iOS 项目开发全程实录

978-7-115-43357-2
作者: 管蕾
译者:
编辑: 张涛

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本书先讲解最新的Swift语言的基本知识和高级特性,然后通过实例全面讲解了iOS9 案例开发的全过程,包括智能家居、健康应用、苹果手表、游戏开发等领域。每一个实例都具有极强的代表性,能够很好的演示每一个知识点的具体用法。

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书名:iOS 项目开发全程实录

ISBN:978-7-115-43357-2

本书由人民邮电出版社发行数字版。版权所有,侵权必究。

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• 编  著 管 蕾

  责任编辑 张 涛

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本书共17章,从搭建开发环境开始,依次讲解了搭建开发环境实战,Objective-C语法实战,Swift语法实战,界面布局实战,控件应用实战,屏幕显示实战,自动交互实战,图形、图像和动画实战,多媒体应用实战,互联网应用实战,地图定位应用实战,传感器、触摸和交互实战,硬件设备操作实战,游戏应用实战,WatchOS 2开发实战,开发框架实战以及移动Web应用等知识。

本书适合iOS初学者、iOS爱好者、iOS开发人员学习,也可以作为相关培训学校和大专院校相关专业的教学用书。


iOS最早于2007年1月9日的苹果Macworld 展览会上公布,随后苹果公司于同年6月发布了第一版iOS操作系统,当初的名称为“iPhone运行OS X”。当时的苹果公司CEO史蒂夫·乔布斯 先生说服了各大软件公司以及开发者可以先搭建低成本的网络应用程序(Web App),这样可以使得它们能像iPhone的本地化程序一样来测试“iPhone运行OS X”平台。根据当前的市场显示,搭载iOS系统的iPhone手机仍然是当前最受欢迎的一款智能手机,搭载iOS系统的iPad仍然是当前最受欢迎的一款平板电脑。

本书内容相当丰富,实例内容覆盖全面。我们的目标是通过一本图书提供多本图书的价值,读者可以根据自己的需要有选择地阅读。在内容的编写上,本书具有以下特色。

1.Objective-C和Swift双剑合璧

在本书涵盖的实例中,不但演示了用传统Objective-C语言开发iOS应用程序的方法,而且也演示了用苹果公司的最新语言——Swift开发iOS应用程序的方法。本书实现了Objective-C和Swift的鲜明对比,能够给读者以启迪。

2.实例全面

本书中的实例涉及UI、控件、游戏、网络、多媒体、地图定位、平板电脑开发、优化和创意开发等,几乎涵盖了所有的iOS应用领域,每个实例讲解翔实,让读者真正明白具体原理和具体实现的方法。

3.结构合理

从用户的实际需要出发,科学安排知识结构,内容由浅入深,叙述清楚。

4.易学易懂

本书条理清晰,语言简洁,可帮助读者快速掌握每个知识点。读者既可以按照本书编排的章节顺序进行学习,也可以根据自己的需求对某一章节进行有针对性的学习。

5.实用性强

本书彻底摒弃枯燥的理论和简单的操作,注重实用性和可操作性,详细讲解了各个实例的具体实现原理。用户在掌握相关操作技能的同时,还能学习到相应的基础知识。

6.基于新的Swift

在本书涵盖的实例中,所有的Swift实例都是用2.0实现的,运行更加稳定高效,不会产生莫名其妙的调试错误。

初学iOS编程的自学者

Objective-C开发人员

Swift开发人员

大中专院校的老师和学生

毕业设计的学生

iOS编程爱好者

相关培训机构的老师和学员

从事iOS开发的程序员

在本书编写过程中,得到了人民邮电出版社工作人员的大力支持,正是各位编辑的耐心和效率,才使得本书在这么短的时间内出版。另外也十分感谢我们的家人,在写作的时候给予了巨大的支持。但水平毕竟有限,纰漏和不尽如人意之处在所难免,诚请读者提出意见或建议,以便修订并使之更臻完善。

源程序下载地址:www.toppr.net。

读者QQ交流群:283166615

作 者


都说“工欲善其事,必先利其器!”,在进行iOS开发之前,也同样需要先为自己准备一个好的开发工具,并预先搭建一个合适的开发环境。本章将以具体实例来详细介绍搭建iOS开发环境中的知识,让读者从实例中体会搭建iOS开发环境的方法和技巧,为步入本书后面知识的学习打下基础。

