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A Day In The Life

とあるプログラマの備忘録

Swift3で追加されたData構造体の使い方レシピ

swift ios

Swift3 から Data 構造体が追加され Objective-C 時代の NSData クラスはお役御免になりました。この Data 構造体は NSData の置き換えなので、できることに違いはほとんどありません。ただしメソッドに互換性がないため NSData を使ったコードを Data に置き換えるのが大変です。というわけで Data 構造体の使い方をまとめてみました。

文字列を Data オブジェクトに変換する

文字列を Data オブジェクトに変換するには以下のように String 構造体の data メソッドを使います。

let str = "abcdefghijk"
let data = str.data(using: .utf8)!

Data型のオブジェクトを文字列に変換する

反対に Data オブジェクトを文字列に変換するには String 構造体のイニシャライザを使って以下のように変換します。

let str = String(data: data, encoding: .utf8)!

ただしこの方法は Data オブジェクトの中が文字列で構成されている場合しか使えません。 Data オブジェクトの中が文字列以外の時は、次の方法で変換します。

Data オブジェクトを16進数文字列に変換する

print 関数に Data オブジェクトを渡してもバイト数しか出力されません。

let data = Data(bytes: [0, 1, 127, 128, 255])
// 出力結果は 5 bytes
print(data)
// NSData だとちゃんと内容が出力されるのに…
let nsdata = NSData(data: data)
// 出力結果は <00017f80 ff>
print(nsdata) 

こんなときは Data 構造体の map メソッドを使って以下のように1バイトづつ16進数文字に変換します。

let data = Data(bytes: [0, 1, 127, 128, 255])
let hexStr = data.map {
  String(format: "%.2hhx", $0)
}.joined()
// 出力結果は 00017f80ff
print(hexStr)

ワンライナーで書くと以下のようになります。

print(data.map { String(format: "%.2hhx", $0) }.joined())

デバッグで出力を確認するだけであれば以下の方法もあります。

// 出力結果は<61626364 65666768 696a6b>
print(String(format: "%@", data as CVarArg))

Data オブジェクトを固定長の型(UInt8とかDoubleなど)のオブジェクトに変換する

Data オブジェクトを UInt8 や Double など固定長の型のオブジェクトに変換するには Data 構造体の withUnsafeBytes メソッドを使います。以下は Data オブジェクトを Double オブジェクトに変換する例です。

let data = Data(bytes: [0x71, 0x3d, 0x0a, 0xd7, 0xa3, 0x10, 0x45, 0x40])
let value = data.withUnsafeBytes { (ptr: UnsafePointer<Double>) -> Double in
  return ptr.pointee
}
// 出力結果は42.13
print(value)

上記の方法は文字列など可変長のデータには使えませんのでご注意下さい。

バイトデータにアクセスしたい

CommonCrypto ライブラリを使ってデータをハッシュ化したい時なんかにバイトデータにアクセスしなきゃいけない場面があります。Swift2.xでは以下のように書けました。

let data = NSData(bytes: bytes, length: 15)
let dataBytes = UnsafePointer<CUnsignedChar>(data.bytes)

Swift3では UnsafePointer の仕様が変わったので Data オブジェクトを NSData に変換してから上記の方法を使ってもコンパイルエラーになります。少し面倒ですが UnsafeRawPointer を使って以下のように処理します。

let bytes: [UInt8] = [
    0xe3, 0x81, 0x82,
    0xe3, 0x81, 0x84,
    0xe3, 0x81, 0x86,
    0xe3, 0x81, 0x88, 
    0xe3, 0x81, 0x8a
] 
let data = Data(bytes: bytes)
let charPtr = UnsafeMutablePointer<CUnsignedChar>.allocate(capacity: data.count)
charPtr.initialize(from: data)
let dataBytes = UnsafeRawPointer(charPtr)
// メモリを解放する
defer {
  charPtr.deinitialize(count: data.count)
  charPtr.deallocate(capacity: data.count)
}
:
: なんか処理
:

