2.1 计数器应用示例

用Android Studio和VS Code创建的Flutter应用模板默认是一个简单的计数器示例。本节先仔细讲解一下这个计数器Demo的源码,让读者对Flutter应用程序结构有个基本了解,然后在随后的小节中将会基于此示例,一步一步添加一些新的功能来介绍Flutter应用的其它概念与技术。

对于接下来的示例,希望读者可以跟着笔者一起亲自动手来写一下,这样不仅可以加深印象,而且也会对介绍的概念与技术有一个真切的体会。如果你还不是很熟悉Dart语言或者没有移动开发经验,不用担心,只要你熟悉面向对象和基本编程概念(如变量、循环和条件控制),则可以完成本示例。

2.1.1 创建Flutter应用模板

通过Android Studio或VS Code创建一个新的Flutter工程,命名为"first_flutter_app"。创建好后,就会得到一个计数器应用的Demo。

注意,默认Demo示例可能随着编辑器Flutter插件的版本变化而变化,本例中会介绍计数器示例的全部代码,所以不会对本示例产生影响。

我们先运行创建的工程,效果如图2-1所示:

图2-1

该计数器示例中,每点击一次右下角带“+”号的悬浮按钮,屏幕中央的数字就会加1。

在这个示例中,主要Dart代码是在 lib/main.dart 文件中,下面是它的源码:

import 'package:flutter/material.dart';

void main() => runApp(new MyApp());

class MyApp extends StatelessWidget {
  
  Widget build(BuildContext context) {
    return new MaterialApp(
      title: 'Flutter Demo',
      theme: new ThemeData(
        primarySwatch: Colors.blue,
      ),
      home: new MyHomePage(title: 'Flutter Demo Home Page'),
    );
  }
}

class MyHomePage extends StatefulWidget {
  MyHomePage({Key key, this.title}) : super(key: key);
  final String title;

  
  _MyHomePageState createState() => new _MyHomePageState();
}

class _MyHomePageState extends State<MyHomePage> {
  int _counter = 0;

  void _incrementCounter() {
    setState(() {
      _counter++;
    });
  }

  
  Widget build(BuildContext context) {
    return new Scaffold(
      appBar: new AppBar(
        title: new Text(widget.title),
      ),
      body: new Center(
        child: new Column(
          mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
          children: <Widget>[
            new Text(
              'You have pushed the button this many times:',
            ),
            new Text(
              '$_counter',
              style: Theme.of(context).textTheme.display1,
            ),
          ],
        ),
      ),
      floatingActionButton: new FloatingActionButton(
        onPressed: _incrementCounter,
        tooltip: 'Increment',
        child: new Icon(Icons.add),
      ), // This trailing comma makes auto-formatting nicer for build methods.
    );
  }
}

分析

  1. 导入包。

    import 'package:flutter/material.dart';
    

    此行代码作用是导入了Material UI组件库。Material是一种标准的移动端和web端的视觉设计语言, Flutter默认提供了一套丰富的Material风格的UI组件。

  2. 应用入口。

    void main() => runApp(MyApp());
    
    • 与C/C++、Java类似,Flutter 应用中main函数为应用程序的入口。main函数中调用了runApp 方法,它的功能是启动Flutter应用。runApp它接受一个Widget参数,在本示例中它是一个MyApp对象,MyApp()是Flutter应用的根组件。
    • main函数使用了(=>)符号,这是Dart中单行函数或方法的简写。
  3. 应用结构。

    class MyApp extends StatelessWidget {
      
      Widget build(BuildContext context) {
        return new MaterialApp(
          //应用名称  
          title: 'Flutter Demo', 
          theme: new ThemeData(
            //蓝色主题  
            primarySwatch: Colors.blue,
          ),
          //应用首页路由  
          home: new MyHomePage(title: 'Flutter Demo Home Page'),
        );
      }
    }
    
    • MyApp类代表Flutter应用,它继承了 StatelessWidget类,这也就意味着应用本身也是一个widget。

    • 在Flutter中,大多数东西都是widget(后同”组件“或”部件“),包括对齐(alignment)、填充(padding)和布局(layout)等,它们都是以widget的形式提供。

    • Flutter在构建页面时,会调用组件的build方法,widget的主要工作是提供一个build()方法来描述如何构建UI界面(通常是通过组合、拼装其它基础widget)。

    • MaterialApp 是Material库中提供的Flutter APP框架,通过它可以设置应用的名称、主题、语言、首页及路由列表等。MaterialApp也是一个widget。

    • Scaffold 是Material库中提供的页面脚手架,它包含导航栏和Body以及FloatingActionButton(如果需要的话)。 本书后面示例中,路由默认都是通过Scaffold创建。

    • home 为Flutter应用的首页,它也是一个widget。

2.1.2 首页

   class MyHomePage extends StatefulWidget {
     MyHomePage({Key key, this.title}) : super(key: key);
     final String title;
     
     _MyHomePageState createState() => new _MyHomePageState();
   }

   class _MyHomePageState extends State<MyHomePage> {
    ...
   }

MyHomePage 是Flutter应用的首页,它继承自StatefulWidget类,表示它是一个有状态的组件(Stateful widget)。关于Stateful widget我们将在第三章”Widget简介“一节自习介绍,现在我们只需简单认为有状态的组件(Stateful widget) 和无状态的组件(Stateless widget)有两点不同:

  1. Stateful widget可以拥有状态,这些状态在widget生命周期中是可以变的,而Stateless widget是不可变的。

  2. Stateful widget至少由两个类组成:

    • 一个StatefulWidget类。
    • 一个 State类; StatefulWidget类本身是不变的,但是State类中持有的状态在widget生命周期中可能会发生变化。

