原生移动应用开发入门：iOS与Android对比

### 原生移动应用开发入门：iOS 与 Android 对比 #### 一、背景与目标读者 在过去十年里，iOS 和 Android 平台发展迅猛，相关书籍众多。但我们认为，以比较的方式引导学习者理解这两个平台的共性与差异，能让他们更高效地掌握开发技能。 我们的目标读者包括大学计算机科学专业的学生和专业开发者。对于新手，这种比较学习法能让他们快速熟悉 iOS 和 Android 开发；对于已有一个平台开发经验的开发者，能帮助他们轻松过渡到另一个平台。 #### 二、前置知识要求 1. **通用要求** - 具备一定的编程熟练度。 - 有使用现代集成开发环境（IDE）进行代码编辑、编译、运行和调试的经验。 - 若有使用现代源代码版本控制工具（如 git）的经验会更有帮助。 2. **Swift 语言** - 自 2014 年起，Swift 成为苹果产品的旗舰语言。若读者缺乏 Swift 经验，可参考网络上丰富的学习资料，本书附录 A 也提供了 Swift 关键概念的快速浏览和在线学习资源列表。 3. **Kotlin 语言** - 2017 年谷歌宣布 Kotlin 为 Android 开发的主要编程语言。若 Kotlin 经验有限，可通过网络教程学习。至少要熟练掌握以下方面： - 使用继承编写子类，重写父类方法。 - 编写实现给定接口的类。 - 使用 Kotlin 数据类。 - 掌握扩展方法。 - 编写 lambda 表达式。 - 理解运算符重载。 - 掌握协程。 #### 三、示例源代码 所有代码示例可在 [github.com](https://github.com/gvsucis/mobile-app-dev-book-2ndEdition) 上获取。Android 示例代码使用 Kotlin 1.4.x 版本编写，iOS 示例代码使用 Swift 5.3.x 版本编写。仓库包含两个子仓库，每个章节的最终代码以分支形式提供，分支名为 chXX（XX 为章节号，从 01 到 13）。建议大家自己动手实践代码示例，同时在硬盘上保留官方代码副本以供参考。若发现书中有错误或排版问题，可在 GitHub 项目中创建问题报告，并注明章节和页码。 #### 四、编码规范说明 为提高代码在印刷形式下的可读性，本书在代码示例中采用了一些特定的编码规范。例如，在 Java 代码中，会明确在实例变量前添加 this 引用；在 Swift 代码中，会添加 self 引用。尽管现代 IDE 已减少了这种做法的必要性，但在本书的代码展示中，这样做有助于读者更好地理解代码。 #### 五、移动开发概述 1. **移动设备与应用生态** - 在过去十年中，智能手机和平板电脑已成为人们通过互联网生产和消费内容的主要方式。2012 年起，其销量开始超过台式 PC，尤其是在新兴经济体。 - 随之而来的是 Google Play 商店和 Apple App Store 等应用生态系统。截至 2016 年 6 月，App Store 中的应用数量超过 200 万，Google Play 商店的应用数量更多。这些生态系统为用户提供了丰富的原生应用体验。 2. **开发方式对比** - **移动 web 应用**：成本较低，一个响应式的 web 应用可以在多种设备上良好显示。部署管理方便，服务器端的更改能立即推送给所有客户端。但从用户体验角度看，受限于浏览器，设备的一些底层功能无法充分利用，且在应用发现方面不如原生应用。 - **原生移动应用**：针对特定软件栈（如 iOS、iPadOS 或 Android）开发，编程语言和框架不同，需要为每个平台单独实现。更新应用时，需提交二进制文件到应用商店审核，可能需要数小时甚至数天才能发布，且用户需手动或自动下载更新。然而，原生应用能提供更优的用户体验，并且在应用商店中更容易被发现，这也是大多数面向消费者的应用采用原生开发的原因。 - **混合框架**：试图结合 web 应用和原生应用的优点。开发者可以在框架的软件栈中开发一次应用，然后通过工具将其转换为原生应用包。虽然在这方面取得了一些进展，但许多混合框架基于 HTML5、CSS3 和 JavaScript，生成的应用在应用商店中容易被识别为非原生 SDK 开发的应用。 以下是一个简单的表格对比这三种开发方式： | 开发方式 | 优点 | 缺点 | | ---- | ---- | ---- | | 移动 web 应用 | 成本低、部署管理方便 | 用户体验受限、不易发现 | | 原生移动应用 | 用户体验优、易发现 | 开发成本高、更新周期长 | | 混合框架 | 结合两者优点 | 应用易被识别为非原生开发 | #### 六、iOS 与 Android 对比 1. **相似之处** - 都是非常受欢迎的智能手机软件平台。 - 分别由苹果和谷歌这两大科技公司控制。 - 都在快速发展，开发者需要不断学习。 - 都拥有庞大健康的应用生态系统，开发者可以发布应用。 - 都吸引了大量活跃的开发者社区。 2. **显著差异** - **控制权与开放性**：谷歌独家控制 Android 软件栈，但将其免费提供给众多设备制造商；苹果则独家控制 iOS 软件栈和运行它的硬件平台。Android 软件栈已开源，而 iOS 是苹果的专有平台。 - **开发环境**：原生 Android 开发可以在多种桌面操作系统（Windows、macOS 或 Linux）上进行，而原生 iOS 开发只能在 macOS 上进行。 - **应用审核**：苹果和谷歌都有人工审核应用，但苹果的审核过程通常更长、更严格。 - **编程语言**：Android 开发可以使用 Java 或 Kotlin（本书使用 Kotlin），也可通过 NDK 支持使用 C/C++；iOS 开发使用 Swift 或 Objective - C。 - **设备碎片化**：Android 设备在硬件和软件方面的碎片化程度比 iOS 高。Android 设备的物理外形差异大，且很多设备的系统版本滞后。谷歌的 Android One 计划试图解决这个问题，但缺乏系统更新和支持旧版本 Android 仍是现实。而 iOS 硬件和软件由苹果统一控制，设备更具同质性，大多数设备能在新版本 iOS 发布几周内完成更新。 下面是一个 mermaid 流程图，展示选择开发方式的决策过程： ```mermaid graph LR A[确定项目需求] --> B{是否有特定受众?} B -- 是 --> C{预算和时间限制?} C -- 有限 --> D[考虑移动 web 或混合框架] C -- 充足 --> E[考虑原生应用] B -- 否 --> E[考虑原生应用] ``` 这些差异导致开发者在选择平台和开发方式时需要权衡各种因素。例如，谷歌的模式可能推动硬件层面的快速创新，但也带来了设备碎片化的问题；苹果的模式则保证了设备的一致性和更新的及时性，但开发环境相对受限。 ### 原生移动应用开发入门：iOS 与 Android 对比 #### 七、选择开发方式的考量 在决定采用哪种移动应用开发方式时，开发者需要综合考虑多方面因素。下面是一些关键考量点的详细分析： 1. **目标受众** - 如果应用面向特定组织内的用户，如企业或大学社区成员，这些用户通常是“受限受众”，对应用的选择相对有限。此时，移动 web 应用或混合框架可能是不错的选择，因为它们可以降低开发成本和管理难度。 - 若面向广大消费者，由于消费者有众多应用可供选择，原生应用能提供更好的用户体验和更便捷的发现途径，通常更具优势。 2. **预算和时间限制** - 预算有限且时间紧迫时，移动 web 应用或混合框架可以快速开发并部署，减少开发成本和时间投入。 - 预算充足且有足够时间进行开发和测试时，原生应用可以提供更优质的用户体验，值得投入更多资源。 3. **用户体验要求** - 若对用户体验要求极高，希望充分利用设备的底层功能，原生应用是首选。因为 web 应用受限于浏览器，可能无法完全发挥设备的性能。 - 对用户体验要求相对较低，且注重跨平台兼容性和开发效率，混合框架或移动 web 应用可以满足基本需求。 以下是一个列表总结选择开发方式时的关键考量点： - 目标受众：特定组织用户或广大消费者。 - 预算和时间：有限或充足。 - 用户体验要求：高或一般。 #### 八、开发环境的建立 1. **iOS 开发环境** - **操作系统**：必须使用 macOS。 - **开发工具**：推荐使用 Xcode，它是苹果官方提供的集成开发环境，包含了开发 iOS 应用所需的各种工具和资源。 - **编程语言**：主要使用 Swift 或 Objective - C。若使用 Swift，可参考前文提到的学习资源快速上手。 2. **Android 开发环境** - **操作系统**：可以在 Windows、macOS 或 Linux 上进行开发。 - **开发工具**：推荐使用 Android Studio，它是谷歌官方提供的 Android 开发 IDE，集成了丰富的开发工具和调试功能。 - **编程语言**：可以使用 Java 或 Kotlin。本书使用 Kotlin 进行 Android 开发，若对 Kotlin 不熟悉，可通过网络教程和附录 B 进行学习。 以下是一个表格对比 iOS 和 Android 开发环境的要求： | 平台 | 操作系统要求 | 开发工具 | 编程语言 | | ---- | ---- | ---- | ---- | | iOS | macOS | Xcode | Swift 或 Objective - C | | Android | Windows、macOS 或 Linux | Android Studio | Java 或 Kotlin | #### 九、开发流程概述 无论是 iOS 还是 Android 开发，一般都遵循以下基本流程： 1. **需求分析**：明确应用的功能需求、用户需求和业务目标。 2. **设计阶段**：进行应用的界面设计、架构设计和数据库设计等。 3. **开发阶段**：根据设计方案，使用相应的编程语言和框架进行代码编写。 4. **测试阶段**：对应用进行功能测试、性能测试、兼容性测试等，确保应用的质量。 5. **发布阶段**：将应用提交到应用商店进行审核和发布。 下面是一个 mermaid 流程图展示开发流程： ```mermaid graph LR A[需求分析] --> B[设计阶段] B --> C[开发阶段] C --> D[测试阶段] D --> E[发布阶段] ``` #### 十、总结与建议 在原生移动应用开发领域，iOS 和 Android 各有优劣。开发者在选择平台和开发方式时，应根据项目的具体情况进行权衡。 - 对于新手开发者，建议先了解移动开发的基本概念和流程，掌握必要的前置知识，如 Swift 和 Kotlin 编程语言。可以从简单的示例项目入手，逐步积累经验。 - 有经验的开发者若想拓展到另一个平台，可利用已有的知识和经验，通过比较学习法快速掌握新平台的开发技巧。 - 在开发过程中，要注重用户体验，不断优化应用的性能和功能。同时，及时关注平台的更新和变化，确保应用的兼容性和稳定性。 总之，原生移动应用开发是一个充满挑战和机遇的领域，通过合理选择开发方式和不断学习，开发者可以开发出高质量的移动应用，满足用户的需求。