Hello, iOS – 深い分析

[アーティクル]
07/13/2023

クイックスタートチュートリアルでは、基本的な Xamarin.iOS アプリケーションのビルドと実行について説明しました。次は、より複雑なプログラムをビルドできるように、iOS アプリケーションの仕組みの理解を深めます。このガイドでは、iOS アプリケーション開発の基本的な概念についての理解できるように、Hello, iOS チュートリアルの手順について説明します。

このガイドでは、1 つの画面の iOS アプリケーションの構築に必要なスキルと知識を開発できます。作業した後、Xamarin.iOS アプリケーションのさまざまな部分とそれらをまとめる方法を理解できます。

Visual Studio for Mac の概要

Visual Studio for Mac は、Visual Studio と Xcode から機能を結合した無料のオープンソース IDE です。ビジュアルデザイナー、リファクタリングツール付きのテキストエディター、アセンブリブラウザー、ソースコード統合などの機能が完全に統合されています。このガイドでは、Visual Studio for Mac の基本的な機能についていくつか説明しますが、Visual Studio for Mac を初めてご利用になる方は、Visual Studio for Mac に関するドキュメントをご覧ください。

Visual Studio for Mac は、コードをソリューションとプロジェクトに分けて整理するという Visual Studio の方法に従っています。ソリューションとは、1 つまたは複数のプロジェクトを保持できるコンテナーです。プロジェクトは、アプリケーション (iOS、Android など)、サポートするライブラリ、テストアプリケーションなどの場合があります。 Phoneword アプリで、単一ビューアプリケーション テンプレートが使用され、新しい iPhone プロジェクトが追加されています。最初のソリューションは次のようになります。

A screenshot of the initial solution

Visual Studio の概要

Visual Studio は Microsoft 製の強力な IDE です。ビジュアルデザイナー、リファクタリングツール付きのテキストエディター、アセンブリブラウザー、ソースコード統合などの機能が完全に統合されています。このガイドでは、Visual Studio 用の Xamarin ツールを使用した Visual Studio のいくつかの基本的な機能について説明します。

Visual Studio は、コードをソリューションとプロジェクトに分けて整理しています。ソリューションとは、1 つまたは複数のプロジェクトを保持できるコンテナーです。プロジェクトは、アプリケーション (iOS、Android など)、サポートするライブラリ、テストアプリケーションなどの場合があります。 Phoneword アプリで、単一ビューアプリケーション テンプレートが使用され、新しい iPhone プロジェクトが追加されています。最初のソリューションは次のようになります。

A screenshot of the initial solution

Xamarin.iOS アプリケーションの構造

左側は、ディレクトリ構造とソリューションに関連付けられているすべてのファイルを含む Solution Pad です。

The solution Pad, which contains the directory structure and all the files associated with the solution

右側は、ディレクトリ構造とソリューションに関連付けられているすべてのファイルを含むソリューションウィンドウです。

The solution Pane, which contains the directory structure and all the files associated with the solution

「Hello, iOS」チュートリアルでは、Phoneword というソリューションを作成し、iOS プロジェクト (Phoneword_iOS) をその中に配置しました。プロジェクト内には次の項目があります。

References アプリケーションのビルドと実行に必要なアセンブリが含まれています。ディレクトリを展開すると、System、System.Core、System.Xml などの .NET アセンブリへの参照、および Xamarin.iOS アセンブリへの参照が表示されます。
Packages - Packages ディレクトリには、あらかじめ用意されている NuGet パッケージが含まれています。
Resources - Resources フォルダーには、その他のメディアを格納します。
Main.cs – このファイルには、アプリケーションのメインエントリポイントが含まれています。アプリケーションを起動するには、メインアプリケーションクラスの名前 AppDelegate が渡されます。
AppDelegate.cs – このファイルは、メインアプリケーションクラスを含み、ウィンドウの作成、ユーザーインターフェイスの構築、オペレーティングシステムからのイベントのリッスンを行います。
Main.storyboard - ストーリーボードは、アプリケーションのユーザーインターフェイスの視覚的なデザインを含みます。ストーリーボードファイルは、iOS Designer と呼ばれるグラフィカルエディターで開きます。
ViewController.cs - ビューコントローラーは、ユーザーに表示されタッチする画面 (ビュー) を稼働させます。ビューコントローラーは、ユーザーとビュー間の対話を処理します。
ViewController.designer.cs - designer.cs は、ビュー内のコントロールとビューコントローラーでのそれらのコード表現を結び付ける自動生成されたファイルです。これは、内部の組み込みのファイルであるため、IDE は手動による変更を上書きします。多くの場合、このファイルは無視できます。
Info.plist - Info.plist では、アプリケーション名、アイコン、起動イメージなどのアプリケーションのプロパティが設定されます。これは、強力なファイルで、完全な概要については、「Working with Property Lists」(プロパティリストの操作) ガイドを参照してください。
Entitlements.plist - 権利のプロパティリストを使用して、iCloud、PassKit などのアプリケーションの機能 (App Store テクノロジとも呼ばれます) を指定することができます。 Entitlements.plistの詳細については、「Working with Property Lists」(プロパティリストの操作) ガイドを参照してください。権利の一般的な概要については、「Device Provisioning」(デバイスのプロビジョニング) ガイドを参照してください。

