【Mac os 】苹果软件开发工具概述

苹果开发工具概述
什么是Xcode?
Xcode是Apple自己开发的，只运行在Mac OS X平台下的IDE。

如果你想真正了解Mac OS X平台上的开发，就应该了解它。

当然，Mac OS X实现了POSIX，固然也支持传统的UNIX编程环境；Eclipse 等Java开发工具也有Mac OS X版。

不过这些，你在Linux或者Windows平台也能体验到。

Xcode也并不神秘，Apple并没有自己特有的编译器（尽管Mac上的Gcc是经苹果修改过的版本），创建项目的时候，Xcode还是会生成并执行一条条的Gcc和ld的命令。

所以如果你有足够的UNIX经验（并且知道到哪里找需要用的Framework），完全可以在命令行编译一个完整的Cocoa应用程序。

其实Xcode提供了很多功能，使你无论在创建项目、设计、修改代码还是编译等各个环节都能收益，恐怕你很难找到一个不使用它的理由。

事实上，自从Mac OS 10.4引入了Universal Binary的概念以后，Xcode几乎成为了大多数Mac开发者的唯一选择。

不用担心的是Xcode是免费的，只要你有一台Mac，随机带的安装盘里就有Xcode，升级是免费的（不过如果你用的是Mac OS 10.5以前版本的OS，你将不能运行Xcode 3.0或以上的版本）。

什么是Interface Builder?
Interface Builder（IB）是Mac OS X平台下用于设计和测试用户界面（GUI）的应用程序。

为了生成GUI，IB并不是必需的，实际上Mac OS X下所有的用户界面元素都可以使用代码直接生成；但IB能够使开发者简单快捷的开发出符合Mac OS X human-interface guidelines的GUI。

通常你只需要通过简单的拖拽（drag-n-drop）操作来构建GUI就可以了。

IB使用Nib文件储存GUI资源，同时适用于Cocoa和Carbon程序。

在需要的时候，Nib文件可以被快速地载入内存。

ByeWindows程序
学习和认识Xcode的最好办法就是学做一个简单的例子，不然，你永远只知道Xcode而不知道怎样去用它。

这样的例子网上很多（外部连接里我也放了两个），英文没问题的读者可以直接去看那些例子。

让我们来看看如何使用Xcode编写一个简单的Cocoa程序（为保证实时性，以下的例子均将采用Xcode 3.0。

使用Cocoa程序作为例子的原因是我希望用一个连贯的例子介绍Xcode和Interface Builder；同时Cocoa程序才能代表Mac OS X编程的特点）。

首先我们需要安装Xcode。

放入Leopard安装DVD，再弹出窗口后，选择“OptionalInstalls->Xcode Tools->XcodeTools.mpkg”，然后根据安装向导完成安装。

安装完成后，Xcode.app可以在
“\Developer\Applications\”下找到。

双击图标，Xcode就应该运行起来了。

接下来我们需要创建一个新项目，点击Xcode的菜单：“File->New Project...”或者使用快捷键
Shift+Cmd+N。

这时会弹出一个Assistant窗口，你需要在这里选择你要建立哪一种Project。

选择“Application->Cocoa Application”，然后点“Next”。

接着你需要给项目取名字，并指定路径。

这里我们把项目叫做ByeWindows。

之后点“OK”，你就会看到Xcode的主窗口了。

图1.1 选择Project类型
我们先看左边“Groups & Files”一栏，注意到代表整个Project的ByeWindows蓝色图标已被选中，此时显示的是整个Project所有的文件，包括源文件和需要生成的Binary文件。

注意到ByeWindows.app可执行文件是以红色显示，意味着这个文件现在还没有生成，但Project对它有一个Reference。

如果改变左边选中的Group，右边的文件列表也会相应的更新。

现在我们在Classes group里新建两个文件：右击选中Classes，Add->New File... 选择Objective-C Class，命名文件名为“AppController”，点OK。

这时两个新文件会被添加到Class group里。

默认情况下.h文件会在一个新窗口中被打开，你可以使用快捷键Command↑切换到.m文件。

你也可以在Groups & Files一栏双击文件，使其在一个新窗口中打开。

在新窗口中编辑代码有时很方便，不过“All-in-One” window的模式或许更受偏爱。

不用急如果你喜欢“All-in-One”，只要先在左边单击选中main.m文件，然后点击Toolbar上的Editor按钮（如果你看不到这个按钮，你需要先通过点击菜单项“View->Customize Toolbar...”来添加该按钮），这样右边的窗口就变成了Editor。

