「鸿蒙」ArtTS基础入门学习笔记

「鸿蒙」ArtTS基础入门学习笔记

ArtTS基础知识

ArtTS

ArkTS是HarmonyOS优选的主力应用开发语言。它在TypeScript（简称TS）的基础上，扩展了声明式UI、状态管理等相应的能力，让开发者可以以更简洁、更自然的方式开发高性能应用。TS是JavaScript（简称JS）的超集，ArkTS则是TS的超集。ArkTS会结合应用开发和运行的需求持续演进，包括但不限于引入分布式开发范式、并行和并发能力增强、类型系统增强等方面的语言特性。

基于JS的前端框架以及TS的引入，进一步提升了应用开发效率，但依然存在一些不足。

从开发者维度来看：
写一个应用需要了解三种语言（JS/TS、HTML和CSS）。这对Web开发者相对友好，但对非Web开发者来说，负担较重。

从运行时维度来看：

• 在语言运行时方面，尽管TS有了类型的加持，但也只是用于编译时检查，然后通过TS Compiler转成JS，运行时引擎还是无法利用到基于类型系统的优化。
• 在渲染方面，主流Web引擎由于本身复杂度以及历史原因，性能、资源占用方面与常见OS原生框架都有一定的差距，尤其在移动平台上。React Native通过渲染架构的改进一定程度上提升了性能体验，但在平台渲染效果和能力的一致性，以及JS语言性能等方面还是存在一定的不足。

Google在2018年底推出的Flutter则走了另外一条路，结合新的语言Dart，引入新的声明式开发范式，基于Skia的自绘制引擎构建可跨平台的独立的渲染能力。这是一种较为创新的方案，不过也有几点不足：

• Dart语言生态。尽管Dart语言2011年就已推出，传闻其目标是取代JS，但整个生态还是非常弱小，Dart语言发布7年后随着Flutter的推出才有所改善。整体而言，Dart和主流语言生态相比还是有非常大的差距。
• 开发范式。Flutter暴露了很多细粒度的Widget接口，整体开发的简洁度，开发门槛，尤其是和Apple推出的SwiftUI相比，存在一定的差距。

有意思的是，Google在2021年又推出了新的开发框架Jetpack Compose，结合了Kotlin的语言生态，设计了新的声明式UI开发范式。

2019年，我们在思考如何构建新的应用开发框架的时候，从以下几个维度进行了重点考虑：

• 语言生态
• 开发效率
• 性能体验
• 跨设备/跨平台能力

由于JS/TS有比较完善的开发者生态，语言也比较中立友好，有相应的标准组织可以逐步演进，JS/TS语言成了比较自然的选择。以JS/TS为基础，在开发框架的维度，我们做了如下的架构演进设计：

• 通过基于JS扩展的类Web开发范式，来支持主流的前端开发方式。同步的，在运行时方面，通过渲染引擎的增强（平台无关的自绘制机制、声明式UI后端设计、动态布局/多态UI组件等），语言编译器和运行时的优化增强（代码预编译、高效FFI-Foreign Function Interface、引擎极小化等），进一步提升相关的性能体验，并可部署到不同设备上（包括百KB级内存的轻量设备）。另外，通过平台适配层的设计，构建了跨OS平台的基础设施。
• 通过基于TS扩展的声明式UI开发范式，提供了更简洁更自然的开发体验。在运行时方面，在上述的基础上，结合语言运行时的类型优化，以及渲染运行时的扁平化流水线技术等，进一步提升性能体验。

声明式开发范式

• 装饰器
  用来装饰类、结构体、方法以及变量，赋予其特殊的含义，如上述示例中 @Entry 、 @Component 、 @State 都是装饰器。具体而言， @Component 表示这是个自定义组件； @Entry 则表示这是个入口组件； @State 表示组件中的状态变量，此状态变化会引起 UI 变更。
• 自定义组件
  可复用的 UI 单元，可组合其它组件，如上述被 @Component 装饰的 struct Hello。
• UI 描述
  声明式的方式来描述 UI 的结构，如上述 build() 方法内部的代码块。
• 内置组件
  框架中默认内置的基础和布局组件，可直接被开发者调用，比如示例中的 Column、Text、Divider、Button。
• 事件方法
  用于添加组件对事件的响应逻辑，统一通过事件方法进行设置，如跟随在Button后面的onClick()。
• 属性方法
  用于组件属性的配置，统一通过属性方法进行设置，如fontSize()、width()、height()、color() 等，可通过链式调用的方式设置多项属性。