范例1-1

下载并安装Xcode

源码路径

无  

要开发iOS的应用程序,需要一台安装有Xcode工具的Mac OS X电脑。Xcode是苹果提供的开发工具集,提供了项目管理、代码编辑、创建执行程序、代码级调试、代码库管理和性能调节等功能。这个工具集的核心就是Xcode程序,提供了基本的源代码开发环境。

Xcode是一款强大的专业开发工具,可以简单快速而且以我们熟悉的方式执行绝大多数常见的软件开发任务。相对于创建单一类型的应用程序所需要的能力而言,Xcode要强大得多,它的设计目的是使我们可以创建任何想象到的软件产品类型,从Cocoa及Carbon应用程序,到内核扩展及Spotlight导入器等各种开发任务,Xcode都能完成。Xcode独具特色的用户界面可以帮助用户以各种不同的方式来漫游工具中的代码,并且可以访问工具箱下面的大量功能,包括GCC、javac、jikes和GDB,这些功能都是制作软件产品所需要的。它是一个由专业人员设计的又由专业人员使用的工具。

由于能力出众,Xcode已经被Mac开发者社区广为采纳。而且随着苹果电脑向基于Intel的Macintosh迁移,转向Xcode变得比以往的任何时候更加重要。这是因为使用Xcode可以创建通用的二进制代码,这里所说的通用二进制代码是一种可以把PowerPC和Intel架构下的本地代码同时放到一个程序包的执行文件格式。事实上,对于还没有采用Xcode的开发人员,转向Xcode是将应用程序连编为通用二进制代码的第一个必要的步骤。

其实对于初学者来说,只需安装Xcode即可。通过使用Xcode,既能开发iPhone程序,也能够开发iPad程序。并且Xcode还是完全免费的,通过它提供的模拟器就可以在电脑上测试我们的iOS程序。如果要发布iOS程序或在真实机器上测试iOS程序的话,就需要99美元。

(1)下载的前提是先注册成为一名开发人员,来到苹果开发页面主页https://developer.apple.com/,如图1-1所示。

如果通过使用iTunes、iCloud或其他Apple服务获得了Apple ID,可将该ID用作开发账户。如果目前还没有Apple ID,或者需要新注册一个专门用于开发的新ID,可通过注册的方法创建一个新Apple ID。注册界面如图1-2所示。

图1-1 苹果开发页面主页

图1-2 注册Apple ID的界面

(2)单击图1-2中的“Create Apple ID”按钮后可以创建一个新的 Apple ID账号,注册成功后,输入信息登录,登录成功后的界面如图1-3所示。

图1-3 使用Apple ID账号登录后的界面

(3)登录到Xcode的下载页面https://developer.apple.com/xcode/downloads/,找到“Xcode 7”选项,如图1-4所示。

图1-4 Xcode的下载页面

(4)如果是付费账户,可以直接在苹果官方网站中下载获得。如果不是付费会员用户,可以从网络中搜索热心网友们的共享信息,以此达到下载Xcode 7的目的。单击“Download Xcode 7 beta”链接后弹出下载对话框,如图1-5所示。单击“下载”按钮开始下载。

