【Flutter】一文讀懂混入類Mixin

基本介紹

Mixin是一種有利于代碼復(fù)用，又避免了多繼承的解決方案。

Mixin 是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言中的類，提供了方法的實(shí)現(xiàn)，其他類可以訪問 Mixin 類的方法而不必成為其子類；Mixin 為使用它的 Class 類提供額外的功能，但自身卻不單獨(dú)使用(不能單獨(dú)生成實(shí)例對(duì)象，屬于抽象類)，Mixin 類通常作為功能模塊使用，在需要該功能時(shí)“混入”，而且不會(huì)使類的關(guān)系變得復(fù)雜；
Mixin 有利于代碼復(fù)用性同時(shí)又避免了多繼承的復(fù)雜性，使用 Mixin 享有單一繼承的單純性和多重繼承的共有性，interface 接口與 Mixin 相同的地方是都可以多繼承，不同的地方在于 Mixin 是可以實(shí)現(xiàn)的；

對(duì)應(yīng)關(guān)系

	繼承	混入	接口
關(guān)鍵字	extends	with	implements
對(duì)應(yīng)數(shù)量	1:1	1:n	1:n
代碼設(shè)置順序	前	中	后
耦合度	高	中	低

舉例學(xué)習(xí)

首先，眾所周知...Java只能單繼承，

假如我們面臨下面這一種需求：

，我們需要用多個(gè)對(duì)象表示一些 動(dòng)物， 諸如 狗、鳥、魚、青蛙。其中

1. 狗會(huì)跑
2. 鳥會(huì)飛
3. 魚會(huì)游泳
4. 青蛙是兩棲動(dòng)物，會(huì)跑，并且會(huì)游泳

基于如下一些考慮

• 動(dòng)物特性可能會(huì)繼續(xù)增多，并且一個(gè)動(dòng)物可能具備多種技能
• 動(dòng)物種類很多，但是可以歸大類。例如 鳥禽、哺乳類

我們使用如下設(shè)計(jì)

• 動(dòng)物繼承自 Animal 抽象類
• 跑、飛、游 抽象為接口

我們按照上面的需求...讓copilotX幫我寫一個(gè)類的實(shí)現(xiàn)...

可以看到AI生成的代碼還是很給力的，但是我們可以發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)rog和Dog都實(shí)現(xiàn)了Run的抽象方法。

假如我們現(xiàn)在嘗試讓代碼復(fù)用率變高，讓Run，F(xiàn)ly，Swim作為實(shí)現(xiàn)，看看會(huì)發(fā)生什么...

可以看到，我們的Copilit告訴了我們問題

原來這個(gè)寫法 Dart 會(huì)一直認(rèn)為 super 調(diào)用是在調(diào)用一個(gè) abstract 的函數(shù)，所以我們這時(shí)候需要把這里面集成的函數(shù)實(shí)現(xiàn)一一實(shí)現(xiàn)。

這時(shí)候問題來了，F(xiàn)rog 和 Fish 都實(shí)現(xiàn)了 Swim 接口，這時(shí)候 swim 函數(shù)的內(nèi)容我們需要重復(fù)的寫 2 遍！

（當(dāng)然我們指的就是前面AI生成的代碼）

當(dāng)然，作為一篇Mixin教學(xué)，我們對(duì)這個(gè)結(jié)果肯定是不滿意的...

現(xiàn)在，我們完全沒學(xué)過類似Java的default關(guān)鍵字的知識(shí)點(diǎn)...我們只是個(gè)渴望dart的小白...

