關於Cocoa以及Cocoa環境介紹教程

Cocoa以及Cocoa環境介紹是本文要講述的內容，在Mac OS X作業系統上，Cocoa和Carbon及Java一樣，是一種應用程式環境。它由一組物件導向的軟體庫和一個運行環境組成，它的整合式開發環境和其它應用程式環境相同。本章將在這個定義的基礎上進行擴充，描述Cocoa的目標、能力、和物理形式。

Cocoa的環境

Cocoa應用程式正逐漸成為Mac OS X的應用程式標準。iPhoto、Safari、和Mail都是Cocoa應用程式。這些應用程式由於聰明的設計、豐富的功能、和激動人心的使用者介面而受到了相當程度的好評。但是，對於一般使用者來說並不明顯和典型的開發週期相比）的是：這些程式從設計階段到最終部署的過程是多麼的快速。作為應用程式開發環境，是什麼使Cocoa成為比Carbon切實可行、甚至是強制性的替代呢。

和所有的應用程式環境一樣，Cocoa包括兩個方面：即運行環境方面和開發方面。在運行環境方面，Cocoa應用程式呈現Aqua使用者介面，且和作業系統的其它可視部分緊密整合，這些部分包括Finder、Dock、和基於所有環境的其它應用程式。Cocoa無縫地成為了使用者體驗的一部分，在運行環境方面表現優秀。

但是，程式員更感興趣的是開發方面。Cocoa是一個物件導向的軟體組件—類—的整合套件，它使開發人員可以快速建立強壯和全功能的Mac OS X應用程式。這些類是可複用和可支配的軟體積木，開發人員可以直接使用，或者根據具體需求對其進行擴充。從使用介面物件到Bonjour網路，幾乎每個想象得到的開發需求都存在對應的Cocoa類；對於沒有預想到的需求，您可以輕鬆地從現有類派生出子類來實現。

在各種物件導向的開發環境中，Cocoa有著最為著名的血統。從1989年作為NeXTSTEP推出到現在，人們一直對它進行精化和測試參見"一點曆史"部分）。它優雅而強大的設計完美地適合所有類型的快速軟體開發：不僅適合開發應用程式，也適合開發命令列工具、外掛程式、和不同類型的程式包。Cocoa為您的應用程式“免費”提供很多行為和外觀，使您可以將更多的時間用於有特色的功能上有關Cocoa提供的功能的詳細資料，請參見"Cocoa應用程式的特性"部分）。

在開發Cocoa軟體的時候，您可以使用多種程式設計語言。基本的語言是Objective-C。Objective-C擁有自己的Cocoa運行環境，是ANSI C的超集，它在ANSI C的文法和語義特性上從Smalltalk派生而來）進行擴充，使之支援物件導向的編程。新增的規則簡單而又易於學習和使用。由於Objective-C是基於ANSI C的，您可以自由地將C代碼直接和Objective-C代碼混合在一起。而且，您的代碼可以調用非Cocoa的編程介面中定義的所有函數，比如Carbon和BSD。您甚至可以將C++代碼混合到Cocoa代碼中，並將它們串連在同一個執行檔案中。最後，Cocoa支援Java。Cocoa為此定義了一個平行的Java類庫，並且實現了一個將Java介面映射到Objective-C實現的橋機制。Cocoa的Java支援使您可以將本地的Java對象和Cocoa對象混合在一起使用在某些限制下）

重要訊息：Cocoa-Java是熟悉Java語言的開發人員的學習環境，我們並不推薦將它用於產品開發。Objective-C API會不斷進化，而Cocoa-Java API並不並行維護。

您甚至可以用PyObjC，即Python/Objective-C橋來進行Cocoa編程。基於PyObjC，您可以用Python來書寫Cocoa程式。Python是一種解釋性的、注重互動的、及物件導向的程式設計語言。PyObjC使Python對象可以向Objective-C對象傳遞訊息，就象傳遞給Python對象一樣；同時還使Objective-C對象可以向Python對象傳遞訊息。更多資訊請參見"用Python開發基於PyObjC的Cocoa應用程式"文檔，它位於蘋果開發人員聯盟Apple Developer Connection）網站上。

核心的Cocoa類庫封裝在兩個架構中，即Foundation和Application Kit架構。和所有架構一樣，這兩個架構不僅包含動態共用程式庫有時是幾個相容版本的庫），還包含標頭檔、API文檔、和相關的資源。Application Kit和Foundation架構的分割反映了Cocoa編程介面分為圖形化使用者介面部分和非圖形介面。這兩個架構對於最終產品為應用程式的Cocoa工程來說都是必要的。還有幾個較小的、使用Cocoa編程介面的架構和Mac OS X一起發行，比如Screen Saver螢幕保護裝置）和Address Book地址簿）架構。隨著時間的推移，還會有更多架構加入到作業系統中。更多資訊請參見"Cocoa架構"部分。
Cocoa在Mac OS X中的位置

