【Flutter】一文读懂混入类Mixin
【Flutter】一文讀懂混入類Mixin
基本介紹
Mixin是一種有利于代碼復用,又避免了多繼承的解決方案。
Mixin 是面向對象程序設計語言中的類,提供了方法的實現,其他類可以訪問 Mixin 類的方法而不必成為其子類;Mixin 為使用它的 Class 類提供額外的功能,但自身卻不單獨使用(不能單獨生成實例對象,屬于抽象類),Mixin 類通常作為功能模塊使用,在需要該功能時“混入”,而且不會使類的關系變得復雜;
Mixin 有利于代碼復用性同時又避免了多繼承的復雜性,使用 Mixin 享有單一繼承的單純性和多重繼承的共有性,interface 接口與 Mixin 相同的地方是都可以多繼承,不同的地方在于 Mixin 是可以實現的;
對應關系
| 繼承 | 混入 | 接口 | |
|---|---|---|---|
| 關鍵字 | extends | with | implements |
| 對應數量 | 1:1 | 1:n | 1:n |
| 代碼設置順序 | 前 | 中 | 后 |
| 耦合度 | 高 | 中 | 低 |
舉例學習
首先,眾所周知...Java只能單繼承,
假如我們面臨下面這一種需求:
,我們需要用多個對象表示一些 動物, 諸如 狗、鳥、魚、青蛙。其中
- 狗會跑
- 鳥會飛
- 魚會游泳
- 青蛙是兩棲動物,會跑,并且會游泳
基于如下一些考慮
- 動物特性可能會繼續增多,并且一個動物可能具備多種技能
- 動物種類很多,但是可以歸大類。例如 鳥禽、哺乳類
我們使用如下設計
- 動物繼承自 Animal 抽象類
- 跑、飛、游 抽象為接口
我們按照上面的需求...讓copilotX幫我寫一個類的實現...
可以看到AI生成的代碼還是很給力的,但是我們可以發現,Frog和Dog都實現了Run的抽象方法。
假如我們現在嘗試讓代碼復用率變高,讓Run,Fly,Swim作為實現,看看會發生什么...
可以看到,我們的Copilit告訴了我們問題
原來這個寫法 Dart 會一直認為 super 調用是在調用一個 abstract 的函數,所以我們這時候需要把這里面集成的函數實現一一實現。
這時候問題來了,Frog 和 Fish 都實現了 Swim 接口,這時候 swim 函數的內容我們需要重復的寫 2 遍!
(當然我們指的就是前面AI生成的代碼)
當然,作為一篇Mixin教學,我們對這個結果肯定是不滿意的...
現在,我們完全沒學過類似Java的default關鍵字的知識點...我們只是個渴望dart的小白...
選擇使用mixin,重新定義Run,Fly,Swim方法,子類也不再是實現接口而是混入。
可以看到,mixin被混入到了類中,也實現了對應“抽象類”的特性。
這里類的繼承關系我們可以梳理成下圖
這里也可以增加一個新的理解:mixin并不是對子類的拓展,而是對父類的拓展
mixin,class,interface的異同
mixin也可以使用class關鍵字定義,也可以當做普通class一樣使用。
mixin可以使用with定義,這樣定義的mixin就只能通過with關鍵字引用了。
Dart是沒有interface這種東西的,但并不意味著這門語言沒有接口,事實上,Dart任何一個類都是接口,你可以實現任何一個類,只需要重寫那個類里面的所有具體方法。
所以,Dart中的任何一個class,既是類,又是接口,也可以當作mixin使用
這意味著:
-
混入類可以持有成員變量,也可以聲明和實現成員方法。而混入一個類,就可以訪問其中的成員屬性和方法,這點和
繼承很像 -
一個類可以混入若干個類,通過
,分隔開,這個功能和接口類似,但是和接口不同的是:混入類本身可以對方法進行實現,而接口內必須是抽象方法 -
混入類支持抽象方法,但是這要求了派生類必須實現抽象方法,這一點又和
抽象類很像。mixin PaintAble{ ?late Paint painter; ?void paint(){ ? ?print("=====$runtimeType paint===="); } ?void init(); } class Shape with MoveAble,PaintAble{ ?@override ?void init() { ? ?painter = Paint(); } } // 這里的Shape作為派生類,必須實現PaintAble中聲明的抽象方法init
mixin的限制
可以看到,在混入了之后,就可以使用mixin的所有方法了,但是有時我們并不希望所有類都可以使用一些方法。比如我在Dog類中with一個Fly,這就意味著我們的狗可以飛了!