从UI框架的需求角度，ArkTS在TS的类型系统的基础上，做了进一步的扩展：定义了各种装饰器、自定义组件和UI描述机制，再配合UI开发框架中的UI内置组件、事件方法、属性方法等共同构成了应用开发的主体。在应用开发中，除了UI的结构化描述之外，还有一个重要的方面：状态管理。如上述示例中，用 @State 装饰过的变量 myText ，包含了一个基础的状态管理机制，即 myText 的值的变化会自动触发相应的 UI 变更 （Text组件）。ArkUI 中进一步提供了多维度的状态管理机制。和 UI 相关联的数据，不仅可以在组件内使用，还可以在不同组件层级间传递，比如父子组件之间，爷孙组件之间，也可以是全局范围内的传递，还可以是跨设备传递。另外，从数据的传递形式来看，可分为只读的单向传递和可变更的双向传递。开发者可以灵活的利用这些能力来实现数据和 UI 的联动。

具体可参考：https://developer.harmonyos.com/cn/docs/documentation/doc-gui...

ArkTS开发实践

声明式UI基本概念

应用界面是由一个个页面组成，ArkTS是由ArkUI框架提供，用于以声明式开发范式开发界面的语言。

声明式UI构建页面的过程，其实是组合组件的过程，声明式UI的思想，主要体现在两个方面：

• 描述UI的呈现结果，而不关心过程
• 状态驱动视图更新

类似苹果的SwiftUI中通过组合视图View，安卓Jetpack Compose中通过组合@Composable函数，ArkUI作为HarmonyOS应用开发的UI开发框架，其使用ArkTS语言构建自定义组件，通过组合自定义组件完成页面的构建。

自定义组件的组成

ArkTS通过struct声明组件名，并通过@Component和@Entry装饰器，来构成一个自定义组件。

使用@Entry和@Component装饰的自定义组件作为页面的入口，会在页面加载时首先进行渲染。

@Entry
@Component
struct ToDoList {...}

例如ToDoList组件对应如下整个代办页面。

使用@Component装饰的自定义组件，如ToDoItem这个自定义组件则对应如下内容，作为页面的组成部分。

@Component
struct ToDoItem {...}

在自定义组件内需要使用build方法来进行UI描述。

@Entry
@Component
 struct ToDoList
   ...
   build() {
    ...
  } 
}

build方法内可以容纳内置组件和其他自定义组件，如Column和Text都是内置组件，由ArkUI框架提供，ToDoItem为自定义组件，需要开发者使用ArkTS自行声明。

@Entry
@Component
struct ToDoList {
  ...
  build() {
    Column(...) {
      Text(...)
        ...
      ForEach(...{
        TodoItem(...)
      },...)
    }
  ...
  }
}

配置属性与布局

自定义组件的组成使用基础组件和容器组件等内置组件进行组合。但有时内置组件的样式并不能满足我们的需求，ArkTS提供了属性方法用于描述界面的样式。属性方法支持以下使用方式：

• 常量传递
  例如使用fontSize(50)来配置字体大小。

  Text('Hello World')
  .fontSize(50)

• 变量传递
  在组件内定义了相应的变量后，例如组件内部成员变量size，就可以使用this.size方式使用该变量。

  Text('Hello World')
  .fontSize(this.size)

• 链式调用
  在配置多个属性时，ArkTS提供了链式调用的方式，通过'.'方式连续配置。

  Text('Hello World')
  .fontSize(this.size)
  .width(100)
  .height(100)

• 表达式传递
  属性中还可以传入普通表达式以及三目运算表达式。

  Text('Hello World')
  .fontSize(this.size)
  .width(this.count + 100)
  .height(this.count % 2 === 0 ? 100 : 200)

• 内置枚举类型
  除此之外，ArkTS中还提供了内置枚举类型，如Color，FontWeight等，例如设置fontColor改变字体颜色为红色，并私有fontWeight为加粗。

  Text('Hello World')
  .fontSize(this.size)
  .width(this.count + 100)
  .height(this.count % 2 === 0 ? 100 : 200)
  .fontColor(Color.Red)
  .fontWeight(FontWeight.Bold)

对于有多种组件需要进行组合时，容器组件则是描述了这些组件应该如何排列的结果。

ArkUI中的布局容器有很多种，在不同的适用场合选择不同的布局容器实现，ArkTS使用容器组件采用花括号语法，内部放置UI描述。

这里我们将介绍最基础的两个布局——列布局和行布局。

对于如下每一项的布局，两个元素为横向排列，选择Row布局

Row() {
  Image($r('app.media.ic_default'))
    ...
  Text(this.content) 
    ...
}
...

类似下图所示的布局，整体都是从上往下纵向排列，适用的布局方式是Column列布局。

Column() {
   Text($r('app.string.page_title'))
     ...

