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【译】Dart | 什么是Mixin

This article is from Medium written by Romain Rastel, Thank you Romain for allowing me translate your awesome article into Chinese!

这篇文章来自Romain Rastel撰写的Medium,感谢Romain允许我将你精彩的文章翻译成中文!

原文链接:medium.com/flutter-com…

当我开始学习Dart时,mixins对我来说是一个新的的概念。 我从C#转过来,Mixin这个概念是不存在的(据我所知,至少在C#8.0之前不存在)。 起初,我发现这个概念有点难以理解,直到现在我才意识到它有多么强大。

免责声明: Mixins在Dart 2中不断发展。本文一些内容未来可能将会不再适用。

🤔为什么我们需要Mixin

我们先来看看下面的类继承图:

我们这里有一个名为Animal的超类,它有三个子类(Mammal,Bird和Fish)。在底部,我们有具体的一些子类。 小方块代表行为。例如,蓝色方块表示具有此行为的类的实例可以swim。

有些动物有共同的行为:猫和鸽子都可以行走,但是猫不能飞(除了Nyan Cat😀)。 这些行为与此分类正交,因此我们无法在超类中实现这些行为。

如果一个类可以拥有多个超类,那就很容易办到了。我们可以创建另外三个类:Walker,Swimmer,Flyer。在那之后,我们只需从Walker类继承Dove和Cat。但在Dart中,每个类(除了Object类)都只有一个超类。

我们可以实现它,而不是继承自Walker类,因为它是一个接口,但我们必须在多个类中实现行为,因此它并不是一个好的解决方案。

我们需要一种在多个类层次结构中重用类的代码的方法。 Mixin就能够办到这一点!

'Mixins are a way of reusing a class’s code in multiple class hierarchies. — dartlang.org'

🔒限制

mixin功能有一些限制(来自dartlang.org):

  • 在Dart 1.12或更低版本使用Mixin时必须继承至Object,并且不能调用super()方法。
  • SuperMixin:Dart 1.13或更高版本支持继承至Object以外的类并使用Mixin,而且可以调用super.method()。这项支持仅在DartVM中默认开启,并且在标志后面的Analyzer中才能够使用。更具体地说,它位于命令行分析器中的--supermixin标志之后。它也可以在分析服务器中,在客户端可配置选项后面。Dart2js和dartdevc不支持SuperMixin。
  • 在Dart 2.1中,mixins预计会有更少的限制。例如,Flutter支持mixins调用super()并从Object以外的类扩展,但是这些在出现在所有Dart SDK中之前,语法有可能会发生变化。

📝语法

我们明白了mixins为什么如此有用,下面让我们看看如何创建和使用它们。

Mixins通过普通的类声明隐式定义:

class Walker {
  void walk() {
    print("I'm walking");
  }
}
复制代码

如果我们不想让我们创建的mixin被实例化或扩展,我们可以像这样定义它:

abstract class Walker {
  // This class is intended to be used as a mixin, and should not be
  // extended directly.
  factory Walker._() => null;

  void walk() {
    print("I'm walking");
  }
}
复制代码

要使用mixin的话,你需要使用with关键字,后跟一个或多个mixin的名称:

class Cat extends Mammal with Walker {}

class Dove extends Bird with Walker, Flyer {}
复制代码

我在Cat类上定义了Walker mixin,它允许我们调用walk方法而不是fly方法(在Flyer中定义)。

main(List<String> arguments) {
  Cat cat = Cat();
  Dove dove = Dove();

  // A cat can walk.
  cat.walk();

  // A dove can walk and fly.
  dove.walk();
  dove.fly();

  // A normal cat cannot fly.
  // cat.fly(); // Uncommenting this does not compile.
}
复制代码

🔎 详情

我告诉过你我发现这个概念有点难以理解,但是到目前为止它看上去并不那么难是吗?

哈哈。

那么,你能告诉我们以下程序的输出是什么吗😵?

class A {
  String getMessage() => 'A';
}

class B {
  String getMessage() => 'B';
}

class P {
  String getMessage() => 'P';
}

class AB extends P with A, B {}

class BA extends P with B, A {}

void main() {
  String result = '';

  AB ab = AB();
  result += ab.getMessage();

  BA ba = BA();
  result += ba.getMessage();

  print(result);
}
复制代码

AB和BA类都使用A和B mixins继承至P类,但顺序不同。 所有的A(3个),B和P类都有一个名为getMessage的方法。

首先,我们调用AB类的getMessage方法,然后调用BA类的getMessage方法。

那么你认为,结果是什么?

  • A. It does not compile
  • B. BA
  • C. AB
  • D. BAAB
  • E. ABBA

...

🥁🥁🥁当当当~答案是B!这个程序将打印BA。

我想你在猜测mixins的声明顺序非常重要。

Why?它是如何工作的?

✨线性化

当您将mixin混入类中时,请记住下面这句话:

'Dart中的Mixins通过创建一个新类来实现,该类将mixin的实现层叠在一个超类之上以创建一个新类 ,它不是“在超类中”,而是在超类的“顶部”,因此如何解决查找问题不会产生歧义。

— Lasse R. H. Nielsen on StackOverflow.'

