Dart - 抽象類的例項化

LinXunFeng發表於2020-06-07

一、抽象類的使用

Dart 抽象類可以只宣告方法,也可以有具體的方法實現,但是不能直接用抽象類來建立例項,只能被繼承使用或者充當介面。

定義一個抽象類 Animal

abstract class Animal {
  // 僅宣告eat方法
  void eat();

  // 宣告方法,且有具體實現
  void sleep() {
    print("睡覺");
  }
}
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繼承使用

class Cat extends Animal {
  @override
  void eat() {
    print("喵喵吃");
    sleep();
  }

  // 可以不實現 sleep 方法
}
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充當介面

class Cat implements Animal {
  void eat() {
    print("吃");
  }

  // 必須實現 sleep 方法
  void sleep() {
    print('睡');
  }
}
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例項化

final animal = Animal();
// 抽象類例項化會報錯
// Error: The class 'Test' is abstract and can't be instantiated.
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  • 抽象類不能例項化。
  • 繼承: 子類比較實現抽象方法,子類可以不重寫抽象類中已實現的方法。
  • 介面: 必須實現抽象類中宣告的所有方法

二、抽象類的例項化

上面提到了抽象類不能用於建立例項,但是有沒有發現,Dart 提供的 MapList 就是抽象類,卻可以直接使用它們建立出一個例項物件

final list = List();
final dict = Map<String, dynamic>();
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我們來看一下 Map 的原始碼:

Map原始碼

Map 的確是抽象類,不過此時我們也注意到了,在 Map 這個抽象類中,定義了一個工廠構造方法,這就是使抽象類可例項化的關鍵所在,因為工廠方法可以返回一個例項物件,但這個物件的型別不一定就是當前類!

在這個地方,Map 的工廠方法並沒有具體的實現,而只是在工廠構造方法前加了一個關鍵字 externalexternal 關鍵字可以讓方法的宣告與實現分離,即 可以由外部來幫我們完成具體的方法實現,那外部如何才能關聯到該宣告的方法呢?這裡就需要用到註解 @patch,使外部的方法實現與該宣告的方法繫結

  • external 可以分離方法的宣告與實現
  • @patch 關聯某個類中用 external 修飾的方法的實現

根據如下路徑可以找到 Map 的具體實現原始碼

// flutter/bin/cache/dart-sdk/lib/_internal/vm/lib/map_patch.dart

@patch
factory Map() => new LinkedHashMap<K, V>();
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可以看到,這裡使用了 LinkedHashMap 來實現 Map

我們再去看一下 LinkedHashMap 的實現原始碼,路徑如下:

// flutter/bin/cache/dart-sdk/lib/collection/linked_hash_map.dart

external factory LinkedHashMap(
    {bool Function(K, K)? equals,
    int Function(K)? hashCode,
    bool Function(dynamic)? isValidKey});
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這裡我們又發現 LinkedHashMap 也僅僅只是宣告,找到具體實現

// flutter/bin/cache/dart-sdk/lib/_internal/vm/lib/collection_patch.dart

@patch
class LinkedHashMap<K, V> {
  @patch
  factory LinkedHashMap(
      {bool equals(K key1, K key2)?,
      int hashCode(K key)?,
      bool isValidKey(potentialKey)?}) {
    if (isValidKey == null) {
      if (hashCode == null) {
        if (equals == null) {
          return new _InternalLinkedHashMap<K, V>();
        }
        hashCode = _defaultHashCode;
      } else {
        if (identical(identityHashCode, hashCode) &&
            identical(identical, equals)) {
          return new _CompactLinkedIdentityHashMap<K, V>();
        }
        equals ??= _defaultEquals;
      }
    } else {
      hashCode ??= _defaultHashCode;
      equals ??= _defaultEquals;
    }
    return new _CompactLinkedCustomHashMap<K, V>(equals, hashCode, isValidKey);
  }

...
}
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可以看到,LinkedHashMap的工廠構造方法返回的例項型別是 _InternalLinkedHashMap_CompactLinkedCustomHashMap ,這裡我們再看一下這兩個類的實現原始碼

