nscoding,(译)如何使用NSCoding和NSFileManager来保存你的应用程序数据

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注:本文由sking-tree翻译!
教程截图:
(译)如何使用NSCoding和NSFileManager来保存你的应用程序数据nscoding
在iOS中,有这些办法可以实现数据持久化:
Plist, SQLite, Core Data 以及 NSCoding。
如果数据量大,或者说数据结构复杂,Core Data 通常是最好的选择。
在这篇教程中,我们通过扩展一个之前的例子:”Scary Bugs” 来让它支持数据持久化。
例子在这里:How To Create A Simple iPhone App Tutorial Series
在这里,我们会向你介绍如何用NSCoding持久化数据,以及如何用NSFileManager来有效地保存文件。
如果你没有Scary Bugs的工程,可以从这里直接下载。

实现NSCoding

NSCoding是一个可以由你自行实现的协议,通过扩展你的数据类(data class)来支持encode和decode功能就可以了。它们的任务是把数据写到数据缓存,最后持久保存到磁盘中。
听上去很复杂,但其实实现NSCoding真的很容易!很多时候我总感觉它很好使。
下面我们来看看到底有多容易:
// Modify @interface line to include the NSCoding protocol
@interface ScaryBugData : NSObject {
然后可以把下面的代码加到实现类.m的最后
#pragma mark NSCoding #define kTitleKey @"Title" #define kRatingKey @"Rating" - (void) encodeWithCoder:(NSCoder *)encoder { [encoder encodeObject:_title forKey:kTitleKey]; [encoder encodeFloat:_rating forKey:kRatingKey]; } - (id)initWithCoder:(NSCoder *)decoder { NSString *title = [decoder decodeObjectForKey:kTitleKey]; float rating = [decoder decodeFloatForKey:kRatingKey]; return [self initWithTitle:title rating:rating]; }

完成了!
我们不过是现实了两个方法: encodeWithCoder, initWithCoder. 分别是负责编码和解码的功能。
在encodeWithCoder中,我们传入一个NSCoder对象,通过helper 方法把它编码成细小的数据片。
这些helper方法有: encodeObject,encodeFloat,encodeInt等等。
在每一次encode的时候需要提供一个key用于以后decode的时候查找。
通常,我们会对这些类加一个field,减一个field。为了让你的程序更健壮,在你decode一个field的时候,最好判断一下它的值是不是nil或者零,然后给它赋一个合适的默认值。
推荐一篇关于NSCoding的文章,你值得一读。article by Mike Ash

在磁盘中保存/读取

前面所做到是让数据类实现encode和decode。
但我们还要让它可以在磁盘中存取。
为了实现这一点,需要为这个数据文件指明一个路径。而从效率的角度上考虑,我们不会马上读取数据文件上的数据 ---- 我们会在第一次实际访问数据的时候读取,通过实现一个 “get data ”方法。
我们需要有这些方法:
- 修改数据后,把修改存到原文件
- 删除文件
- 第一次初始化时保存文件(新建)
在ScaryBugDoc.h 中做以下修改:
// Inside @interface NSString *_docPath; // After @interface @property (copy) NSString *docPath; - (id)init; - (id)initWithDocPath:(NSString *)docPath; - (void)saveData; - (void)deleteDoc;
然后在ScaryBugDoc.m中做以下修改:
1)处理初始化
// At top of file #import "ScaryBugDatabase.h" #define kDataKey @"Data" #define kDataFile @"data.plist" // After @implementation @synthesize docPath = _docPath; // Add to dealloc [_docPath release]; _docPath = nil; // Add new methods - (id)init { if ((self = [super init])) { } return self; } - (id)initWithDocPath:(NSString *)docPath { if ((self = [super init])) { _docPath = [docPath copy]; } return self; }

