在前面的介绍中,我们知道Flutter中几乎所有的对象都是一个Widget,与原生开发中“控件”不同的是,Flutter中的widget的概念更广泛,它不仅可以表示UI元素,也可以表示一些功能性的组件如:用于手势检测的 GestureDetector widget、用于应用主题数据传递的Theme等等。而原生开发中的控件通常只是指UI元素。在后面的内容中,我们在描述UI元素时,我们可能会用到“控件”、“组件”这样的概念,读者心里需要知道他们就是widget,只是在不同场景的不同表述而已。由于Flutter主要就是用于构建用户界面的,所以,在大多数时候,读者可以认为widget就是一个控件,不必纠结于概念。
GestureDetector
Theme
在Flutter中,Widget的功能是“描述一个UI元素的配置数据”,它就是说,Widget其实并不是表示最终绘制在设备屏幕上的显示元素,而只是显示元素的一个配置数据。实际上,Flutter中真正代表屏幕上显示元素的类是Element,也就是说Widget只是描述Element的一个配置,有关Element的详细介绍我们将在本书后面的高级部分深入介绍,读者现在只需要知道,Widget只是UI元素的一个配置数据,并且一个Widget可以对应多个Element,这是因为同一个Widget对象可以被添加到UI树的不同部分,而真正渲染时,UI树的每一个Widget节点都会对应一个Element对象。总结一下:
Element
读者应该将这两点闹记在心中。
我们先来看一下Widget类的声明:
@immutable abstract class Widget extends DiagnosticableTree { const Widget({ this.key }); final Key key; @protected Element createElement(); @override String toStringShort() { return key == null ? '$runtimeType' : '$runtimeType-$key'; } @override void debugFillProperties(DiagnosticPropertiesBuilder properties) { super.debugFillProperties(properties); properties.defaultDiagnosticsTreeStyle = DiagnosticsTreeStyle.dense; } static bool canUpdate(Widget oldWidget, Widget newWidget) { return oldWidget.runtimeType == newWidget.runtimeType && oldWidget.key == newWidget.key; } }
Widget
DiagnosticableTree
Key
key
build
canUpdate()
createElement()
debugFillProperties(...)
canUpdate(...)
newWidget
oldWidget
runtimeType
有关Key和Widget复用的细节将会在本书后面高级部分深入讨论,读者现在只需知道,为Widget显式添加key的话可能(但不一定)会使UI在重新构建时变的高效,读者目前可以先忽略此参数。本书后面的示例中,我们只在构建列表项UI时会显示指定Key。
另外Widget类本身是一个抽象类,其中最核心的就是定义了createElement()接口,在Flutter开发中,我们一般都不用直接继承Widget类来实现Widget,相反,我们通常会通过继承StatelessWidget和StatefulWidget来间接继承Widget类来实现,而StatelessWidget和StatefulWidget都是直接继承自Widget类,而这两个类也正是Flutter中非常重要的两个抽象类,它们引入了两种Widget模型,接下来我们将重点介绍一下这两个类。
StatelessWidget
StatefulWidget
在之前的章节中,我们已经简单介绍过StatelessWidget,StatelessWidget相对比较简单,它继承自Widget,重写了createElement()方法:
@override StatelessElement createElement() => new StatelessElement(this);
StatelessElement 间接继承自Element类,与StatelessWidget相对应(作为其配置数据)。
StatelessElement
StatelessWidget用于不需要维护状态的场景,它通常在build方法中通过嵌套其它Widget来构建UI,在构建过程中会递归的构建其嵌套的Widget。我们看一个简单的例子:
class Echo extends StatelessWidget { const Echo({ Key key, @required this.text, this.backgroundColor:Colors.grey, }):super(key:key); final String text; final Color backgroundColor; @override Widget build(BuildContext context) { return Center( child: Container( color: backgroundColor, child: Text(text), ), ); } }
上面的代码,实现了一个回显字符串的Echo widget。
Echo
按照惯例,widget的构造函数应使用命名参数,命名参数中的必要参数要添加@required标注,这样有利于静态代码分析器进行检查,另外,在继承widget时,第一个参数通常应该是Key,如果接受子widget的child参数,那么通常应该将它放在参数列表的最后。同样是按照惯例,widget的属性应被声明为final,防止被意外改变。
final
然后我们可以通过如下方式使用它:
Widget build(BuildContext context) { return Echo(text: "hello world"); }
和StatelessWidget一样,StatefulWidget也是继承自widget类,并重写了createElement()方法,不同的是返回的Element 对象并不相同;另外StatefulWidget类中添加了一个新的接口createState(),下面我们看看StatefulWidget的类定义:
createState()
