Swift Playgrounds book開發流程簡介

Swift Playgrounds 是一款革命性的 iPad 應用，可以用強大的 Swift 語言進行教學。蘋果推崇在 Swift Playgrounds 上人人都能使用 Swift 編程的原則，讓所有人都能學習、編碼以及教授代碼課程。
蘋果在 Swift Playgrounds 應用上提供了很多學習編程相關的 Playground Book，本文就通俗的稱之為電子書。
Playground 電子書（.playgroundbook），它能夠幫助你管理內容，生成瀏覽目錄，使你更容易找到自己想要學習的章節及頁面，下面是 Playground 電子書頁面的一張截圖，感受一下：

圖2：Playground book運行效果

圖的左邊是源代碼編輯器，右邊是“所見即所得”的實時視圖.

1. Swift Playgrounds app 項目結構

1.1 Playground book總的結構

一個Playground book有三大部分構成：

PlaygroundBook : 左側展示書籍的章節描述信息
Book_Sources ：資源包
LiveViewApp ：右側展示的LiveView場景內容

圖1：Playground book結構

最終顯示結果如下：

圖2：Playground book運行效果

如上圖，你在左側可以編寫相關swift代碼，點擊運行Run My Code 便可以在右側場景看到代碼執行的效果。
左側的章節對應的右PlaygroundBook工程開發，不能實時聯機調式
右側的實時場景是由LiveViewTestApp工程開發，可以連接調試。

1.2 Playground 電子書的目錄格式

Playground 電子書，是一個帶有 .playgroundbook 后綴名的文件，可以理解為一個文件夾資源包，它是一個嵌套的文件夾結構格式，其中包括所有資源文件。

Playground 電子書的目錄格式

我們根據目錄結構主要把它區分三個層次：

Contents ：Playground 電子書根目錄，包含所有資源文件，屬于最高層級，其中包含 Chapters 文件夾以及一個配置文件 Manifest.plist。
Chapters ：總章節文件夾，包含所有章節文件夾。每個章節文件夾都帶有 .playgroundchapter 后綴，并且其目錄下都包含 Pages 文件夾以及一個配置文件 Manifest.plist。
Pages : 總頁面文件夾，包含所有頁面文件夾，每個頁面文件夾都帶有 .playgroundpage 后綴，其目錄下都包含著自己運行所需要的所有資源以及一個配置文件 Manifest.plist。

目錄結構

上述的三個目錄下都有屬于自己 Manifest 配置文件，有什么作用呢？

Contents 下的Manifest.plist 用于描述電子書的信息

Chapters下面的Manifest.plist用于描述章節及目錄信息

Pages下面的Manifest.plist用于描述頁面信息以及其行為

此外還有兩種文件夾，一般放置與 Contents 目錄下：

Sources：輔助的 Swift 源文件，如果放置在 Contens 目錄下，意味著所有 Page 都能訪問，屬于全局范疇。

Resources：電子書的資源文件，一般放置一些圖片、音頻文件等等，其他類似于 Sources 文件夾。

1.3 PlaygroundBook模板工程目錄結構

圖3：Playground工程目錄結構1

如上圖所示，最終生成的kylPlaygroundBook.playgroundbook 是可以發布的產品，可以通過airdrop 發送到ipad上面的playground運行。
工程主要有兩部分組成PlaygroundBook和LiveViewTestApp. 以前meebot1.0 是分別新建的兩個項目，最后合成在一起。
PlaygroundBook是左側用于顯示的章節內容信息。
LiveViewTestApp 是用于右側實時展示的場景。

1.3.1 PlaygroundBook工程結構

1.3.1.1 Manifest.plist配置文件

Manifest配置文件

Manifest.plist是Playground Book 的配置信息文件，可以在這個配置文件中加入書名、封面圖片、版本等信息。

對應必選的字段如下：

Name: Playground Book 的名字，會在 Swift Playgrounds 被學習者看到。
Version:Playground Book 所用的格式版本號，使用固定字符串:6.0
ContentVersion: Playground Book 的版本號，如 1.0.2, 用于 Book 更新。
ContentIdentifier: Playground Book 的唯一標識符，用于區別不同的 Playground Book，采用 reverse-DNS 命名規則，如:com.ubtech.playgroundbook.
DeploymentTarget：對 iOS 設備的系統版本最低要求，如設置為: ios11.3，則說明只有 iOS11.3以上的設備才能運行你的 Playground Book。
DevelopmentRegion：默認語言和區域。
UserModuleMode：用于確定學習者對書中用戶可編輯模塊的控制程度的字符串，必須為以下字符串中的某一個:（Full ，Limited ，Disabled）
Chapters： Playground Book 所包含的章節信息。Chapters 的內容為包含章節名字的有序數組。如:

