【初心者向け】Objective-CでUINavigationControllerを扱う10のステップ – Japanシーモア

【初心者向け】Objective-CでUINavigationControllerを扱う10のステップ

Objective-CとUINavigationControllerの基本を学ぶ初心者向けのガイドブックイメージObjctive-C
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はじめに

プログラミングの世界では多様な言語が利用されており、その中でもObjective-CはAppleのiOSやmacOSアプリ開発に不可欠な存在です。

しかし、初心者にとってObjective-Cは学習の難易度が高く感じられることも少なくありません。

特にUINavigationControllerのようなコンポーネントを扱う際には、その複雑さに戸惑うこともあるでしょう。

本稿では、Objective-CでUINavigationControllerを扱うための基本から応用までをステップバイステップで説明していきます。

●Objective-Cとは

Objective-Cは、C言語にオブジェクト指向の概念を導入したプログラミング言語であり、Smalltalkのメッセージ指向の特性を融合させています。

AppleがiOSとmacOSの開発のために使ってきた歴史があり、多くの既存アプリケーションやフレームワークがこの言語で書かれています。

そのため、iOSアプリ開発を学ぶ上でObjective-Cの知識は今でも非常に重要です。

○Objective-Cの基本

Objective-Cを学ぶ上でまず理解すべきは、その文法と基本的なオブジェクト指向の概念です。

クラス、インスタンス、メソッド、プロパティといった基本的な部分を理解することが重要です。

Objective-Cでは、クラスの宣言と実装がヘッダファイル(.h)と実装ファイル(.m)に分かれており、この２つを適切に管理する必要があります。

○Objective-Cの環境設定

Objective-Cのコーディングを始める前に、適切な開発環境を設定する必要があります。macOS上での開発にはXcodeが一般的です。

XcodeはAppleによって提供されており、iOSやmacOS用のアプリケーションを開発するための統合開発環境(IDE)です。

XcodeにはObjective-Cを書くためのエディタのほか、コードをコンパイルし、アプリケーションとして実行するためのシミュレータやデバッガも含まれています。

開発を始めるためには、Apple DeveloperのウェブサイトからXcodeをダウンロードし、インストールするところから始めましょう。

●UINavigationControllerの基本

UINavigationControllerはiOSアプリケーションの中核をなすコンポーネントの一つです。

ユーザーがアプリケーションの異なる画面間をナビゲートする際に使用される、スタックベースのナビゲーションシステムを提供します。

これにより、ユーザーは一連の階層的な画面を順にたどることができ、さらには「戻る」操作を通じて前の画面に簡単に戻ることが可能になります。

UINavigationControllerは一連のViewControllerを持ち、現在の画面とその背後にある画面のスタックを管理します。

最も基本的な形では、ナビゲーションコントローラには一つ以上のビューコントローラがあり、ユーザーがアプリ内でナビゲートするたびにビューコントローラがスタックの先頭に追加されたり、取り除かれたりします。

○UINavigationControllerとは

UINavigationControllerはUIViewControllerのサブクラスであり、複数のビューコントローラーを線形のスタックとして管理します。

最初のビューコントローラーがルートビューコントローラーとして機能し、その後にプッシュされるビューコントローラーがナビゲーションスタックに追加されます。

ユーザーが画面を戻る操作をすると、スタックのトップにあるビューコントローラーがポップされ、一つ前の画面が表示されます。

○UINavigationControllerの役割とは

UINavigationControllerの役割は、ユーザーのナビゲーションを管理し、それに伴い適切なビューコントローラーを表示することです。

これにより、アプリ内の情報階層を直感的に理解しやすくなります。

また、ナビゲーションバーは自動的に画面のタイトルやナビゲーションアイテム（通常は「戻る」ボタンなど）を表示するため、ユーザーインターフェースの一貫性を保ちつつ、アプリケーションのブランドイメージに合わせたカスタマイズが可能です。

