深入講解Flutter應用模板原始碼：計數器示例

用Android Studio和VS Code建立的Flutter應用，原始碼模板是一個計數器示例，通過講解分析計數器示例的原始碼，可以讓讀者對Flutter應用程式結構有個最基本的瞭解，在後續的文章中，筆者將會基於此示例，一步一步新增新的功能來介紹Flutter應用的其他概念與技術。

示例原始碼

import 'package:flutter/material.dart';

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

class MyApp extends StatelessWidget {

  @override
  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;

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

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

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

  @override
  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),
      ),
    );
  }
}
複製程式碼

執行效果

原始碼分析

1、導包

import 'package:flutter/material.dart';
複製程式碼

• 此行程式碼作用是匯入了Material UI元件庫。Material是一種標準的移動端和web端的視覺設計語言，Flutter預設提供了一套豐富的Material風格的UI元件。

2、主函式（應用入口）

void main() => runApp(MyApp());
複製程式碼

• 與C/C++、Java類似，Flutter應用中main函式為應用程式的入口，main函式中呼叫了runApp方法，它的功能是啟動Flutter應用，它接受一個Widget引數，在本示例中它是MyApp類的一個例項，該引數代表Flutter應用。
• main函式使用了(=>)符號，這是Dart中單行函式或方法的簡寫。

3、應用結構

class MyApp extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return new MaterialApp(
      //應用名稱  
      title: 'Flutter Demo', 
      //應用主題
      theme: new ThemeData(
        //藍色主題  
        primarySwatch: Colors.blue,
      ),
      //應用首頁路由  
      home: new MyHomePage(title: 'Flutter Demo Home Page'),
    );
  }
}
複製程式碼

• MyApp類代表Flutter應用，它繼承了StatelessWidget類，這意味著應用本身也是一個Widget。在Flutter中，一切皆為元件（Widget），包括對齊（alignment）、填充（padding）和佈局（layout）。
• Flutter在構建頁面時，會呼叫元件的build方法，Widget的主要工作是提供一個build方法來描述如何構建UI介面（通常都是通過組合、拼裝其他基礎Widget）。
• MaterialApp是Material庫中提供的Flutter APP框架，通過它可以設定應用的名稱、主題、語言和首頁及路由列表等。MaterialApp也是一個Widget。
• home為Flutter應用的首頁，它也是一個widget。

4、首頁

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

class _MyHomePageState extends State<MyHomePage> {
 ...
}
複製程式碼

• MyHomePage是應用的首頁，它繼承StatefulWidget類，表示它是一個有狀態的Widget（Stateful widget），那麼Stateful widget和Stateless widget有什麼區別呢？

(1)、Stateful widget可以擁有狀態，這些狀態在Widget生命週期中是可以變的，而Stateless widget是不可變的。

(2)、Stateful widget至少由兩個類組成：

①、一個StatefulWidget類；

②、一個State類，StatefulWidget類本身是不變的，但是State類中持有的狀態在Widget生命週期中可能會發生變化。

• _MyHomePageState類是MyHomePage類對應的狀態類。看到這裡，細心的讀者可能已經發現，和MyApp類不同的是，MyHomePage類中並沒有build方法，取而代之的是，build方法被挪到了_MyHomePageState方法中，至於為什麼這麼做，先留個疑問，在分析完完整程式碼後再來解答，接下來，我們看看_MyHomePageState中都包含哪些東西：

  • 狀態

    int _counter = 0;
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    _counter為儲存螢幕右下角帶“+”號按鈕點選次數的狀態。

  • 設定狀態的自增函式

    void _incrementCounter() {
        setState(() {
            _counter++;
        });
    }
    複製程式碼

    當按鈕點選時，會呼叫此函式，該函式的作用是先自增_counter，然後呼叫setState方法。setState方法的作用是通知Flutter框架，有狀態發生了改變，Flutter框架收到通知後，會執行build方法來根據新的狀態重新構建介面，Flutter對此方法做了優化，使重新執行變的很快，所以讀者可以重新構建任何需要更新的東西，而無需分別去修改各個Widget。