<array> <string>Chapter1.playgroundchapter</string> 
<string>Chapter2.playgroundchapter</string>
</array>

對應可選的字段如下：

ImageReference： Playground Book 封面圖片，寬高比必須為4:3,格式為 .png, 建議大小為 400 x300
SwiftVersion： Playground Book 使用的 Swift 版本號，默認為: 5.0
MinimumSwiftPlaygroundsVersion： Playground Book 對 Swift Playgrounds app的最低版本號要求。默認為 1.2

2. Swift Playgrounds book 開發

從 WWDC 2016 Swift Playground Books 誕生開始，制作 Playground 電子書是比較麻煩的。

你要嚴格按照上述所說的文件目錄結構的格式來整理你的文件，如果萬一中間某個處弄錯了，那么在 iPad 上就無法正常運行。像這種操作應該實現自動化生成文件目錄結構，讓開發者更加關注其實現。

從上面這一條可以看出，調試起來是個坑，很難定位的自己是哪出錯了。在程序上，調試只能以打印 Log 的方式進行，無法進行斷點調試也是個痛點。

為了方便開發，蘋果提供了模板，蘋果推薦按照其模板去開發，不要修改模板工程結構。

2.1 Swift Playgrounds 模板

先下載模板代碼蘋果官方模板下載
Swift Playgrounds 模板是一個幫助制作者調試、快速創建的一個 Xcode 工程，讓制作者更加關注于內容的創建。
這個 Xcode 工程有三個不同的 Target 來幫助你創作屬于你的 Playground 電子書：

模板1

2.1.1 PlaygroundBook Target

這個 Target 主要用于自動生成 Playground 電子書.

PlaygroundBook Target
通過 Xcode 目錄可知，這個 Target 所有文件都在 PlaygroundBook 文件夾下，其中包含文章前所說的 Sources 和 PrivateResources(Resources) 文件夾，還有默認包含一個章節以及一個頁面。

2.1.2 Book_Sources Target

這個 Target 我們可以簡單理解為把 Sources 源文件編譯成一個靜態庫，供 LiveViewTestApp Target 使用，這里有個點需要注意，如果你創建了多個 Page，并且需要進行調試的時候要明確你要調試那個 LiveView，從而并進行 Debug 視圖切換。

Book_Sources Target

2.1.3 LiveViewTestApp Target

這個 Target 目的已經很明確了，就是針對 LiveView 進行調試的, 可以直接連接ipad進行調式。

LiveViewTestApp Target

2.1.4 模板三個Target交互

在 Sources 文件夾中有兩個源文件：

LiveViewController.swift

//
//  See LICENSE folder for this template’s licensing information.
//
//  Abstract:
//  An auxiliary source file which is part of the book-level auxiliary sources.
//  Provides the implementation of the "always-on" live view.
//

import UIKit
import PlaygroundSupport

@objc(Book_Sources_LiveViewController)
public class LiveViewController: UIViewController, PlaygroundLiveViewMessageHandler, PlaygroundLiveViewSafeAreaContainer {
    /*
    public func liveViewMessageConnectionOpened() {
        // Implement this method to be notified when the live view message connection is opened.
        // The connection will be opened when the process running Contents.swift starts running and listening for messages.
    }
    */

    /*
    public func liveViewMessageConnectionClosed() {
        // Implement this method to be notified when the live view message connection is closed.
        // The connection will be closed when the process running Contents.swift exits and is no longer listening for messages.
        // This happens when the user's code naturally finishes running, if the user presses Stop, or if there is a crash.
    }
    */

    public func receive(_ message: PlaygroundValue) {
        // Implement this method to receive messages sent from the process running Contents.swift.
        // This method is *required* by the PlaygroundLiveViewMessageHandler protocol.
        // Use this method to decode any messages sent as PlaygroundValue values and respond accordingly.
    }
}

這里需要注意的是 Swift 類被起了個別名
@objc(Book_Sources_LiveViewController) 暴露給 Objective-C。

LiveViewSupport.swift

//
//  See LICENSE folder for this template’s licensing information.
//
//  Abstract:
//  Provides supporting functions for setting up a live view.
//

import UIKit
import PlaygroundSupport

/// Instantiates a new instance of a live view.
///
/// By default, this loads an instance of `LiveViewController` from `LiveView.storyboard`.
public func instantiateLiveView() -> PlaygroundLiveViewable {
    let storyboard = UIStoryboard(name: "LiveView", bundle: nil)

    guard let viewController = storyboard.instantiateInitialViewController() else {
        fatalError("LiveView.storyboard does not have an initial scene; please set one or update this function")
    }

    guard let liveViewController = viewController as? LiveViewController else {
        fatalError("LiveView.storyboard's initial scene is not a LiveViewController; please either update the storyboard or this function")
    }

    return liveViewController
}

這個源文件僅僅聲明了一個 public 方法，并返回 Storyboard 中的一個控制器實例。
這里可能有個疑惑：LiveViewController 貌似沒有遵循 PlaygroundLiveViewable 協議，怎么沒有報編譯錯誤？原因是在 PlaygroundSupport 組件中就給 UIViewController 加了個擴展，并遵循其協議。
下面我們來看看是如何在 Pages 中的 LiveView 引用的：