●UINavigationControllerのセットアップ

iOSアプリ開発において、UINavigationControllerはユーザーがアプリ内のコンテンツ階層をナビゲートする際に中心となるコンポーネントです。

ここでは、Objective-Cを使用してUINavigationControllerを設定する基本的な手順を説明します。

初心者であっても、これらの指示に従えば、UINavigationControllerのセットアップをマスターできるでしょう。

○サンプルコード1：UINavigationControllerの作成

UINavigationControllerのインスタンスを作成し、初期のビューコントローラーをセットすることからスタートします。

下記のサンプルコードは、UINavigationControllerを作成し、ルートビューコントローラーとしてUIViewControllerのサブクラスを配置する方法を表しています。

// AppDelegate.m

#import "AppDelegate.h"
#import "RootViewController.h" // RootViewControllerをインポート

@implementation AppDelegate

- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions {
    // UIWindowのインスタンスを作成
    self.window = [[UIWindow alloc] initWithFrame:[[UIScreen mainScreen] bounds]];

    // ルートビューコントローラーとして使用するUIViewControllerのサブクラスのインスタンスを作成
    RootViewController *rootViewController = [[RootViewController alloc] init];

    // UINavigationControllerのインスタンスを作成し、rootViewControllerをルートとして設定
    UINavigationController *navigationController = [[UINavigationController alloc] initWithRootViewController:rootViewController];

    // UIWindowのrootViewControllerとしてnavigationControllerを設定
    self.window.rootViewController = navigationController;

    // UIWindowを表示
    [self.window makeKeyAndVisible];

    return YES;
}

@end

このコードでは、AppDelegateのapplication:didFinishLaunchingWithOptions:メソッド内でUIWindowとUINavigationControllerをセットアップしています。

RootViewControllerは、UINavigationControllerの最初の画面として表示されるカスタムビューコントローラーです。

initWithRootViewController:メソッドによって、このビューコントローラーがナビゲーションスタックの最初のアイテムとしてセットされます。

このセットアップを実行すると、アプリが起動したときにRootViewControllerのビューが画面に表示され、ナビゲーションバーが画面の上部に見えるようになります。

○サンプルコード2：UINavigationControllerへのViewControllerの追加

アプリのナビゲーションスタックに新しいビューコントローラーをプッシュする方法を見てみましょう。

下記のコード例は、ボタンのアクションとして新しいビューコントローラーをナビゲーションスタックに追加する方法を表しています。

// RootViewController.m

#import "RootViewController.h"
#import "SecondViewController.h" // 2番目のビューコントローラーをインポート

@implementation RootViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    self.title = @"Root View"; // ナビゲーションバーのタイトル設定

    // ボタンを作成し、タップされたときにnextViewControllerをプッシュするように設定
    UIButton *button = [UIButton buttonWithType:UIButtonTypeSystem];
    [button setTitle:@"Next" forState:UIControlStateNormal];
    [button addTarget:self action:@selector(pushNextViewController) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];
    button.frame = CGRectMake(100, 100, 100, 50); // 適切なフレームを設定
    [self.view addSubview:button];
}

- (void)pushNextViewController {
    SecondViewController *secondViewController = [[SecondViewController alloc] init];
    [self.navigationController pushViewController:secondViewController animated:YES];
}

@end

RootViewControllerにはボタンが配置され、このボタンがタップされたときにpushNextViewControllerメソッドが呼ばれます。

このメソッドはSecondViewControllerの新しいインスタンスを作成し、そのビューコントローラーをナビゲーションスタックにプッシュします。

このコードにより、ユーザーはボタンをタップすることで新しい画面へと進むことができ、ナビゲーションバーには「Back」ボタンが自動的に表示されるため、前の画面に戻ることができます。

●UINavigationControllerのカスタマイズ

UINavigationControllerはiOSアプリケーションにおいて、画面遷移を管理する際に不可欠なコンポーネントです。

ユーザーがアプリ内の異なるコンテンツをナビゲートするための道しるべとして機能し、多くの場合、ナビゲーションバーと組み合わせて使用されます。

このナビゲーションバーをカスタマイズすることで、アプリの視覚的な印象を大きく変えることができますし、アプリケーションのブランドに合わせたデザインを施すことも可能になります。