メモリ解放しなきゃいけないのがちょっと辛いです。

メモリ解放を気にせずバイトデータにアクセスしたい場合

「Data オブジェクトを固定長の型に変換する」で使った withUnsafeBytes メソッドを使うとバイトデータにアクセスできます。クロージャの外からはポインタが無効なのでメモリ安全にバイトデータにアクセスできます。

let bytes: [UInt8] = [
    0xe3, 0x81, 0x82,
    0xe3, 0x81, 0x84,
    0xe3, 0x81, 0x86,
    0xe3, 0x81, 0x88, 
    0xe3, 0x81, 0x8a
] 
let data = Data(bytes: bytes)
data.withUnsafeBytes { (ptr: UnsafePointer<CUnsignedChar>) in {
    let dataBytes = UnsafeRawPointer(ptr)
    :
    : なんか処理
    :
}

withUnsafeBytes メソッドに渡すクロージャは任意の戻り値に設定できるので上記のように戻り値なしにもできますし、逆にクロージャ内でハッシュ化の処理をいろいろしてから文字列で返すみたいなこともできます。

参考

Swiftのプロトコルに@objcなしでオプショナルメソッドを定義する

ios swift

Swift で プロトコルを定義するときにオプショナルなメソッドを定義したい時ってありますよね。そんなときに使える小技です。

@objcを指定するよく知られた方法

Swift のプロトコルObjective-C と違ってオプショナルメソッドを定義することができません。そこで一番お手軽な方法としてはプロトコル宣言するとき、先頭に@objcをつけて Objective-C 互換にしてしまうことです。こんな感じです。

@objc protocol Hoge {
  func foo()
  func bar()
  // オプショナルなメソッド
  optional func buzz()
}

使うときは以下のようになります。

class Fuga: Hoge {
  func foo() {
    // 実装
  }
  func bar() {
    // 実装
  }
}
// メソッドの呼び出し
let fuga = Fuga()
fuga.foo()
fuga.bar()
fuga.buzz?()

Objc 互換にする方法には以下のデメリットがあります。

  • 構造体(struct)や列挙型(enum)で使えない
  • メソッドを呼び出すときに「?」をつけないといけない
  • ジェネリクスが使えない

@objcなしで実装する方法

@objcなしでもっと Swift っぽくオプショナルメソッドを定義する方法があります。それがextensionを使ってメソッドのデフォルト実装を定義する方法です。以下のようになります。

protocol Hoge {
  func foo()
  func bar()
  // オプショナルなメソッド
  func buzz()
}

public extension MIDIMessageListener {
  // デフォルト実装を定義する
  func buzz() {
    print("buzz")
  }
}

使い方は以下のようになります。

class Fuga: Hoge {
  func foo() {
    // 実装
  }
  func bar() {
    // 実装
  }
}
// メソッドの呼び出し
let fuga = Fuga()
fuga.foo()
fuga.bar()
fuga.buzz()

メソッドの呼び出し方も他のメソッドの呼び出し方と同じです。合わせて構造体や列挙型にも適応できます。

UserDefaultsのキー名をenumで管理する

swift ios

NSUserDefaults あらため UserDefaults のキーを enum で管理する方法(Swift3対応)です。UserDefaults のキーを enum で管理する方法はいくつか見つけたのですが Swift3 に対応しているものが見つからなかったので書きました。

キーに文字列リテラルを直接指定したくない

UserDefaults のキーを文字列リテラルでやり取りするのはタイプミスなどのリスクが高く enum で管理したほうがコンパイルエラーでミスを検知できるのでオススメです。

import Foundation

enum UserSettings: String {
  case autoPlay = "autoPlay"
  case purchasedItems = "purchasedItems"
  :
  : キーをこちらに宣言する
  :
  
  func set(value: Int) {
    UserDefaults.standard.set(value, forKey: self.rawValue)
    UserDefaults.standard.synchronize()
  }
 
  func integer() -> Int {
    return UserDefaults.standard.integer(forKey: self.rawValue)
  }
    
  func set(value: Float) {
    UserDefaults.standard.set(value, forKey: self.rawValue)
    UserDefaults.standard.synchronize()
  }
    
  func float() -> Float {
    return UserDefaults.standard.float(forKey: self.rawValue)
  }
    
  func set(value: Double) {
    UserDefaults.standard.set(value, forKey: self.rawValue)
    UserDefaults.standard.synchronize()
  }
    
  func double() -> Double {
    return UserDefaults.standard.double(forKey: self.rawValue)
  }
    
  func set(value: Bool) {
    UserDefaults.standard.set(value, forKey: self.rawValue)
    UserDefaults.standard.synchronize()
  }
    
  func bool() -> Bool {
    return UserDefaults.standard.bool(forKey: self.rawValue)
  }

  func set(value: Any) {
    UserDefaults.standard.set(value, forKey: self.rawValue)
    UserDefaults.standard.synchronize()
  }
    
  func object() -> Any? {
    return UserDefaults.standard.object(forKey: self.rawValue)
  }
}