//  Abstract:
//  Instantiates a live view and passes it to the PlaygroundSupport framework.
//

import UIKit
import PlaygroundSupport

// Instantiate a new instance of the live view from the book's auxiliary sources and pass it to PlaygroundSupport.
PlaygroundPage.current.liveView = instantiateLiveView()

Pages 中的 LiveView 引用

這里可能有個疑惑：instantiateLiveView 在 Pages 是怎么識別的?

原因是：Sources 文件夾中的源文件屬于 Global files，并且該方法還是 public

我們再來看看 LiveViewTestApp Target 中的 AppDelegate.swift:


import UIKit
import PlaygroundSupport
import LiveViewHost
import Book_Sources

@UIApplicationMain
class AppDelegate: LiveViewHost.AppDelegate {
    override func setUpLiveView() -> PlaygroundLiveViewable {
        // This method should return a fully-configured live view. This method must be implemented.
        //
        // The view or view controller returned from this method will be automatically be shown on screen,
        // as if it were a live view in Swift Playgrounds. You can control how the live view is shown by
        // changing the implementation of the `liveViewConfiguration` property below.
        return Book_Sources.instantiateLiveView()
    }

    override var liveViewConfiguration: LiveViewConfiguration {
        // Make this property return the configuration of the live view which you desire to test.
        //
        // Valid values are `.fullScreen`, which simulates when the user has expanded the live
        // view to fill the full screen in Swift Playgrounds, and `.sideBySide`, which simulates when
        // the live view is shown next to or above the source code editor in Swift Playgrounds.
        return .fullScreen
    }
}

setUpLiveView 方法是直接調用 Book_Sources Target 生成的靜態庫調用其方法實現的，當有多個不同的 LiveView 進行調試時，此處要記得更改。
運行LiveView默認是.fullScreen 全屏模式，可以自己修改為.sideBySide半屏模式。
總結一下，交互流程就是：Book里面章節里面的相關代碼最終都會打包成一個Book_Sources Target 生成的靜態庫. 開發是是通過直接調試LiveView target 里面編寫相關代碼，去調用靜態庫里面提供的方法。

3. Swift Playgrounds book 打包發布

3.1 安裝電子書到ipad

如何把制作好的 Playground 電子書安裝到 iPad？

這里有兩種較為常用的方法：

AirDrop : 直接把 xx.playgroundbook 文件通過 AirDrop 丟給 iPad。必須現在ipad安裝蘋果的playground app，如果安裝了playground app ，當你在電腦上通過AirDrop共享xx.playgroundbook電子書發送給ipad ,iPad會自動將它安裝到playground里面。
iCloud Drive（iCloud 云盤）

3.2 Swift Playgrounds 訂閱 Feeds 格式

我們如何把制作的電子書分享給他人學習呢？
我們一般把一系列的 Playground 電子書相關資源托管至遠端，并把其描述成一個 Feeds JSON 文件，然后 Swift Playgrounds 再通過解析其內容來達到訂閱的目的。下面我們來了解一下該 JSON 的數據格式及結構。

{
    "title": "WWDC Photo Filters",
    "subtitle": "A Collection of Swift Lessons",
    "publisherName": "Holly and Grace",
    "feedIdentifier": "io.github.WWDCPhotoFilters",
    "contactURL": "mailto:example@apple.com", // 訂閱發布者的聯系方式
    "formatVersion": "1.0", //訂閱 Feed 發布版本號
    "documents": [
        {
            "title": "Image Transitions",
            "overviewSubtitle": "CIFilters in the Transition Category.",
            "detailSubtitle": "Filters in CICategoryTransition.",
            "description": "Learn some ways to use Core Image to transition between images.",
            "contentIdentifier": "io.github.WWDCPhotoFilters.imageTransitions",
            "contentVersion": "1.0",
            "url": "https://WWDCPhotoFilters.github.io/ImageTransitions/ImageTransitions.playgroundbook.zip",
            "publishedDate": "2018-05-18T12:00:00+00:00",
            "lastUpdatedDate": "2018-05-18T12:00:00+00:00",
            "thumbnailURL": "ImageTransitions/thumbnail.png",
            "bannerImageURL": "ImageTransitions/bannerImage.png",
            "additionalInformation": [
                {
                    "name": "Languages",
                    "value": "English"
                }
            ],
            "previewImageURLs": [
            "keypaths/preview-1.png"
            ]
        }
    ]
}