(5)下载完成后,打开下载的“.dmg”格式文件如图1-6所示。

图1-5 单击“Download Xcode 7 beta”链接 

图1-6 打开下载的Xcode文件

(6)双击Xcode下载得到的文件开始安装,在弹出的对话框中单击“Continue”按钮,如图1-7所示。

(7)在弹出的欢迎界面中单击“Agree”按钮,如图1-8所示。

图1-7 单击“Continue”按钮 

图1-8 单击“Agree”按钮

(8)在弹出的对话框中单击“Install”按钮,如图1-9所示。

(9)在弹出的对话框中输入用户名和密码,然后单击“好”按钮,如图1-10所示。

图1-9 单击“Install”按钮 

图1-10 单击“好”按钮

(10)在弹出的新对话框中显示安装进度,安装完成后的界面如图1-11所示。

(11)Xcode 7的默认启动界面如图1-12所示。

图1-11 完成安装  

图1-12 启动Xcode 7后的初始界面

在成功登录Apple ID后,可以决定是加入付费的开发人员计划还是继续使用免费资源。要加入付费的开发人员计划,请再次将浏览器指向iOS开发计划网页(http://developer.apple.com/programs/ios/ ),并单击“Enron New”链接加入。阅读说明性文字后,单击“Continue”按钮开始进入加入流程。在系统提示时选择“I’m Registered as a Developer with Apple and Would Like to Enroll in a Paid Apple Developer Program”,再单击“Continue”按钮。注册工具会引导我们申请加入付费的开发人员计划,包括在个人和公司选项之间做出选择。如果不确定成为付费成员是否合适,建议读者先不要急于成为付费会员,而是先成为免费成员,在编写一些示例应用程序并在模拟器中运行它们后再升级为付费会员。显然,模拟器不能精确地模拟移动传感器输入和GPS数据等。

如果读者准备选择付费模式,付费的开发人员计划提供了两种等级:标准计划(99美元)和企业计划(299美元),前者适用于要通过App Store发布其应用程序的开发人员,而后者适用于开发的应用程序要在内部(而不是通过App Store)发布的大型公司(雇员超过500人)。你很可能想选择标准计划。

其实无论是公司用户还是个人用户,都可选择标准计划(99美元)。在将应用程序发布到App Store时,如果需要指出公司名,则在注册期间会给出标准的“个人”或“公司”计划选项。

范例1-2

创建iOS项目并启动模拟器

源码路径

计算机模拟(简称SIM)是利用计算机进行模拟的方法,利用计算机软件开发出的模拟器,可以进行故障树分析、测试VLSI逻辑设计等复杂的模拟任务。在优化领域,物理过程的模拟经常与演化计算一同用于优化控制策略。计算机模拟器中有一种特殊类型:计算机架构模拟器,用以在一台计算机上模拟另一台指令不兼容或者体系不同的计算机。阿兰·图灵曾提出:(不同体系的)机器A或机器B不考虑硬件和速度的限制,在理论上可以用指令实现互相模仿(即图灵机)。然而在现实中,速度和硬件是必须考虑的。

(1)Xcode位于“Developer”文件夹内的“Applications”子文件夹中,快捷图标如图1-13所示。

(2)启动Xcode 7后的初始界面如图1-14所示,在此可以设置是创建新工程还是打开一个已存在的工程。

图1-13 Xcode图标

图1-14 启动一个新项目

(3)单击“Create a new Xcode project”后会出现“Choose a template…”窗口,如图1-15所示。在窗口的左侧,显示了可供选择的模板类别,因为我们的重点是类别iOS Application,所以在此需要确保选择了它。而在右侧显示了当前类别中的模板以及当前选定模板的描述。

(4)从iOS 9开始,在“Choose a template…”窗口的左侧新增了“watchOS”选项,这是为开发苹果手表应用程序所准备的。选择“watchOS”选项后的效果如图1-16所示。

图1-15 “Choose a template…”窗口 

图1-16 选择 “watchOS”选项后的效果

(5)对于大多数iOS 9应用程序来说,只需选择 “iOS”下的 “Application(应用程序)” 模板,然后单击“Next”按钮即可,如图1-17所示。

(6)选择模板并单击“Next”按钮后,在新界面中Xcode将要求指定产品名称和公司标识符。产品名称就是应用程序的名称,而公司标识符是创建应用程序的组织或个人的域名,但按相反的顺序排列。这两者组成了标识符,它将您的应用程序与其他iOS应用程序区分开来,如图1-18所示。

例如,创建一个名为“exSwift”的应用程序,设置域名为“apple”。如果没有域名,在开发时可以使用默认的标识符。

图1-17 单击模板“Empty Application(空应用程序)” 

图1-18 Xcode文件列表窗口

(7)单击“Next”按钮,Xcode将要求指定项目的存储位置。切换到硬盘中合适的文件夹,确保没有选择复选框“Source Control”,再单击“Create(创建)”按钮。Xcode将创建一个名称与项目名相同的文件夹,并将所有相关联的模板文件都放到该文件夹中,如图1-19所示。

图1-19 选择保存位置

(8)在Xcode中创建或打开项目后,将出现一个类似于iTunes的窗口,需要使用它来完成所有的工作,从编写代码到设计应用程序界面。如果这是您第一次接触Xcode,令人眼花缭乱的按钮、下拉列表和图标将让您感到不适。为让您对这些东西有大致认识,下面首先介绍该界面的主要功能区域,如图1-20所示。

