如何使用NSCoding和NSFileManager来保存你的应用程序数据

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原文链接地址：http://www.raywenderlich.com/1914/how-to-save-your-app-data-with-nscoding-and-nsfilemanager

注：本文由sking-tree翻译！

教程截图：



　　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 <NSCoding> {

　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：



　　还有，你如果好奇地打开plist看看：



　　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）

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：