第5章 数据存储与管理

在开发iOS应用时，数据存储与管理是一个非常重要的环节。无论是在应用运行时临时存储数据，还是需要持久化存储用户数据，iOS系统都提供了多种解决方案。本章将详细介绍iOS中常用的数据存储方法，包括UserDefaults、Core Data和文件系统操作。

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5.1 UserDefaults：轻量级的数据存储

UserDefaults是iOS中一个轻量级的数据存储方案，适用于存储简单的键值对数据，例如用户偏好设置、简单配置信息等。UserDefaults的数据会持久化存储在设备上，即使应用关闭后数据也不会丢失。

5.1.1 基本用法

1. 存储数据

let defaults = UserDefaults.standard
defaults.setValue("张三", forKey: "username")  // 存储字符串
defaults.set(true, forKey: "isSignedIn")      // 存储布尔值
defaults.set(25, forKey: "age")               // 存储整数
defaults.set(Date(), forKey: "lastLoginDate")  // 存储日期
defaults.set(["apple", "banana"], forKey: "fruits")  // 存储数组

2. 读取数据

let username = defaults.string(forKey: "username")   // 获取字符串
let isSignedIn = defaults.bool(forKey: "isSignedIn")  // 获取布尔值
let age = defaults.integer(forKey: "age")            // 获取整数
let lastLoginDate = defaults.object(forKey: "lastLoginDate") as? Date
let fruits = defaults.array(forKey: "fruits") as? [String]

3. 删除数据

defaults.removeObject(forKey: "username")  // 删除单个键值对
defaults.removePersistentDomain(forName: Bundle.main.bundleIdentifier!)  // 删除所有UserDefaults数据

5.1.2 使用场景

• 用户偏好设置（如主题颜色、语言选择等）
• 存储应用的简单状态信息（如是否登录、上次登录时间等）
• 不适合存储大量数据或复杂的数据结构

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5.2 Core Data：强大的数据管理框架

Core Data是iOS中一个功能强大的数据持久化框架，适用于管理复杂的数据模型。它支持对象关系映射（ORM），能够高效地存储和检索数据。

5.2.1 创建数据模型

在Xcode中创建Core Data实体：

1. 在项目中创建.xcdatamodeld文件。
2. 添加实体（Entity），并定义属性（Attributes）。
3. 设置属性的类型（如String、Date、Integer等）。

5.2.2 核心概念

• 实体（Entity）：对应数据库中的表。
• 属性（Attribute）：对应表中的字段。
• 关系（Relationship）：表示实体之间的关联。
• 上下文（NSManagedObjectContext）：用于管理数据的增删改查操作。
• 持久化存储协调器（NSPersistentStoreCoordinator）：管理数据的存储方式（如SQLite、内存存储等）。

5.2.3 示例代码

1. 创建上下文

let appDelegate = UIApplication.shared.delegate as! AppDelegate
let context = appDelegate.persistentContainer.viewContext

2. 创建并保存数据

let newTask = NSEntityDescription.insertNewObject(forEntityName: "Task", into: context)
newTask.setValue("学习Core Data", forKey: "title")
newTask.setValue(Date(), forKey: "createdAt")

do {
    try context.save()
    print("数据保存成功！")
} catch {
    print("数据保存失败：\(error.localizedDescription)")
}

3. 查询数据

let fetchRequest = NSFetchRequest<NSManagedObject>(entityName: "Task")
do {
    let tasks = try context.fetch(fetchRequest)
    for task in tasks {
        print("任务标题：\(task.value(forKey: "title") ?? "无标题")")
    }
} catch {
    print("查询失败：\(error.localizedDescription)")
}

4. 更新数据

let fetchRequest = NSFetchRequest<NSManagedObject>(entityName: "Task")
fetchRequest.predicate = NSPredicate(format: "title == %@", "学习Core Data")
do {
    let tasks = try context.fetch(fetchRequest)
    if let task = tasks.first {
        task.setValue("学习Swift与Core Data", forKey: "title")
        try context.save()
    }
} catch {
    print("更新失败：\(error.localizedDescription)")
}

5. 删除数据

let fetchRequest = NSFetchRequest<NSManagedObject>(entityName: "Task")
fetchRequest.predicate = NSPredicate(format: "title == %@", "学习Swift与Core Data")
do {
    let tasks = try context.fetch(fetchRequest)
    for task in tasks {
        context.delete(task)
    }
    try context.save()
} catch {
    print("删除失败：\(error.localizedDescription)")
}