アーキテクチャとアプリケーションの基礎

iOS アプリケーションにユーザーインターフェイスを読み込む前に、次の 2 つを実行する必要があります。最初に、アプリケーションでエントリポイントを定義する必要があります。エントリポイントは、アプリケーションのプロセスがメモリに読み込まれるときに実行される最初のコードです。次に、アプリケーション全体のイベントを処理し、オペレーティングシステムと対話するクラスを定義する必要があります。

このセクションでは、次の図に示す関係について学習します。

Main メソッド

iOS アプリケーションのメインエントリポイントは、Application クラスです。 Application クラスは Main.cs ファイルに定義されており、静的な Main メソッドを含んでいます。これは、新しい Xamarin.iOS アプリケーションインスタンスを作成し、OS イベントを処理する Application Delegate クラスの名前を渡します。静的 Main メソッドのテンプレートコードは以下のように表示されます。

using System;
using UIKit;

namespace Phoneword_iOS
{
    public class Application
    {
        static void Main (string[] args)
        {
            UIApplication.Main (args, null, "AppDelegate");
        }
    }
}

アプリケーションデリゲート

iOS では、Application Delegate クラスがシステムイベントを処理します。このクラスは AppDelegate.cs 内にあります。 AppDelegate クラスは、アプリケーションのウィンドウを管理します。ウィンドウはユーザーインターフェイスのコンテナーとして機能する UIWindow クラスの 1 つのインスタンスです。既定では、アプリケーションがそのコンテンツを読み込む先の 1 つのウィンドウのみを取得し、ウィンドウは画面 (単一 UIScreen インスタンス) に接続されます。画面は物理デバイス画面のサイズに一致する境界の四角形を提供します。

AppDelegate は、アプリの起動が終了したときや、メモリが少ないときなどの重要なアプリケーションイベントに関するシステム更新情報のサブスクライブも行います。

AppDelegate テンプレートのコードは次のとおりです。

using System;
using Foundation;
using UIKit;

namespace Phoneword_iOS
{

    [Register ("AppDelegate")]
    public partial class AppDelegate : UIApplicationDelegate
    {
        public override UIWindow Window {
            get;
            set;
        }

        ...
    }
}

アプリケーションがウィンドウを定義したら、ユーザーインターフェイスの読み込みを開始できます。次のセクションでは、UI の作成について説明します。

ユーザーインターフェイス

iOS アプリのユーザーインターフェイスは店舗の正面のようなものです。アプリケーションは、通常、1 つのウィンドウを取得しますが、必要な数のオブジェクトをウィンドウいっぱいに表示し、表示するアプリの必要に応じてオブジェクトの配置を変更することもできます。このシナリオのオブジェクト (ユーザーに表示される物事) はビューと呼ばれます。アプリケーションで 1 つの画面をビルドするには、コンテンツビュー階層にビューが相互に積み重ねられ、階層が単一のビューコントローラーによって管理されます。複数の画面があるアプリケーションには、複数のコンテンツビュー階層、それぞれに独自のビューコントローラー、およびウィンドウ内のアプリケーションの場所のビューがあり、ユーザーに表示される画面に基づいて異なるコンテンツビュー階層が作成されます。

ストーリーボードを使用してユーザーインターフェイスを構築する方法の詳細については、Apple の iOS 開発者ライブラリ内にある「Xcode Overview」(Xcode の概要) の「Designing with Storyboards」(ストーリーボードを使用した設計) を参照してください。

次の図は、デバイスの画面にユーザーインターフェイスを表示するウィンドウ、ビュー、サブビュー、およびビューコントローラー間の関係を示しています。

次のセクションでは、コードでビューを操作する方法について説明し、ビューコントローラーとビューライフサイクルを使用してユーザーの操作をプログラムする方法を説明します。