// flutter/bin/cache/dart-sdk/lib/_internal/vm/lib/compact_hash.dart

@pragma("vm:entry-point")
class _InternalLinkedHashMap<K, V> extends _HashVMBase
    with
        MapMixin<K, V>,
        _LinkedHashMapMixin<K, V>,
        _HashBase,
        _OperatorEqualsAndHashCode
    implements LinkedHashMap<K, V> {
  _InternalLinkedHashMap() {
    _index = new Uint32List(_HashBase._INITIAL_INDEX_SIZE);
    _hashMask = _HashBase._indexSizeToHashMask(_HashBase._INITIAL_INDEX_SIZE);
    _data = new List.filled(_HashBase._INITIAL_INDEX_SIZE, null);
    _usedData = 0;
    _deletedKeys = 0;
  }
}

......

class _CompactLinkedIdentityHashMap<K, V> extends _HashFieldBase
    with
        MapMixin<K, V>,
        _LinkedHashMapMixin<K, V>,
        _HashBase,
        _IdenticalAndIdentityHashCode
    implements LinkedHashMap<K, V> {
  _CompactLinkedIdentityHashMap() : super(_HashBase._INITIAL_INDEX_SIZE);
}

class _CompactLinkedCustomHashMap<K, V> extends _HashFieldBase
    with MapMixin<K, V>, _LinkedHashMapMixin<K, V>, _HashBase
    implements LinkedHashMap<K, V> {
  final _equality;
  final _hasher;
  final _validKey;

  // TODO(koda): Ask gbracha why I cannot have fields _equals/_hashCode.
  int _hashCode(e) => _hasher(e);
  bool _equals(e1, e2) => _equality(e1, e2);

  bool containsKey(Object? o) => _validKey(o) ? super.containsKey(o) : false;
  V? operator [](Object? o) => _validKey(o) ? super[o] : null;
  V? remove(Object? o) => _validKey(o) ? super.remove(o) : null;

  _CompactLinkedCustomHashMap(this._equality, this._hasher, validKey)
      : _validKey = (validKey != null) ? validKey : new _TypeTest<K>().test,
        super(_HashBase._INITIAL_INDEX_SIZE);
}
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它們都是一個普通的類,沒有工廠構造方法,也就是說 Map 中的 external factory Map(); 最終返回的最終例項型別為 _InternalLinkedHashMap_CompactLinkedCustomHashMap

我們可以做一個簡單的驗證

final map = Map();
print(map.runtimeType);

// 列印結果
// _InternalLinkedHashMap<dynamic, dynamic>
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我們來試著例項化一個抽象類吧

abstract class Animal {
  void eat();

  void sleep() {
    print("睡覺");
  }

  factory Animal() {
    return Cat();
  }
}

 class Cat implements Animal {
  void eat() {
    print("吃");
  }

  void sleep() {
    print('睡');
  }
}
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final animal = Animal();
print(animal.runtimeType); 

// 列印結果: Cat
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可能會有同學要問了,這裡用的是介面的方式,可以用繼承的方式嗎? 很遺憾不行,因為在抽象類中定義了工廠構造方法後,在子類中不能定義除工廠構造方法外的其它構造方法了,會報錯~

總結一下:

抽象類無法直接建立例項,但是可以通過實現工廠構造方法來間接實現抽象類的例項化!

三、補充

那饒了這麼一大圈,為什麼不直接在宣告的時候就給它實現了呢?? 這樣做的好處就是:

  • 複用同一套API的宣告
  • 可以針對不同的平臺做不同的實現

針對不同的平臺做不同的實現 這一點在下方給出的原始碼中可以看出

// flutter/bin/cache/dart-sdk/lib/io/file_system_entity.dart
abstract class _FileSystemWatcher {
  external static Stream<FileSystemEvent> _watch(
      String path, int events, bool recursive);
  external static bool get isSupported;
}
複製程式碼
// flutter/bin/cache/dart-sdk/lib/_internal/vm/bin/file_patch.dart

@patch
static Stream<FileSystemEvent> _watch(
    String path, int events, bool recursive) {
  if (Platform.isLinux) {
    return new _InotifyFileSystemWatcher(path, events, recursive)._stream;
  }
  if (Platform.isWindows) {
    return new _Win32FileSystemWatcher(path, events, recursive)._stream;
  }
  if (Platform.isMacOS) {
    return new _FSEventStreamFileSystemWatcher(path, events, recursive)
        ._stream;
  }
  throw new FileSystemException(
      "File system watching is not supported on this platform");
}
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Dart - 抽象類的例項化

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