七、Flutter-有状态的StatefulWidget

一. StatefulWidget

在开发中,某些Widget情况下我们展示的数据并不是一层不变的:

比如Flutter默认程序中的计数器案例,点击了+号按钮后,显示的数字需要+1;

比如在开发中,我们会进行下拉刷新、上拉加载更多,这时数据也会发生变化;

而StatelessWidget通常用来展示哪些数据固定不变的,如果数据会发生改变,我们使用StatefulWidget;

1.1. 认识StatefulWidget

1.1.1. StatefulWidget介绍

如果你有阅读过默认创建Flutter的示例程序,那么你会发现它创建的是一个StatefulWidget。

为什么选择StatefulWidget呢?

因为在示例代码中,当我们点击按钮时,界面上显示的数据会发生改变;

这时,我们需要一个变量来记录当前的状态,再把这个变量显示到某个Text Widget上;

并且每次变量发生改变时,我们对应的Text上显示的内容也要发生改变;

但是有一个问题,定义到Widget中的数据都是不可变的,必须定义为final,为什么呢?

这是因为Flutter在设计的时候就决定了一旦Widget中展示的数据发生变化,就重新构建整个Widget;下一个章节我会讲解Flutter的渲染原理,Flutter通过一些机制来限定定义到Widget中的成员变量必须是final的;

Flutter如何做到我们在开发中定义到Widget中的数据一定是final的呢?

我们来看一下Widget的源码:

这里有一个很关键的东西@immutable

我们似乎在Dart中没有见过这种语法,这实际上是一个 注解,这涉及到Dart的元编程,我们这里不展开讲;

这里我就说明一下这个@immutable是干什么的;实际上官方有对@immutable进行说明:

来源: https://api.flutter.dev/flutter/meta/immutable-constant.html

说明: 被@immutable注解标明的类或者子类都必须是不可变

结论: 定义到Widget中的数据一定是不可变的,需要使用final来修饰

1.1.2. 如何存储Widget状态?

既然Widget是不可变,那么StatefulWidget如何来存储可变的状态呢?

StatelessWidget无所谓,因为它里面的数据通常是直接定义完后就不修改的。

但StatefulWidget需要有状态(可以理解成变量)的改变,这如何做到呢?

Flutter将StatefulWidget设计成了两个类:

也就是你创建StatefulWidget时必须创建两个类:

一个类继承自StatefulWidget,作为Widget树的一部分;

一个类继承自State,用于记录StatefulWidget会变化的状态,并且根据状态的变化,构建出新的Widget;

创建一个StatefulWidget,我们通常会按照如下格式来做:

当Flutter在构建Widget Tree时,会获取State的实例,并且它调用build方法去获取StatefulWidget希望构建的Widget;那么,我们就可以将需要保存的状态保存在MyState中,因为它是可变的;

思考:为什么Flutter要这样设计呢?这是因为在Flutter中,只要数据改变了Widget就需要重新构建(rebuild)

1.2. StatefulWidget案例

1.2.1. 案例效果和分析

我们通过一个案例来练习一下StatefulWidget,还是之前的计数器案例,但是我们按照自己的方式进行一些改进。

案例效果以及布局如下:

在这个案例中,有很多布局对于我们来说有些复杂,我们后面会详细学习,现在一步步来熟悉Flutter开发模式;

Column小部件:之前我们已经用过,当有垂直方向布局时,我们就使用它;

Row小部件:之前也用过,当时水平方向布局时,我们就使用它;

RaiseButton小部件:可以创建一个按钮,并且其中有一个onPress属性是传入一个回调函数,当按钮点击时被回调;

1.2.2. 创建StatefulWidget

下面我们来看看代码实现:

因为当点击按钮时,数字会发生变化,所以我们需要使用一个StatefulWidget,所以我们需要创建两个类;

MyCounterWidget继承自StatefulWidget,里面需要实现createState方法;

MyCounterState继承自State,里面实现build方法,并且可以定义一些成员变量;

1.2.3. 实现按钮的布局

1.2.4. 按钮点击状态改变

我们现在要监听状态的改变,当状态改变时要修改counter变量

但是,直接修改变量可以改变界面吗?不可以。

这是因为Flutter并不知道我们的数据发生了改变,需要来重新构建我们界面中的Widget;

如何可以让Flutter知道我们的状态发生改变了,重新构建我们的Widget呢?

我们需要调用一个State中默认给我们提供的setState方法;

可以在其中的回调函数中修改我们的变量;

1.3. StatefulWidget生命周期

1.3.1. 生命周期的理解

什么是生命周期呢?

