深入讲解Flutter应用模板源码：计数器示例

用Android Studio和VS Code创建的Flutter应用，源码模板是一个计数器示例，通过讲解分析计数器示例的源码，可以让读者对Flutter应用程序结构有个最基本的了解，在后续的文章中，笔者将会基于此示例，一步一步添加新的功能来介绍Flutter应用的其他概念与技术。

示例源码

import 'package:flutter/material.dart';

void main() => runApp(new MyApp());

class MyApp extends StatelessWidget {

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return new MaterialApp(
      title: 'Flutter Demo',
      theme: new ThemeData(
        primarySwatch: Colors.blue,
      ),
      home: new MyHomePage(title: 'Flutter Demo Home Page'),
    );
  }
}

class MyHomePage extends StatefulWidget {
  MyHomePage({Key key, this.title}) : super(key: key);
  
  final String title;

  @override
  _MyHomePageState createState() => new _MyHomePageState();
}

class _MyHomePageState extends State<MyHomePage> {
  int _counter = 0;

  void _incrementCounter() {
    setState(() {
      _counter++;
    });
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return new Scaffold(
      appBar: new AppBar(
        title: new Text(widget.title),
      ),
      body: new Center(
        child: new Column(
          mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
          children: <Widget>[
            new Text(
              'You have pushed the button this many times:',
            ),
            new Text(
              '$_counter',
              style: Theme.of(context).textTheme.display1,
            ),
          ],
        ),
      ),
      floatingActionButton: new FloatingActionButton(
        onPressed: _incrementCounter,
        tooltip: 'Increment',
        child: new Icon(Icons.add),
      ),
    );
  }
}
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运行效果

源码分析

1、导包

import 'package:flutter/material.dart';
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• 此行代码作用是导入了Material UI组件库。Material是一种标准的移动端和web端的视觉设计语言，Flutter默认提供了一套丰富的Material风格的UI组件。

2、主函数（应用入口）

void main() => runApp(MyApp());
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• 与C/C++、 Java 类似，Flutter应用中 main 函数为应用程序的入口， main 函数中调用了 runApp 方法，它的功能是启动Flutter应用，它接受一个 Widget 参数，在本示例中它是 MyApp 类的一个实例，该参数代表Flutter应用。
• main 函数使用了( => )符号，这是Dart中单行函数或方法的简写。

3、应用结构

class MyApp extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return new MaterialApp(
      //应用名称  
      title: 'Flutter Demo', 
      //应用主题
      theme: new ThemeData(
        //蓝色主题  
        primarySwatch: Colors.blue,
      ),
      //应用首页路由  
      home: new MyHomePage(title: 'Flutter Demo Home Page'),
    );
  }
}
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• MyApp 类代表Flutter应用，它继承了 StatelessWidget 类，这意味着应用本身也是一个Widget。在Flutter中，一切皆为组件（Widget），包括对齐（alignment）、填充（padding）和布局（layout）。
• Flutter在构建页面时，会调用组件的 build 方法，Widget的主要工作是提供一个 build 方法来描述如何构建UI界面（通常都是通过组合、拼装其他基础Widget）。
• MaterialApp 是Material库中提供的Flutter APP框架，通过它可以设置应用的名称、主题、语言和首页及路由列表等。 MaterialApp 也是一个Widget。
• home 为Flutter应用的首页，它也是一个widget。

4、首页

class MyHomePage extends StatefulWidget {
  MyHomePage({Key key, this.title}) : super(key: key);
  final String title;
  @override
  _MyHomePageState createState() => new _MyHomePageState();
}

class _MyHomePageState extends State<MyHomePage> {
 ...
}
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• MyHomePage 是应用的首页，它继承 StatefulWidget 类，表示它是一个有状态的Widget（Stateful widget），那么Stateful widget和Stateless widget有什么区别呢？

(1)、Stateful widget可以拥有状态，这些状态在Widget生命周期中是可以变的，而Stateless widget是不可变的。

(2)、Stateful widget至少由两个类组成：

①、一个 StatefulWidget 类；

②、一个 State 类， StatefulWidget 类本身是不变的，但是 State 类中持有的状态在Widget生命周期中可能会发生变化。

• _MyHomePageState 类是 MyHomePage 类对应的状态类。看到这里，细心的读者可能已经发现，和 MyApp 类不同的是， MyHomePage 类中并没有 build 方法，取而代之的是， build 方法被挪到了 _MyHomePageState 方法中，至于为什么这么做，先留个疑问，在分析完完整代码后再来解答，接下来，我们看看_MyHomePageState中都包含哪些东西：

  • 状态

    int _counter = 0;
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    _count 为保存屏幕右下角带“+”号按钮点击次数的状态。