カスタマイズは見た目の変更だけでなく、ユーザーインターフェイスの挙動や操作性の向上にも寄与します。

例えば、バックボタンのデザインを変更することで、より直感的な操作性を提供したり、ナビゲーションバーのアイテムに独自の動作を追加することもできます。

○サンプルコード3：ナビゲーションバーの見た目を変更する

UINavigationControllerのナビゲーションバーの色やテキストスタイルを変更するには、UINavigationBarクラスのappearanceメソッドを使用します。

例えば、下記のコードでは、ナビゲーションバーの背景色を青色に変更し、タイトルのテキスト色を白色に設定しています。

UINavigationBar *navigationBarAppearance = [UINavigationBar appearance];
[navigationBarAppearance setBarTintColor:[UIColor blueColor]];
[navigationBarAppearance setTitleTextAttributes:@{NSForegroundColorAttributeName:[UIColor whiteColor]}];

このコードではUINavigationBarのappearanceメソッドを利用して、アプリケーション全体のナビゲーションバーに共通のスタイルを設定しています。

setBarTintColor:メソッドで背景色を指定し、setTitleTextAttributes:メソッドでタイトルテキストの属性を辞書型で設定しています。

この例では、キーとしてNSForegroundColorAttributeNameを使用し、白色を値として与えています。

このコードをアプリケーションのAppDelegateのdidFinishLaunchingWithOptionsメソッド内に記述することで、アプリ起動時にナビゲーションバーのスタイルが設定されます。

このカスタマイズを行った結果、アプリケーションのナビゲーションバーは青い背景に白いテキストという見た目になります。

これによって、ナビゲーションバーがより鮮明に目立ち、ユーザーにとって視認性の高いインターフェースを提供することができるようになります。

○サンプルコード4：バックボタンのカスタマイズ

バックボタンのカスタマイズには、UIButtonクラスを使用して独自のビューを作成し、それをナビゲーションバーのバックアイテムとして設定します。

下記のコードは、カスタムバックボタンを作成し、そのビューをナビゲーションバーに設定する方法を表しています。

UIButton *backButton = [UIButton buttonWithType:UIButtonTypeCustom];
[backButton setImage:[UIImage imageNamed:@"back_button_image"] forState:UIControlStateNormal];
[backButton setTitle:@"戻る" forState:UIControlStateNormal];
[backButton setTitleColor:[UIColor whiteColor] forState:UIControlStateNormal];
[backButton addTarget:self action:@selector(backButtonPressed:) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];

UIBarButtonItem *backButtonItem = [[UIBarButtonItem alloc] initWithCustomView:backButton];
self.navigationItem.leftBarButtonItem = backButtonItem;

ここではUIButtonをカスタムタイプで生成し、setImage:forState:メソッドでボタンのイメージを設定しています。

また、setTitle:forState:とsetTitleColor:forState:メソッドでテキストとその色も設定しています。

そして、addTarget:action:forControlEvents:メソッドを使用して、ボタンがタップされたときに呼ばれるメソッドを指定しています。

次に、このbackButtonをUIBarButtonItemのカスタムビューとして使用し、これをナビゲーションアイテムの左側に設定しています。

これによって、標準のバックボタンがカスタムバックボタンで置き換わります。

バックボタンにカスタムアクションを追加することで、ユーザーがバックボタンをタップしたときの挙動を細かく制御することができます。

たとえば、特定のデータを保存する、またはユーザーに確認を促すなどの処理を行うことができます。

これらのカスタマイズによって、アプリケーションはユーザーの期待に応える、より洗練されたナビゲーション体験を提供することが可能になります。

●UINavigationControllerの操作方法

UINavigationControllerはiOSアプリケーションにおいて、ユーザーのナビゲーションを容易にするためのコンポーネントです。

これを使用することで、階層的なコンテンツの管理が直感的かつ効率的に行えます。

例えば、メールアプリでメールボックスのリストから個々のメールへと進む際に、UINavigationControllerが活躍します。

○サンプルコード5：画面遷移の管理

このコードではUINavigationControllerを使って、新しいビューコントローラーへの画面遷移を管理する方法を表しています。

この例ではpushViewController:animated:メソッドを使用して新しいビューコントローラーへ移動し、popViewControllerAnimated:メソッドで一つ前の画面に戻ります。