实际上,这段代码

class AB extends P with A, B {}

class BA extends P with B, A {}
复制代码

在语义上等同于

class PA = P with A;
class PAB = PA with B;

class AB extends PAB {}

class PB = P with B;
class PBA = PB with A;

class BA extends PBA {}
复制代码

最终的继承关系可以用下图表示:

在AB和P之间创建新类,这些新类是超类P与A类和B类之间的混合类。

正如你所看到的那样,我们并没有使用多重继承!

  • Mixins不是一种在经典意义上获得多重继承的方法。
  • Mixins是一种抽象和重用一系列操作和状态的方法。
  • 它类似于扩展类所获得的重用,但它与单继承兼容,因为它是线性的。

— Lasse R. H. Nielsen on StackOverflow.

声明mixins的顺序代表了从最高级到最高级的继承链,这件事非常重要,你需要记住。

📄类型

mixin应用程序实例的类型是什么?

通常,它是其超类的子类型,也是mixin名称本身表示的类的子类型,即原始类的类型。 — dartlang.org

所以这意味着这个程序

class A {
  String getMessage() => 'A';
}

class B {
  String getMessage() => 'B';
}

class P {
  String getMessage() => 'P';
}

class AB extends P with A, B {}

class BA extends P with B, A {}

void main() {
  AB ab = AB();
  print(ab is P);
  print(ab is A);
  print(ab is B);

  BA ba = BA();
  print(ba is P);
  print(ba is A);
  print(ba is B);
}
复制代码

将在控制台中打印六行true。

详细解释

Lasse R. H. Nielsen给了我一个很棒的解释:

由于每个mixin应用程序都创建一个新类,它还会创建一个新接口(因为所有Dart类也定义了接口)。 如上所述,新类扩展了超类并包含了mixin类成员的副本,但它也实现了mixin类接口。

在大多数情况下,无法引用mixin-application类或其接口。

Super with Mixin的类只是类的匿名超类,声明类似C类使用Mixin {}扩展Super。 如果你将一个mixin应用程序命名为类CSuper = Super with Mixin {},那么你可以参考mixin应用程序类及其接口,它将是Super和Mixin的子类型。

— Lasse R. H. Nielsen

🙄什么时候应该使用mixins?

当我们想要在不共享相同类层次结构的多个类之间共享行为时,或者在超类中实现此类行为没有意义时,Mixins非常有用。

通常情况下是序列化(例如,查看jaguar_serializer)或持久化。 但是你也可以使用mixins来提供一些实用功能(比如Flutter中的RenderSliverHelpers)。

花点时间玩这个功能,我相信你会找到新的用例😉。 不要局限于无状态mixins,你绝对可以存储变量并使用它们!

📈Mixins的规范正在发展

如果你对Dart语言的演变感兴趣,你应该知道它的规范将在Dart 2.1中发展,他们会喜欢你的反馈。 有关详细信息,请阅读此内容

为了让您了解未来的一些趋势,请考虑以下源代码:

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

class MySuper implements Super {
  void method() {
    print("MySuper");
  }
}

mixin Mixin on Super {
  void method() {
    super.method();
    print("Sub");
  }
}

class Client extends MySuper with Mixin {}

void main() {
  Client().method();
}
复制代码

第13行到第18行的mixin声明表示Super上的超类约束。 这意味着为了将这个mixin用在这里,这个类必须继承或实现Super,因为mixin使用了Super提供的功能。

这个程序的输出是:

MySuper
Sub
复制代码

如果你想知道为什么,请回忆mixins是如何线性化的:

第15行调用super.method()实际上调用了第8行声明的方法。

🐬完整的 Animal example

你可以在下面找到我用它介绍mixins的完整示例:

abstract class Animal {}

abstract class Mammal extends Animal {}

abstract class Bird extends Animal {}

abstract class Fish extends Animal {}

abstract class Walker {
  // This class is intended to be used as a mixin, and should not be
  // extended directly.
  factory Walker._() => null;

  void walk() {
    print("I'm walking");
  }
}

abstract class Swimmer {
  // This class is intended to be used as a mixin, and should not be
  // extended directly.
  factory Swimmer._() => null;

  void swim() {
    print("I'm swimming");
  }
}

abstract class Flyer {
  // This class is intended to be used as a mixin, and should not be
  // extended directly.
  factory Flyer._() => null;

  void fly() {
    print("I'm flying");
  }
}

class Dolphin extends Mammal with Swimmer {}

class Bat extends Mammal with Walker, Flyer {}

class Cat extends Mammal with Walker {}

class Dove extends Bird with Walker, Flyer {}

class Duck extends Bird with Walker, Swimmer, Flyer {}

class Shark extends Fish with Swimmer {}

class FlyingFish extends Fish with Swimmer, Flyer {}
复制代码

我们可以在下面看到这些mixin是如何线性化的:

📗总结

我们看到mixins是一个强大的概念,允许您跨多个类层次结构重用代码。

Flutter经常使用到这个功能,我觉得更好地理解它非常重要,这就是为什么我跟你分享我的理解。

感谢Jeroen Meijer的校对。

如果您对Mixin十分感兴趣,欢迎在下方与我留言,或者联系我,我们一起讨论!😃

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