这里引入了一个目前还没编写的类:ScaryBugDatabase.h 先别管它。
然后定义了两个常量:用于保存数据的key 和保存的文件名。
最后,加入了两个init的方法。传统的init没什么特别, initWithDocPath接收了传入的路径参数。
因为在程序运行时docPath可能是nil的,这意味着文件还没有被保存过。所以在save的时候要新建一个file来保存。
2)创建文件
- (BOOL)createDataPath { if (_docPath == nil) { self.docPath = [ScaryBugDatabase nextScaryBugDocPath]; } NSError *error; BOOL success = [[NSFileManager defaultManager] createDirectoryAtPath:_docPath withIntermediateDirectories:YES attributes:nil error:&error]; if (!success) { NSLog(@"Error creating data path: %@", [error localizedDescription]); } return success; }

这里又用到 ScaryBugDatabase 这个helper类,还是先别管它。
这里的目的就是找出一个未被使用的路径,然后创建这个路径的目录。
创建成功会返回success,失败意味着路径已存在。
3)重写读取数据的方法
- (ScaryBugData *)data { if (_data != nil) return _data; NSString *dataPath = [_docPath stringByAppendingPathComponent:kDataFile]; NSData *codedData = [[[NSData alloc] initWithContentsOfFile:dataPath] autorelease]; if (codedData == nil) return nil; NSKeyedUnarchiver *unarchiver = [[NSKeyedUnarchiver alloc] initForReadingWithData:codedData]; _data = [[unarchiver decodeObjectForKey:kDataKey] retain]; [unarchiver finishDecoding]; [unarchiver release]; return _data; }
- 当data属性被访问时,我们检查它是否已被读到内存中(是的话直接返回_data就可以了)。否则就从disk中读取吧
- 把路径和文件名连接起来,得到文件的保存位置路径,然后用NSData的initWithContentsOfFile来读取数据。
- 反序列化数据。从已经读到内存的data中初始化unarchiver,然后用它的decode方法解码内存中的数据。这样做它就知道你的数据缓存中有ScaryBugDoc对象,然后调用这个类的initWithCoder方法来实例化这个数据。
4)保存修改
- (void)saveData { if (_data == nil) return; [self createDataPath]; NSString *dataPath = [_docPath stringByAppendingPathComponent:kDataFile]; NSMutableData *data = [[NSMutableData alloc] init]; NSKeyedArchiver *archiver = [[NSKeyedArchiver alloc] initForWritingWithMutableData:data]; [archiver encodeObject:_data forKey:kDataKey]; [archiver finishEncoding]; [data writeToFile:dataPath atomically:YES]; [archiver release]; [data release]; }

这里跟第三点的逻辑刚好相反。(前面是通过某路径查找数据文件,这里是有了数据把它写到某路径下)
首先调用前面写的createDataPath获取路径信息,然后通过NSKeyedArchiver把data encode后写到disk。
5)增加删除文件的方法
- (void)deleteDoc { NSError *error; BOOL success = [[NSFileManager defaultManager] removeItemAtPath:_docPath error:&error]; if (!success) { NSLog(@"Error removing document path: %@", error.localizedDescription); } }

这里最后一个部分:如果用户在table view中删除了某个记录,我们也要实际在disk中移除相关的文件。
增删改的方法有了,我们还缺少两部分: ScaryBugDatabase 对象以及把他们整合起来。

Scary Bug Database

前面你已经知道一个必须实现在ScaryBugDatabase.h 中的方法:
// Add to bottom of file + (NSMutableArray *)loadScaryBugDocs; + (NSString *)nextScaryBugDocPath;