(9)运行iOS模拟器的方法十分简单,只需单击左上角的按钮即可,运行效果如图1-21所示。

图1-20 Xcode界面

图1-21 iPhone模拟器的运行效果

在Xcode中,模拟器的安装目录在:

/Users/你当前登录的用户名/Library/Application Support/iPhone Simulator/

范例1-3

打开一个现有的iOS项目

源码路径

本范例的功能是,演示了打开一个已经存在的Xcode项目的方法。

(1)启动Xcode 7开发工具,然后单击右下角的“Open another project…”命令,如图1-22所示。

(2)此时会弹出选择目录对话框界面,在此找到要打开项目的目录,然后单击“.xcodeproj”格式的文件即可打开这个iOS 9项目,如图1-23所示。

图1-22 单击右下角的“Open another project…”

图1-23 单击“.xcodeproj”格式的文件

另外,读者也可以直接来到要打开工程的目录位置,双击里面的“.xcodeproj”格式的文件也可以打开这个iOS 9项目。

在iOS 9开发过程中,可以直接通过双击项目中的project.pbxproj的方式打开这个工程项目。

范例1-4

Xcode基本面板介绍

源码路径

Xcode 7是一款功能全面的应用程序,通过此工具可以轻松输入、编译、调试并执行Objective-C程序。如果想在Mac上快速开发iOS应用程序,则必须学会使用这个强大的工具。在下面的内容中,将详细讲解Xcode 7开发工具的基本知识,为读者步入本书后面知识的学习打下基础。

1.整体面板介绍

使用Xcode 7打开一个iOS 9项目后的效果如图1-24所示。

(1)调试区域:左上角的这部分是控制程序编译进行调试或者终止调试,还有选择Scheme目标的地方。单击三角形图标会启动模拟器运行这个iOS程序,单击正方形图标会停止运行。

(2)资源管理器:左边这一部分是资源管理器,上方可以设置选择显示的视图,有Class视图、搜索视图、错误视图等。

图1-24 打开一个iOS 9项目后的效果

(3)工程面板:这部分是最重要的,也是整个窗口中占用面积最大的区域,通常显示当前工程的总体信息,例如编译信息、版本信息和团队信息等。当在“资源管理器”中用鼠标选择一个源码文件时,这个区域将变为“编码面板”,在面板中将显示这个文件的具体源码。

(4)属性面板:在进行Storyboard或者xib设计的时候十分有用,可以设置每个控件的属性。和Visual C++、Visual Studio.NET中的属性面板类似。

2.调试工具栏介绍

调试工具栏界面效果如图1-25所示。从左面开始我们来看看常用的工具栏项目,首先是运行按钮,单击它可以打开模拟器来运行我们的项目。停止运行按钮是。另外当单击并按住片刻后可以看到下面的弹出菜单,为我们提供了更多的运行选项。