  • 设置状态的自增函数

    void _incrementCounter() {
        setState(() {
            _counter++;
        });
    }
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    当按钮点击时，会调用此函数，该函数的作用是先自增 _counter ，然后调用 setState 方法。 setState 方法的作用是通知Flutter框架，有状态发生了改变，Flutter框架收到通知后，会执行 build 方法来根据新的状态重新构建界面，Flutter对此方法做了优化，使重新执行变的很快，所以读者可以重新构建任何需要更新的东西，而无需分别去修改各个Widget。

  • 构建UI界面

    构建UI界面的逻辑在 build 方法中，当 MyHomePage 第一次创建时， _MyHomePageState 类会被创建，当初始化完成后，Flutter框架会调用Widget的 build 方法来构建Widget树，最终将Widget树渲染到设备屏幕上。所以，我们看看 _MyHomePageState 的 build 方法中都干了什么事：

    Widget build(BuildContext context) {
        return new Scaffold(
          appBar: new AppBar(
            title: new Text(widget.title),
          ),
          body: new Center(
            child: new Column(
              mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
              children: <Widget>[
                new Text(
                  'You have pushed the button this many times:',
                ),
                new Text(
                  '$_counter',
                  style: Theme.of(context).textTheme.display1,
                ),
              ],
            ),
          ),
          floatingActionButton: new FloatingActionButton(
            onPressed: _incrementCounter,
            tooltip: 'Increment',
            child: new Icon(Icons.add),
          ),
        );
      }
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  • Scaffold 是Material库中提供的一个Widget，它提供了默认的导航栏、标题和包含主屏幕widget树的body属性。路由默认都是通过 Scaffold 创建。

  • body 的Widget树中包含了一个 Center Widget， Center 可以将其子Widget树对齐到屏幕中心， Center 子Widget是一个 Column Widget， Column 的作用是将其所有子Widget沿屏幕垂直方向依次排列，此例中 Column 包含两个 Text 子Widget，第一个 Text Widget显示固定文本“You have pushed the button this many times:”，第二个 Text Widget显示 _counter 状态的数值。

  • floatingActionButton是页面右下角的带“+”的悬浮按钮，它的 onPressed 属性接受一个回调函数，代表它被点击后的处理器，本例中直接将 _incrementCounter 作为其处理函数。

5、总结

现在，我们将整个流程串起来：当右下角的floatingActionButton按钮被点击之后，会调用 _incrementCounter 函数，在 _incrementCounter 函数中，首先会自增 _counter 状态（计数器），然后 setState 会通知Flutter框架状态发生变化，接着，Flutter会调用 build 方法以新的状态重新构建UI，最终显示在设备屏幕上。

疑问解答

为什么要将build方法放在State中，而不是放在StatefulWidget中？

现在，我们回答之前提出的问题，为什么 build 方法在State中，而不是StatefulWidget中？这主要是为了开发的灵活性。如果将 build 方法在StatefulWidget中则会有两个问题：

• 状态访问不便

  试想一下，如果我们的Stateful widget有很多状态，而每次状态改变都要调用 build 方法。由于状态是保存在State中的，如果将 build 方法放在StatefulWidget中，那么构建时读取状态将会很不方便，因为构建用户界面过程需要依赖State，所以 build 方法必须加一个State参数，如下所示：

  Widget build(BuildContext context, State state) {
      //state.counter
      ...
  }
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  这样的话，只能将State的所有状态声明为公开的状态，这样才能在State类外部访问状态，但将状态设置为公开后，状态将不再具有私密性，这样的依赖对状态的修改将会变的不可控。而将 build 方法放在State中的话，构建过程则可以直接访问状态，故而方便。

• 继承StatefulWidget不便

  例如，Flutter中有一个动画Widget的基类 AnimatedWidget ，它继承自 StatefulWidget 类。 AnimatedWidget 中引入了一个抽象方法 build(BuildContext context) ，继承自 AnimatedWidget 的动画Widget都要实现这个 build 方法。试想一下，如果StatefulWidget类中已经有了一个 build 方法，正如上述所述，此时 build 方法需要接收一个State对象，这就意味着 AnimatedWidget 必须将自己的State对象（记为 _animatedWidgetState ）提供给其子类，因为子类需要在其 build 方法中调用父类的 build 方法，代码如下：

  class MyAnimationWidget extends AnimatedWidget{
      @override
      Widget build(BuildContext context, State state){
          //由于子类要用到AnimatedWidget的状态对象_animatedWidgetState，
          //所以AnimatedWidget必须通过某种方式将其状态对象_animatedWidgetState暴露给其子类
          super.build(context, _animatedWidgetState)
      }
  }
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  这样很不合理：

  • AnimatedWidget 的状态对象是 AnimatedWidget 内部实现细节，不应该暴露给外部。
  • 如果要将父类状态暴露给子类，那么必须得有一种传递机制，而做这一套传递机制是无意义的，因为父子类之间状态的传递和子类本身逻辑是无关的。

  综上所述，对于 StatefulWidget ，将 build 方法放在 State 中，可以给开发带来很大的灵活性。