MonoTouch:用.NET开发iPhone应用

  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。

  更多信息

  限制的完整列表和更多信息,可参见http://monotouch.NET/Documentation/Limitations。

  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)
{
}
}
}

  Outlets(对象关联口)

  我们来为之前添加的标签和按钮控件添加outlets,以便能在代码中访问它们。这点在Leopard和Snow Leopard上也有所区别,所以大家要严格遵循这里提到的正确指示。

  【SNOW LEOPARD指示开始】

  确保Library Window是打开的。点击顶部的“Classes”标签。点击第一个下拉列表框,这个就是所谓的“Library”,滚动到最后选择“Other Classes”。就会显示在你的项目中存在的自定义类。从上面列表中选择AppDelegate,接着选择下面的“Outlets”标签:

  点击“+”按钮两次来创建两个新的Outlet。

  【SNOW LEOPARD指示结束】

  【LEOPARD指示开始】

  首先,保证在Document Window中App Delegate是被选中的。如果App Delegate未被选中,那么在创建Outlets的时候,它们的属性不会被创建,或者会在错误的地方创建。

  接下来,来看Identity Inspector。Identity Inspector是Inspector窗口的最后一个标签页。现在,在Identity Inspector中定位到“Class Outlets”部分。在Class Outlets上,点击“+”按钮两次来创建两个新的Outlet。

  【LEOPARD指示结束】

  每个outlet都具有一个名称和一个类型。名称代表了控件属性的名字,这个类似于ASP.NET的ID,或WPF中的Name。类型是 Outlet的实际类型,比如UIButton、UILabel、UITextView等等。为了命名它们,在它们的名称上双击,键入相应的名称。对于我们之前添加的outlet来说,我们修改为“btnClickMe”和“lblResult”。

  目前,它们两者的类型都是“id”。如果你不改变类型,就能把它们挂接到任何东西上,因为id就意味着动态类型,本质上就是.NET世界中的“object”。id类型虽然好,不过我们打算把它们改为实际的类型。过一会我们会看到这样做会有什么不同。现在,双击btnClickMe的类型,键入“UIButton”。你的Class Outlets 窗口应该显示如下这个样子:

  如果在里面没有window的outlet,意味着你没有在App Delegate创建outlet。如果这样的话,删除Outlets,保证在Document Window中选中App Delegate,重新创建outlets。

  现在我们已经创建了这些outlets了,就需要实际地把它们关联到我们的控件上。首先,在Inspector窗口上点击第二个标签页,来选中 Connections Inspector。在Outlets部分,应该可以看到我们之前创建的两个Outlets了。然而,你不能把它挂接到任何东西上。注意,“window”这个outlet已经挂接到“Window”对象上了。

  为了挂接我们的Outlets,我们要从“Outlets”中的outlet圆点上,拖动到我们想要挂接的控件上。在这样做的时候,我们将会看到如下所示的效果:

  对两个Outlet都进行这样处理。你也可以从Connections Inspector拖到Document Window上。如果控件相互重叠的情况下,这样就很有用。下面的截图就描述了这种方式:

  在我们这样做的时候,你可能会注意到一些有趣的事情。因为设置lblResult的类型为UILabel,所以在我们把它的 Outlet拖到Window的时候,它只允许我们挂接到那些类型一致的控件上,在这个例子中就是UILabel。另外一方面,btnClickMe能被拖到任何东西上,因为它具有动态的ID类型。这就是我们要设置强类型outlet的一个原因,以便降低它挂接到错误控件上的可能性。当然,这不是必须的,不过这样做是一个良好的习惯。

  好的,现在我们创建好了界面了,outlets也挂接好了,让我们回到MonoDevelop把一起串在一起。

  回到MonoDevelop

  如果你打开MainWindow.designer.cs,在其中会到两个属性:

[MonoTouch.Foundation.Connect("btnClickMe")]
private MonoTouch.UIKit.UIButton btnClickMe {
get {
return ((MonoTouch.UIKit.UIButton)(this.GetNativeField("btnClickMe")));
}
set {
this.SetNativeField("btnClickMe",value);
}
}
[MonoTouch.Foundation.Connect(
"lblResult")]
private MonoTouch.UIKit.UILabel lblResult {
get {
return ((MonoTouch.UIKit.UILabel)(this.GetNativeField("lblResult")));
}
set {
this.SetNativeField("lblResult",value);
}
}

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