5.2.3 使用场景

• 复杂的数据模型
• 需要频繁查询和更新的数据
• 数据量较大且需要高效管理的场景

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5.3 文件系统操作：管理文件和资源

iOS应用可以通过文件系统存储和管理文件，例如图片、文本文件、音频文件等。iOS的文件系统分为多个目录，每个目录有特定的用途。

5.3.1 沙盒存储概述

iOS应用的文件系统沙盒结构包括以下几个主要目录：

• Documents：用于存储用户文档，支持CloudKit同步。
• Downloads：用于存储用户下载的文件。
• tmp：用于存储临时文件，系统可能在应用运行时清理这些文件。
• Library/Caches：用于存储缓存文件，系统可能在低存储的情况下清理这些文件。

5.3.2 获取文件路径

// 获取Documents目录路径
let documentPath = NSSearchPathForDirectoriesInDomains(.documentDirectory, .userDomainMask, true).first!

// 获取tmp目录路径
let tmpPath = NSTemporaryDirectory()

// 获取Caches目录路径
let cachePath = NSSearchPathForDirectoriesInDomains(.cachesDirectory, .userDomainMask, true).first!

5.3.3 文件操作示例

1. 读取文件

// 读取Documents目录下的文件
let filename = "test.txt"
let fileURL = URL(fileURLWithPath: documentPath).appendingPathComponent(filename)
do {
    let content = try String(contentsOf: fileURL)
    print("文件内容：\(content)")
} catch {
    print("读取失败：\(error.localizedDescription)")
}

2. 写入文件

let content = "这是一个测试文件。"
do {
    try content.write(to: fileURL, atomically: true, encoding: .utf8)
    print("写入成功！")
} catch {
    print("写入失败：\(error.localizedDescription)")
}

3. 删除文件

do {
    try FileManager.default.removeItem(at: fileURL)
    print("删除成功！")
} catch {
    print("删除失败：\(error.localizedDescription)")
}

5.3.4 使用场景

• 存储用户上传的文件（如图片、音频等）
• 缓存网络资源（如视频、网页内容等）
• 临时存储中间计算结果

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5.4 综合实例：实现一个简单的记事本应用

在本节中，我们将结合UserDefaults和Core Data，实现一个简单的记事本应用。用户可以添加、查看、编辑和删除笔记。

5.4.1 数据模型设计

• 实体：Note
• 属性：
  • title：字符串类型
  • content：字符串类型
  • createdAt：日期类型

5.4.2 功能实现

1. 添加笔记：

   let note = NSEntityDescription.insertNewObject(forEntityName: "Note", into: context)
   note.setValue(titleText, forKey: "title")
   note.setValue(contentText, forKey: "content")
   note.setValue(Date(), forKey: "createdAt")
   try context.save()

2. 展示笔记列表：

   let fetchRequest = NSFetchRequest<NSManagedObject>(entityName: "Note")
   fetchRequest.sortDescriptors = [NSSortDescriptor(key: "createdAt", ascending: false)]
   do {
       let notes = try context.fetch(fetchRequest)
       // 更新UI显示笔记列表
   } catch {
       print("查询失败：\(error.localizedDescription)")
   }

3. 编辑笔记：

   let fetchRequest = NSFetchRequest<NSManagedObject>(entityName: "Note")
   fetchRequest.predicate = NSPredicate(format: "title == %@", currentTitle)
   do {
       let notes = try context.fetch(fetchRequest)
       if let note = notes.first {
           note.setValue(newTitle, forKey: "title")
           note.setValue(newContent, forKey: "content")
           try context.save()
       }
   } catch {
       print("更新失败：\(error.localizedDescription)")
   }

4. 删除笔记：

   noteToDelete.delete()
   try context.save()

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5.5 总结

本章介绍了iOS开发中三种常用的数据存储方法：

• UserDefaults：适合轻量级、简单数据的存储。
• Core Data：适合复杂数据模型的管理。
• 文件系统操作：适合文件资源的存储和管理。

在实际开发中，可以根据具体需求选择合适的存储方案。例如，用户偏好设置使用UserDefaults，复杂的数据使用Core Data，文件资源使用文件系统操作。

下一章我们将进入项目实战环节，通过一个完整的案例来巩固所学知识。

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