abstract class StatefulWidget extends Widget { const StatefulWidget({ Key key }) : super(key: key); @override StatefulElement createElement() => new StatefulElement(this); @protected State createState(); }
StatefulElement 间接继承自Element类,与StatefulWidget相对应(作为其配置数据)。StatefulElement中可能会多次调用createState()来创建状态(State)对象。
StatefulElement
createState() 用于创建和Stateful widget相关的状态,它在Stateful widget的生命周期中可能会被多次调用。例如,当一个Stateful widget同时插入到widget树的多个位置时,Flutter framework就会调用该方法为每一个位置生成一个独立的State实例,其实,本质上就是一个StatefulElement对应一个State实例。
在本书中经常会出现“树“的概念,在不同的场景可能指不同的意思,在说“widget树”时它可以指widget结构树,但由于widget与Element有对应关系(一可能对多),在有些场景(Flutter的SDK文档中)也代指“UI树”的意思。而在stateful widget中,State对象也和StatefulElement具有对应关系(一对一),所以在Flutter的SDK文档中,可以经常看到“从树中移除State对象”或“插入State对象到树中”这样的描述。其实,无论哪种描述,其意思都是在描述“一棵构成用户界面的节点元素的树”,读者不必纠结于这些概念,还是那句话“得其神,忘其形”,因此,本书中出现的各种“树”,如果没有特别说明,读者都可抽象的认为它是“一棵构成用户界面的节点元素的树”。
一个StatefulWidget类会对应一个State类,State表示与其对应的StatefulWidget要维护的状态,State中的保存的状态信息可以:
setState()
State中有两个常用属性:
widget,它表示与该State实例关联的widget实例,由Flutter framework动态设置。注意,这种关联并非永久的,因为在应用声明周期中,UI树上的某一个节点的widget实例在重新构建时可能会变化,但State实例只会在第一次插入到树中时被创建,当在重新构建时,如果widget被修改了,Flutter framework会动态设置State.widget为新的widget实例。
widget
context,它是BuildContext类的一个实例,表示构建widget的上下文,它是操作widget在树中位置的一个句柄,它包含了一些查找、遍历当前Widget树的一些方法。每一个widget都有一个自己的context对象。
context
BuildContext
对于BuildContext读者现在可以先作了解,随着本书后面内容的展开,也会用到Context的一些方法,读者可以通过具体的场景对其有个直观的认识。关于BuildContext更多的内容,我们也将在后面高级部分再深入介绍。
理解State的生命周期对flutter开发非常重要,为了加深读者印象,本节我们通过一个实例来演示一下State的生命周期。在接下来的示例中,我们实现一个计数器widget,点击它可以使计数器加1,由于要保存计数器的数值状态,所以我们应继承StatefulWidget,代码如下:
class CounterWidget extends StatefulWidget { const CounterWidget({ Key key, this.initValue: 0 }); final int initValue; @override _CounterWidgetState createState() => new _CounterWidgetState(); }
CounterWidget接收一个initValue整形参数,它表示计数器的初始值。下面我们看一下State的代码:
CounterWidget
initValue
class _CounterWidgetState extends State<CounterWidget> { int _counter; @override void initState() { super.initState(); //初始化状态 _counter=widget.initValue; print("initState"); } @override Widget build(BuildContext context) { print("build"); return Center( child: FlatButton( child: Text('$_counter'), //点击后计数器自增 onPressed:()=>setState(()=> ++_counter) , ), ); } @override void didUpdateWidget(CounterWidget oldWidget) { super.didUpdateWidget(oldWidget); print("didUpdateWidget"); } @override void deactivate() { super.deactivate(); print("deactive"); } @override void dispose() { super.dispose(); print("dispose"); } @override void reassemble() { super.reassemble(); print("reassemble"); } @override void didChangeDependencies() { super.didChangeDependencies(); print("didChangeDependencies"); } }
接下来,我们创建一个新路由,在新路由中,我们只显示一个CounterWidget:
Widget build(BuildContext context) { return CounterWidget(); }
我们运行应用并打开该路由页面,在新路由页打开后,屏幕中央就会出现一个数字0,然后控制台日志输出:
I/flutter ( 5436): initState I/flutter ( 5436): didChangeDependencies I/flutter ( 5436): build
