项目概述：天气App

在学习了Swift异步编程的诸多概念和技巧后，是时候将这些知识应用于一个完整的实战项目。本章将通过构建一个支持实时数据更新的天气App，整合本书中的核心内容，包括async/await、Task Group、Actor和异步单元测试等技术。我们将从项目概述开始，逐步实现网络请求、数据解析和UI更新等功能，帮助你将理论转化为实际开发能力。

项目目标

这个天气App的目标是展示Swift异步编程的实际应用，同时满足以下需求：

  • 实时数据获取：从公开天气API（如OpenWeatherMap）获取最新的天气信息。
  • 异步更新UI：确保网络请求不阻塞主线程，UI响应流畅。
  • 错误处理：优雅地处理网络错误、数据解析失败等异常。
  • 并发任务：支持并行加载多个城市的天气数据。
  • 单元测试：为关键异步逻辑编写测试，确保代码可靠性。

通过这个项目，你将：

  • 综合应用本书学到的异步编程技术。
  • 掌握从API调用到UI更新的完整开发流程。
  • 学会如何在真实场景中处理并发和错误。

功能需求

天气App将具备以下核心功能：

  1. 主页展示：显示当前城市的天气信息，包括温度、天气状况和湿度。
  2. 多城市支持：允许用户添加多个城市，查看其天气数据。
  3. 实时刷新：提供手动刷新按钮，异步更新数据。
  4. 错误提示：网络失败或API错误时，显示用户友好的提示。
  5. 缓存机制：在无网络时显示最近缓存的数据。

技术需求

  • API：使用OpenWeatherMap API（或模拟API）获取数据。
  • 网络请求：基于URLSession的async/await实现。
  • 并发：使用Task Group并行加载多个城市数据。
  • 线程安全：通过@MainActor和Actor管理UI和共享状态。
  • 测试：用XCTest验证异步逻辑。

项目架构

项目将采用简洁的MVC（Model-View-Controller）架构，结合Swift并发特性：

1. Model层

  • WeatherData：表示天气数据的模型，包含温度、状况等字段。
  • WeatherService：封装网络请求和数据解析，使用async/await。
  • WeatherStore（Actor）：管理缓存和共享状态，确保线程安全。

2. View层

  • WeatherViewController：展示天气信息，响应用户交互。
  • CityCell：自定义单元格，显示城市天气。

3. Controller层

  • WeatherViewController：处理用户输入，协调网络请求和UI更新。
  • WeatherService：通过异步方法提供数据。

技术栈

  • Swift Concurrency：async/await、Task、Task Group、Actor。
  • UI：UIKit（可扩展为SwiftUI）。
  • 网络：URLSession。
  • 测试：XCTest。

初步设计

以下是项目的初步设计思路：

数据模型

struct WeatherData: Codable {
    let temperature: Double
    let condition: String
    let humidity: Int
}

服务层

class WeatherService {
    func fetchWeather(for city: String) async throws -> WeatherData {
        // 模拟API调用
        try await Task.sleep(nanoseconds: 1_000_000_000)
        return WeatherData(temperature: 25.0, condition: "晴天", humidity: 60)
    }
}

UI展示

主页显示当前城市天气，多城市列表在表格中展示：

  • 当前城市：大卡片显示温度、状况、湿度。
  • 多城市：表格列出各城市天气，点击刷新。

开发计划

本章将按以下步骤实现：

  1. 网络请求与数据解析：实现WeatherService，支持真实API调用。
  2. 实时UI更新：设计WeatherViewController，异步加载数据并更新UI。
  3. 并发与缓存：使用Task Group并行加载多城市数据，Actor管理缓存。
  4. 测试与优化：为关键逻辑编写异步单元测试，优化性能。

准备工作

  • API密钥：注册OpenWeatherMap获取API密钥（或使用模拟数据）。
  • 项目设置：在Xcode中创建新项目，配置基础UI。
  • 依赖：无需额外框架，依赖标准库和UIKit。

小结

本节概述了天气App项目的目标、功能需求和技术架构，为后续实现奠定了基础。这个项目将综合应用本书的异步编程知识，从网络请求到UI更新，展示Swift并发的强大能力。下一节将进入具体实现，带你完成网络请求和数据解析的开发。

内容说明

  • 结构：从目标到需求，再到架构、设计和计划，最后总结。
  • 代码：包含初步模型和服务设计，突出方向性。
  • 语气：概述性且引导性，适合新章节开篇。
  • 衔接：承接第十四章（性能与测试），预告后续（网络请求）。
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