選擇使用mixin，重新定義Run，F(xiàn)ly，Swim方法，子類也不再是實(shí)現(xiàn)接口而是混入。

可以看到，mixin被混入到了類中，也實(shí)現(xiàn)了對(duì)應(yīng)“抽象類”的特性。

這里類的繼承關(guān)系我們可以梳理成下圖

這里也可以增加一個(gè)新的理解：mixin并不是對(duì)子類的拓展，而是對(duì)父類的拓展

mixin，class，interface的異同

mixin也可以使用class關(guān)鍵字定義，也可以當(dāng)做普通class一樣使用。
mixin可以使用with定義，這樣定義的mixin就只能通過with關(guān)鍵字引用了。

Dart是沒有interface這種東西的，但并不意味著這門語言沒有接口，事實(shí)上，Dart任何一個(gè)類都是接口，你可以實(shí)現(xiàn)任何一個(gè)類，只需要重寫那個(gè)類里面的所有具體方法。

所以，Dart中的任何一個(gè)class，既是類，又是接口，也可以當(dāng)作mixin使用

這意味著：

• 混入類可以持有成員變量，也可以聲明和實(shí)現(xiàn)成員方法。而混入一個(gè)類，就可以訪問其中的成員屬性和方法，這點(diǎn)和繼承很像

• 一個(gè)類可以混入若干個(gè)類，通過,分隔開，這個(gè)功能和接口類似，但是和接口不同的是：混入類本身可以對(duì)方法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，而接口內(nèi)必須是抽象方法

• 混入類支持抽象方法，但是這要求了派生類必須實(shí)現(xiàn)抽象方法，這一點(diǎn)又和抽象類很像。

  mixin PaintAble{
   ?late Paint painter;
   ?void paint(){
   ? ?print("=====$runtimeType paint====");
    }
   ?void init();
  }
  
  class Shape with MoveAble,PaintAble{
   ?@override
   ?void init() {
   ? ?painter = Paint();
    }
  }
  // 這里的Shape作為派生類，必須實(shí)現(xiàn)PaintAble中聲明的抽象方法init
  

mixin的限制

可以看到，在混入了之后，就可以使用mixin的所有方法了，但是有時(shí)我們并不希望所有類都可以使用一些方法。比如我在Dog類中with一個(gè)Fly，這就意味著我們的狗可以飛了！

所以...為了守護(hù)自然界的秩序，mixin提供了一種限制:on 關(guān)鍵字

規(guī)定了：on后面銜接的類和它的子類才可以被混入

除此之外，on還可以限定mixin之間的繼承關(guān)系，參考下一小節(jié)

mixin Fly on Bird{
    void fly(){
        print('只有鳥類可以混入Fly')
    }
}

除了類的限制外，mixin本身就是一種限制。

因?yàn)閯倓偺岬剑琩art中的任何一個(gè)類都可以被混入，而使用mixin聲明的類，需要使用with關(guān)鍵字才可以替換。

除此之外的一點(diǎn)小改動(dòng)...

細(xì)心的你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，在我們的樣例中直接這樣修改是沒辦法通過編譯的。這是因?yàn)樯厦婺蔷湓挘?/p>

mixin并不是對(duì)子類的拓展，而是對(duì)父類的拓展，也就是說，我們?cè)诖a中，相當(dāng)于將Animal拓展了一個(gè)Fly功能，而我們規(guī)定了，F(xiàn)ly方法只能被Bird及Bird的子類使用。Animal并不屬于Bird的子類（反倒是他的父類），所以會(huì)報(bào)錯(cuò)。

繼承的二義性問題

先說說什么是二義性問題：

（內(nèi)容參考如下文章：C++多繼承中的二義性問題_繼承的二義性-CSDN博客）

在C++中，派生類繼承基類，對(duì)基類成員的訪問應(yīng)該是確定的、唯一的，但是常常會(huì)有以下情況導(dǎo)致訪問不一致，產(chǎn)生二義性。

1.在繼承時(shí)，基類之間、或基類與派生類之間發(fā)生成員同名時(shí)，將出現(xiàn)對(duì)成員訪問的不確定性——同名二義性。

2.當(dāng)派生類從多個(gè)基類派生，而這些基類又從同一個(gè)基類派生，則在訪問此共同基類中的成員時(shí)，將產(chǎn)生另一種不確定性——路徑二義性。