所以...為了守護自然界的秩序,mixin提供了一種限制:on 關鍵字
規定了:on后面銜接的類和它的子類才可以被混入
除此之外,on還可以限定mixin之間的繼承關系,參考下一小節
mixin Fly on Bird{
void fly(){
print('只有鳥類可以混入Fly')
}
}
除了類的限制外,mixin本身就是一種限制。
因為剛剛提到,dart中的任何一個類都可以被混入,而使用mixin聲明的類,需要使用with關鍵字才可以替換。
除此之外的一點小改動...
細心的你可能會發現,在我們的樣例中直接這樣修改是沒辦法通過編譯的。這是因為上面那句話:
mixin并不是對子類的拓展,而是對父類的拓展,也就是說,我們在代碼中,相當于將Animal拓展了一個Fly功能,而我們規定了,Fly方法只能被Bird及Bird的子類使用。Animal并不屬于Bird的子類(反倒是他的父類),所以會報錯。
繼承的二義性問題
先說說什么是二義性問題:
(內容參考如下文章:C++多繼承中的二義性問題_繼承的二義性-CSDN博客)
在C++中,派生類繼承基類,對基類成員的訪問應該是確定的、唯一的,但是常常會有以下情況導致訪問不一致,產生二義性。
1.在繼承時,基類之間、或基類與派生類之間發生成員同名時,將出現對成員訪問的不確定性——同名二義性。
2.當派生類從多個基類派生,而這些基類又從同一個基類派生,則在訪問此共同基類中的成員時,將產生另一種不確定性——路徑二義性。
而在接口中,犧牲了接口的普通成員和方法實現,最終才解決二義性問題,最終能夠支持多實現。
在混入類中,不能擁有構造方法,也就是說不能實例化。這一點跟抽象類、接口是一樣的。
看如下的實例:
class S {
fun() => print('A');
}
mixin MA {
fun() => print('MA');
}
mixin MB {
fun() => print('MB');
}
class A extends S with MA, MB {}
class B extends S with MB, MA {}
main() {
A a = A();
a.fun();
B b = B();
b.fun();
}
運行代碼,得到如下的結果:
MB
MA
我們可以得出結論:最后一個混入的mixin,會覆蓋前面的mixin的特性
為了驗證這個結論,我們給mixin加入super調用和mixin的繼承關系
mixin MA on S {
fun() {
super.fun();
print('MA');
}
}
mixin MB on S {
fun() {
super.fun();
print('MB');
}
}
運行代碼,得到如下結果:
A
MA
MB
A
MB
MA
這里我們得到mixin的工作方式:線性化
Mixin的線性化
Dart 中的 mixin 通過創建一個類來實現,該類將 mixin 的實現層疊在一個超類之上以創建一個新類 ,它不是“在超類中”,而是在超類的“頂部”。
我們可以得到以下幾個結論:
-
mixin可以實現類似多重繼承的功能,但是實際上和多重繼承又不一樣。多重繼承中相同的函數執行并不會存在 ”父子“ 關系 -
mixin可以抽象和重用一系列特性 -
mixin實際上實現了一條繼承鏈 - A is S,A is MA,A is MB。
最終我們可以得出一個很重要的結論
聲明 mixin 的順序代表了繼承鏈的繼承順序,聲明在后面的 mixin,一般會最先執行
線性化的覆蓋實例
參考如下代碼
class S {
fun()=>print('A');
}
mixin MA on S {
fun() {
super.fun();
log();
print('MA');
}
log() {
print('log MA');
}
}
mixin MB on S {
fun() {
super.fun();
print('MB');
}
log() {
print('log MB');
}
}
class A extends S with MA,MB {}
A a = A();
a.fun();
按照我們常見的思維方式,可能會認為得到的結論為:
A
log MA
MA
MB
但事實上,得到的輸出結果為:
A
log MB
MA
MB
因為按照上面的工作原理,在mixin的繼承鏈建立了之后,最后聲明的mixin會把前面聲明的mixin函數覆蓋掉,所以即使我們此時在MA函數中調用了log,而事實上MA里面的log函數被MB覆蓋了,最后調用的是MB。
小結論:調用了super就可以從前往后看執行順序,如果存在函數內同名調用函數的情況要從后往前看
混入類之間的繼承關系
另外,兩個混入類間可以通過 on 關鍵字產生類似于 繼承 的關系
mixin A{
int i = 5;
}
mixin B on A{
int j = 6;
void show(){
print(i);
print(j);
}
}
class C with A,B{
}
main(){
C c = new C();
c.show();
}
可以看到,B中可以通過on A來訪問A內的成員變量。
同時C with A,B不可以調換順序,否則編譯器會報錯。這也符合我們之前說的線性關系,因為“B繼承A”,所以,只有“B覆蓋了A”這種線性關系才是可以被接受的。
