Flutter學習系列(一)—mixins

若少軒發表於2021-05-13
Flutter

本文參考並翻譯至： medium.com/flutter-com…

什麼是Mixins

Mixins are a way of reusing a class's code in multiple class hierarchies.

Mixins的字面意思是混入的意思，官方給出的定義是：Mixins是在多繼承層次中重用程式碼的一種方式。

mixin是通過普通的類宣告隱式定義的，要使用mixin，需要使用with關鍵字來實現。 mixin的使用非常簡單，通過下面的例子來看下mixin的使用：

class MixinClass {
    void method() {
        print("mixin method");
    }
}

class User with MixinClass {

}
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在我們的User類中混入MixinClass類，我們就可以使用MixinClass類中的方法。輸出User().method()將會列印出mixin method。

Mixins的詳細用法

如果只是在我們的類中混入一個類，使用起來非常簡單。但是Mixins在特殊情況下的使用，並不那麼簡單，下面我將就其進行詳細說明。

1、混入類中的順序

首先，我們看一個例子

// 父類
class Super {
    void method() {
        print("Super class method");
    }
}

// 混入類1
class M1 {
    void method() {
        print("M1 class method");
    }
}

// 混入類2
class M2 {
    void method() {
        print("M2 class method");
    }
}

// 子類1實現
class Child1 extends Super with M1, M2 {}
// 子類2實現 
class Child2 extends Super with M2, M1 {}

void main() {
    Child1().method();
    Child2().method();
}
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在上面的這個例子中，Child1和Child2都是混入了M1和M2類，但是M1和M2的順序是不一樣的，執行他們的輸出結果：

M2 class method
M1 class method
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我們可以看出來，mixins宣告的順序影響了方法的輸出結果，同時後面mixins的類方法會覆蓋前面mixins類的方法，針對這種情況，Lasse R.H.Nielsen大神給出瞭解釋：

Mixins in Dart work by creating a new class that layers the implementation of the mixin on top of a superclass to create a new class — it is not “on the side” but “on top” of the superclass, so there is no ambiguity in how to resolve lookups.
複製程式碼

翻譯成中文為：在Dart語言中，Mixins通過建立一個新類來工作，這個新類將mixin的實現層放在了父類之上。這裡重點強調了這個新類是在父類之上，並不是在旁邊。因此，在解析查詢方面沒有任何歧義。

結合Lasse R.H.Nielsen大神的解釋，我們重新看下這段程式碼：

class Child1 extends Super with M1, M2 {}

class Child2 extends Super with M2, M1 {}
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上面這段程式碼可以等價於：

// Child1
class Mixin1_1 => Super with M1;
class Mixin1_2 => Mixin1_1 with M2;
class Child1 extends Mixin1_2;

// Child2
class Mixin2_1 => Super with M2;
class Mixin2_2 => Mixin2_1 with M1;
class Child2 extends Mixin2_2;
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通過這樣寫，我們基本上已經找到了上面輸出結果的原因了。這些新類建立在父類和子類中間，是一個mix_in類，並沒有表現出多重繼承。

Lasse R.H.Nielsen大神又給出了這麼一種解釋：

Mixins is not a way to get multiple inheritance in the classical sense. Mixins is a way to abstract and reuse a family of operations and state. It is similar to the reuse you get from extending a class, but it is compatible with single-inheritance because it is linear.
複製程式碼

這裡翻譯成中文為：Mixins並不是傳統意義上實現多重繼承的一種方式。Mixin是實現抽象和重用一系列方法和狀態的一種方式。Mixins和擴充套件類中的重用是相似的，Mixins也和單繼承相容，它是一種線性關係。

注意：mixins的順序代表著從父類到子類繼承的順序。

通過上面的解釋，我們繼續剛才的例子，如果我們在Child1或者Child2中實現了method方法

class Child1 extends Super with M1, M2 {
    void method() => print("Child1 class method");
}

class Child2 extends Super with M2, M1 {
    void method() => print("Child2 class method");
}
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執行後的輸入結果同樣也是顯而易見的：