3.2.1 訂閱 Feeds JSON 數據分兩部分：訂閱 Feed 相關信息, document 即電子書相關信息

3.2.1.1 訂閱 Feed 相關信息

title ：訂閱 Feed 的標題

訂閱 Feed 的標題
publisherName ：訂閱發布者的名稱

訂閱發布者的名稱
feedIdentifier ：訂閱 Feed 的唯一ID，一般直接用翻轉域名來標識

3.2.1.2 document：即電子書相關信息

title ：電子書的標題
overviewSubtitle ：電子書概覽標題

電子書概覽標題
detailSubtitle ：電子書更加具體的標題

電子書更加具體的標題
description ：電子書相關信息的一些描述

電子書相關信息的一些描述
contentIdentifier ：電子書的唯一ID，一般是在 feedIdentifier 的基礎上拼接電子書的名稱
contentVersion ：電子書發布版本號
thumbnailURL ：電子書 icon

電子書 icon

電子書 icon2
bannerImageURL ：電子書 banner，用于展示及推廣相關視覺圖

電子書 banner
additionalInformation ：額外信息，采用 Key-Value 的方式
previewImageURLs ：電子書預覽圖

電子書預覽圖

3.3. 托管你的訂閱源

了解了訂閱 Feeds JSON 數據格式后，那么如何托管自己的訂閱源并分享給他人，我們可以把一系列 Playground 電子書的所有資源托管至第三方，創建自己的 JSON 文件，生成自己的訂閱鏈接，然后再通過 Safari 進行訂閱。
下面我們以 GitHub Page 為例，來展示如果托管自己的訂閱源：

subscription_web_hosts

首先創建一個屬于自己的 GitHub Page

image
然后在倉庫設置中配置好 GitHub Page。

image
創建 Feeds JSON 文件
在倉庫中新建一個 index.html 或 README.md 文件，并把自己的訂閱鏈接放入其中。
都配置好后，我們的訂閱源已經托管至GitHub了，現在可以分享給其他小伙伴了，如何分享呢？

通過裝有 Swift Playgrounds 應用的 iPad，使用 Safari 訪問 GitHub Page，即 http://tingxins.com/Playground.github.io 。點擊之前已配置好的鏈接進行訪問，即點擊 Subscribe，然后系統會自動調取 Swift Playgrounds 應用。

image

直接在 Swift Playgrounds 應用內進行收到添加訂閱鏈接的方式進行訂閱。

image

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Swift Playgrounds book開發流程簡介

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1. Swift Playgrounds app 項目結構

1.1 Playground book總的結構

1.2 Playground 電子書的目錄格式

1.3 PlaygroundBook模板工程目錄結構

1.3.1 PlaygroundBook工程結構

1.3.1.1 Manifest.plist配置文件

2. Swift Playgrounds book 開發

2.1 Swift Playgrounds 模板

2.1.1 PlaygroundBook Target

2.1.2 Book_Sources Target

2.1.3 LiveViewTestApp Target

2.1.4 模板三個Target交互

3. Swift Playgrounds book 打包發布

3.1 安裝電子書到ipad

3.2 Swift Playgrounds 訂閱 Feeds 格式

3.2.1 訂閱 Feeds JSON 數據分兩部分：訂閱 Feed 相關信息, document 即電子書相關信息

3.2.1.1 訂閱 Feed 相關信息

3.2.1.2 document：即電子書相關信息

3.3. 托管你的訂閱源

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1.1 Playground book總的結構

1.2 Playground 電子書的目錄格式

1.3 PlaygroundBook模板工程目錄結構

1.3.1 PlaygroundBook工程結構

1.3.1.1 Manifest.plist配置文件

2. Swift Playgrounds book 開發

2.1 Swift Playgrounds 模板

2.1.1 PlaygroundBook Target

2.1.2 Book_Sources Target

2.1.3 LiveViewTestApp Target

2.1.4 模板 三個Target交互

3. Swift Playgrounds book 打包發布

3.1 安裝電子書到ipad

3.2 Swift Playgrounds 訂閱 Feeds 格式

3.2.1 訂閱 Feeds JSON 數據分兩部分：訂閱 Feed 相關信息, document 即電子書相關信息

3.2.1.1 訂閱 Feed 相關信息

3.2.1.2 document：即電子書相關信息

3.3. 托管你的訂閱源

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