而在接口中，犧牲了接口的普通成員和方法實(shí)現(xiàn)，最終才解決二義性問題，最終能夠支持多實(shí)現(xiàn)。

在混入類中，不能擁有構(gòu)造方法，也就是說不能實(shí)例化。這一點(diǎn)跟抽象類、接口是一樣的。

看如下的實(shí)例：

class S {
  fun() => print('A');
}

mixin MA {
  fun() => print('MA');
}
mixin MB {
  fun() => print('MB');
}

class A extends S with MA, MB {}

class B extends S with MB, MA {}

main() {
  A a = A();
  a.fun();
  B b = B();
  b.fun();
}

運(yùn)行代碼，得到如下的結(jié)果：

MB

MA

我們可以得出結(jié)論：最后一個(gè)混入的mixin，會(huì)覆蓋前面的mixin的特性

為了驗(yàn)證這個(gè)結(jié)論，我們給mixin加入super調(diào)用和mixin的繼承關(guān)系

mixin MA on S {
  fun() {
    super.fun();
    print('MA');
  }
}
mixin MB on S {
  fun() {
    super.fun();
    print('MB');
  }
}

運(yùn)行代碼，得到如下結(jié)果：

A

MA

MB

A

MB

MA

這里我們得到mixin的工作方式：線性化

Mixin的線性化

Dart 中的 mixin 通過創(chuàng)建一個(gè)類來實(shí)現(xiàn)，該類將 mixin 的實(shí)現(xiàn)層疊在一個(gè)超類之上以創(chuàng)建一個(gè)新類 ，它不是“在超類中”，而是在超類的“頂部”。

我們可以得到以下幾個(gè)結(jié)論：

1. mixin 可以實(shí)現(xiàn)類似多重繼承的功能，但是實(shí)際上和多重繼承又不一樣。多重繼承中相同的函數(shù)執(zhí)行并不會(huì)存在 ”父子“ 關(guān)系
2. mixin 可以抽象和重用一系列特性
3. mixin 實(shí)際上實(shí)現(xiàn)了一條繼承鏈
4. A is S,A is MA,A is MB。

最終我們可以得出一個(gè)很重要的結(jié)論

聲明 mixin 的順序代表了繼承鏈的繼承順序，聲明在后面的 mixin，一般會(huì)最先執(zhí)行

線性化的覆蓋實(shí)例

參考如下代碼

class S {
  fun()=>print('A');
}
mixin MA on S {
  fun() {
    super.fun();
    log();
    print('MA');
  }

  log() {
    print('log MA');
  }
}
mixin MB on S {
  fun() {
    super.fun();
    print('MB');
  }

  log() {
    print('log MB');
  }
}

class A extends S with MA,MB {}
A a = A();
a.fun();

按照我們常見的思維方式，可能會(huì)認(rèn)為得到的結(jié)論為：

A

log MA

MA

MB

但事實(shí)上，得到的輸出結(jié)果為：

A

log MB

MA

MB

因?yàn)榘凑丈厦娴墓ぷ髟恚?code>mixin的繼承鏈建立了之后，最后聲明的mixin會(huì)把前面聲明的mixin函數(shù)覆蓋掉，所以即使我們此時(shí)在MA函數(shù)中調(diào)用了log，而事實(shí)上MA里面的log函數(shù)被MB覆蓋了，最后調(diào)用的是MB。

小結(jié)論：調(diào)用了super就可以從前往后看執(zhí)行順序，如果存在函數(shù)內(nèi)同名調(diào)用函數(shù)的情況要從后往前看

混入類之間的繼承關(guān)系

另外，兩個(gè)混入類間可以通過 on 關(guān)鍵字產(chǎn)生類似于 繼承 的關(guān)系

mixin A{
    int i = 5;
}
mixin B on A{
    int j = 6;
    void show(){
        print(i);
        print(j);
    }
}
class C with A,B{