客户端开发:iOS开发中我们需要知道UIViewController从创建到销毁的整个过程,Android开发中我们需要知道Activity从创建到销毁的整个过程。以便在不同的生命周期方法中完成不同的操作;

前端开发中:Vue、React开发中组件也都有自己的生命周期,在不同的生命周期中我们可以做不同的操作;

Flutter小部件的生命周期:

StatelessWidget可以由父Widget直接传入值,调用build方法来构建,整个过程非常简单;

而StatefulWidget需要通过State来管理其数据,并且还要监控状态的改变决定是否重新build整个Widget;

所以,我们主要讨论StatefulWidget的生命周期,也就是它从创建到销毁的整个过程;

1.3.2. 生命周期的简单版

StatefulWidget有哪些生命周期的回调呢?它们分别在什么情况下执行呢?

我们知道StatefulWidget本身由两个类组成的:StatefulWidget 和 State,我们分开进行分析

首先,执行StatefulWidget中相关的方法:

1、执行StatefulWidget的构造函数(Constructor)来创建出StatefulWidget;

2、执行StatefulWidget的createState方法,来创建一个维护StatefulWidget的State对象;

其次,调用createState创建State对象时,执行State类的相关方法:

1、执行State类的构造方法(Constructor)来创建State对象;

2、执行initState,我们通常会在这个方法中执行一些数据初始化的操作,或者也可能会发送网络请求;

       注意:这个方法是重写父类的方法,必须调用super,因为父类中会进行一些其他操作;并且如果你阅读源码,你会发现这里有一个注解(annotation):@mustCallSuper

3、执行didChangeDependencies方法,这个方法在两种情况下会调用

       情况一:调用initState会调用; 

       情况二:从其他对象中依赖一些数据发生改变时,比如前面我们提到的InheritedWidget (这个后面会讲到); 

4、Flutter执行build方法,来看一下我们当前的Widget需要渲染哪些Widget;

5、当前的Widget不再使用时,会调用dispose进行销毁;

6、手动调用setState方法,会根据最新的状态(数据)来重新调用build方法,构建对应的Widgets;

7、执行didUpdateWidget方法是在当父Widget触发重建(rebuild)时,系统会调用didUpdateWidget方法;

我们来通过代码进行演示:

打印结果如下:

当我们改变状态,手动执行setState方法后会打印如下结果:

flutter: 执行执行MyCounterState的build方法

1.3.3. 生命周期的复杂版(选读)

我们来学习几个前面生命周期图中提到的属性,但是没有详细讲解的

1、mounted是State内部设置的一个属性,事实上我们不了解它也可以,但是如果你想深入了解它,会对State的机制理解更加清晰;很多资料没有提到这个属性,但是我这里把它列出来,是内部设置的,不需要我们手动进行修改;

2、dirty state的含义是脏的State。

它实际是通过一个Element的东西(我们还没有讲到Flutter绘制原理)的属性来标记的;

将它标记为dirty会等待下一次的重绘检查,强制调用build方法来构建我们的Widget;

3、clean state的含义是干净的State

它表示当前build出来的Widget,下一次重绘检查时不需要重新build;

二. Flutter的编程范式

编程范式对于初学编程的人来说是一个虚无缥缈的东西,但是却是我们日常开发中都在默认遵循的一些模式和方法

比如我们最为熟悉的 面向对象编程就是一种编程范式,与之对应或者结合开发的包括:面向过程编程、函数式编程、面向协议编程;

另外还有两个对应的编程范式:命令式编程 和 声明式编程

命令式编程: 命令式编程非常好理解,就是一步步给计算机命令,告诉它我们想做什么事情;

声明式编程: 声明式编程通常是描述目标的性质,你应该是什么样的,依赖哪些状态,并且当依赖的状态发生改变时,我们通过某些方式通知目标作出相应;

看一些具体点的例子;

2.2. 前端的编程范式

下面的代码没有写过前端的可以简单看一下

下面的代码是在前端开发中我写的两个demo,作用都是点击按钮后修改h2标签的内容:

左边代码: 命令式编程,一步步告诉浏览器我要做什么事情;

右边代码: 声明式编程,我只是告诉h2标签中我需要显示title,当title发生改变的时候,通过一些机制自动来更新状态;

2.3. Flutter的编程范式

从2009年开始(数据来自维基百科),声明式编程就开始流行起来,并且目前在Vue、React、包括iOS中的SwiftUI中以及Flutter目前都采用了声明式编程。

现在我们来开发一个需求:显示一个Hello World,之后又修改成了Hello Flutter

1)如果是传统的命令式编程,我们开发Flutter的模式很可能是这样的:(注意是想象中的伪代码)整个过程,我们需要一步步告诉Flutter它需要做什么;

2)如果是声明式编程,我们通常会维护一套数据集:

这个数据集可能来自己父类、来自自身State管理、来自InheritedWidget、来自统一的状态管理的地方;总之,我们知道有这么一个数据集,并且告诉Flutter这些数据集在哪里使用;

上面的代码过于简单,可能不能体现出Flutter声明式编程的优势所在,但是在以后的开发中,我们都是按照这种模式在进行开始,我们一起来慢慢体会;

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