flutter--Dart基础语法（三）类和对象、泛型、库

一、前言

Flutter 是 Google 开源的 UI 工具包，帮助开发者通过一套代码库高效构建多平台精美应用，Flutter 开源、免费，拥有宽松的开源协议，支持移动、Web、桌面和嵌入式平台。

Flutter是使用Dart语言开发的跨平台移动UI框架，通过自建绘制引擎，能高性能、高保真地进行Android和IOS开发。Flutter采用Dart语言进行开发，而并非Java，Javascript这类热门语言，这是Flutter团队对当前热门的10多种语言慎重评估后的选择。因为Dart囊括了多数编程语言的优点，它更符合Flutter构建界面的方式。

本文主要就是简单梳理一下Dart语言的一些基础知识和语法。关于编程语言的基本语法无外乎那么些内容，注释、变量、数据类型、运算符、流程控制、函数、类、异常、文件、异步、常用库等内容，相信大部分读者都是有一定编程基础的，所以本文就简单地进行一个梳理，不做详细的讲解。大家也可以参考 Dart编程语言中文网。

上一篇文章主要是写了Dart语言的流程控制、函数和异常处理，本文将接着上一篇文章继续往后写，本文将主要介绍Dart语言的类和对象、泛型以及库的使用。

二、类和对象

Dart 是一种基于类和 mixin 继承机制的面向对象的语言。 每个对象都是一个类的实例，所有的类都继承于 Object。面向对象中非常重要的概念就是类，类产生了对象。接下来我们就具体来学习类和对象，但是Dart对类进行了很多其他语言没有的特性，所以，这里我会花比较长的篇幅来讲解。

2.1  类的定义

在Dart中，定义类用class关键字。类通常有两部分组成：成员（member）和方法（method）。定义类的伪代码如下：

class 类名 {
  类型 成员名;
  返回值类型 方法名(参数列表) {
    方法体
  }
}

编写一个简单的Person类：

• 这里有一个注意点: 我们在方法中使用属性(成员/实例变量)时，并没有加this；
• Dart的开发风格中，在方法中通常使用属性时，会省略this，但是有命名冲突时，this不能省略；

class Person {
  String name;

  eat() {
    print('$name在吃东西');
  }
}

我们来使用这个类，创建对应的对象：

• 注意：从Dart2开始，new关键字可以省略。

main(List<String> args) {
  // 1.创建类的对象
  var p = new Person(); // 直接使用Person()也可以创建

  // 2.给对象的属性赋值
  p.name = 'why';

  // 3.调用对象的方法
  p.eat();
} 

2.2 构造方法

Dart语言中构造方法分为普通构造方法、命名构造方法、重定向构造方法、常量构造方法、工厂构造方法以及初始化列表等多种。下面我们就一一给大家简单解释一下其中的区别。

2.2.1 普通构造方法

我们知道, 当通过类创建一个对象时，会调用这个类的构造方法。

• 当类中没有明确指定构造方法时，将默认拥有一个无参的构造方法。
• 前面的Person中我们就是在调用这个构造方法。

我们也可以根据自己的需求，定义自己的构造方法:

• 注意一：当有了自己的构造方法时，默认的构造方法将会失效，不能使用
  • 当然，你可能希望明确的写一个默认的构造方法，但是会和我们自定义的构造方法冲突；
  • 这是因为Dart本身不支持函数的重载（名称相同, 参数不同的方式）。
• 注意二：这里我还实现了toString方法

class Person {
  String name;
  int age;

  Person(String name, int age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }

  @override
  String toString() {
    return 'name=$name age=$age';
  }
}

另外，在实现构造方法时，通常做的事情就是通过 参数给属性 赋值。为了简化这一过程, Dart提供了一种更加简洁的语法糖形式。上面的构造方法可以优化成下面的写法：

Person(String name, int age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }
  // 等同于
  Person(this.name, this.age);

2.2.2 命名构造方法

但是在开发中, 我们确实希望实现更多的构造方法，怎么办呢？因为不支持方法（函数）的重载，所以我们没办法创建相同名称的构造方法。因此，我们需要使用命名构造方法:

class Person {
  String name;
  int age;

  Person() {
    name = '';
    age = 0;
  }
    // 命名构造方法
  Person.withArgments(String name, int age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }

  @override
  String toString() {
    return 'name=$name age=$age';
  }
}

// 创建对象
var p1 = new Person();
print(p1);
var p2 = new Person.withArgments('why', 18);
print(p2);