}
main(){
    C c = new C();
    c.show();
}

可以看到，B中可以通過on A來訪問A內(nèi)的成員變量。

同時(shí)C with A,B不可以調(diào)換順序，否則編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò)。這也符合我們之前說的線性關(guān)系，因?yàn)椤癇繼承A”，所以，只有“B覆蓋了A”這種線性關(guān)系才是可以被接受的。

extends，mixin，implements的執(zhí)行順序

class Ex{
  Ex(){
    print('extends constructor');
  }
  void show(){
    print('extends show');
  }
}

// dart 沒有 interface 關(guān)鍵字，但是可以使用 abstract class 來實(shí)現(xiàn)接口的功能
abstract class It{
  void show();
}


mixin mx1 on Ex{
  void show(){
    super.show();
    print('mx1show');
  }
}

mixin mx2 on Ex{
  void show(){
    super.show();
    print('mx2show');
  }
}

class C12 extends Ex with mx1,mx2 implements It{
  @override
  void show() {
    super.show();
    print('it show');
  }
}

class C21 extends Ex with mx2,mx1 implements It{
  @override
  void show() {
    super.show();
    print('it show');
  }
}

void main(){
  C12 c12 = new C12();
  c12.show();
  C21 c21 = new C21();
  c21.show();
}

執(zhí)行結(jié)果：

extends constructor

extends show

mx1show

mx2show

it show

extends constructor

extends show

mx2show

mx1show

it show

結(jié)論：執(zhí)行順序是 extends 繼承優(yōu)先執(zhí)行，之后是 with 混入，最后是 implements 接口重載；

Flutter的runAPP

接下來我們回到Flutter，看一下runAPP()的形式

WidgetsFlutterBinding.ensureInitialized 方法如下：

WidgetsFlutterBinding 混合結(jié)構(gòu)如下：

class WidgetsFlutterBinding extends BindingBase with GestureBinding, SchedulerBinding, ServicesBinding, PaintingBinding, SemanticsBinding, RendererBinding, WidgetsBinding {

BindingBase 及構(gòu)造函數(shù)如下：

其執(zhí)行了 initInstances 和 initServiceExtensions 方法。看下面混合的順序：

從后到前依次執(zhí)行其 initInstances 和 initServiceExtensions（如果有） 方法，由于 initInstances 和 initServiceExtensions 方法中首先執(zhí)行 super.initInstances() 和 super.initServiceExtensions() ，所以最后執(zhí)行的順序?yàn)椋築indingBase -> GestureBinding -> SchedulerBinding -> ServicesBinding -> PaintingBinding -> SemanticsBinding -> RendererBindinsg -> WidgetsBinding 。

而在WidgetsBinding和RendererBinding中，都有一個(gè)叫做drawFrame的函數(shù)，而Widget的drawFrame調(diào)用了super.drawFrame，同時(shí)Widgets on Renderer

這里反應(yīng)的邏輯有如下兩點(diǎn)：

• 保證widget等的drawFrame能夠先于render調(diào)用。保證了flutter在布局和渲染處理時(shí) widgets->render
• 保證了順序的同時(shí)，兩者仍然各個(gè)負(fù)責(zé)自己的部分

參考文章

Flutter 語法進(jìn)階 | 深入理解混入類 mixin - 掘金 (juejin.cn)

徹底理解 Dart mixin 機(jī)制 - 掘金 (juejin.cn)

Flutter 必知必會(huì)系列 —— mixin 和 BindingBase 的巧妙配合 - 掘金 (juejin.cn)

【Flutter 專題】103 初識(shí) Flutter Mixin - 掘金 (juejin.cn)

跟我學(xué)flutter：我們來舉個(gè)例子通俗易懂講解dart 中的 mixin - 掘金 (juejin.cn)

Flutter 中不得不會(huì)的 mixin - 老孟Flutter - 博客園 (cnblogs.com)

深入理解 Dart mixin 機(jī)制 - 知乎 (zhihu.com)

C++多繼承中的二義性問題_繼承的二義性-CSDN博客

Flutter 必知必會(huì)系列 —— runApp 做了啥 - 掘金 (juejin.cn)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【Flutter】一文读懂混入类Mixin的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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