ビューコントローラーとビューライフサイクル

すべてのコンテンツビュー階層には、ユーザー操作を反映するビューコントローラーがあります。ビューコントローラーの役割は、コンテンツビュー階層のビューを管理することです。ビューコントローラーは、コンテンツビュー階層の一部ではなく、インターフェイスの要素ではありません。代わりに、画面上のオブジェクトでのユーザーの操作を実行するコードを提供します。

ビューコントローラーとストーリーボード

ビューコントローラーは、ストーリーボードで、シーンの下部にあるバーとして表されます。ビューコントローラーを選択すると、プロパティパッド にそのプロパティが表示されます。

Selecting the view controller brings up its properties in the Properties Pane

このシーンによって表されるコンテンツビュー階層のカスタムビューコントローラークラスは、プロパティパッド の [ID] セクションで [クラス] プロパティを編集することによって設定できます。たとえば、私たちの Phoneword アプリケーションでは、下のスクリーンショットに示すように、最初の画面のビューコントローラーとして ViewController が設定されます。

The Phoneword application sets the ViewController as the view controller

ビューコントローラーは、ストーリーボードで、シーンの下部にあるバーとして表されます。ビューコントローラーを選択すると、プロパティウィンドウにそのプロパティが表示されます。

Selecting the view controller brings up its properties in the Properties Pane

このシーンによって表されるコンテンツビュー階層のカスタムビューコントローラークラスは、プロパティウィンドウの [ID] セクションで [クラス] プロパティを編集することによって設定できます。たとえば、私たちの Phoneword アプリケーションでは、下のスクリーンショットに示すように、最初の画面のビューコントローラーとして ViewController が設定されます。

The Phoneword application sets the ViewController as the view controller

これにより、ビューコントローラーのストーリーボード表現が ViewController C# クラスにリンクされます。 ViewController.cs ファイルを開くと、下のコードで示すように、ビューコントローラーが UIViewController のサブクラスになっていることがわかります。

public partial class ViewController : UIViewController
{
    public ViewController (IntPtr handle) : base (handle)
    {

    }
}

これで ViewController は、ストーリーボードでこのビューコントローラーに関連付けられているコンテンツビュー階層のやり取りを実行します。次に、ビューライフサイクルと呼ばれるプロセスを紹介することで、ビューの管理でのビューコントローラーの役割について説明します。

Note

ユーザーの介入を必要としない表示専用の画面の場合は、プロパティパッド で [Class] プロパティを空白のままにすることができます。これにより、UIViewController の既定の実装としてビューコントローラーのバッキングクラスを設定します。これは、カスタムコードを追加する予定がない場合に適しています。

ビューライフサイクル

ビューコントローラーはウィンドウからのコンテンツビュー階層の読み込みとアンロードを担当します。コンテンツビュー階層のビューで何か重要なことが発生した場合、オペレーティングシステムは、ビューライフサイクルのイベントを介してビューコントローラーに通知します。ビューライフサイクルでメソッドをオーバーライドすることで、画面上のオブジェクトと対話でき、応答性の高い、動的なユーザーインターフェイスを作成することができます。

次に、基本的なライフサイクルメソッドとその機能について説明します。

ViewDidLoad - ビューコントローラーがコンテンツビュー階層をメモリに読み込むときに 1 回呼び出されます。このときにサブビューが初めてコード内で利用可能になるので、これは初期セットアップを実行するために最適なタイミングです。
ViewWillAppear - ビューコントローラーのビューがコンテンツビュー階層に追加されて画面に表示されるたびに呼び出されます。
ViewWillDisappear - ビューコントローラーのビューがコンテンツビュー階層から削除されて画面から消える直前に毎回呼び出されます。このライフサイクルイベントは、クリーンアップと状態の保存に使用されます。
ViewDidAppear と ViewDidDisappear - それぞれビューがコンテンツビュー階層に追加されるときとコンテンツビュー階層から削除されるときに呼び出されます。

ライフサイクルのいずれかの段階にカスタムコードを追加するときは、そのライフサイクルメソッドの基本実装をオーバーライドする必要があります。これは、既に一部のコードがアタッチされている既存のライフサイクルメソッドを利用し、追加のコードで拡張することによって実現されます。新しいコードの前に確実に元のコードが実行されるようにベースの実装がメソッドの内部から呼び出されます。次のセクションでこの例を示します。