在之后的开发中, 我们也可以利用命名构造方法，提供更加便捷的创建对象方式。比如开发中，我们需要经常将一个Map转成对象，可以提供如下的构造方法

  // 新的构造方法
  Person.fromMap(Map<String, Object> map) {
    this.name = map['name'];
    this.age = map['age'];
  }

  // 通过上面的构造方法创建对象
  var p3 = new Person.fromMap({'name': 'kobe', 'age': 30});
  print(p3);

2.2.3 初始化列表

我们来重新定义一个类Point, 传入x/y，可以得到它们的距离distance:

class Point {
  final num x;
  final num y;
  final num distance;

  // 错误写法
  // Point(this.x, this.y) {
  //   distance = sqrt(x * x + y * y);
  // }

  // 正确的写法
  Point(this.x, this.y) : distance = sqrt(x * x + y * y);
}

上面这种初始化变量的方法, 我们称之为初始化列表(Initializer list)

2.2.4 重定向构造方法

在某些情况下, 我们希望在一个构造方法中去调用另外一个构造方法, 这个时候可以使用重定向构造方法：

• 在一个构造函数中，去调用另外一个构造函数（注意：是在冒号后面使用this调用）

class Person {
  String name;
  int age;

  Person(this.name, this.age);

  Person.fromName(String name) : this(name, 0);
}

2.2.5 常量构造方法

在某些情况下，传入相同值时，我们希望返回同一个对象，这个时候，可以使用常量构造方法.

默认情况下，创建对象时，即使传入相同的参数，创建出来的也不是同一个对象，看下面代码:

• 这里我们使用identical(对象1, 对象2)函数来判断两个对象是否是同一个对象:

main(List<String> args) {
  var p1 = Person('why');
  var p2 = Person('why');
  print(identical(p1, p2)); // false
}

class Person {
  String name;

  Person(this.name);
}

但是, 如果将构造方法前加const进行修饰，那么可以保证同一个参数，创建出来的对象是相同的

• 这样的构造方法就称之为常量构造方法。

main(List<String> args) {
  var p1 = const Person('zhangsan');
  var p2 = const Person('zhangsan');
  const p3 = Person('zhangsan');
  var p4 = Person('zhangsan');
  var p5 = Person('lisi');

  print(identical(p1,p2)); //true
  print(identical(p1,p3)); //true
  print(identical(p1,p4)); //false
  print(identical(p1,p5)); //false

}

class Person {
  final String name;

  const Person(this.name);
} 

常量构造方法有一些注意点:

• 注意一：拥有常量构造方法的类中，所有的成员变量必须是final修饰的.
• 注意二: 为了可以通过常量构造方法，创建出相同的对象，不再使用 new关键字，而是使用const关键字
  • 如果是将结果赋值给const修饰的标识符时，const可以省略.

2.2.6 工厂构造方法

Dart提供了factory关键字, 用于通过工厂去获取对象

main(List<String> args) {
  var p1 = Person('why');
  var p2 = Person('why');
  print(identical(p1, p2)); // true
}

class Person {
  String name;

  static final Map<String, Person> _cache = <String, Person>{};

  factory Person(String name) {
    if (_cache.containsKey(name)) {
      return _cache[name];
    } else {
      final p = Person._internal(name);
      _cache[name] = p;
      return p;
    }
  }

  Person._internal(this.name);
}

2.3 setter和getter

默认情况下，Dart中类定义的属性是可以直接被外界访问的。但是某些情况下，我们希望监控这个类的属性被访问的过程，这个时候就可以使用setter和getter了

main(List<String> args) {
  final d = Dog("黄色");
  d.setColor = "黑色";
  print(d.getColor);
}

class Dog {
  String color;

  String get getColor {
    return color;
  }
  set setColor(String color) {
    this.color = color;
  }

  Dog(this.color);
}

2.4 类的继承

面向对象的其中一大特性就是继承，继承不仅仅可以减少我们的代码量，也是多态的使用前提。Dart中的继承使用extends关键字，子类中使用super来访问父类。父类中的所有成员变量和方法都会被继承，但是构造方法除外。

main(List<String> args) {
  var p = new Person();
  p.age = 18;
  p.run();
  print(p.age);
}

class Animal {
  int age;

  run() {
    print('在奔跑ing');
  }
}

class Person extends Animal {

}

子类可以拥有自己的成员变量, 并且可以对父类的方法进行重写：

class Person extends Animal {
  String name;