Int, Float, Double, Bool はオプショナル型を使いたくなかったのでそれぞれメソッドを定義しました。 使い方はこんな感じになります。

// Bool
UserSettings.autoPlay.set(value: true)
let autoPlay: Bool = UserSettings.autoPlay.bool()

// Array
UserSettings.purchasedItems.set(value: ["item1", "item2", "item3"])
if let items = UserSettings.purchasedItems.object() as? [String] {
  print(items.count)
}      

もう一つのメリット

UserDefaults を使う場所を一元管理できるメリットもあります。アプリのいろんな場所で UserDefaults を使いまくって一体どんなデータが保存されてるかわかりませんってなったことありませんか?(自分はよくあります)

参考記事

uGUIのテキストを点滅させてみる

c# unity .net ゲーム

Unity の uGUI でテキストをこんな感じに点滅させる方法です。

f:id:glass-_-onion:20161027174139g:plain

Update メソッドに処理を書いても良かったのですが個人的な好みで UniRX を使って実装してみました。Mathf.Sin メソッド(三角関数)を使ってアルファ値を0から1に緩やかに変化させています。

using UnityEngine;
using UnityEngine.UI;
using System;
using System.Collections;
using UniRx;

public class FlashingText : MonoBehaviour
{

  [SerializeField]
  private float angularFrequency = 5f;
  // 30FPS
  static readonly float DeltaTime = 0.0333f;
  private Text text;

  void Start()
  {
    float time = 0.0f;
    text = GetComponent<Text>();
    Observable.Interval(TimeSpan.FromSeconds(deltaTime)).Subscribe(_ =>
      {
        time += angularFrequency * deltaTime;
        var color = text.color;
        color.a = Mathf.Sin(time) * 0.5f + 0.5f;
        text.color = color;
      }).AddTo(this);
  }
}

angularFrequency の値をいじることで点滅のタイミングを調整することができます。

なんで Mathf.Sin(time) * 0.5f + 0.5f なのか

Mathf.Sin メソッドの結果に 0.5 をかけたり足したりしているのはアルファの値を0から1の間で緩やかに変化させるためです。

Mathf.Sin(x)

サイン関数を使うと以下のグラフのように、値は-1から1の間で変化します。 f:id:glass-_-onion:20161027171240p:plain

Mathf.Sin(x) * 0.5

それに0.5をかけて値を-0.5から0.5の間で変化するようにしてから f:id:glass-_-onion:20161027171245p:plain

Mathf.Sin(x) * 0.5 + 0.5

0.5を足すことによって0から1の間に値が収まるようになります。 f:id:glass-_-onion:20161027171250p:plain

Mathf.Abs(Mathf.Sin(time)) じゃダメなの?

値を0から1の間で変化させるだけであれば Mathf.Abs(Mathf.Sin(time)) でも問題なさそうですが、値の変化が滑らかになりません。

Mathf.Abs(Mathf.Sin(time))

Mathf.Abs メソッドを使った場合の値の変化は以下のようになります。0付近の値の変化が急な感じになります。 f:id:glass-_-onion:20161027171256p:plain Mathf.Abs メソッドを使って点滅させると以下のような動きになります。

f:id:glass-_-onion:20161027174140g:plain

微妙な違いですが少し違和感がありますね。

AVAudioSequencerでMIDIファイルを再生して曲の終わりにコールバックを設定する方法

ios swift 音楽 c

AVAudioSequencerでMIDIファイルを再生して曲の終わりにコールバックを設定する方法です。AVAudioSequencer 自体にそのようなコールバックがないので CoreMIDI のコールバックを使います。CoreMIDIはSwiftのブロックではなくてC言語の関数ポインタでコールバックを取らないといけないケースがあって大変です。

public class Sequencer {

  let callBack: @convention(c) (UnsafeMutablePointer<Void>, MusicSequence, MusicTrack, MusicTimeStamp, UnsafePointer<MusicEventUserData>, MusicTimeStamp, MusicTimeStamp) -> Void = {
    (obj, seq, mt, timestamp, userData, timestamp2, timestamp3) in
    // Cタイプ関数なのでselfを使えません
    let mySelf: Sequencer = unsafeBitCast(obj, Sequencer.self)
    :
    : 曲の終了後に行う処理
    :
  }
    
  var sequencer: AVAudioSequencer

  public func playWithMidiURL(midiFileUrl: NSURL, audioFiles: [NSURL]) {
    // サンプラーとオーディオエンジンの初期化
    let audioEngine = AVAudioEngine()
    let samplerNode = AVAudioUnitSampler()