ビューコントローラーの操作の詳細については、Apple の「View Controller Programming Guide for iOS」(iOS 用ビューコントローラープログラミングガイド) と UIViewController リファレンスに関するページを参照してください。

ユーザー操作に対する応答

ビューコントローラーの最も重要な役割は、ボタンを押す操作、ナビゲーションなどのユーザーの操作に応答することです。ユーザーの操作を処理する最も簡単な方法は、ユーザーの入力をリッスンするようにコントロールを配置し、入力に応答するためのイベントハンドラーをアタッチすることです。たとえば、Phoneword アプリで示したように、タッチイベントに応答するようにボタンを配置することができます。

そのしくみを探ってみましょう。 Phoneword_iOS プロジェクトでは、TranslateButton というボタンを現在のビュー階層に追加しました。

参照アウトレットは、Xcode Interface Builder を使用して作成されると、Xcode Sync によって自動的に ViewController.designer.cs 内のコントロールにマップされ、ViewController クラスで TranslateButton を使用できるようになります。コントロールは、ビューライフサイクルの ViewDidLoad ステージで初めて利用可能になるので、このライフサイクルメソッドを使用して、ユーザーのタッチに応答します。

public override void ViewDidLoad ()
{
    base.ViewDidLoad ();

    // wire up TranslateButton here
}

Phoneword アプリでは、TouchUpInside というタッチイベントを使用してユーザーのタッチを待ち受けるようにします。 TouchUpInside は、コントロールのボタン内でのタッチダウン (指が画面に触れる) に続くタッチアップイベント (指が画面から離れる) を待ち受けます。 TouchUpInside の逆は、ユーザーがコントロールを下に押したときに発生する TouchDown イベントです。 TouchDown イベントは、多数のノイズをキャプチャし、ユーザーはコントロールから指をスライドさせて離してタッチをキャンセルするオプションを与えられません。 TouchUpInside は、ボタン タッチに応答するための最も一般的の方法であり、ユーザーがボタンを押すときに予想するエクスペリエンスを作成します。これの詳細については、Apple の「iOS Human Interface Guidelines」(iOS ヒューマンインターフェイスガイドライン) を参照してください。

このアプリでは、TouchUpInside イベントがラムダで処理されますが、デリゲートまたは名前付きイベントハンドラーを使用することもできます。最後のボタンコードは次のようになります。

public override void ViewDidLoad ()
{
    base.ViewDidLoad ();
    string translatedNumber = "";

    TranslateButton.TouchUpInside += (object sender, EventArgs e) => {
      translatedNumber = Core.PhonewordTranslator.ToNumber(PhoneNumberText.Text);
      PhoneNumberText.ResignFirstResponder ();

      if (translatedNumber == "") {
        CallButton.SetTitle ("Call", UIControlState.Normal);
        CallButton.Enabled = false;
      } else {
        CallButton.SetTitle ("Call " + translatedNumber, UIControlState.Normal);
        CallButton.Enabled = true;
      }
  };
}

Phoneword で導入されているその他の概念

Phoneword アプリケーションでは、このガイドでは説明していない概念がいくつか導入されています。たとえば、次のような概念です。

ボタンのテキストの変更 – Phoneword アプリでは、ボタン上で SetTitle を呼び出して、新しいテキストとボタンのコントロールの状態を渡すことによってボタンのと変更する方法を紹介しています。たとえば、次のコードは、CallButton のテキストを "Call" に変更します。
```
CallButton.SetTitle ("Call", UIControlState.Normal);
```
ボタンの有効化と無効化 - ボタンは、Enabled または Disabled 状態になります。無効になっているボタンはユーザー入力に応答しません。たとえば、次のコード例は CallButton を無効にしています。
```
CallButton.Enabled = false;
```
ボタンの詳細については、ボタンに関するガイドを参照してください。
キーボードを消去 – ユーザーがテキストフィールドをタップすると、ユーザーが値を入力できるようにするキーボードが iOS によって表示されます。残念ながら、キーボードを消去する組み込みの機能はありません。ユーザーが TranslateButton を押したときにキーボードを消去する次のコードが TranslateButton に追加されます。
```
PhoneNumberText.ResignFirstResponder ();
```
キーボードを消去する他の例については、「Dismiss the Keyboard」 (キーボードの消去) のレシピを参照してください。
URL を使用して電話をかける – Phoneword アプリで Apple URL スキームを使用してシステム電話アプリを起動します。次のコードに示すように、カスタムの URL スキームは、"tel:" プレフィックスと変換された電話番号で構成されます。
```
var url = new NSUrl ("tel:" + translatedNumber);
if (!UIApplication.SharedApplication.OpenUrl (url))
{
    // show alert Controller
}
```
アラートを表示 – シミュレーターや iPod Touch などの呼び出しをサポートしないデバイスでユーザーが電話をかけようとした場合、電話をかけることができないことを知らせる警告ダイアログが表示されます。次のコードでは、警告コントローラーを作成して入力します。
```
if (!UIApplication.SharedApplication.OpenUrl (url)) {
                var alert = UIAlertController.Create ("Not supported", "Scheme 'tel:' is not supported on this device", UIAlertControllerStyle.Alert);
                alert.AddAction (UIAlertAction.Create ("Ok", UIAlertActionStyle.Default, null));
                PresentViewController (alert, true, null);
            }
```
iOS の警告ビューの詳細については、Alert Controller のレシピを参照してください。

