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Flutter 陈航 05-工程结构 示例项目 声明式

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05 | Flutter 是如何运行在原生系统上的

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计数器示例工程

工程结构

我们看看 Flutter 工程目录结构，了解 Flutter 工程与原生 Android 和 iOS 工程之间的关系，以及这些关系是如何确保一个 Flutter 程序可以最终运行在 Android 和 iOS 系统上的。

可以看到，除了 Flutter 本身的代码、资源、依赖和配置之外，Flutter 工程还包含了 Android 和 iOS 的工程目录。

这也不难理解，因为 Flutter 虽然是跨平台开发方案，但却需要一个容器最终运行到 Android 和 iOS 平台上，所以 Flutter 工程实际上就是一个同时内嵌了 Android 和 iOS 原生子工程的父工程：我们在 lib 目录下进行 Flutter 代码的开发，而某些特殊场景下的原生功能，则在对应的 Android 和 iOS 工程中提供相应的代码实现，供对应的 Flutter 代码引用。

Flutter 会将相关的依赖和构建产物注入这两个子工程，最终集成到各自的项目中。而我们开发的 Flutter 代码，最终则会以原生工程的形式运行。

工程代码

Flutter 自带的应用模板，也就是这个计数器示例，对初学者来说是一个极好的入门范例。在这个简单示例中，从基础的组件、布局到手势的监听，再到状态的改变，Flutter 最核心的思想在这几十行代码中展现得淋漓尽致。

其分为两部分：

  • 第一部分是应用入口、应用结构以及页面结构，可以帮助你理解构建 Flutter 程序的基本结构和套路
  • 第二部分则是页面布局、交互逻辑及状态管理，能够帮你理解 Flutter 页面是如何构建、响应交互，以及如何更新的

应用的整体结构

首先，我们来看看第一部分的代码，也就是应用的整体结构：

import 'package:flutter/material.dart';

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

class MyApp extends StatelessWidget {
  const MyApp({super.key});

  @override
  Widget build(BuildContext context) => const MaterialApp(home: MyHomePage(title: 'Flutter 首页'));
}

class MyHomePage extends StatefulWidget {
  const MyHomePage({super.key, required this.title});

  final String title;

  @override
  State<MyHomePage> createState() => _MyHomePageState();
}

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

MyApp

MyApp 类继承自 StatelessWidget 类，这也就意味着应用本身也是一个 Widget。

事实上，在 Flutter 中，Widget 是整个视图描述的基础，在 Flutter 的世界里，包括应用、视图、视图控制器、布局等在内的概念，都建立在 Widget 之上，Flutter 的核心设计思想便是一切皆 Widget。

Widget 是组件视觉效果的封装，是 UI 界面的载体，因此我们还需要为它提供一个方法，来告诉 Flutter 框架如何构建 UI 界面，这个方法就是 build。

在 build 方法中，我们通常通过对基础 Widget 进行相应的 UI 配置，或是组合各类基础 Widget 的方式进行 UI 的定制化。比如在 MyApp 中，我通过 MaterialApp 这个 Flutter App 框架设置了应用首页。当然，MaterialApp 也是一个 Widget。

MaterialApp 类是对构建 material 设计风格应用的组件封装框架，里面还有很多可配置的属性，比如应用主题、应用名称、语言标识符、组件路由等。

MyHomePage

MyHomePage 是应用的首页，继承自 StatefulWidget 类。这代表着它是一个有状态的 Widget（Stateful Widget），而 _MyHomePageState 就是它的状态。

虽然 MyHomePage 类也是 Widget，但与 MyApp 类不同的是，它并没有一个 build 方法去返回 Widget，而是多了一个 createState 方法返回 _MyHomePageState 对象，而 build 方法则包含在这个 _MyHomePageState 类当中。

那么，StatefulWidget 与 StatelessWidget 的接口设计，为什么会有这样的区别呢？

这是因为 Widget 需要依据数据才能完成构建，而对于 StatefulWidget 来说，其依赖的数据在 Widget 生命周期中可能会频繁地发生变化。由 State 创建 Widget，以数据驱动视图更新，而不是直接操作 UI 更新视觉属性，代码表达可以更精炼，逻辑也可以更清晰。

页面布局及交互逻辑

在了解了示例程序的整体结构以后，我们再来看看这个示例代码的第二部分，也就是页面布局及交互逻辑部分。

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

  void _incrementCounter() => setState(() => _counter++);