我们要创建两个静态方法:
1. 读取所以bug 文档,以NSMutableArray的形式返回
2. 之前用到的,获取下一个可用路径
下面我们来一点一点地实现:
1) 写一个获取文档根目录的helper方法:
// Add to top of file #import "ScaryBugDoc.h" // After @implementation, add new function + (NSString *)getPrivateDocsDir { NSArray *paths = NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSLibraryDirectory, NSUserDomainMask, YES); NSString *documentsDirectory = [paths objectAtIndex:0]; documentsDirectory = [documentsDirectory stringByAppendingPathComponent:@"Private Documents"]; NSError *error; [[NSFileManager defaultManager] createDirectoryAtPath:documentsDirectory withIntermediateDirectories:YES attributes:nil error:&error]; return documentsDirectory; }
一个保存你的app数据的最常用的位置,就是“Documents”,获取它的具体值,可以把
NSDocumentDirectory 传入到NSSearchPathForDirectoriesInDomains 中。
然而,我不打算把数据保存到这里。因为在后面的教程中,我还会把这个app的功能扩展到支持io4的文件分享功能。
这个分享的功能会把document目录下的所有东西展示给用户,但在后面的内容中你会明白我们并不想用户看到目录下的内容。
在Apple官方的规范Storing Private Data 中提到,推荐保存的位置是library的子目录。
而我也是这样做的。
所以,path的值会是 /Library/Private Documents。如果不存在的话,就创建。
2)读取所有文档的Helper方法
+ (NSMutableArray *)loadScaryBugDocs { // Get private docs dir NSString *documentsDirectory = [ScaryBugDatabase getPrivateDocsDir]; NSLog(@"Loading bugs from %@", documentsDirectory); // Get contents of documents directory NSError *error; NSArray *files = [[NSFileManager defaultManager] contentsOfDirectoryAtPath:documentsDirectory error:&error]; if (files == nil) { NSLog(@"Error reading contents of documents directory: %@", [error localizedDescription]); return nil; } // Create ScaryBugDoc for each file NSMutableArray *retval = [NSMutableArray arrayWithCapacity:files.count]; for (NSString *file in files) { if ([file.pathExtension compare:@"scarybug" options:NSCaseInsensitiveSearch] == NSOrderedSame) { NSString *fullPath = [documentsDirectory stringByAppendingPathComponent:file]; ScaryBugDoc *doc = [[[ScaryBugDoc alloc] initWithDocPath:fullPath] autorelease]; [retval addObject:doc]; } } return retval; }

- 这里首先获取了文档目录,用contentsOfDirectoryAtPath来获取目录下的所有文档。
- 过滤文件:要求文件以scarybug为后缀
- 找到以后拼接出文档的完整路径,并创建出文档对象的实例。
3)获取下一个有效文档路径的helper方法:
+ (NSString *)nextScaryBugDocPath { // Get private docs dir NSString *documentsDirectory = [ScaryBugDatabase getPrivateDocsDir]; // Get contents of documents directory NSError *error; NSArray *files = [[NSFileManager defaultManager] contentsOfDirectoryAtPath:documentsDirectory error:&error]; if (files == nil) { NSLog(@"Error reading contents of documents directory: %@", [error localizedDescription]); return nil; } // Search for an available name int maxNumber = 0; for (NSString *file in files) { if ([file.pathExtension compare:@"scarybug" options:NSCaseInsensitiveSearch] == NSOrderedSame) { NSString *fileName = [file stringByDeletingPathExtension]; maxNumber = MAX(maxNumber, fileName.intValue); } } // Get available name NSString *availableName = [NSString stringWithFormat:@"%d.scarybug", maxNumber+1]; return [documentsDirectory stringByAppendingPathComponent:availableName]; }
跟前面类似了,遍历整个目录,找出“#.scarybug”格式的文件,得到已用的最大号码,最后把最大号码+1.

集成测试吧!

这里就简单了,打开ScaryBugsAppDelegate.m,修改一下:
// Add to top of file #import "ScaryBugDatabase.h" // Comment out the code to load the sample ScaryBugDoc data in the beginning of application:didFinishLaunchingWithOptions, and replace it with the following: NSMutableArray *loadedBugs = [ScaryBugDatabase loadScaryBugDocs]; RootViewController *rootController = (RootViewController *) [navigationController.viewControllers objectAtIndex:0]; rootController.bugs = loadedBugs;
把保存的地方改一下:
// In titleFieldValueChanged [_bugDoc saveData]; // In rateView:ratingDidChange [_bugDoc saveData];