  • 構建UI介面

    構建UI介面的邏輯在build方法中，當MyHomePage第一次建立時，_MyHomePageState類會被建立，當初始化完成後，Flutter框架會呼叫Widget的build方法來構建Widget樹，最終將Widget樹渲染到裝置螢幕上。所以，我們看看_MyHomePageState的build方法中都幹了什麼事：

    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),
          ),
        );
      }
    複製程式碼

  • Scaffold是Material庫中提供的一個Widget，它提供了預設的導航欄、標題和包含主螢幕widget樹的body屬性。路由預設都是通過Scaffold建立。

  • body的Widget樹中包含了一個CenterWidget，Center可以將其子Widget樹對齊到螢幕中心，Center子Widget是一個ColumnWidget，Column的作用是將其所有子Widget沿螢幕垂直方向依次排列，此例中Column包含兩個Text子Widget，第一個TextWidget顯示固定文字“You have pushed the button this many times:”，第二個TextWidget顯示_counter狀態的數值。

  • floatingActionButton是頁面右下角的帶“+”的懸浮按鈕，它的onPressed屬性接受一個回撥函式，代表它被點選後的處理器，本例中直接將_incrementCounter作為其處理函式。

5、總結

現在，我們將整個流程串起來：當右下角的floatingActionButton按鈕被點選之後，會呼叫_incrementCounter函式，在_incrementCounter函式中，首先會自增_counter狀態（計數器），然後setState會通知Flutter框架狀態發生變化，接著Flutter會呼叫build方法以新的狀態重新構建UI，最終顯示在裝置螢幕上。

疑問解答

為什麼要將build方法放在State中，而不是放在StatefulWidget中？

現在，我們回答之前提出的問題，為什麼build方法在State中，而不是StatefulWidget中？這主要是為了開發的靈活性。如果將build方法在StatefulWidget中則會有兩個問題：

• 狀態訪問不便

  試想一下，如果我們的Stateful widget有很多狀態，而每次狀態改變都要呼叫build方法。由於狀態是儲存在State中的，如果將build方法放在StatefulWidget中，那麼構建時讀取狀態將會很不方便，因為構建使用者介面過程需要依賴State，所以build方法必須加一個State引數，如下所示：

  Widget build(BuildContext context, State state) {
      //state.counter
      ...
  }
  複製程式碼

  這樣的話，只能將State的所有狀態宣告為公開的狀態，這樣才能在State類外部訪問狀態，但將狀態設定為公開後，狀態將不再具有私密性，這樣的依賴對狀態的修改將會變的不可控。而將build方法放在State中的話，構建過程則可以直接訪問狀態，故而方便。

• 繼承StatefulWidget不便

  例如，Flutter中有一個動畫Widget的基類AnimatedWidget，它繼承自StatefulWidget類。AnimatedWidget中引入了一個抽象方法build(BuildContext context)，繼承自AnimatedWidget的動畫Widget都要實現這個build方法。試想一下，如果StatefulWidget類中已經有了一個build方法，正如上述所述，此時build方法需要接收一個State物件，這就意味著AnimatedWidget必須將自己的State物件（記為_animatedWidgetState）提供給其子類，因為子類需要在其build方法中呼叫父類的build方法，程式碼如下：

  class MyAnimationWidget extends AnimatedWidget{
      @override
      Widget build(BuildContext context, State state){
          //由於子類要用到AnimatedWidget的狀態物件_animatedWidgetState，
          //所以AnimatedWidget必須通過某種方式將其狀態物件_animatedWidgetState暴露給其子類
          super.build(context, _animatedWidgetState)
      }
  }
  複製程式碼

  這樣很不合理：

  • AnimatedWidget的狀態物件是AnimatedWidget內部實現細節，不應該暴露給外部。
  • 如果要將父類狀態暴露給子類，那麼必須得有一種傳遞機制，而做這一套傳遞機制是無意義的，因為父子類之間狀態的傳遞和子類本身邏輯是無關的。

  綜上所述，對於StatefulWidget，將build方法放在State中，可以給開發帶來很大的靈活性。