可以看到,在StatefulWidget插入到Widget树时首先initState方法会被调用。
initState
然后我们点击⚡️按钮热重载,控制台输出日志如下:
I/flutter ( 5436): reassemble I/flutter ( 5436): didUpdateWidget I/flutter ( 5436): build
可以看到此时initState 和didChangeDependencies都没有被调用,而此时didUpdateWidget被调用。
didChangeDependencies
didUpdateWidget
接下来,我们在widget树中移除CounterWidget,将路由build方法改为:
Widget build(BuildContext context) { //移除计数器 //return CounterWidget(); //随便返回一个Text() return Text("xxx"); }
然后热重载,日志如下:
I/flutter ( 5436): reassemble I/flutter ( 5436): deactive I/flutter ( 5436): dispose
我们可以看到,在CounterWidget从widget树中移除时,deactive和dispose会依次被调用。
deactive
dispose
下面我们来看看各个回调函数:
initState:当Widget第一次插入到Widget树时会被调用,对于每一个State对象,Flutter framework只会调用一次该回调,所以,通常在该回调中做一些一次性的操作,如状态初始化、订阅子树的事件通知等。不能在该回调中调用BuildContext.inheritFromWidgetOfExactType(该方法用于在Widget树上获取离当前widget最近的一个父级InheritFromWidget,关于InheritedWidget我们将在后面章节介绍),原因是在初始化完成后,Widget树中的InheritFromWidget也可能会发生变化,所以正确的做法应该在在build()方法或didChangeDependencies()中调用它。
BuildContext.inheritFromWidgetOfExactType
InheritFromWidget
InheritedWidget
build()
didChangeDependencies()
didChangeDependencies():当State对象的依赖发生变化时会被调用;例如:在之前build() 中包含了一个InheritedWidget,然后在之后的build() 中InheritedWidget发生了变化,那么此时InheritedWidget的子widget的didChangeDependencies()回调都会被调用。典型的场景是当系统语言Locale或应用主题改变时,Flutter framework会通知widget调用此回调。
build()
build():此回调读者现在应该已经相当熟悉了,它主要是用于构建Widget子树的,会在如下场景被调用:
initState()
didUpdateWidget()
reassemble():此回调是专门为了开发调试而提供的,在热重载(hot reload)时会被调用,此回调在Release模式下永远不会被调用。
reassemble()
didUpdateWidget():在widget重新构建时,Flutter framework会调用Widget.canUpdate来检测Widget树中同一位置的新旧节点,然后决定是否需要更新,如果Widget.canUpdate返回true则会调用此回调。正如之前所述,Widget.canUpdate会在新旧widget的key和runtimeType同时相等时会返回true,也就是说在在新旧widget的key和runtimeType同时相等时didUpdateWidget()就会被调用。
Widget.canUpdate
true
deactivate():当State对象从树中被移除时,会调用此回调。在一些场景下,Flutter framework会将State对象重新插到树中,如包含此State对象的子树在树的一个位置移动到另一个位置时(可以通过GlobalKey来实现)。如果移除后没有重新插入到树中则紧接着会调用dispose()方法。
deactivate()
dispose()
dispose():当State对象从树中被永久移除时调用;通常在此回调中释放资源。
todo: 这里缺一张生命周期图
注意:在继承StatefulWidget重写其方法时,对于包含@mustCallSuper标注的父类方法,都要在子类方法中先调用父类方法。
响应式的编程框架中都会有一个永恒的主题——“状态管理”,无论是在React/Vue(两者都是支持响应式编程的web开发框架)还是Flutter,他们讨论的问题和解决的思想都是一致的。所以,如果你对React/Vue的状态管理有了解,可以跳过本节。言归正传,我们想一个问题,stateful widget的状态应该被谁管理?widget本身?父widget?都会?还是另一个对象?答案是取决于实际情况!以下是管理状态的最常见的方法:
如何决定使用哪种管理方法?以下原则可以帮助你决定:
在widget内部管理状态封装性会好一些,而在父widget中管理会比较灵活。有些时候,如果不确定到底该怎么管理状态,那么推荐的首选是在父widget中管理(灵活会显得更重要一些)。
接下来,我们将通过创建三个简单示例TapboxA、TapboxB和TapboxC来说明管理状态的不同方式。 这些例子功能是相似的 ——创建一个盒子,当点击它时,盒子背景会在绿色与灰色之间切换。状态 _active确定颜色:绿色为true ,灰色为false。
_active
false
下面的例子将使用GestureDetector来识别点击事件,关于该GestureDetector的详细内容我们将在后面“事件处理”一章中介绍。
_TapboxAState 类:
_handleTap()