因为我们的文档还是比较小的,每次修改都保存在性能上还是没问题的。
但如果你的文档稍大一些,你可能就要周期性地在后台自动保存一下,或者在用户关掉app和app进入后台的时候。
最后,在RootViewController.m中,处理删除的修改:
// In tableView:commitEditingStyle:forRowAtIndexPath, before removing the object from the bugs array: ScaryBugDoc *doc = [_bugs objectAtIndex:indexPath.row]; [doc deleteDoc];
好了,编译运行。
Loading bugs from /Users/rwenderlich/Library/Application Support/ iPhone Simulator/4.0.2/Applications/ D13C7304-25FB-4EDC-B23D-62A084AD90B4/Library/Private Documents
你应该能在console中看到这些信息。
如果你用Finder打开,你会看到理所当然的空目录。
而在你用app创建了一个bug以后,你就可以看到一个新的Private Documents目录:
(译)如何使用NSCoding和NSFileManager来保存你的应用程序数据nscoding
还有,你如果好奇地打开plist看看:
(译)如何使用NSCoding和NSFileManager来保存你的应用程序数据nscoding
如你所见,我们采用了NSCoding + NSKeyedArchiver, 的方式实现,数据被保存到一个plist中,这是一个“半可读”的格式。这在我们debug的时候很方便。
关闭app,一定是关闭,不是home键退出。
再次打开,你能够看到从你的目录下存取的第一个bug了!
但你也会发现,图像并没有保存到。(因为的确还没有)
(译)如何使用NSCoding和NSFileManager来保存你的应用程序数据nscoding

保存/读取图像

接下来我们要把大图很小图保存到disk。
怎么做呢?
考虑到前面的做法,你可能会想用NSCoding的方式,把图片转成NSData然后encodeObject:forKey:。
然后调用decodeObjectForKey / UIImage initWithData 来读取。
但这通常不是最好的办法。
因为可以的话,应该尽量避免把文件拆散保存。
如果我们把图片保存成property,在app启动的时候所有图片也会读到内存中。
这意味着你的启动需要更长时间和更大的内存空间。
首先,增加一个保存图像的方法到ScaryBugDoc.h:
// After @interface - (void)saveImages;
在caryBugDoc.m中实现:
// Add to top of file #define kThumbImageFile @"thumbImage.jpg" #define kFullImageFile @"fullImage.jpg" // Add new functions - (UIImage *)thumbImage { if (_thumbImage != nil) return _thumbImage; NSString *thumbImagePath = [_docPath stringByAppendingPathComponent:kThumbImageFile]; return [UIImage imageWithContentsOfFile:thumbImagePath]; } - (UIImage *)fullImage { if (_fullImage != nil) return _fullImage; NSString *fullImagePath = [_docPath stringByAppendingPathComponent:kFullImageFile]; return [UIImage imageWithContentsOfFile:fullImagePath]; }
1. 检查图片是否已读到内存中
2. 不是的话,从disk中读出图片
3. 我们没有在实例变量中缓存需要读取的图片 (译:指retain)。以防用户在detail view中把所有大图都读一次后,阻塞内存。取而代之的,我们将要更频繁地读取图片。(译:因为是autorelease)
4. 如果频繁读取成为问题,那就把实例变量retain。然后在 low memory的情况下再清除缓存。
这里是保存图片的方法实现:
- (void)saveImages { if (_thumbImage == nil || _fullImage == nil) return; [self createDataPath]; NSString *thumbImagePath = [_docPath stringByAppendingPathComponent:kThumbImageFile]; NSData *thumbImageData = UIImagePNGRepresentation(_thumbImage); [thumbImageData writeToFile:thumbImagePath atomically:YES]; NSString *fullImagePath = [_docPath stringByAppendingPathComponent:kFullImageFile]; NSData *fullImageData = UIImagePNGRepresentation(_fullImage); [fullImageData writeToFile:fullImagePath atomically:YES]; self.thumbImage = nil; self.fullImage = nil; }
这里在把图片写到disk以后,把变量赋值为nil。(原因刚刚说过了)
然后在合适的地方调用保存图片的方法:
// In imagePickerController:didFinishPickingMediaWithInfo, after _imageView.image = fullImage: [_bugDoc saveImages];
编译运行,再来一次创建。
你可以看到图片被保存下来了:
(译)如何使用NSCoding和NSFileManager来保存你的应用程序数据nscoding
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何去何从?

这里是这篇教程的源代码:sample project。
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