圖1-1顯示了一個簡化了的Mac OS X系統架構框圖：

圖1-1  Mac OS X架構—簡化視圖

這個框圖只是為了一個簡單的目的：為那些不熟悉蘋果平台的開發人員明確指出Mac OS X的主要組件及其依賴性。為了簡潔，圖中省略了一些重要細節，並使其它部分變得模糊。這些細節構成了框圖的重要部分，顯示Cocoa和Mac OS X其它部分的關係。

圖1-2在架構層級上更為精確地反映了Cocoa的位置。這個框圖將Mac OS X顯示為一系列的軟體層，從系統的基礎Darwin到各種應用程式環境。位於中間的層代表包含在Core Services核心服務）和Application Services應用程式服務）這兩個主要的雨傘架構下的系統軟體。在這個框圖中，一個層通常依賴於其下面的其它層。

圖1-2  Cocoa在Mac OS X架構中的位置

在某些方面，這個框圖類似於先前的框圖。舉例來說，主要負責Aqua使用者介面渲染的系統組件Quartz在Core Graphics架構中實現)是Application Services層的一部分。架構棧的基礎部分是Darwin，包括Cocoa在內的Mac OS X各個部分最終都依賴於Darwin。

但是，如果您進一步查看雨傘架構中的一個或一組）Cocoa子類或特定的子架構，就會發現Cocoa或者對Mac OS X其它部分有特定的依賴性，或者通過自身的介面向外部提供基礎的技術。圖1-3部分顯示了上述的依賴性和外部介面。

請注意：雖然Cocoa依賴於特定的架構，但它並不是僅僅“坐”在這些架構的上面。在某些情況下，Cocoa和其它架構比如Carbon）是對等的，甚至可以實現一些其它對等架構不能實現的任務。Cocoa不僅僅是基礎技術上面的一個物件導向的封裝層。

圖1-3  進一步考察Cocoa架構—一些主要的依賴關係

蘋果公司對Cocoa進行了認真的設計，使Cocoa編程介面成為應用程式通常需要的基礎技術訪問通道。但是如果您需要的某些能力不能在Cocoa的介面中找到，或者需要對應用程式進行更為精細的控制，那麼也可以直接使用底層的架構Core Graphics就是一個重要的例子，通過調用該架構或OpenGL的函數，您的代碼可以畫出比Cocoa描畫方法能做到的、更加複雜而具有細微差別的映像）。幸運的是，使用這些低層級的架構並不是問題，因為絕大多數依賴架構的編程介面是用ANSI C寫的，Objective-C是其超集。

請注意：架構概述部分的目的並不是列舉出Cocoa有哪些介面或者它對Mac OS X其它部分有哪些依賴性。相反，概述部分只是考慮最有趣的部分，目的是給您一個有關架構架構的基本思想。

Cocoa依賴的、或者通過類和方法為之提供訪問通道的主要基礎架構有Core Foundation，Carbon，Core Graphics (Quartz)，Launch Services，和Print Core (列印子系統)。詳細資料如下：

Core Foundation。Foundation架構的很多類都基於Core Foundation中對應的封裝類型。它們之間的這種緊密關係使“免費橋接”技術—即在相容的Core Foundation和Foundation類型之間實作類別型轉換—成為可能。某些Core Foundation的實現又基於Darwin 層的BSD部分。

Carbon。Cocoa使用了Carbon提供的某些服務，因為有些Carbon架構在Core Services和Application Services層中定位為系統層級的服務。作為例子，Carbon Core就是這些架構中特別重要的一個，Cocoa使用了它提供的File Manager檔案管理工具）組件來進行不同檔案系統表示之間的轉換。

Core Graphics。Cocoa描畫和影像處理類相當自然且緊密地）基於Core Graphics架構，它實現了Quartz和視窗伺服器組件。

Launch Services。NSWorkspace類負責向外提供Launch Services的潛在能力。Cocoa還使用Launch Services提供的應用程式註冊功能來擷取與應用程式及文檔相關聯的表徵圖。

Print Core。Cocoa的列印類是列印子系統的一個物件導向的介面。

此外，Cocoa還使用Carbon環境的Text Encoding Converter文本編碼轉換器）服務來處理一些字串編碼轉換。還有一些Cocoa方法向外提供I/O Kit架構、QuickDraw (QD)架構、 Apple Event (AE)架構、和ATS架構的部分功能，分別用於進行電源管理、QuickDraw描畫、 Apple Event處理、以及提供字型支援。

進一步閱讀： Mac OS X技術概瀏覽一書給出有關架構、服務、技術、和Mac OS X其它組件的概覽。蘋果人機介面指南一書則專註於說明Aqua人機介面的外觀和行為。

小結：關於Cocoa以及Cocoa環境介紹教程的內容介紹完了，希望本文對你有所協助！