  @override
  run() {
    print('$name在奔跑ing');
  }
}

子类中可以调用父类的构造方法，对某些属性进行初始化：

• 子类的构造方法在执行前，将隐含调用父类的无参默认构造方法（没有参数且与类同名的构造方法）。
• 如果父类没有无参默认构造方法，则子类的构造方法必须在初始化列表中通过super显式调用父类的某个构造方法。

class Animal {
  int age;

  Animal(this.age);

  run() {
    print('在奔跑ing');
  }
}

class Person extends Animal {
  String name;

  Person(String name, int age) : name=name, super(age);

  @override
  run() {
    print('$name在奔跑ing');
  }

  @override
  String toString() {
    return 'name=$name, age=$age';
  }
}

2.5 抽象类

我们知道，继承是多态使用的前提。所以在定义很多通用的 调用接口 时, 我们通常会让调用者传入父类，通过多态来实现更加灵活的调用方式。但是，父类本身可能并不需要对某些方法进行具体的实现，所以父类中定义的方法，我们可以定义为抽象方法。

什么是 抽象方法? 在Dart中没有具体实现的方法(没有方法体)，就是抽象方法。

• 抽象方法，必须存在于抽象类中。
• 抽象类是使用abstract声明的类。

下面的代码中, Shape类就是一个抽象类, 其中包含一个抽象方法.

abstract class Shape {
  getArea();
}

class Circle extends Shape {
  double r;

  Circle(this.r);

  @override
  getArea() {
    return r * r * 3.14;
  }
}

class Reactangle extends Shape {
  double w;
  double h;

  Reactangle(this.w, this.h);

  @override
  getArea() {
    return w * h;
  }
}

注意事项:

• 注意一：抽象类不能实例化.
• 注意二：抽象类中的抽象方法必须被子类实现, 抽象类中的已经被实现方法, 可以不被子类重写.

2.6 隐式接口

Dart中的接口比较特殊, 没有一个专门的关键字来声明接口。默认情况下，定义的每个类都相当于默认也声明了一个接口，可以由其他的类来实现(因为Dart不支持多继承)。在开发中，我们通常将用于给别人实现的类声明为抽象类:

abstract class Runner {
  run();
}

abstract class Flyer {
  fly();
}

class SuperMan implements Runner, Flyer {
  @override
  run() {
    print('超人在奔跑');
  }

  @override
  fly() {
    print('超人在飞');
  }
}

2.7  Mixin混入

在通过implements实现某个类时，类中所有的方法都必须被重新实现 (无论这个类原来是否已经实现过该方法)。

但是某些情况下，一个类可能希望直接复用之前类的原有实现方案，怎么做呢?

• 使用继承吗？但是Dart只支持单继承，那么意味着你只能复用一个类的实现。

Dart提供了另外一种方案: Mixin混入的方式

• 除了可以通过class定义类之外，也可以通过mixin关键字来定义一个类。
• 只是通过mixin定义的类用于被其他类混入使用，通过with关键字来进行混入。

main(List<String> args) {
  var superMan = SuperMain();
  superMan.run();
  superMan.fly();
}

mixin Runner {
  run() {
    print('在奔跑');
  }
}

mixin Flyer {
  fly() {
    print('在飞翔');
  }
}

// implements的方式要求必须对其中的方法进行重新实现
// class SuperMan implements Runner, Flyer {}

class SuperMain with Runner, Flyer {

} 

2.8 类成员和方法

前面我们在类中定义的成员和方法都属于对象级别的, 在开发中, 我们有时候也需要定义类级别的成员和方法。在Dart中我们使用static关键字来定义，需要注意的是，类方法和类成员只能通过类名进行访问，不能通过对象名进行访问。

main(List<String> args) {
  var stu = Student();
  stu.name = 'why';
  stu.sno = 110;
  stu.study();

  Student.time = '早上8点';
  // stu.time = '早上9点'; 错误做法, 实例对象不能访问类成员
  Student.attendClass();
  // stu.attendClass(); 错误做法, 实现对象不能访问类方法
}

class Student {
  String name;
  int sno;

  static String time;

  study() {
    print('$name在学习');
  }

  static attendClass() {
    print('去上课');
  }
}

三、 枚举类型

枚举在开发中也非常常见, 枚举也是一种特殊的类, 通常用于表示固定数量的常量值。

3.1 枚举的定义

枚举使用enum关键字来进行定义:

main(List<String> args) {
  print(Colors.red);
}

enum Colors {
  red,
  green,
  blue
}

3.2 枚举的属性

枚举类型中有两个比较常见的属性:

• index: 用于表示每个枚举常量的索引, 从0开始.
• values: 包含每个枚举值的List.