  @override
  Widget build(BuildContext context) => Scaffold(
      appBar: AppBar(title: Text(widget.title)),
      body: Center(child: Text('你已经点击按钮 $_counter 次')),
      floatingActionButton: FloatingActionButton(
        onPressed: _incrementCounter,
        child: Text('$_counter'),
      ));
}

Scaffold

_MyHomePageState 中创建的 Scaffold，是 Material 库中提供的页面布局结构，它包含 AppBar、Body，以及 FloatingActionButton。

  • AppBar 是页面的导航栏，我们直接将 MyHomePage 中的 title 属性作为标题使用
  • body 是一个 Text 组件，显示了一个根据 _counter 属性可变的文本
  • floatingActionButton 是页面右下角的悬浮按钮。我们将 _incrementCounter 作为其点击处理函数

setState

_incrementCounter 的实现很简单，使用 setState 方法去自增状态属性 _counter。setState 方法是 Flutter 以数据驱动视图更新的关键函数，它会通知 Flutter 框架：我这儿有状态发生了改变，赶紧给我刷新界面吧。而 Flutter 框架收到通知后，会执行 Widget 的 build 方法，根据新的状态重新构建界面。

这里需要注意的是：状态的更改一定要配合使用 setState。通过这个方法的调用，Flutter 会在底层标记 Widget 的状态，随后触发重建。对于上面的示例而言，即使你修改了 _counter，如果不调用 setState，Flutter 框架也不会感知到状态的变化，因此界面上也不会有任何改变。

代码流程示意图

MyApp 为 Flutter 应用的运行实例，通过在 main 函数中调用 runApp 函数实现程序的入口。而应用的首页则为 MyHomePage，一个拥有 _MyHomePageState 状态的 StatefulWidget。_MyHomePageState 通过调用 build 方法，以相应的数据配置完成了包括导航栏、文本及按钮的页面视图的创建。

而当按钮被点击之后，其关联的控件函数 _incrementCounter 会触发调用。在这个函数中，通过调用 setState 方法，更新 _counter 属性的同时，也会通知 Flutter 框架其状态发生变化。随后，Flutter 会重新调用 build 方法，以新的数据配置重新构建 _MyHomePageState 的 UI，最终完成页面的重新渲染。

Widget 只是视图的“配置信息”，是数据的映射，是“只读”的。对于 StatefulWidget 而言，当数据改变的时候，我们需要重新创建 Widget 去更新界面，这也就意味着 Widget 的创建销毁会非常频繁。

为此，Flutter 对这个机制做了优化，其框架内部会通过一个中间层去收敛上层 UI 配置对底层真实渲染的改动，从而最大程度降低对真实渲染视图的修改，提高渲染效率，而不是上层 UI 配置变了就需要销毁整个渲染视图树重建。

这样一来，Widget 仅是一个轻量级的数据配置存储结构，它的重新创建速度非常快，所以我们可以放心地重新构建任何需要更新的视图，而无需分别修改各个子 Widget 的特定样式。

总结

首先，我们通过 Flutter 标准模板创建了计数器示例，并分析了 Flutter 的项目结构，以及 Flutter 工程与原生 Android、iOS 工程的联系，知道了 Flutter 代码是怎么运行在原生系统上的。

然后，我带你学习了示例项目代码，了解了 Flutter 应用结构及页面结构，并认识了构建 Flutter 的基础，也就是 Widget，以及状态管理机制，知道了 Flutter 页面是如何构建的，StatelessWidget 与 StatefulWidget 的区别，以及如何通过 State 的成员函数 setState 以数据驱动的方式更新状态，从而更新页面。

有原生 Android 和 iOS 框架开发经验的同学，可能更习惯命令式的 UI 编程风格：手动创建 UI 组件，在需要更改 UI 时调用其方法修改视觉属性。而 Flutter 采用声明式 UI 设计，我们只需要描述当前的 UI 状态（即 State）即可，不同 UI 状态的视觉变更由 Flutter 在底层完成。

虽然命令式的 UI 编程风格更直观，但声明式 UI 编程方式的好处是，可以让我们把复杂的视图操作细节交给框架去完成，这样一来不仅可以提高我们的效率，也可以让我们专注于整个应用和页面的结构和功能。

2022-12-3

posted @ 2022-12-03 22:03  白乾涛  阅读(111)  评论(0)  编辑  收藏  举报