    // サンプラーとオーディオエンジンをつなげる
    audioEngine.attachNode(samplerNode)
    audioEngine.connect(samplerNode,
      to: audioEngine.mainMixerNode,
      format: samplerNode.outputFormatForBus(0))

    // オーディオエンジンをスタートする
    do {
      try samplerNode.loadAudioFilesAtURLs(audioFiles)
      try audioEngine.start()
    } catch {
            
    }

    // シーケンサーの初期化
    self.sequencer = AVAudioSequencer(audioEngine: audioEngine)
    let musicSequence = audioEngine.musicSequence
        
    // MIDIファイル読み込み
    do {
      try sequencer.loadFromURL(midiFileUrl, options: .SMF_ChannelsToTracks)
    } catch {
      print("Error load MIDI file")
    }
    // シーケンサスタート
    do {
      sequencer.prepareToPlay()
      try sequencer.start()
    } catch {
      print("Error play MIDI file")
    }
        
    // 曲の長さを取得
    var musicLengthInBeats: NSTimeInterval = 0.0
    for track in sequencer.tracks {
      let lengthInBeats = track.lengthInBeats
      if musicLengthInBeats < lengthInBeats {
        musicLengthInBeats = lengthInBeats
      }
    }
    // 曲の最後にコールバックを仕込む
    MusicSequenceSetUserCallback(musicSequence, callBack, unsafeBitCast(self, UnsafeMutablePointer<Void>.self))
    var musicTrack: MusicTrack = nil
    MusicSequenceGetIndTrack(musicSequence, 0, &musicTrack)
    let userData: UnsafeMutablePointer<MusicEventUserData> = UnsafeMutablePointer.alloc(1)
    MusicTrackNewUserEvent(musicTrack, ceil(musicLengthInBeats), userData)
  }
}

曲の長さを調べてタイマーでやれば良いと思われるかもしれませんが、それだと曲のポーズに対応できないのでこのような方法が必要になります。

参考記事

ソースコードはこちら

動作確認済みのソースコードはこちらに置いてあります。 - glassonion1/R9MIDISequencer

UnityのuGUI関連のクラスを図にしてみた

unity c# ゲーム モデリング

Unity で開発をはじめた頃、一番わけがわからなかったのがゲームを構成するオブジェクト同士の関係でした。ゲームオブジェクト?コンポーネント?トランスフォーム?なんじゃこれってなりました。Cocos2d-x や SpriteKit のように単純なノードツリーで構成されてないことにかなり戸惑いました。Unity を本格的に使い始めて3ヶ月ほど経ちそこそこ Unity 特有の世界観に慣れてきたのでこの辺りでクラスの関係をクラス図にまとめてみました。自分は2Dゲーム開発と uGUI を使った UI 開発で使うことがほとんどなのでその辺で使うクラスに絞って図にしてあります。

クラス図

f:id:glass-_-onion:20160614095059p:plain

補足

  • UnityEngine ネームスペース(namespace)は省略しています
  • ネームスペースごとに色をわけています
  • GameObject、Component クラスには代表的なメソッドとして GetComponent メソッドを挙げています。GetComponentInChildren や GetComponentsInChildren メソッドなんかはわざと省略しています

個人的な感想

  • GameObject と Component クラスが似ててややこしいがここをちゃんと理解すれば混乱の大部分はなくなる
  • Canvas クラスは UI と関係ないところにいたのが意外だった
  • オブジェクトの親子関係を管理しているのは Transform クラス、なんで GameObject じゃないのか疑問
  • UI 系クラスの親が MonoBehaviour だった
  • UI 系クラスは Selectable(ユーザ入力) と Graphic(表示)クラスに大別できる
  • イベント系クラスは別のネームスペース(EventSystems)で管理されている
    • UIBehaviour クラスのネームスペースが EventSystems だった(UI じゃないんだ的な)