main(List<String> args) {
  print(Colors.red.index);
  print(Colors.green.index);
  print(Colors.blue.index);

  print(Colors.values);
}

enum Colors {
  red,
  green,
  blue
}

枚举类型的注意事项:

• 注意一: 您不能子类化、混合或实现枚举。
• 注意二: 不能显式实例化一个枚举

四、 泛型

泛型的定义主要有以下两种：

1. 在程序编码中一些包含类型参数的类型，也就是说泛型的参数只可以代表类，不能代表个别对象。（这是当今较常见的定义）
2. 在程序编码中一些包含参数的类。其参数可以代表类或对象等等。（人们大多把这称作模板）不论使用哪个定义，泛型的参数在真正使用泛型时都必须作出指明。

一些强类型编程语言支持泛型，其主要目的是加强类型安全及减少类转换的次数，但一些支持泛型的编程语言只能达到部分目的。在Dart的 API 文档中你会发现基础数组类型 List 的实际类型是 List<E> 。 <…> 符号将 List 标记为 泛型 (或 参数化) 类型。 这种类型具有形式化的参数。 通常情况下，使用一个字母来代表类型参数， 例如 E, T, S, K, 和 V 等。

4.1 为什么使用泛型?

在类型安全上通常需要泛型支持， 它的好处不仅仅是保证代码的正常运行：

• 正确指定泛型类型可以提高代码质量。
• 使用泛型可以减少重复的代码。

如果想让 List 仅仅支持字符串类型， 可以将其声明为 List<String> （读作“字符串类型的 list ”）。 那么，当一个非字符串被赋值给了这个 list 时，开发工具就能够检测到这样的做法可能存在错误。 例如：

var names = List<String>();
names.addAll(['Seth', 'Kathy', 'Lars']);
names.add(42); // 错误

另外一个使用泛型的原因是减少重复的代码。 泛型可以在多种类型之间定义同一个实现， 同时还可以继续使用检查模式和静态分析工具提供的代码分析功能。

// 假设你创建了一个用于缓存对象的接口：
abstract class ObjectCache {
  Object getByKey(String key);
  void setByKey(String key, Object value);
}

// 后来发现需要一个相同功能的字符串类型接口，因此又创建了另一个接口：
abstract class StringCache {
  String getByKey(String key);
  void setByKey(String key, String value);
}

// 后来，又发现需要一个相同功能的数字类型接口 … 这里你应该明白了。

// 泛型可以省去创建所有这些接口的麻烦。 通过创建一个带有泛型参数的接口，来代替上述接口：
abstract class Cache<T> {
  T getByKey(String key);
  void setByKey(String key, T value);
}

在上面的代码中，T 是一个备用类型。 这是一个类型占位符，在开发者调用该接口的时候会指定具体类型。

4.2 List、Set、Map中泛型的使用

4.2.1 字面量中的泛型

List , Set 和 Map 字面量也是可以参数化的。 参数化字面量和之前的字面量定义类似， 对于 List 或 Set 只需要在声明语句前加 <type> 前缀， 对于 Map 只需要在声明语句前加 <keyType, valueType> 前缀， 下面是参数化字面量的示例：

var names = <String>['Seth', 'Kathy', 'Lars'];
var uniqueNames = <String>{'Seth', 'Kathy', 'Lars'};
var pages = <String, String>{
  'index.html': 'Homepage',
  'robots.txt': 'Hints for web robots',
  'humans.txt': 'We are people, not machines'
};

4.2.2 使用泛型类型的构造函数

在调用构造函数的时，在类名字后面使用尖括号（<...>）来指定泛型类型。 例如：

// 创建一个元素为字符串的Set集合
var nameSet = Set<String>.from(names);

// 下面代码创建了一个 key 为 integer， value 为 View 的 map 对象：
var views = Map<int, View>();

4.2.3 运行时中的泛型集合

Dart 中泛型类型是 固化的，也就是说它们在运行时是携带着类型信息的。 例如， 在运行时检测集合的类型：

var names = List<String>();
names.addAll(['Seth', 'Kathy', 'Lars']);
print(names is List<String>); // true

提示： 相反，Java中的泛型会被 擦除 ，也就是说在运行时泛型类型参数的信息是不存在的。 在Java中，可以测试对象是否为 List 类型， 但无法测试它是否为 List<String> 。

