PlaygroundとSwift Playgrounds

開発言語

技術解説

連載 [第2回] :

Objective-C開発者のためのSwift再入門

2017年9月7日(木)

大津真

Swift言語の特徴的な機能であるPlaygroundと、iPadアプリのSwift Playgroundsを紹介する。

はじめに

今回は、Xcodeを使用したプログラミングにおける、Objective-C言語にはないSwift言語オンリーの機能として、プログラムのリアルタイムな実行環境であるPlaygroundを取り上げます。エディタ上のコードをビルドすることなく即座に実行し結果を確認できるので、ちょっとしたコードのテストなどに大変便利です。そのあとで、ソフトウエア学習用のiPadアプリであるSwift Playgroundsを紹介します。

Playgroundを使ってみよう

Playgroundを使用するには、次のようにしてあらかじめ専用のプロジェクトファイルを作成しておく必要があります。

Xcodeの「File」メニューから「Open」→「New」→「Playground」を選択します。
「Choose options for your new file」画面で、Playgroundファイルの名前を設定します。プラットフォームとして「iOS」「macOS」「tvOS」のどれかを選択します（画面1）。
次の画面でPlaygroundファイルの保存先を設定し「Create」ボタンをクリックします（画面2）。

画面1　プラットフォームを選択

画面2　保存先を指定したら「Create」をクリック

以上でPlayground用のプロジェクトファイルが作成され、コードを入力できるようになります。Playgroundのエディタは2つの領域に分かれていて左側にコードが、右側に変数の内容などが表示されます。プラットフォームに「iOS」及び「tvOS」を選択した場合にはUIKitフレームワークが、「macOS」を選択した場合にはCocoaフレームワークがインポートされています。その下にはサンプルのコードが入力されています。デフォルトでは変数strに"Hello, playground"を代入するステートメントが表示されています。

画面3　サンプルコード

Playgroundのプロジェクトファイルはバンドル

Playgroundのプロジェクトファイルの拡張子は「.playground」です。これは実際にはバンドル（Finder上でディレクトリをファイルのように見せる仕組み）です。

画面4　Playgroundのプロジェクトファイル

バンドルの中身を確認するには、Finder上でプロジェクトファイルを右クリックし、表示されるメニューから「パッケージの内容を表示」を選択します。

画面5　パッケージの中身を表示した

いくつかファイルが表示されますが、その中のContents.swiftが、Swiftプログラムが記述されたソースファイルです。

入力したコードはすぐに反映される

Playgroundのエディタで入力したコードはすぐに検証され、エラーがなければ、そのまま実行され右のエリアに結果が反映されます。

なお、Playgroundのエディタの特徴のひとつが、変数名や式だけを単独のステートメントとして入力できる点です。たとえば、通常のエディタでは、変数名だけを記述したステートメントはエラーとなりますが、Playgroundではその値が右側の領域に表示されます。同様に式の結果も表示されます。

画面6　変数名や式を単独で記述してもエラーにはならない

値の変化の確認

for文などのループの内部で変数を変化させている場合には、その値をグラフや値で確認できます。次のfor文では制御変数iを1～10と変化させ、ループごとに変数valueに加えています。つまり1から10までの総和を求めています。

画面7　for文のループを含むコードの例

右側の「Show Result」ボタン（グレイの四角形）をクリックすると、エディタ内に変数Valueの変化がグラフで表示されます。グラフ上のポイントをクリックすると、その時点での値が表示されます。

画面8　変数の変化をグラフで表示できる

グラフの内部を右クリックしてメニューから「Value History」を選択すると、値の履歴が数値で表示されます。

画面9　Value Historyを選択

画面10　値の履歴を数値で表示

「Latest Value」を選択すると、最終的な値だけが表示されます。

画面11　Latest Valueを選ぶと、最終の値を表示

「Show Result」ボタンの左の「Quick Look」ボタン（目の形）をクリックすると、吹き出しにグラフや値を表示できます。

画面12　Quick Lookをクリックすると吹き出しで表示

Markdown形式のコメントもOK

Playgroundは、プログラムのテスト環境としてだけでなく、プログラムの学習用のドキュメントとして、あるいはサンプルプログラムをグループで共有するといった場合にも便利です。その際、コードのコメントにリッチなMarkdown記法を使用することが可能です。

複数行のコメントの場合には「/*」の後に、1行コメントの場合には「//」の後に「:」を記述するとMarkdownとみなされます。

リスト1：Markdown形式のコメント

●複数行のコメントをMarkdownに
/*:
～　
*/

●一行のコメントをMarkdownに
//: ～

次に例を示します。

リスト2：実際のコードでの例

//: Playground - noun: a place where people can play

import UIKit

/*:
# 初めてのSwiftプログラム
## コレクション
1. リスト
2. タプル
3. ディクショナリ

<http://google.com>
*/

「Editor」メニューから「Show Rendered Markup」を選択すると、Markupがレンダリングされて表示されます。

画面13　レンダリング表示

通常のコメントに戻すには「Editor」メニューから「Show Raw Markup」を選択します。

Markdownでコメントにイメージを表示するには

次のようすることで、コメント部分にイメージを表示することもできます。

Navigatorを表示し、「Resources」フォルダに表示するイメージファイルをドラッグ＆ドロップで追加します（画面14）。
Markdownで「alt属性（イメージファイルのパス）」を記述します。

イメージパスにはResourcesは含めない点に注意してください。例えばdog1.jpgというファイルを追加したら「![イメージ](dog1.jpg)」のように記述します（画面15）。

画面14　イメージファイルを追加

画面15　イメージファイルのパスを記述

Markdownをレンダリングすると画面16のように表示されます。

画面16　コメント部分にイメージファイルが表示される

Swiftプログラムの学習アプリ - Swift Playgrounds

続いて、楽しく遊びながらSwiftのコードの基礎を学べる「Swift Playgrounds」を紹介しましょう。Swift PlaygroundsはAppleが無償で提供しているiPad版プログラミング学習アプリです。注意点として、Swift Playgroundsは、iPad 2など古いデバイスには対応していない点が挙げられます。筆者もSwift Playgroundsの登場を機会に、長年愛用していたiPad 2から新型のiPadに買い換えました

リリース当初は英語版のみでしたが、2017年3月に待望の日本語化がされたため、日本のプログラミング教育現場での活用も期待されています。Appleの説明によれば、「Swift Playgroundsはプログラミングの知識がなくても遊べるので、12歳から112歳まで、これからプログラミングを始めようという方にピッタリです」のことです。

3つのカテゴリ

Swift Playgroundsは「コードを学ぼう」「チャレンジ」「アクセサリ」の3つのカテゴリに分割されています。「コードを学ぼう」は初めてのプログラミングの学習用で、段階的にSwiftプログラミンを学んでいきます。「チャレンジ」では「ブロック崩し」や「じゃんけん」といった多少高度なアプリの作成に挑戦できます。「アクセサリ」は、バージョン1.5から搭載されたカテゴリで、LEGOのマインドストームなどロボット系デバイス、さらにはドローンや楽器のプログラミングが可能です。