3.2　Dart中的類

Dart是一門基于類和繼承的面向對象語言，講到對象，我們就不得不談類。對象是類的實例，對象也是由類構造出來的，更通俗地講，我們可以把類理解為對象的模板，在類中定義了對象的屬性和方法。

3.2.1　自定義類與構造方法

我們之前在Dart中使用的任何數據類型其實都是類，包括描述整數的int類、描述浮點數的double類、描述字符串的string類等。在開發中，我們可以根據實際需要定義自己的類，在Dart中，使用class關鍵字進行類的定義，示例如下：

上面我們簡單定義了一個圓形類，其中定義了3個屬性，分別描述圓的半徑和圓心的X、Y坐標。盡管我們沒有給這個圓形類定義任何方法，但它已經是一個完整的自定義類了，我們可以通過它構造圓形對象來存儲數據。

通過類創建對象需要調用類的構造方法，類的構造方法通常與類名一致，也可以定義獨立名稱的構造方法，但是依然需要通過類名來調用。當我們定義完一個類時，Dart默認會生成一個沒有參數的構造方法，我們可以直接通過類名進行調用，例如：

類實例中封裝的屬性可以通過點語法來進行訪問，可以進行屬性值的設置，也可以進行屬性值的讀取。在默認情況下，如果沒有對實例的某個屬性進行過賦值，此屬性的值就為null。但是，在進行類的定義時，也可以為屬性提供默認值，例如：

構造方法是類的實例對象生成過程中的重中之重。Dart默認提供的構造方法雖然可以完整地構造出對象，但是其中定義的屬性都為null值或默認值。我們也可以通過實現構造方法來干預對象生成的過程，例如：

如上所示，重寫的構造方法中定義了3個參數，分別對應圓形的半徑和圓心點X、Y坐標。在使用Circle類構造對象時，需要將指定的參數傳入，例如：

    var circle = new Circle(6,1,1);//使用參數構造圓形對象

有一點需要額外注意，一旦重寫了構造方法，默認的無參構造方法將不再可用。在上面的構造方法中，this關鍵字指的就是當前實例對象，構造方法的實質是將對象屬性的賦值過程由外界封裝到類的內部。

在Dart中，關于構造方法的編寫還有一個小技巧，一般情況下，我們可以直接將構造方法定義成如下模樣，Dart會自動進行參數和屬性的匹配，進行賦值，非常方便。

有時，一個類需要有多個構造方法，比如自定義的圓形類，很多時候需要快速創建出單位圓（圓心為坐標原點、半徑為1的圓）。這時，就可以定義一個便捷的構造方法幫助我們直接生成單位圓，這類構造方法也被稱為命名構造方法，示例如下：

命名構造方法通常用來快速地創建標準對象，同樣，命名構造方法也可以有參數，并且只要參數名與類中定義的屬性名一致，也可以使用Dart自動匹配賦值的特性。

在Dart中，類還有一個強大的功能是支持繼承，關于繼承的內容后面會詳細介紹，但是這里你需要牢記，構造方法不會被繼承。

3.2.2　實例方法

類封裝了屬性和方法，屬性用來存儲描述類的數據，方法用來描述類的行為。在面向對象編程中，生活中的事物都可以模擬成程序中的對象，例如一個教務系統軟件中一定有教師相關信息，每一位教師都是一個教師對象，可以創建教師類來描述教師對象，示例代碼如下：

上面的代碼為教師類添加了3個屬性，name屬性用來描述教師的名字，number屬性用來描述教師的編號，subject屬性用來描述教師教學的課程。除了屬性外，還為教師對象添加了sayHi方法與teaching方法，方法的用法和函數一樣，只是在調用時需要用對象來調用，并且方法中會自動將當前對象綁定到this關鍵字上。也就是說，在方法中可以通過this關鍵字獲取對象的屬性信息，也可以調用其他方法。方法也需要通過點語法來進行調用，例如：

類中還有兩個非常特殊的方法：Setters方法與Getters方法。Setters方法用來設置對象屬性，Getters方法用來獲取對象屬性。其實當我們使用點語法訪問對象屬性信息時，調用的就是Setters方法或Getters方法，在定義屬性時，Dart會自動生成默認的Setters方法和Getters方法。Setters方法和Getters方法的另一大作用是定義附加屬性，附加屬性也可以理解為計算屬性，即這些數據通常不是描述對象的最原始數據，而是通過計算得來的，例如：

上面的代碼中，description就是附加屬性，其并沒有真正占用內存空間進行存儲，而是通過其他屬性計算而來的。

3.2.3　抽象類與抽象方法

抽象類是面向對象開發中較為難理解的一點。在Dart中，抽象類中可以定義抽象方法。所謂抽象方法，是指只有定義卻沒有實現的方法，抽象是面向接口開發的基礎。以生活中汽車產品的生產為例，一輛完整的汽車的生產往往需要多個廠家合作，例如發動機生產廠家、輪胎生產廠家、門窗內設生產廠家等。不同的廠家生產的配件若要完美地組合成一輛汽車，則必須遵守統一的標準，也可以理解為按照實現的協議進行生產。在編程中也是這樣的，一個復雜的程序可能需要很多開發者甚至多個部門進行配合開發，每個開發者或部門負責一個模塊，而模塊之間又可以進行交互與連通，這時在程序真正編寫前，我們就需要先約定協議、制定接口。

現在你應該理解了，抽象類實際上就是一個接口，接口中定義了未實現的方法告訴調用者：如果有類實現了這個接口，這個類就擁有接口所描述的功能。例如，我們可以為教師類定義一個接口，示例如下：