4.3 创建类时限制泛型类型

使用泛型类型的时候， 可以使用 extends 实现参数类型的限制。

class Foo<T extends SomeBaseClass> {
  // Implementation goes here...
  String toString() => "Instance of 'Foo<$T>'";
}

class Extender extends SomeBaseClass {...}

// 可以使用 SomeBaseClass 或其任意子类作为通用参数：
var someBaseClassFoo = Foo<SomeBaseClass>();
var extenderFoo = Foo<Extender>();

// 也可以不指定泛型参数：
var foo = Foo();
print(foo); // Instance of 'Foo<SomeBaseClass>'

// 指定任何非 SomeBaseClass 类型会导致错误：
var foo = Foo<Object>();

4.4 使用泛型函数

最初，Dart 的泛型只能用于类。 新语法_泛型方法_，允许在方法和函数上使用类型参数：

T first<T>(List<T> ts) {
  // Do some initial work or error checking, then...
  T tmp = ts[0];
  // Do some additional checking or processing...
  return tmp;
}

这里的 first (<T>) 泛型可以在如下地方使用参数 T ：

• 函数的返回值类型 (T).
• 参数的类型 (List<T>).
• 局部变量的类型 (T tmp).

五 库的使用

在Dart中，你可以导入一个库来使用它所提供的功能。库的使用可以使代码的重用性得到提高，并且可以更好的组合代码。Dart中任何一个dart文件都是一个库，即使你没有用关键字library声明。

5.1 库的导入

import语句用来导入一个库，后面跟一个字符串形式的Uri来指定表示要引用的库，语法如下：

import '库所在的uri'; 

5.1.1 常见的库URI有三种不同的形式

• 来自dart标准版，比如dart:io、dart:html、dart:math、dart:core(但是这个可以省略)

  //dart:前缀表示Dart的标准库，如dart:io、dart:html、dart:math
  import 'dart:io';

• 使用相对路径导入的库，通常指自己项目中定义的其他dart文件

  //当然，你也可以用相对路径或绝对路径的dart文件来引用
  import 'lib/student/student.dart';

• Pub包管理工具管理的一些库，包括自己的配置以及一些第三方的库，通常使用前缀package

  //Pub包管理系统中有很多功能强大、实用的库，可以使用前缀 package:
  import 'package:flutter/material.dart';

5.1.2 库文件中内容的显示和隐藏

如果希望只导入库中某些内容，或者刻意隐藏库里面某些内容，可以使用show和hide关键字

• show关键字：可以显示某个成员（屏蔽其他）
• hide关键字：可以隐藏某个成员（显示其他）

// 只显示Student, Person，其他的都屏蔽
import 'lib/student/student.dart' show Student, Person;

// 只屏蔽Person，其他的都显示
import 'lib/student/student.dart' hide Person;

5.1.3 库中内容和当前文件中的名字冲突

当各个库有命名冲突的时候，可以使用as关键字来使用命名空间

import 'lib/student/student.dart' as Stu;

Stu.Student s = new Stu.Student();

5.2 库的定义

5.2.1 library关键字

通常在定义库时，我们可以使用 library 关键字给库起一个名字。但目前我发现，库的名字并不影响导入，因为import语句用的是字符串URI

library math;

5.2.2 part关键字

在开发中，如果一个库文件太大，将所有内容保存到一个文件夹是不太合理的，我们有可能希望将这个库进行拆分，这个时候就可以使用part关键字了。不过官方已经不建议使用这种方式了：

// mathUtils.dart文件
part of "utils.dart";

int sum(int num1, int num2) {
  return num1 + num2;
}

// dateUtils.dart文件
part of "utils.dart";

String dateFormat(DateTime date) {
  return "2020-12-12";
}

// utils.dart文件
part "mathUtils.dart";
part "dateUtils.dart";

// test_libary.dart文件
import "lib/utils.dart";

main(List<String> args) {
  print(sum(10, 20));
  print(dateFormat(DateTime.now()));
}

5.2.3 export关键字

官方不推荐使用part关键字，那如果库非常大，如何进行管理呢？

• 将每一个dart文件作为库文件，使用export关键字在某个库文件中单独导入

// mathUtils.dart文件
int sum(int num1, int num2) {
  return num1 + num2;
}

// dateUtils.dart文件
String dateFormat(DateTime date) {
  return "2020-12-12";
}

// utils.dart文件
library utils;

export "mathUtils.dart";
export "dateUtils.dart";

// test_libary.dart文件

import "lib/utils.dart";

main(List<String> args) {
  print(sum(10, 20));
  print(dateFormat(DateTime.now()));
}

最后，也可以通过Pub管理自己的库自己的库，在项目开发中个人觉得不是非常有必要，所以暂时不讲解这种方式。