止）和大量的运行时事件（例如低内存报警）。

通过在应用程序委托类处理这些事件，你就能够响应它们。比如，在应用程序关闭的时候，WillTerminate()方法将被调用，这样就有机会去保存任何用户数据、应用程序状态等。

在Application类中，具有一个Main()方法。调用UIApplication.Main，Objective-C运行时将查找MainWindow.xib文件（它包含了 UIApplicationDelegate类的名称），实例化Application类（为单实例）后，就接着调用AppDelegate类中运行周期事件。

你不必把主窗体的名称命名为“MainWindow.xib”（即所谓的主界面文件）。你可以任意命名它，只需告知编译系统去查找哪个文件就行。如果你希望它去查找不同的文件，在项目文件上右键打开项目选项，点击Options ，接着在Build : iPhone Application : Main Interface File中即可设置主窗体对应的文件。在应用程序启动的时候，Objective-C运行时将会尝试去加载那个文件，并根据这个文件内的设置来查找应用程序委托类。

另外，你也可以任意命名你的应用程序委托类。默认情况下，它的名称为“AppDelegate”。要改变它，在Interface Builder中打开主界面文件，修改Application Delegate的名称。

一会我们会回到Main.cs文件上来，不过首先来深入研究下应用程序的实际GUI。

Interface Builder

目前为止，已经读到了我们的iPhone应用程序的部分代码，可以深入研究一下如何构建它的界面了。苹果的应用程序设计工具包称之为Interface Builder。Interface Builder可以和开发环境松耦合。它可以编辑那些定义应用程序GUI的.xib文件。NIB和XIB的比较：Nib文件包含了窗口、控件等的XML表示，类似于WPF/Silverlight中的XAML模型。

不管是在XCode中编写Objective-C，或在MonoDevelop中编写C#，Interface Builder的用法都是完全一样的。能这样，完全是因为MonoDevelop能够监测Nib文件的变更，并添加/删除对应于Nib文件的适当代码到 designer.cs文件中。

你当然可以不打开Interface Builder，纯粹通过编程来创建整个GUI，有些开发人员确实也是这样做的。很多事情在Interface Builder也无法完成，就此而言，你还是需要编程来完成某些事情。Interface Builder隐藏了一些复杂的部分，在入门的时候，很容易使用Interface Builder来熟悉iPhone应用程序GUI的一些概念。

那么，说了这么多，让我们来着手创建界面了。在MainWindow.xib文件上双击。Interface Builder将启动，并能看到如下图所示的东西：

让我们逐一研究一下这些窗口。从左到右，分别是：Document Window（文档窗口）、Design Surface Window（设计界面窗口）、Library Window（控件库窗口）和Inspector Window（检查器窗口）。

首先让我们来看Document Window：

这个窗口显示了在.xib文件中的所有对象。这是默认的视图，你会发现它虽然样子漂亮，但没有太大用处，因为你的对象实际上是层级排列的，而图标视图只能同时显示一级。在我们添加控件到界面上的时候，它不会显示在这个视图中。所以，我们需要通过点击View Mode工具条上中间的图标来改变列表视图。改变后，应该会显示如下的样子：

下一个窗口是设计界面。也就是，我们实际拖拽Cocoa Touch控件来设计我们界面的地方：

当然，由于我们尚未添加任何控件到上面，所以现在还是一片空白。

下一个窗口是Library。Library包含了所有能在设计界面上使用的Cocoa Touch控件。如果你运行Leopard【译者注：原文这里为Snow Leopard，实际是错误的。】，那么你的控件库窗口如下所示：

如果你运行Snow Leopard【译者注：原文这里未Leopard，实际是错误的。】，它应该是这个样子：

注意它们两者还是非常类似的。在Snow Leopard里，有一个名为“Classes”的标签页，我们后面会讲到这个东西，不过这也是唯一的不同点。

这是Library的默认视图，不过我喜欢稍微不同的样子，以便我能一下看到更多的控件。为了改变Library窗口中的视图，右键点击控件视图，可以选择不同的显示风格。你也可以点击窗口左下角的Gear（齿轮）按钮。下图是Leopard中的“icons and labels”风格：

而在Snow Leopard中是：

最后一个窗口是Inspector Window：

Inspector具有四种不同的视图，可以通过窗口顶部的标签栏来选择。这些视图分别是Attribute Inspector、Connections Inspector、Size Inspector和Identity Inspector。Inspector大致和Visual Studio中的Property Explorer类似。它向你显示当前选中的Cocoa Touch对象的所有属性。也可以用它来设置可视化属性、布局等等。在创建Outlets和Actions时也用得着它，这个主题后面会谈到。在下面的图片中，我们在Document窗口中选择了Window对象，所以我们可以查看这个对象的相关属性。

现在，我们对Interface Builder窗口已经大致浏览了一遍，接下来让我们实际地创建一些东西。我们要创建如下这样的界面：

首先，拖一个“Round Rect Button（圆角矩形按钮）”（UIButton）到窗口上。接着，在按钮上双击来设置文本。在这个过程中你会注意到，你会获得少许的指导。这些指导是基于苹果的人机交互向导（Human Interface Guidelines）的，来辅助你在视图上以适合的间距等来定位控件。

在窗口上添加了按钮后，拖入一个“Label（标签）”（UILabel）控件。改变它的尺寸以便接近窗口的宽度。接着双击这个label控件，删除文本以使应用程序启动的时候，标签的内容是空白的。

如果你正确地完成了所有步骤，那么你的Document Window将显示如下的样子（点击“Window”旁边的箭头就会看到它包含的子控件）：

我们现在创建了第一个窗口界面。不过，不像传统的.NET GUI开发，你还不能编程访问这些控件。假如这是一个WPF应用程序，你一拖动控件到设计界面上，你就能通过this.ControlName这样的形式来访问它。如果你马上去查看MainWindow.designer.cs文件，除了“window”属性外，你看不到任何其他代码。为了让这些对象能被代码访问，我们必须通过Outlets把它们关联上。你在Interface Builder中创建一个Outlet（对象关联口）的时候，MonoDevelop将在这个类的designer.cs文件中添加一个匹配的属性，让你可以编程访问这些控件。

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