在停止运行按钮的旁边,可以看到如图1-26所示的一个下拉列表,在这里可以选择虚拟器的属性,是iPad还是iPhone。iOS Device是指真机测试。

工具栏最右侧有3个关闭视图控制器工具,可以用来关闭一些不需要的视图,如图1-27所示。

图1-25 调试工具栏界面效果  

图1-26 选择虚拟器的属性 

图1-27 关闭视图控制器工具

3.导航面板介绍

在导航区域包含了多个导航类型,例如选中第1个图标后会显示项目导航面板,即显示当前项目的构成文件,如图1-28所示。

单击第2个图标后会来到符号导航面板界面,将显示当前项目中包含的类、方法和属性,如图1-29所示。

图1-28 项目导航面板界面

图1-29 符号导航面板界面

单击第3个图标后会来到搜索导航面板界面,在此可以输入将要搜索的关键字,按下回车键后将会显示搜索结果。例如,输入关键字“first”后的效果如图1-30所示。

单击第4个图标后会来到问题导航面板界面,如果当前项目存在错误或警告,则会在此面板中显示出来,如图1-31所示。

图1-30 搜索导航面板界面

图1-31 显示出错信息

单击第5个图标后会来到测试导航面板界面,将会显示当前项目包含的测试用例和测试方法等,如图1-32所示。

单击第6个图标后会来到调试导航面板界面,在默认情况下将会显示一片空白,如图1-33所示。只有进行项目调试时,才会在这个面板中显示内容。

图1-32 测试导航面板界面

图1-33 调试导航面板界面

4.检查器面板介绍

单击属性窗口中的图标后会来到文件检查器面板界面,此面板用于显示该文件存储的相关信息,例如文件名、文件类型、文件存储路径和文件编码等信息,如图1-34所示。

单击属性窗口中的图标后会来到快速帮助面板界面,当将光标停留在某个源码文件中的声明代码片段部分时,会在快速帮助面板界面中显示帮助信息。图1-35的右上方显示了光标所在位置的帮助信息。

图1-34 文件检查器面板界面

图1-35 快速帮助信息

在Xcode 7中使用断点调试的基本流程如下所示。

打开某一个文件,在编码窗口中找到想要添加断点的行号位置,然后鼠标左键单击,此时这行代码前面将会出现图标,如图1-36所示。如果想删除断点,只需用鼠标左键按住断点并拖向旁边,断点就会消失。

在添加断点并运行项目后,程序会进入调试状态,并且会执行到断点处停下来,此面板中将会显示执行这个断点时的所有变量以及变量的值,如图1-37所示。此时的测试导航界面如图1-38所示。

图1-36 设置的断点 

图1-37 变量检查值

断点测试导航界面的功能非常强大,甚至可以查看程序对CPU的使用情况,如图1-39所示。

图1-38 断点测试导航界面  

图1-39 CPU的使用情况

单击导航面板中的第7个图标后会来到断点导航面板界面,在此界面中将会显示当前项目中的所有断点。右键单击断点后,可以在弹出的快捷菜单中设置禁用断点或删除断点,如图1-40所示。

单击第8个图标后会来到日志导航面板界面,在此界面中将会显示开发整个项目的过程中所发生过的所有信息,如图1-41所示。

图1-40 禁用断点或删除断点

图1-41 日志导航面板界面

范例1-5

通过搜索框缩小文件范围

源码路径

在开发iOS 9项目的过程中,为了快速搜索到项目程序中的某个关键字,可以使用Xcode搜索框实现快速查询功能。

当项目开发一段时间后,源代码文件会越来越多。再从Groups & Files的界面去点选,效率比较差。可以借助Xcode的浏览器窗口,如图1-42所示。

图1-42 Xcode的浏览器窗口

在图1-42的搜索框中可以输入关键字,这样浏览器窗口里就只显示带关键字的文件了,比如只想看SKTexture相关的类,如图1-43所示。

图1-43 输入关键字

通过Xcode编写代码,代码的头部会有类似于如图1-44所示的内容。

图1-44 头部内容

在此可以将这部分内容改为公司的名称或者项目的名称。

范例1-6

格式化代码

源码路径

这里的格式化是指将Xcode中的源码进行修饰,目标是将代码按照一定的格式显示出来,使整个界面看起来整洁大方,提高程序的阅读性。

例如在下面图1-45所示的界面中,有很多行都顶格了,此时需要进行格式化处理。

选中需要格式化的代码,然后在上下文菜单中进行查找,这是比较规矩的办法,如图1-46所示。

Xcode没有提供快捷键,当然自己可以设置,此时可以用快捷键实现,例如:Command+A(全选文字)、Command+X(剪切文字)和Command+V(粘贴文字)。Xcode 7会对粘贴的文字格式化。

图1-45 多行都顶格  

图1-46 在上下文菜单中进行查找

有的时候代码需要缩进,有的时候又要做相反的操作。单行缩进和其他编辑器类似,只需使用“Tab”键即可。如果选中多行则需要使用快捷键了,其中“Command+]”表示缩进,“Command+[”表示反向缩进。

使用IDE工具的一大好处是,工具能够帮助我们自动完成比较冗长的类型名称。Xcode提供了这方面的功能。比如下面的的输出日志。

NSLog(@"book author: %@",book.author);

如果都自己输入会很麻烦的,可以先输入“ns”,然后使用快捷键“Ctrl+.”,会自动出现如下代码。

NSLog(NSString * format)