// TapboxA 管理自身状态. //------------------------- TapboxA ---------------------------------- class TapboxA extends StatefulWidget { TapboxA({Key key}) : super(key: key); @override _TapboxAState createState() => new _TapboxAState(); } class _TapboxAState extends State<TapboxA> { bool _active = false; void _handleTap() { setState(() { _active = !_active; }); } Widget build(BuildContext context) { return new GestureDetector( onTap: _handleTap, child: new Container( child: new Center( child: new Text( _active ? 'Active' : 'Inactive', style: new TextStyle(fontSize: 32.0, color: Colors.white), ), ), width: 200.0, height: 200.0, decoration: new BoxDecoration( color: _active ? Colors.lightGreen[700] : Colors.grey[600], ), ), ); } }
对于父widget来说,管理状态并告诉其子widget何时更新通常是比较好的方式。 例如,IconButton是一个图片按钮,但它是一个无状态的widget,因为我们认为父widget需要知道该按钮是否被点击来采取相应的处理。
在以下示例中,TapboxB通过回调将其状态导出到其父项。由于TapboxB不管理任何状态,因此它的父类为StatelessWidget。
ParentWidgetState 类:
_handleTapboxChanged()
TapboxB 类:
// ParentWidget 为 TapboxB 管理状态. //------------------------ ParentWidget -------------------------------- class ParentWidget extends StatefulWidget { @override _ParentWidgetState createState() => new _ParentWidgetState(); } class _ParentWidgetState extends State<ParentWidget> { bool _active = false; void _handleTapboxChanged(bool newValue) { setState(() { _active = newValue; }); } @override Widget build(BuildContext context) { return new Container( child: new TapboxB( active: _active, onChanged: _handleTapboxChanged, ), ); } } //------------------------- TapboxB ---------------------------------- class TapboxB extends StatelessWidget { TapboxB({Key key, this.active: false, @required this.onChanged}) : super(key: key); final bool active; final ValueChanged<bool> onChanged; void _handleTap() { onChanged(!active); } Widget build(BuildContext context) { return new GestureDetector( onTap: _handleTap, child: new Container( child: new Center( child: new Text( active ? 'Active' : 'Inactive', style: new TextStyle(fontSize: 32.0, color: Colors.white), ), ), width: 200.0, height: 200.0, decoration: new BoxDecoration( color: active ? Colors.lightGreen[700] : Colors.grey[600], ), ), ); } }
对于一些widget来说,混和管理的方式非常有用。在这种情况下,widget自身管理一些内部状态,而父widget管理一些其他外部状态。
在下面TapboxC示例中,点击时,盒子的周围会出现一个深绿色的边框。点击时,边框消失,盒子的颜色改变。 TapboxC将其_active状态导出到其父widget中,但在内部管理其_highlight状态。这个例子有两个状态对象_ParentWidgetState和_TapboxCState。
_highlight
_ParentWidgetState
_TapboxCState
_ParentWidgetStateC 对象:
_TapboxCState 对象:
//---------------------------- ParentWidget ---------------------------- class ParentWidgetC extends StatefulWidget { @override _ParentWidgetCState createState() => new _ParentWidgetCState(); } class _ParentWidgetCState extends State<ParentWidgetC> { bool _active = false; void _handleTapboxChanged(bool newValue) { setState(() { _active = newValue; }); } @override Widget build(BuildContext context) { return new Container( child: new TapboxC( active: _active, onChanged: _handleTapboxChanged, ), ); } } //----------------------------- TapboxC ------------------------------ class TapboxC extends StatefulWidget { TapboxC({Key key, this.active: false, @required this.onChanged}) : super(key: key); final bool active; final ValueChanged<bool> onChanged; _TapboxCState