    _MyHomePageState类是MyHomePage类对应的状态类。看到这里,读者可能已经发现:和MyApp 类不同, MyHomePage类中并没有build方法,取而代之的是,build方法被挪到了_MyHomePageState方法中,至于为什么这么做,先留个疑问,在分析完完整代码后再来解答。

State类

接下来,我们看看_MyHomePageState中都包含哪些东西:

  1. 该组件的状态。由于我们只需要维护一个点击次数计数器,所以定义一个_counter状态:

    int _counter = 0; //用于记录按钮点击的总次数
    

    _counter 为保存屏幕右下角带“+”号按钮点击次数的状态。

  2. 设置状态的自增函数。

    void _incrementCounter() {
      setState(() {
         _counter++;
      });
    }
    

    当按钮点击时,会调用此函数,该函数的作用是先自增_counter,然后调用setState 方法。setState方法的作用是通知Flutter框架,有状态发生了改变,Flutter框架收到通知后,会执行build方法来根据新的状态重新构建界面, Flutter 对此方法做了优化,使重新执行变的很快,所以你可以重新构建任何需要更新的东西,而无需分别去修改各个widget。

  3. 构建UI界面

    构建UI界面的逻辑在build方法中,当MyHomePage第一次创建时,_MyHomePageState类会被创建,当初始化完成后,Flutter框架会调用Widget的build方法来构建widget树,最终将widget树渲染到设备屏幕上。所以,我们看看_MyHomePageStatebuild方法中都干了什么事:

      Widget build(BuildContext context) {
        return new Scaffold(
          appBar: new AppBar(
            title: new Text(widget.title),
          ),
          body: new Center(
            child: new Column(
              mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
              children: <Widget>[
                new Text(
                  'You have pushed the button this many times:',
                ),
                new Text(
                  '$_counter',
                  style: Theme.of(context).textTheme.display1,
                ),
              ],
            ),
          ),
          floatingActionButton: new FloatingActionButton(
            onPressed: _incrementCounter,
            tooltip: 'Increment',
            child: new Icon(Icons.add),
          ),
        );
      }
    
    • Scaffold 是 Material组件库中提供的一个组件,它提供了默认的导航栏、标题和包含主屏幕widget树(后同”组件树“或”部件树“)的body属性。组件树可以很复杂。
    • body的组件树中包含了一个Center 组件,Center 可以将其子组件树对齐到屏幕中心。此例中, Center 子组件是一个Column 组件,Column的作用是将其所有子组件沿屏幕垂直方向依次排列; 此例中Column子组件是两个 Text,第一个Text 显示固定文本 “You have pushed the button this many times:”,第二个Text 显示_counter状态的数值。
    • floatingActionButton是页面右下角的带“+”的悬浮按钮,它的onPressed属性接受一个回调函数,代表它被点击后的处理器,本例中直接将_incrementCounter方法作为其处理函数。

现在,我们将整个计数器执行流程串起来:当右下角的floatingActionButton按钮被点击之后,会调用_incrementCounter方法。在_incrementCounter方法中,首先会自增_counter计数器(状态),然后setState会通知Flutter框架状态发生变化,接着,Flutter框架会调用build方法以新的状态重新构建UI,最终显示在设备屏幕上。

为什么要将build方法放在State中,而不是放在StatefulWidget中?

现在,我们回答之前提出的问题,为什么build()方法放在State(而不是StatefulWidget)中 ?这主要是为了提高开发的灵活性。如果将build()方法在StatefulWidget中则会有两个问题:

  • 状态访问不便

    试想一下,如果我们的StatefulWidget有很多状态,而每次状态改变都要调用build方法,由于状态是保存在State中的,如果build方法在StatefulWidget中,那么build方法和状态分别在两个类中,那么构建时读取状态将会很不方便!试想一下,如果真的将build方法放在StatefulWidget中的话,由于构建用户界面过程需要依赖State,所以build方法将必须加一个State参数,大概是下面这样:

      Widget build(BuildContext context, State state){
          //state.counter
          ...
      }
    

    这样的话就只能将State的所有状态声明为公开的状态,这样才能在State类外部访问状态!但是,将状态设置为公开后,状态将不再具有私密性,这就会导致对状态的修改将会变的不可控。但如果将build()方法放在State中的话,构建过程不仅可以直接访问状态,而且也无需公开私有状态,这会非常方便。

  • 继承StatefulWidget不便

    例如,Flutter中有一个动画widget的基类AnimatedWidget,它继承自StatefulWidget类。AnimatedWidget中引入了一个抽象方法build(BuildContext context),继承自AnimatedWidget的动画widget都要实现这个build方法。现在设想一下,如果StatefulWidget 类中已经有了一个build方法,正如上面所述,此时build方法需要接收一个state对象,这就意味着AnimatedWidget必须将自己的State对象(记为_animatedWidgetState)提供给其子类,因为子类需要在其build方法中调用父类的build方法,代码可能如下:

    class MyAnimationWidget extends AnimatedWidget{
        
        Widget build(BuildContext context, State state){
          //由于子类要用到AnimatedWidget的状态对象_animatedWidgetState,
          //所以AnimatedWidget必须通过某种方式将其状态对象_animatedWidgetState
          //暴露给其子类   
          super.build(context, _animatedWidgetState)
        }
    }
    

    这样很显然是不合理的,因为

    1. AnimatedWidget的状态对象是AnimatedWidget内部实现细节,不应该暴露给外部。
    2. 如果要将父类状态暴露给子类,那么必须得有一种传递机制,而做这一套传递机制是无意义的,因为父子类之间状态的传递和子类本身逻辑是无关的。

综上所述,可以发现,对于StatefulWidget,将build方法放在State中,可以给开发带来很大的灵活性。

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