以后你若选择左边的选项，右边Editor的内容会相应更新。

注意Xcode不象VS那样支持Tab，而是在Editor 的上方一栏，你可以通过点击左边那一对小三角来选择近来在Editor里打开过的文件；而点击右边那一对小三角，可以让你选择当前编辑的文件里的Symbols（比如函数名等）。

图1.2 Editor
接下来我们要写点代码：
AppController.h：
@interface AppController : NSObject {
IBOutlet NSButton *button;
}
(IBAction)saySomething:(id)sender;
@end
AppController.m:
#import "AppController.h"
@implementation AppController
(void)awakeFromNib {
NSLog(@"Wake up!");
}
(IBAction)saySomething:(id)sender {
NSLog(@"Hello Mac, Goodbye PC.");
}
@end
这里我们定义了一个class，但还没有生成其Instance。

这时双击Resources->MainMenu.nib，Interface Builder会自动启动。

从Library里drag一个NSObject（蓝色的正方体）到Title是MainMenu.nib的Window 里。

接着在Inspector里选择Identity tap (Command6)，更改其Class为AppController（我们刚刚定义的class）。

接着，再从Library里Drag一个Button（任何一种Button都可以）到Title（Window的窗口）。

接下来按住Control的同时，Drag button到AppController，并连接其Action到SaySomething:。

接下来Save 并返回Xcode。

图1.3 拖拽Object
图1.4 指定Object的Class
图1.5 按住Control，从按钮拖拽到App Controller
接下来我们要编译project。

点击toolbar上的“Build”图标，或者使用快捷键CommandB。

编译应该成功，这时注意主窗口的左右下脚各会显示“Build succeeded”和“Succeeded”。

点击后者，你能看到“Build Result”窗口，如果有任何Error或Warning，也会在这里显示出来。

接着运行程序，点击Go图标或者使用快捷键CommandR。

这时你会看到你刚才在Interface Builder里建好的带有一个Button的窗口。

点击Rditor窗口上方那个小的标有Gdb的图标，你可以看到Wake Up!的Log消息。

点击窗口中的Button，你可以看到“Hello Mac, Goodbye PC.”的Log消息。

这里稍微解释一下这个程序工作的原理：首先AppController是通过Nib文件来实例化的，AwakeFromNib Method会在程序运行起来后自动被调用，所以才有了第一条Log消息。

此外我们在IB里建立了Button到saySomething:的联系，而每当Button被按下时，其都会向其Target (这里是AppController）发送一个消息（这里是saySomething:)，所以每当我们按一下Button，都会有新的一条Log消息。

接下来我们要试一下如何调试。

首先我们得设一个Breakpoint。

这在Xcode里面最简单不过了，注意在Editor窗口的左边，有一栏显示着行号，在数字5的那里点一下...噢，一个Breakpoint就这样诞生了。

要改变Breakpoint的位置，我们只需要用鼠标上下拖动它；怎样去掉它呢？轻轻用鼠标的把它拖出来，放开鼠标，就好了。

如果你在蓝色的Breakpoint上点一下，它会变成灰色，意味着它被Disable了。

好，现在保证第5行有一个蓝色的Breakpoint，然后我们点击菜单项“Run->Debug”，这时程序会在我们设的Breakpoint处停住。

这时把鼠标放在不同的变量上，可以看到变量的值。

同时注意，Editor的上方多出了一排用于调试的工具。

点击最右边有“Gdb”字样的图标，我们可以再次看到Console窗口。

把Console窗口保留在一边，这时点击左起第三个按钮（Step Over），Console里面会再次显示出“Hello World”；这时点击左起第二个按钮（continue），由于我们没有其他的Breakpoint了，程序应该会正常终止。

更多关于Xcode和Interface Builder
在Xcode里你可以开发几乎所有可以在Mac OS X上运行的（从命令行的C程序到J2EE程序）程序。

Xcode也提供了许多相应template，大大节省了配置project的时间。

Xcode也支持对多种文件的编辑，其中包括Core Data data model文件的编辑器，使你能够像画Entity Relation Diagram一样的编辑Data Model。