// 新しいビューコントローラーへ遷移
- (void)moveToNewViewController {
    UIViewController *newViewController = [[UIViewController alloc] init];
    // UINavigationControllerにビューコントローラーをプッシュ
    [self.navigationController pushViewController:newViewController animated:YES];
}

// 前のビューコントローラーに戻る
- (void)backToPreviousViewController {
    // UINavigationControllerのスタックから一つ前のビューコントローラーをポップ
    [self.navigationController popViewControllerAnimated:YES];
}

上記のメソッドを実行すると、アプリケーションの画面は新しいビューコントローラーへと滑らかに遷移し、戻るボタンが押された場合には前の画面へと戻ります。

この流れは、ユーザーがアプリ内のコンテンツを探索する際に非常に重要な役割を果たします。

○サンプルコード6：アニメーションのカスタマイズ

画面遷移のアニメーションをカスタマイズすることは、ユーザーエクスペリエンスを向上させるための効果的な方法です。

このコードではCATransitionを用いて遷移アニメーションをカスタマイズしています。

この例では新しいビューコントローラーへの遷移時に独自のアニメーションを設定しています。

// アニメーション付きで新しいビューコントローラーへ遷移する
- (void)customTransitionToViewController {
    UIViewController *newViewController = [[UIViewController alloc] init];

    CATransition *transition = [CATransition animation];
    transition.duration = 0.5;
    transition.timingFunction = [CAMediaTimingFunction functionWithName:kCAMediaTimingFunctionEaseInEaseOut];
    transition.type = kCATransitionMoveIn;
    transition.subtype = kCATransitionFromTop;

    [self.navigationController.view.layer addAnimation:transition forKey:nil];
    [self.navigationController pushViewController:newViewController animated:NO];
}

このアニメーションを追加すると、ビューコントローラーへの遷移が上方向からのスライドインとなります。

animatedパラメーターがNOに設定されていることに注意してください。

これは、カスタムアニメーションを使用するために標準のプッシュアニメーションを無効にしているためです。

このようなカスタマイズは、アプリケーションのブランディングに一致したり、特定のコンテンツに合わせたりする際に有用です。

●UINavigationControllerの応用例

UINavigationControllerはiOSアプリ開発において、階層的な内容をナビゲートする際に頻繁に使用されるコンポーネントです。

その応用例は多岐にわたりますが、ここでは特に一般的で役立つシナリオをいくつか取り上げ、Objective-Cでの実装方法をサンプルコードを交えて説明します。

○サンプルコード7：複数のビューコントローラーを扱う

アプリケーションが成長するにつれて、多くのビューコントローラーを管理する必要が出てきます。

UINavigationControllerはスタックという形でこれらのビューコントローラーを効率よく扱うことを可能にします。

下記のコードは、新しいビューコントローラーをナビゲーションスタックにプッシュする方法を表しています。

// ViewControllerAからViewControllerBに遷移するサンプル
#import "ViewControllerB.h"

@interface ViewControllerA : UIViewController
@end

@implementation ViewControllerA

- (void)goToViewControllerB {
    ViewControllerB *viewControllerB = [[ViewControllerB alloc] init];
    [self.navigationController pushViewController:viewControllerB animated:YES];
}

@end

このコードではViewControllerAからViewControllerBに遷移する処理を行っています。

pushViewController:animated:メソッドを使って新しいビューコントローラーをナビゲーションスタックに追加し、画面遷移のアニメーションが実行されます。

このコードを実行すると、現在表示されているViewControllerAから新たに生成されたViewControllerBへと画面が遷移します。

アニメーションが完了するとViewControllerBのビューがユーザーに表示されることになります。

○サンプルコード8：階層的なデータ表示

アプリ内でファイルやフォルダなどの階層的なデータを扱う場合、UINavigationControllerは非常に有用です。

下記のサンプルでは、ディレクトリ構造を表現するためのビューコントローラーのスタックを操作する方法を表します。

// DirectoryViewControllerがディレクトリの内容を表示するためのビューコントローラーだとする
#import "DirectoryViewController.h"

@interface DirectoryViewController : UITableViewController
@property (strong, nonatomic) NSString *currentPath;
@end