extends,mixin,implements的執行順序
class Ex{
Ex(){
print('extends constructor');
}
void show(){
print('extends show');
}
}
// dart 沒有 interface 關鍵字,但是可以使用 abstract class 來實現接口的功能
abstract class It{
void show();
}
mixin mx1 on Ex{
void show(){
super.show();
print('mx1show');
}
}
mixin mx2 on Ex{
void show(){
super.show();
print('mx2show');
}
}
class C12 extends Ex with mx1,mx2 implements It{
@override
void show() {
super.show();
print('it show');
}
}
class C21 extends Ex with mx2,mx1 implements It{
@override
void show() {
super.show();
print('it show');
}
}
void main(){
C12 c12 = new C12();
c12.show();
C21 c21 = new C21();
c21.show();
}
執行結果:
extends constructor
extends show
mx1show
mx2show
it show
extends constructor
extends show
mx2show
mx1show
it show
結論:執行順序是 extends 繼承優先執行,之后是 with 混入,最后是 implements 接口重載;
Flutter的runAPP
接下來我們回到Flutter,看一下runAPP()的形式
WidgetsFlutterBinding.ensureInitialized 方法如下:
WidgetsFlutterBinding 混合結構如下:
class WidgetsFlutterBinding extends BindingBase with GestureBinding, SchedulerBinding, ServicesBinding, PaintingBinding, SemanticsBinding, RendererBinding, WidgetsBinding {
BindingBase 及構造函數如下:
其執行了 initInstances 和 initServiceExtensions 方法。看下面混合的順序:
從后到前依次執行其 initInstances 和 initServiceExtensions(如果有) 方法,由于 initInstances 和 initServiceExtensions 方法中首先執行 super.initInstances() 和 super.initServiceExtensions() ,所以最后執行的順序為:BindingBase -> GestureBinding -> SchedulerBinding -> ServicesBinding -> PaintingBinding -> SemanticsBinding -> RendererBindinsg -> WidgetsBinding 。
而在WidgetsBinding和RendererBinding中,都有一個叫做drawFrame的函數,而Widget的drawFrame調用了super.drawFrame,同時Widgets on Renderer
這里反應的邏輯有如下兩點:
- 保證widget等的drawFrame能夠先于render調用。保證了flutter在布局和渲染處理時 widgets->render
- 保證了順序的同時,兩者仍然各個負責自己的部分
參考文章
Flutter 語法進階 | 深入理解混入類 mixin - 掘金 (juejin.cn)
徹底理解 Dart mixin 機制 - 掘金 (juejin.cn)
Flutter 必知必會系列 —— mixin 和 BindingBase 的巧妙配合 - 掘金 (juejin.cn)
【Flutter 專題】103 初識 Flutter Mixin - 掘金 (juejin.cn)
跟我學flutter:我們來舉個例子通俗易懂講解dart 中的 mixin - 掘金 (juejin.cn)
Flutter 中不得不會的 mixin - 老孟Flutter - 博客園 (cnblogs.com)
深入理解 Dart mixin 機制 - 知乎 (zhihu.com)
C++多繼承中的二義性問題_繼承的二義性-CSDN博客
Flutter 必知必會系列 —— runApp 做了啥 - 掘金 (juejin.cn)
總結
以上是生活随笔為你收集整理的【Flutter】一文读懂混入类Mixin的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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