同时Xcode也整合了对Version Control软件的支持（支持CVS, SVN, Perforce）。

另外值得一提的是Xcode的Refactor功能，它可以让你方便的更改变量的名称，甚至更改一个类的基类，而不用你自己手动的去搜索和替换。

Interface Builder方面，值得一提的是对Cocoa Binding的支持。

这里简单提一下什么是Binding。

通常，如果GUI需要呈现某些数据，你总需要写不少所谓“胶水”代码。

而Mac OS 10.3引入了binding的概念，使得这些Cocoa程序里这些胶水代码的数量可以大副减少：你只需要Bind GUI部分的某些Properties 到Data Model上即可。

在IB 3.0的Inspector的第四个Tab里（快捷键Command4），你可以找到当前选中的GUI元素的可以用于Binding的Properties。

外部联接
Xcode User Guide
Interface Builder User Guide
Learn Cocoa
First Cocoa Application
Intro to Bindings
在Mac OS X上你可以使用Gprof这样的UNIX工具用于测试程序性能。

当然，Apple也有自己的Profiling Tools，用得比较多的是Shark。

10.5里还引入了一个基于DTrace的叫Instruments的程序。

Instruments
自Xcode 3.0开始，苹果提供了一种非比寻常的方法来调试应用程序，这就是Instruments。

就像它的名字一样（Instruments意为乐器），Instruments提供了一种像苹果的音乐创作软件GarageBand一样的带有时间线的界面，把应用程序的各种性能指标像乐谱一样可视化地记录下来。

Instruments能记录整个应用程序的运行情况，并将所有信息按照时间顺序并排地呈现出来，让你可视化的对比分析各种“乐器”（分析工具）——CPU使用率、网络、文件活动、内存分配等。

由于这些信息的显示都按照时间对齐，你可以很快速的定位应用程序运行过程中的某个片段，比如看看上一个CPU占用高峰的时候磁盘正在做什么。

如此全局观的审视应用程序运行状态，能帮助您更好的理解各种因果关系，提高软件性能。

Instruments借助内建于操作系统中的万能辅助（Universal Access）功能，能够记录下应用程序运行过程中的用户交互操作，然后便可一遍遍地轻松重复同样操作。

这样你就能随时为应用程序创建某种特定的测试。

在Instruments中记录下应用程序的行为，修改代码，再返回重测看看修改效果。

在模版中运行应用程序能让Instruments可视化地并排比对每次运行状态，从而清晰的获知修改代码带来的性能以及内存开销的变化。

实际上多数Instruments分析工具都是使用DTrace来实现的，它是系统中全局的分析工具，能全面获取上层应用程序行为到底层操作系统内核的系统活动。

你也能创建自己的分析工具，使用Instrument Builder来创建定制的强大分析工具。

Instruments中已经包含了以下六类的分析工具：
• 用户事件：追踪用户交互动作的精确事件，如鼠标点击等。

• CPU和进程：监视系统活动、采样、负载图表和线程。

• 内存：跟踪垃圾回收、对象分配和泄露。

• 文件活动：监视磁盘活动，读写和文件锁。

• 网络活动：衡量并记录网络流量。

• 图形：解释OpenGL驱动的内在工作。

Shark
Shark可能是Mac开发者最喜欢使用的Profiling Tool了。

Shark的User Guide上写到：“默认状态下，Shark通过定期的Interrupt每个处理器并对当前进程、线程、指令地址和函数 Callstack进行取样来创建Profile”。

这意味着你并不需要对程序进行任何的修改或重编译就能使用Shark。

并且，Shark对程序性能的影响很小，因为“所有的取样工作都在Kernel里完成并且是建立在硬件Interrupts的基础上”。

因此，Shark 对于找出程序中的“Hot-Spot”特别有帮助。

一般情况下，你只需要使用Shark的Time Profiling功能：运行你要测试的程序，然后运行Shark，选择你的应用程序所在的Process，然后按Start按钮开始取样。

当你要结束取样时，按下Stop按钮，这时Shark会生成一个.mshark文件，里面有所有的Profiling数据。

直接用Shark打开这个文件你就能开始分析数据了。

Gprof
Shark虽然方便易用，但它并不能告诉你同一个函数一共被Call了几次和所有的Caller是谁这样的信息。

为了得到这些信息，你需要使用到如Gprof这样的工具。

Gprof的使用比较复杂，简单的来说，你需要到Xcode的编译器设定，打开“Generate Profiling Code”设置。

Gprof会在你的代码里添加一些额外的代码来收集信息，所以在你改了Xcode设置以后，你需要重新编译。

注意，如果你的应用程序来自多个Project，你需要更改所有你感兴趣的Project的编译设置。

接下来，在重新编译了以后，运行你的程序，完成后正常的退出程序（不然Gprof不一定能正确地生成Profiling 文件），Gprof会在可执行文件所在的文件夹里建立一个Gmon.out文件。

