2.1 计数器应用示例

用Android Studio和VS Code创建的Flutter应用模板默认是一个简单的计数器示例。本节先仔细讲解一下这个计数器Demo的源码，让读者对Flutter应用程序结构有个基本了解，然后在随后的小节中将会基于此示例，一步一步添加一些新的功能来介绍Flutter应用的其它概念与技术。

对于接下来的示例，希望读者可以跟着笔者一起亲自动手来写一下，这样不仅可以加深印象，而且也会对介绍的概念与技术有一个真切的体会。如果你还不是很熟悉Dart语言或者没有移动开发经验，不用担心，只要你熟悉面向对象和基本编程概念（如变量、循环和条件控制），则可以完成本示例。

2.1.1 创建Flutter应用模板

通过Android Studio或VS Code创建一个新的Flutter工程，命名为"first_flutter_app"。创建好后，就会得到一个计数器应用的Demo。

注意，默认Demo示例可能随着编辑器Flutter插件的版本变化而变化，本例中会介绍计数器示例的全部代码，所以不会对本示例产生影响。

我们先运行创建的工程，效果如图2-1所示：

该计数器示例中，每点击一次右下角带“+”号的悬浮按钮，屏幕中央的数字就会加1。

在这个示例中，主要Dart代码是在 lib/main.dart 文件中，下面是它的源码：

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.headline4,
            ),
          ],
        ),
      ),
      floatingActionButton: new FloatingActionButton(
        onPressed: _incrementCounter,
        tooltip: 'Increment',
        child: new Icon(Icons.add),
      ), // This trailing comma makes auto-formatting nicer for build methods.
    );
  }
}

分析

1. 导入包。

   import 'package:flutter/material.dart';

   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. 应用入口。

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

   • 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。runApp它接受一个Widget参数，在本示例中它是一个MyApp对象，MyApp()是Flutter应用的根组件。
   • 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', 
         theme: new ThemeData(
           //蓝色主题  
           primarySwatch: Colors.blue,
         ),
         //应用首页路由  
         home: new MyHomePage(title: 'Flutter Demo Home Page'),
       );
     }
   }

   • MyApp类代表Flutter应用，它继承了 StatelessWidget类，这也就意味着应用本身也是一个widget。

   • 在Flutter中，大多数东西都是widget（后同“组件”或“部件”），包括对齐(alignment)、填充(padding)和布局(layout)等，它们都是以widget的形式提供。

   • 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（通常是通过组合、拼装其它基础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、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。

2.1.2 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> {
    ...
   }

MyHomePage 是Flutter应用的首页，它继承自StatefulWidget类，表示它是一个有状态的组件（Stateful widget）。关于Stateful widget我们将在第三章“Widget简介”一节仔细介绍，现在我们只需简单认为有状态的组件（Stateful widget） 和无状态的组件（Stateless widget）有两点不同：

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：

   • 一个StatefulWidget类。
   • 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，读者可能已经发现：和MyApp 类不同， 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。

State类

接下来，我们看看_MyHomePageState中都包含哪些东西：

1. 该组件的状态。由于我们只需要维护一个点击次数计数器，所以定义一个_counter状态：

   int _counter = 0; //用于记录按钮点击的总次数

   _counter 为保存屏幕右下角带“+”号按钮点击次数的状态。

2. 设置状态的自增函数。

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

   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，所以你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。

3. 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.headline4,
               ),
             ],
           ),
         ),
         floatingActionButton: new FloatingActionButton(
           onPressed: _incrementCounter,
           tooltip: 'Increment',
           child: new Icon(Icons.add),
         ),
       );
     }

   • Scaffold 是 Material 库中提供的页面脚手架，它提供了默认的导航栏、标题和包含主屏幕widget树（后同“组件树”或“部件树”）的body属性，组件树可以很复杂。本书后面示例中，路由默认都是通过Scaffold创建。
   • body的组件树中包含了一个Center 组件，Center 可以将其子组件树对齐到屏幕中心。此例中， Center 子组件是一个Column 组件，Column的作用是将其所有子组件沿屏幕垂直方向依次排列； 此例中Column子组件是两个 Text，第一个Text 显示固定文本 “You have pushed the button this many times:”，第二个Text 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方法作为其处理函数。

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

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()方法放在State（而不是StatefulWidget）中 ？这主要是为了提高开发的灵活性。如果将build()方法放在StatefulWidget中则会有两个问题：

• 状态访问不便

  试想一下，如果我们的StatefulWidget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build方法在StatefulWidget中，那么build方法和状态分别在两个类中，那么构建时读取状态将会很不方便！试想一下，如果真的将build方法放在StatefulWidget中的话，由于构建用户界面过程需要依赖State，所以build方法将必须加一个State参数，大概是下面这样：

    Widget build(BuildContext context, State state){
        //state.counter
        ...
    }

  这样的话就只能将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！但是，将状态设置为公开后，状态将不再具有私密性，这就会导致对状态的修改将会变的不可控。但如果将build()方法放在State中的话，构建过程不仅可以直接访问状态，而且也无需公开私有状态，这会非常方便。

• 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。现在设想一下，如果StatefulWidget 类中已经有了一个build方法，正如上面所述，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，代码可能如下：

  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)
      }
  }

  这样很显然是不合理的，因为

  1. AnimatedWidget的状态对象是AnimatedWidget内部实现细节，不应该暴露给外部。
  2. 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，可以发现，对于StatefulWidget，将build方法放在State中，可以给开发带来很大的灵活性。