   ForEach(this.totalTasks,(item) => {
     TodoItem({content:item})
   },...)
 }

改变组件状态

实际开发中由于交互，页面的内容可能需要产生变化，以每一个ToDoItem为例，其在完成时的状态与未完成时的展示效果是不一样的。

声明式UI的特点就是UI是随数据更改而自动刷新的，我们这里定义了一个类型为boolean的变量isComplete，其被 @State装饰后，框架内建立了数据和视图之间的绑定，其值的改变影响UI的显示。

@State isComplete : boolean = false;

用圆圈和对勾这样两个图片，分别来表示该项是否完成，这部分涉及到内容的切换，需要使用条件渲染if / else语法来进行组件的显示与消失，当判断条件为真时，组件为已完成的状态，反之则为未完成。

if (this.isComplete) {
  Image($r('app.media.ic_ok'))
    .objectFit(ImageFit.Contain)
    .width($r('app.float.checkbox_width'))
    .height($r('app.float.checkbox_width'))
    .margin($r('app.float.checkbox_margin'))
} else {
  Image($r('app.media.ic_default'))
    .objectFit(ImageFit.Contain)
    .width($r('app.float.checkbox_width'))
    .height($r('app.float.checkbox_width'))
    .margin($r('app.float.checkbox_margin'))
}

由于两个Image的实现具有大量重复代码，ArkTS提供了 @Builder装饰器，来修饰一个函数，快速生成布局内容，从而可以避免重复的UI描述内容。这里使用@Bulider声明了一个labelIcon的函数，参数为url，对应要传给Image的图片路径。

@Builder labelIcon(url) {
  Image(url)
    .objectFit(ImageFit.Contain)
    .width($r('app.float.checkbox_width'))
    .height($r('app.float.checkbox_width'))
    .margin($r('app.float.checkbox_margin'))
}

使用时只需要使用this关键字访问@Builder装饰的函数名，即可快速创建布局。

if (this.isComplete) {
  this.labelIcon($r('app.media.ic_ok'))
} else {
  this.labelIcon($r('app.media.ic_default'))
}

为了让待办项带给用户的体验更符合已完成的效果，给内容的字体也增加了相应的样式变化，这里使用了三目运算符来根据状态变化修改其透明度和文字样式，如opacity是控制透明度，decoration是文字是否有划线。通过isComplete的值来控制其变化。

Text(this.content)
  ...
  .opacity(this.isComplete ? CommonConstants.OPACITY_COMPLETED : CommonConstants.OPACITY_DEFAULT)
  .decoration({ type: this.isComplete ? TextDecorationType.LineThrough : TextDecorationType.None })

最后，为了实现与用户交互的效果，在组件上添加了onClick点击事件，当用户点击该待办项时，数据isComplete的更改就能够触发UI的更新。

@Component
struct ToDoItem {
  @State isComplete : boolean = false;
  @Builder labelIcon(icon) {...}
  ...
  build() {
    Row() {
      if (this.isComplete) {
        this.labelIcon($r('app.media.ic_ok'))
      } else {
        this.labelIcon($r('app.media.ic_default'))
      }
      ... 
    }
    ...
    .onClick(() => {
      this.isComplete= !this.isComplete;
     })
  }
}

循环渲染列表数据

刚刚只是完成了一个ToDoItem组件的开发，当我们有多条待办数据需要显示在页面时，就需要使用到ForEach循环渲染语法。

例如这里我们有五条待办数据需要展示在页面上。

total_Tasks:Array = [
  '早起晨练',
  '准备早餐',
  '阅读名著',
  '学习ArkTS',
  '看剧放松'
]

ForEach基本使用中，只需要了解要渲染的数据以及要生成的UI内容两个部分，例如这里要渲染的数组为以上的五条待办事项，要渲染的内容是ToDoItem这个自定义组件，也可以是其他内置组件。

ToDoItem这个自定义组件中，每一个ToDoItem要显示的文本参数content需要外部传入，参数传递使用花括号的形式，用content接受数组内的内容项item。

最终完成的代码及其效果如下。

@Entry
@Component
struct ToDoList {
   ...
   build() {
     Row() {
       Column() {
         Text(...)
           ...
         ForEach(this.totalTasks,(item) => {
           TodoItem({content:item})
         },...)
       }
       .width('100%')
     }
     .height('100%')
   }
 }

参考

• https://developer.huawei.com/consumer/cn/training/course/slig...
• https://developer.huawei.com/consumer/cn/training/course/slig...
• https://developer.harmonyos.com/cn/docs/documentation/doc-gui...