最后，你需要到Terminal里运行Gprof命令来获取可供人分析的文件。

外部联接
• Optimizing Your Application With Shark 4
• GNU gprof
• Instruments User Guide
Quartz Composer
Quartz Composer是Mac OS 10.4引入的图形开发工具，QC使你能够方便地使用OS X各个级别的图形技术：你可以使用QC方便的整合Cocoa, Quartz 2D, Core Image, OpenGL和Quick Time技术。

一个QC Composition是由许多Patch和其联系构成的。

每一个Patch如同一个函数，有Input和Output。

Input可以来自于你输入的参数，也可以来自其他Patch的Output。

QC自带有许多已经设计好的Patches，有用于捕获鼠标操作的，有用于处理图片的Filter，或是用于将内容渲染到屏幕上的Render等等。

图3.1Patches
将不同的Patch进行奇妙的组合，你会得到意向不到的效果。

实际上已有不少DJ/VJ使用QC制作了很酷的根据音乐节奏变化的QC composition。

你可以使用Quick Time直接播放一个Composition文件（.qtz），也可以把其作为一个屏幕保护程序。

当然，你也可以使用QCView或者QCLayer将其整合到你的Cocoa应用程序中去。

外部联接
• Quartz Composer User Guide
• 未来派図画工作
Text Editors
尽管Xcode已经提供了一个相当不错的Build-In的文本编辑器，但你可能还是偏爱其他的编辑器。

在Mac OS X下，你能找到很多其他很棒的编辑器。

首先，如果你是一个UNIX程序员，你依然可以使用你最爱的Vi或者Emacs。

你可以在Terminal下直接输入Vi或Emacs进入没有图形界面的版本。

如果你是Emacs爱好者，你也可以使用Aquamacs Emacs或者Carbon Emacs两个不错的带图形界面的移植版本。

不过，目前Mac OS X上比较火的一个编辑器叫TextMate，这是一个Native Cocoa程序，拥有很多很Cool的功能。

特别的，TextMate有很多专门针对Cocoa的Snippet（比如在.mm文件里你只用写Property 的名字，然后按Tab键，就可以自动生成相应的Setter和Getter方法），你可以因此节省不少敲代码的时间。

同时由于使用了Bundler, TextMate是可扩展，目前已经有许多开发者为其开发了支持各种语言的Bundle。

因此，如果你主要工作在Mac OS X平台，同时敢于学习新的快捷键和操作方式，TextMate不失为一个很好的选择。

外部联接
• Aquamacs
• Carbon Emacs
• TextMate
网页相关开发工具
Apple有自己的一套有很长历史的叫做WebObjects的框架，其支持Ajax，J2EE等技术。

全球最大的在线媒体商店iTunes Music Store就是使用WebObjects技术开发的。

尽管WebObjects和Java有着密不可分的联系，开发WebObjects应用程序的最佳环境仍然是Xcode。

网页开发方面，Apple比较偏爱的是Ruby-on-Rail，Dojo这样比较新的技术，对其支持也比较好。

工具方面，除了Adobe的软件以外，Mac也有像Coda（去年Apple Design Award获奖作品）这样简单易用的网页开发工具。

外部联接
• Getting Started with WebObjects
• Using Ruby on Rails for Web Development on Mac OS X
• Coda
其他开发工具
前面也提过，Mac OS X能找到大多数跨平台的开发工具，比如Java方面有Eclipse, NetBeans。

数据库方面也有Oracle、MySQL、FileMaker等等数据库。

这些工具的使用方法与在其他平台类似，这里不做具体介绍。

在脚本语言方面，Mac OS X支持传统的UNIX脚本语言，同时Apple也有自己的Apple Script语言。

另外，还有F-Script这样专门针对Cocoa的脚本语言。

另外很值得一提的是一个叫Unity的用于游戏开发的IDE。

Unity支持从Maya, 3DS Max, blender等等主流三维软件里导出的文件格式，使用改进过的JavaScript，有着完整的工作流程。

而且可以编译适用于Mac, Window甚至网页的游戏或其他交互式程序。

外部联接
• F-Script
• Unity。