テスト、展開、および最後の仕上げ

Visual Studio for Mac と Visual Studio のいずれも、アプリケーションをテストおよび展開するためのオプションを多数用意しています。このセクションでは、デバッグオプションについて説明し、デバイスでのアプリケーションのテストのデモンストレーションを示し、カスタムアプリアイコンと起動イメージを作成するためのツールを紹介します。

デバッグツール

アプリケーションコード内の問題の診断は困難なことがあります。複雑なコードの問題の診断に役立てるために、ブレークポイントを設定する、コードのステップを実行する、またはログウィンドウに情報を出力することができます。

デバイスに展開する

iOS シミュレーターは、アプリケーションをテストする簡単な方法です。シミュレーターには、場所の偽装、移動のシミュレーションなどのいくつかの役に立つテストのための最適化が用意されています。ただし、ユーザーは、最終的なアプリをシミュレーターで使用しません。すべてのアプリケーションは、早い段階で頻繁に実際のデバイスでテストしてください。

デバイスは、プロビジョニングに時間がかかり、Apple 開発者アカウントが必要です。デバイスプロビジョニングガイドでは、開発用デバイスを準備する詳細な手順を説明しています。

Note

現時点では、Apple の求めにより、物理デバイスまたはシミュレーターのコードをビルドするために、開発証明書または署名 ID を用意する必要があります。デバイスプロビジョニングガイドの手順に従ってこれを設定します。

デバイスがプロビジョニングされたら、プラグインすることで展開し、次のスクリーンショットに示すようにビルドツールバーでターゲットを iOS デバイスに変更して、[Start] (Play) を押します。

Pressing Start/Play

iOS デバイスにアプリが展開されます。

カスタムアイコンを生成し、イメージを起動する

誰もが、デザイナーを使用してカスタムアイコンを作成し、アプリで目立つようにする必要がある画像を起動できるわけではありません。カスタムアプリのアートワークを生成するためのいくつかの代替の方法を次に示します。

Pixelmator – 約 30 ドルの Mac 用の多様な画像編集アプリです。
Fiverr – 5 ドルから利用でき、さまざまなデザイナーから選択してアイコンのセットを作成できます。見つかる場合も見つからない場合もありますが、アイコンをすぐにデザインする必要がある場合は有効なリソースです。

Visual Studio - これを使用して、アプリ用の単純なアイコンセットを IDE で直接作成できます。
Fiverr – 5 ドルから利用でき、さまざまなデザイナーから選択してアイコンのセットを作成できます。見つかる場合も見つからない場合もありますが、アイコンをすぐにデザインする必要がある場合は有効なリソースです。

アイコンと起動イメージのサイズと要件に関する詳細については、「イメージの処理」ガイドを参照してください。

まとめ

おめでとうございます。これで、Xamarin.iOS アプリケーションのコンポーネント、およびそれを作成するためのツールを確実に理解できました。作業の開始シリーズの次のチュートリアルでは、複数の画面を処理するようにアプリケーションを拡張します。複数の画面を処理するようにアプリケーションを拡張する途中でナビゲーションコントローラーを実装して、ストーリーボードの Segue について学習し、モデル、ビュー、コントローラー (MVC) のパターンを紹介します。

Hello, iOS – 深い分析

Visual Studio for Mac の概要

Visual Studio の概要

Xamarin.iOS アプリケーションの構造

アーキテクチャとアプリケーションの基礎

Main メソッド

アプリケーション デリゲート

ユーザー インターフェイス

ビュー コントローラーとビュー ライフサイクル

ビュー コントローラーとストーリーボード

ビュー ライフサイクル