@implementation DirectoryViewController

- (void)tableView:(UITableView *)tableView didSelectRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
    NSString *selectedPath = /* ユーザーが選択したパスに対応する文字列 */;
    DirectoryViewController *subDirectoryVC = [[DirectoryViewController alloc] init];
    subDirectoryVC.currentPath = selectedPath;
    [self.navigationController pushViewController:subDirectoryVC animated:YES];
}

@end

この例では、DirectoryViewControllerがディレクトリの内容をリスト表示するテーブルビューを持っていると想定しています。

ユーザーがある項目をタップすると、その項目に相当するサブディレクトリの内容を表示するための新しいDirectoryViewControllerインスタンスを生成し、ナビゲーションスタックにプッシュしています。

このコードが実行されると、ユーザーは現在のディレクトリから選択したサブディレクトリに進むことができ、階層的にデータを探索することが可能になります。

○サンプルコード9：タブバーとの組み合わせ

UINavigationControllerをUITabBarControllerと組み合わせることで、タブを使った複数の独立したナビゲーションスタックを持つアプリケーションを作成することができます。

それぞれのタブは異なるナビゲーションコントローラーを持ち、それぞれのナビゲーションスタック内でビューコントローラー間の遷移を管理します。

// AppDelegate.m内でUITabBarControllerのセットアップを行う例
#import "AppDelegate.h"
#import "FirstViewController.h"
#import "SecondViewController.h"

@implementation AppDelegate

- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions {
    self.window = [[UIWindow alloc] initWithFrame:[[UIScreen mainScreen] bounds]];

    // 最初のタブのビューコントローラーをナビゲーションコントローラーでラップする
    FirstViewController *firstVC = [[FirstViewController alloc] init];
    UINavigationController *firstNavCtrl = [[UINavigationController alloc] initWithRootViewController:firstVC];

    // 二番目のタブのビューコントローラーをナビゲーションコントローラーでラップする
    SecondViewController *secondVC = [[SecondViewController alloc] init];
    UINavigationController *secondNavCtrl = [[UINavigationController alloc] initWithRootViewController:secondVC];

    // タブバーコントローラーの作成とタブの設定
    UITabBarController *tabBarController = [[UITabBarController alloc] init];
    tabBarController.viewControllers = @[firstNavCtrl, secondNavCtrl];

    self.window.rootViewController = tabBarController;
    [self.window makeKeyAndVisible];

    return YES;
}

@end

このコードスニペットは、アプリのエントリポイントであるAppDelegateクラスに記述されることが想定されています。

application:didFinishLaunchingWithOptions:メソッド内で、2つのビューコントローラーをそれぞれナビゲーションコントローラーでラップし、それをタブバーコントローラーに設定しています。

この結果、アプリは2つのタブを持つことになり、ユーザーはタブを切り替えて異なるナビゲーションコントローラー内のビューコントローラー間を遷移できるようになります。

●UINavigationControllerの注意点と対処法

UINavigationControllerはiOSアプリケーションで多層的なナビゲーションを簡単に実装できる非常に便利なコンポーネントですが、使い方を誤るとアプリケーションのパフォーマンスに影響を及ぼす可能性があります。

ここでは、開発中に遭遇する可能性のあるいくつかの一般的な問題と、それらを解決するための対処法について説明します。

○ナビゲーションバーの自動非表示について

UINavigationControllerにおいて、ナビゲーションバーを画面によって自動的に表示したり非表示にしたりする機能は、ユーザーにとって直感的なインターフェースを提供する一方で、実装時には注意が必要です。

特に、スクロールに応じてナビゲーションバーを隠す場合、予期せぬタイミングでバーが表示されたり消えたりすることがあります。

この問題に対処するには、ビューコントローラーのviewWillAppear:メソッドで、ナビゲーションバーの表示状態を明示的に設定することが推奨されます。

- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated {
    [super viewWillAppear:animated];
    // ナビゲーションバーを表示する
    [self.navigationController setNavigationBarHidden:NO animated:animated];
}