Child1 class method
Child2 class method
複製程式碼

最後，我們用繼承關係圖(並不是真正的繼承關係，想象成繼承關係)更加直觀的表示下這個例子： image.png

2、混入類中新增限定

首先，我們來看一個例子

abstract class Super {
    void method() => print("Super class method");
}

mixin MixinClass on Super {
    void method() => print("Mixin class method");
}

class Child extends Super with MixinClass {}
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在這個例子中我們通過mixin關鍵字宣告瞭混入類Mixin，通過關鍵字on新增了父類限制，這意味著如果一個類想要引入這個混入類，這個類必須繼承或者實現這個父類。 在這個例子中如果寫成這樣：

class Child with MixinClass {}
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則會報編譯錯誤：

'MixinClass' can't be mixed onto 'Object' because 'Object' doesn't implement 'MixinClass'.
Try extending the class 'MixinClass'
複製程式碼

現在我們繼續修改下這個例子，給混入類新增super方法

mixin MixinClass on Super {
    void method() {
        super.method();
        print("Mixin class method");
    }
}
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執行Child().method()後輸出為：

Super class method
Mixin class method
複製程式碼

回過頭去看下1、混入類中的順序中的繼承關係圖，那麼得出這個結果就是顯而易見的。

WidgetsFlutterBinding中mixins的應用

在前面我們學習到了Mixins使用，Flutter中關於Mixins的最重要的使用就是WidgetsFlutterBinding類，WidgetsFlutterBinding在Flutter進行初始化的時候建立，依次進行了手勢、排程、繪製等的繫結。我們這次的目的就是說明下各個Binding的執行順序。 WidgetsFlutterBinding具體實現如下：

// 1、BindingBase
abstract class BindingBase {
  BindingBase() {
    initInstances();
  }
}

// 2、GestureBinding
mixin GestureBinding on BindingBase {
  void initInstances() {
    super.initInstances();
  }
}

// 3、WidgetsFlutterBinding
class WidgetsFlutterBinding extends BindingBase with GestureBinding, ServicesBinding, SchedulerBinding, PaintingBinding, SemanticsBinding, RendererBinding, WidgetsBinding {
  static WidgetsBinding ensureInitialized() {
    if (WidgetsBinding.instance == null)
      WidgetsFlutterBinding();
    return WidgetsBinding.instance;
  }
}
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針對以上程式碼，我們分析過程如下：

  1. 定義了一個抽象類BindingBase，其建構函式執行了初始化initInstances()。
  2. 定義了一個混入類GestureBinding(ServuceBinding等類實現原理相同)，新增了父類限制BindingBase，引入類中必須實現繼承/實現BindingBase類。
  3. 定義了一個實現類WidgetsFlutterBinding，繼承BindingBase，混入了GestureBinding、ServiceBinding等類。
  4. Flutter初始化時執行WidgetsFlutterBinding.ensureInitialized()單例方法，建立WidgetsFlutterBinding物件，執行其建構函式，這裡執行的是BindingBase建構函式。
  5. BindingBase建構函式執行initInstance(),通過前面繼承關係圖可知，繼承關係如下：WidgetsFlutterBinding->WidgetsBinding->RendererBinding->...->GestureBinding->BindingBase。執行的是WidgetsBinding的initInstance()方法。
  6. WidgetsBinding中initInstance()方法呼叫了super.initInstance()方法，最終initInstance()執行順序為GestureBinding->ServiceBinding->...->WidgetsBinding。

總結

通過以上我們瞭解到了Mixins的用法，以及其在WidgetsFlutterBinding類中的使用。通過閱讀本篇文章希望能對大家瞭解Mixins有所幫助。新人第一次嘗試寫文章，其中不當的地方也歡迎大家指正。

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