然后填写参数即可。快捷键“Ctrl+.”的功能是自动给出第一个匹配ns关键字的函数或类型,而NSLog是第一个。如果继续使用“Ctrl+.”,则会出现比如NSString的形式。以此类推,会显示所有ns开头的类型或函数,并循环往复。或者,也可以用“Ctrl+,”快捷键,比如还是ns,那么会显示全部ns开头的类型、函数、常量等的列表。可以在这里选择。其实,Xcode也可以在输入代码的过程中自动给出建议。比如要输入“NSString”,当输入到“NSStr”的时候:

NSString

此时后面的ing会自动出现,如果和预想的一样,只需直接按“Tab”键确认即可。如果想输入的是“NSStream”,那么可以继续输入。另外也可按“Esc”键,这时就会出现结果列表供选择了,如图1-47所示。

如果是正在输入方法,那么会自动完成,如图1-48所示。

图1-47 出现结果列表

图1-48 自动完成的结果

我们可以使用“Tab”键确认方法中的内容,或者通过快捷键“Ctrl+/”在方法中的参数间来回切换。

范例1-7

文件内查找和替代

源码路径

和其他市面中的主流开发工具类似,Xcode也为开发者提供了在项目中实现快速查找和替代的功能,提高了开发效率。

在编辑代码的过程中经常会做查找和替代的操作,如果只是查找则直接按“Command+F”快捷键即可,在代码的右上角会出现如图1-49所示的界面。只需在里面输入关键字,不论大小写,代码中所有命中的文字都高亮显示。

也可以实现更复杂的查找,例如是否大小写敏感、是否使用正则表达式等。设置界面如图1-50所示。

通过图1-51中的“Find & Replace”可以切换到替代界面。

例如,图1-52所示的界面将查找设置为大小写敏感,然后替代为myBook。

图1-49 查找界面

图1-50 复杂查找设置

图1-51 “Find & Replace”替换

图1-52 替代为myBook

另外,也可以单击按钮选择是全部替代,还是查找一个替代一个等。如果需要在整个项目内查找和替代,则依次单击“Find”→“Find in Project…”命令,如图1-53所示。

还是以找关键字“book”为例,则实现界面如图1-54所示。

图1-53 “Find in Project…”命令 

图1-54 在整个项目内查找“book”关键字

替代操作的过程也与之类似,在此不再进行详细讲解。

如果想定位光标到选中文件的行上,可以使用快捷键“Command+L”来实现,也可以依次单击“Navigate”→“Jump to Line…”命令实现,如图1-55所示。

在使用菜单命令或者快捷键时都会出现如图1-56所示的对话框,输入行号和回车后就会来到该文件的指定行。

图1-55 “Jump to Line…”命令

图1-56 输入行号

范例1-8

使用Xcode 7帮助系统

源码路径

在Mac中使用Xcode 7进行iOS开发时,难免会遇到很多API、类和函数等资料的查询操作,此时可以利用Xcode自带的帮助文档系统进行学习并解决我们的问题。

使用Xcode 7帮助系统的方式有如下3种。

(1)使用“快速帮助面板”。

只需将光标放在源码中的某个类或函数上,即可在“快速帮助面板”中弹出帮助信息,如图1-57所示。

图1-57 “快速帮助面板”界面

此时单击右下角中的“View Controller Catalog for iOS,View Controller”后会在新界面中显示详细信息,如图1-58所示。

图1-58 详细帮助信息

(2)使用搜索功能。

在上图中的帮助系统中,可以在顶部文本框中输入一个关键字,即可在下方展示对应的知识点信息。例如,输入关键字“NSS”后的效果如图1-59所示。

图1-59 输入关键字“NSS”后的效果

(3)使用编辑区的快速帮助。

在某个程序文件的代码编辑界面,按下“Option”键后,当将光标移动到某个类上时会变为问号,此时单击鼠标左键就会弹出悬浮样式的快速帮助信息,显示对应的接口文件和参考文档。当单击参考文档名时,会弹出帮助界面显示相关的帮助信息,如图1-60所示。

图1-60 详细帮助信息

如果想快速的查看官方API文档,可以在源代码中按下“Option”键并鼠标双击该类型(函数、变量等),如下面图1-61所示的是SKTextureFilteringMode的API文档对话框。

图1-61 SKTextureFilteringMode的API文档对话框

如果单击上图中标识的按钮,会弹出完整文档的窗口,如图1-62所示。

图1-62 完整文档的窗口


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