このコードでは、ビューコントローラが表示される直前にナビゲーションバーを表示するように設定しています。

これにより、ナビゲーションバーの表示状態がより予測可能になります。

○メモリ管理の注意点

Objective-Cを使用する際、特にARC（Automatic Reference Counting）を使用していない場合、メモリ管理は非常に重要です。

UINavigationControllerはビューコントローラーをスタックにプッシュとポップすることで画面遷移を管理しますが、不適切なメモリ管理はリークを引き起こす可能性があります。

例えば、ビューコントローラをナビゲーションスタックに追加する際には、強参照サイクル（retain cycle）が発生しないように注意する必要があります。

これは、ビューコントローラが他のオブジェクトを参照し、そのオブジェクトがビューコントローラを参照する状態を避けることによって対処できます。

下記のサンプルコードは、強参照サイクルを避けるためにweakキーワードを使用する方法を表しています。

__weak MyViewController *weakSelf = self;
self.myBlock = ^{
    [weakSelf doSomething];
};

このコードでは、weakSelfを介してselfを参照することで、ブロック内からselfに対する強参照を避けています。

これにより、メモリリークのリスクを低減できます。

実行結果として、これらのコードを適切に実装することで、ナビゲーションバーの挙動が安定し、メモリリークを防ぐことができます。

それにより、アプリケーションのレスポンスが向上し、ユーザーエクスペリエンスが改善される可能性があります。

●UINavigationControllerのデバッグ方法

iOSアプリケーションの開発において、UINavigationControllerはユーザーがナビゲーションスタック内のコンテンツを移動する際の基盤を提供します。

しかし、複雑なビュー階層やイベント処理が絡むと、予期せぬバグが生じることがあります。

UINavigationControllerのデバッグは、アプリケーションのユーザーエクスペリエンスを維持し、品質を高めるために不可欠です。

デバッグプロセスを効率化するには、ビジュアルなエラーの識別、ナビゲーションスタックの監視、そしてコードレビューを組み合わせたアプローチが有効です。

デバッグの第一歩として、Xcodeのデバッガを使用して、現在のナビゲーションスタックの状態をリアルタイムで視覚化します。

ナビゲーションスタックの中にあるビューコントローラーの数や順番、それらの関連付けが正しいかどうかを確認することが重要です。Xcodeのビューデバッガ機能は、アプリケーションの階層を3Dビジュアルで表示し、問題が発生している領域を素早く特定する手助けをしてくれます。

○サンプルコード10：デバッグ時の有用なTips

デバッグ作業を支援するために、Objective-Cのコードスニペットを用いて具体的なテクニックを紹介します。

例えば、ナビゲーションスタックの現在の状態をコンソールに出力するシンプルな方法は次の通りです。

// UINavigationControllerのナビゲーションスタックの内容をログに出力する
NSLog(@"ナビゲーションスタック: %@", self.navigationController.viewControllers);

このコードでは、self.navigationController.viewControllersを使って現在のナビゲーションスタックにあるすべてのビューコントローラーの配列を取得し、それを文字列で表示しています。

この例では、ナビゲーションスタックの確認を行い、どのビューコントローラーが含まれているかを把握しています。

これにより、ビューが予期せずにスタックに積まれていないか、または必要なビューが欠落していないかを確認できます。

コードの実行結果として、ナビゲーションコントローラーのスタックに積まれたビューコントローラーがコンソールにリストアップされます。

例えば、<ViewController: 0x7fa839d0>, <DetailViewController: 0x7fa830e0>のように表示されることで、どのビューコントローラーが現在アクティブであるかが分かります。

デバッグの際には、このようなログの出力を活用して、アプリケーションが正しいビューを表示しているかを確認することが重要です。

また、これらの情報を用いてステップバイステップでエラーを特定し、修正していくことができます。

まとめ

Objective-Cを学び始めたプログラミング初心者にとって、UINavigationControllerはiOSアプリケーションにおけるナビゲーションの中核となるコンポーネントです。

この記事では、UINavigationControllerを扱う上での基本的な10ステップを、具体的なサンプルコードと共に解説しました。

Objective-CとUINavigationControllerを扱うことは、初心者にとっては困難に感じるかもしれませんが、この記事が提供する段階的なアプローチに従えば、安心して学習を進めることができます。

各ステップでの注意点や応用例を参照しながら、独自のアプリケーションにUINavigationControllerを実装するための土台を築きましょう。