参考

おすすめUnity本

今から始める Swift 3 対策

swift ios xcode

Xcode 7.3 から Swiftのバージョンが 2.2 になりました。このバージョンから Swift 3 に向けた deprecated(非推奨)警告が出るようになったのでその対策です。

'++' is deprecated: it will be removed in Swift 3

結構話題になったインクリメント(デクリメントも)演算子の廃止の対策です。+=使えってことらしいです。Python もインクリメント演算子ないので、案外無くても困らないのかもしれませんね。

修正前
var i = 0
i++
修正後
var i = 0
i += 1

「--」も同じで「-=」を使いましょう。

C-style for statement is deprecated and will be removed in a future version of Swift

C言語風の for 文が廃止になりました。下記の例だとはじめに「'++' is deprecated: it will be removed in Swift 3」の警告が出ます。インクリメント演算子を修正したあとにこの警告が出るので一気に修正してちゃいましょう。

修正前
for var i = 0; i < 10; ++i {
  //
}
修正後
for i in 0 ..< 10 {
  //
}

「i」は宣言しなくても良いみたいです。少し気持ち悪いけど慣れれば大丈夫です。

Use of string literal for Objective-C selectors is deprecated; use '#selector' instead

セレクタの渡し方が変わりました。Objective-c に近くなった印象です。個人的にも文字列でいいんかいなと思ってたのでまぁ妥当な変更だと思います。

修正前
class HogeViewController: UIViewController {
  override func viewDidLoad() {
    super.viewDidLoad()
    let button = UIButton()
    button.addTarget(self,
      action: "RespondToButton:",  // 警告
      forControlEvents: .TouchUpInside)
  }
  func RespondToButton(sender: UIButton) {
  }
}
修正後
class HogeViewController: UIViewController {
  override func viewDidLoad() {
    super.viewDidLoad()
    let button = UIButton()
    button.addTarget(self,
      action: #selector(HogeViewController.RespondToButton(_:))
      forControlEvents: .TouchUpInside)
  }
  func RespondToButton(sender: UIButton) {
  }
}

Use '#selector' instead of explicitly constructing a 'Selector'

文字列の代わりにセレクタ関数を使ってた場合も同じです。

修正前
class HogeViewController: UIViewController {
  override func viewDidLoad() {
    super.viewDidLoad()
    let button = UIButton()
    button.addTarget(self,
      action: Selector("RespondToButton:"),  // 警告
      forControlEvents: .TouchUpInside)
  }
  func RespondToButton(sender: UIButton) {
  }
}
修正後
class HogeViewController: UIViewController {
  override func viewDidLoad() {
    super.viewDidLoad()
    let button = UIButton()
    button.addTarget(self,
      action: #selector(HogeViewController.RespondToButton(_:))
      forControlEvents: .TouchUpInside)
  }
  func RespondToButton(sender: UIButton) {
  }
}

'init()' is deprecated: init() will be removed in Swift 3. Use nil

init()が非推奨になりました。C言語で開発されたライブラリを使ってると遭遇確率が高いと思います。

修正前
var musicTrack = MusicTrack()
MusicSequenceGetIndTrack(musicSequence, 0, &musicTrack)
修正後
var musicTrack: MusicTrack = nil
MusicSequenceGetIndTrack(musicSequence, 0, &musicTrack)

アドレス渡しする前にコンストラクタ呼び出しするのは確かにおかしいので納得です。

UnsafeMutablePointerを使う場合

UnsafeMutablePointer を使ってる場合も同じ警告がでます。

修正前
let packetListPtr: UnsafeMutablePointer<MIDIPacketList> = UnsafeMutablePointer.alloc(1)
var packet = UnsafeMutablePointer<MIDIPacket>() //警告
packet = MIDIPacketListInit(packetListPtr)
修正後
let packetListPtr: UnsafeMutablePointer<MIDIPacketList> = UnsafeMutablePointer.alloc(1)
var packet: UnsafeMutablePointer<MIDIPacket> = nil
packet = MIDIPacketListInit(packetListPtr)

別の関数で Init するのに宣言時にコンストラクタ呼び出しするのはおかしいですね、これも納得です。

参考