createState() => new _TapboxCState(); } class _TapboxCState extends State<TapboxC> { bool _highlight = false; void _handleTapDown(TapDownDetails details) { setState(() { _highlight = true; }); } void _handleTapUp(TapUpDetails details) { setState(() { _highlight = false; }); } void _handleTapCancel() { setState(() { _highlight = false; }); } void _handleTap() { widget.onChanged(!widget.active); } Widget build(BuildContext context) { // 在按下时添加绿色边框,当抬起时,取消高亮 return new GestureDetector( onTapDown: _handleTapDown, // 处理按下事件 onTapUp: _handleTapUp, // 处理抬起事件 onTap: _handleTap, onTapCancel: _handleTapCancel, child: new Container( child: new Center( child: new Text(widget.active ? 'Active' : 'Inactive', style: new TextStyle(fontSize: 32.0, color: Colors.white)), ), width: 200.0, height: 200.0, decoration: new BoxDecoration( color: widget.active ? Colors.lightGreen[700] : Colors.grey[600], border: _highlight ? new Border.all( color: Colors.teal[700], width: 10.0, ) : null, ), ), ); } }
另一种实现可能会将高亮状态导出到父widget,同时保持_active状态为内部,但如果你要将该TapBox给其它人使用,可能没有什么意义。 开发人员只会关心该框是否处于Active状态,而不在乎高亮显示是如何管理的,所以应该让TapBox内部处理这些细节。
当应用中包括一些跨widget(甚至跨路由)的状态需要同步时,上面介绍的方法很难胜任了。比如,我们有一个设置页,里面可以设置应用语言,但是我们为了让设置实时生效,我们期望在语言状态发生改变时,我们的APP Widget能够重新build一下,但我们的APP Widget和设置页并不在一起。正确的做法是通过一个全局状态管理器来处理这种“相距较远”的widget之间的通信。目前主要有两种办法:
本书后面事件处理一章中会实现一个全局事件总线。
Flutter提供了一套丰富、强大的基础widget,在基础widget库之上Flutter又提供了一套Material风格(Android默认的视觉风格)和一套Cupertino风格(iOS视觉风格)的widget库。要使用基础widget库,需要先导入:
import 'package:flutter/widgets.dart';
下面我们介绍换一下常用的widget。
Text
Row
Column
Stack
Positioned
Container
BoxDecoration
Flutter提供了一套丰富的Material widget,可帮助您构建遵循Material Design的应用程序。Material应用程序以MaterialApp widget开始, 该widget在应用程序的根部创建了一些有用的widget,比如一个Theme,它配置了应用的主题。 是否使用MaterialApp完全是可选的,但是使用它是一个很好的做法。在之前的示例中,我们已经使用过多个Material widget了,如:Scaffold、AppBar、FlatButton等。要使用Material widget,需要先引入它:
MaterialApp
Scaffold
AppBar
FlatButton
import 'package:flutter/material.dart';
Flutter也提供了一套丰富的Cupertino风格的widget,尽管目前还没有Material widget那么丰富,但也在不断的完善中。值得一提的是在Material widget库中,有一些widget可以根据实际运行平台来切换表现风格,比如MaterialPageRoute,在路由切换时,如果是Android系统,它将会使用Android系统默认的页面切换动画(从底向上),如果是iOS系统时,它会使用iOS系统默认的页面切换动画(从右向左)。由于在前面的示例中还没有Cupertino widget的示例,我们实现一个简单的Cupertino页面:
MaterialPageRoute
//导入cupertino widget库 import 'package:flutter/cupertino.dart'; class CupertinoTestRoute extends StatelessWidget { @override Widget build(BuildContext context) { return CupertinoPageScaffold( navigationBar: CupertinoNavigationBar( middle: Text("Cupertino Demo"), ), child: Center( child: CupertinoButton( color: CupertinoColors.activeBlue, child: Text("Press"), onPressed: () {} ), ), ); } }
下面是在iPhoneX上页面效果截图:
Flutter提供了丰富的widget,在实际的开发中你可以随意使用它们,不要怕引入过多widget库会让你的应用安装包变大,这不是web开发,dart在编译时只会编译你使用了的代码。由于Material和Cupertino都是在基础widget库之上的,所以如果你的应用中引入了这两者之一,则不需要再引入flutter/widgets.dart了,因为它们内部已经引入过了。
flutter/widgets.dart
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