上面的TeacherInterface接口中只定義了一個抽象方法，Teacher類可以對這個接口進行實現，示例代碼如下：

一個類也可以同時實現多個接口，例如再定義一個人類接口，示例如下：

抽象類不可以被實例化，即不能直接使用抽象類來構造實例對象，只能通過實現這個抽象類接口的類或者繼承它的子類來實例化對象。關于繼承的內容，后面會介紹。

3.2.4　類的繼承

繼承是類的重要特性。子類繼承父類后，可以直接使用父類中定義的屬性和方法，并且子類可以對父類的方法進行重寫以實現定制化的功能。繼承其實很容易理解，現實中的事物為了方便描述與歸納，也會進行分門別類，例如生物界可以分為動物和植物，動物類下面又可以分出魚類、鳥類等，動物類就是生物的子類，魚類、鳥類又是動物類的子類。越是上層的類，封裝的屬性和方法越通用，子類會在父類的基礎上進行擴展，增加許多獨特的屬性和方法。

在Dart中，使用extends關鍵字進行類的繼承。以教師類為例，我們可以定義一個人類作為其父類，示例如下：

如上面的代碼所示，Teacher類直接繼承了People類的姓名、年齡屬性和sayHi方法。但是需要注意，構造方法是不會被繼承的，在Teacher類中可以使用super關鍵字來調用父類的方法，包括構造方法。子類也可以重載父類的方法，并且在重載時可以調用對應的父類方法，例如：

其中，@override關鍵字可以省略，這個關鍵字的作用僅僅是標注這個方法是子類重載父類的。

3.2.5　運算符重載

我們前面在學習運算符相關內容時了解到，Dart中的運算符非常靈活，例如加法運算符除了可以用在數值的加法運算外，在字符串對象間使用也可以實現字符串的拼接功能。Dart中的運算符之所以如此靈活，是由于Dart是一門完全面向對象的語言，而運算符的運算實質是方法的調用。因此，我們也可以為自定義的類添加運算符方法，例如：

上面的代碼定義了一個尺寸類Size，類中定義了寬度與高度兩個屬性，operator關鍵字用來進行運算符的重載，其格式如下：

上面的代碼重載了Size類的加法運算，當將兩個Size對象進行相加時，分別將它們的寬度和高度進行相加，并將新的對象返回。

重載運算符非常簡單，卻是非常強大的一個功能，在Dart中支持重載的運算符如表3-1所示。

表3-1　支持重載的運算符

3.2.6　noSuchMethod方法

對于非抽象類，當定義了一個沒有實現的方法時，代碼的運行會產生異常，例如：

運行上面的代碼，控制臺會拋出如下的異常信息：

其實，如果一個類實現了某個接口或者繼承了某個抽象類，卻沒有全部實現接口和抽象類中聲明的方法，就會產生如上的異常。然而實際開發中，接口或抽象類中的方法有時并不需要全部實現，這時可以選擇重載noSuchMethod方法，如果重載了這個方法，當對象調用到這些未實現的方法時，就會執行noSuchMethod方法，例如：

需要注意，雖然重載noSuchMethod方法可以避免調用未定義方法異常的產生，但是其也會掩蓋代碼邏輯中的錯誤，在實際開發時，要盡量少使用這種方式。

3.2.7　枚舉類型

枚舉是一種特殊的類型，其用來描述有限個數的數據集合。比如前面在定義教師類時，其中定義了一個科目的屬性，雖然我們將其定義為字符串類型，但是這并不十分嚴謹，教師所教學科目的類目是有限的，而且應該是固定的，不會隨意增減，對于這種情況，使用枚舉非常合適。

enum關鍵字用來定于枚舉，其實枚舉與數組類似，其中的數據也都有下標，從0開始，例如：

也可以使用values屬性來獲取枚舉中所有的值，例如：

更多時候，枚舉會和多分支語句結合使用，示例代碼如下：

3.2.8　擴展類的功能——Mixin特性

Mixin是Dart中非常強大的一個特性。通過前面的學習，我們知道，Dart只支持單繼承，即子類只能夠有一個父類。有的時候，我們需要集合多個類的功能來實現一個復雜的自定義類，就需要使用到Mixin特性。

Mixin從字面來理解為混合的意思，顧名思義，Mixin的主要作用也是進行混合，其允許一個類將其他類的功能混合進來，例如：

從控制臺的打印信息可以看出，Bird類已經成功混合了Descript類中的功能，可以調用其中定義的方法。

能夠進行混合的類被稱為Mixin類，Mixin類中不能實現構造方法，否則不能夠被其他類進行混合。使用with關鍵字來進行Mixin混合，Mixin支持多混合，例如：

還有一點需要額外注意，作為Mixin的類雖然不能夠定義構造方法，但是可以使用默認的構造方法進行實例化，如果不想使Mixin類實例化，那么可以使用mixin關鍵字代替class關鍵字來定義Mixin類，示例如下：

使用mixin定義的Mixin類不能夠被繼承，也不能夠進行實例化。Mixin類本身可以進行繼承，如果使用class關鍵字進行定義，就和普通類的集成語法一致，如果使用mixin關鍵字進行定義，就使用on關鍵字進行繼承，例如：

學習了Mixin的基本概念與簡單用法，下面我們需要更深入地了解Mixin的工作原理，首先觀察下面的示例：

上面的代碼使用到了繼承和多混合，并且子類、父類、Mixin類中都對相同的方法進行了實現，運行代碼，控制臺會打印出“sub func”。可以看出，無論是Mixin還是繼承，子類中的方法實現優先級都是最高的，將子類實現的方法去掉，再次運行，控制臺將輸出“two func”，這說明Mixin中方法的優先級要高于父類中方法的優先級，并且在多混合中，后混合的優先級更高。

因此，在對于繼承和混合一起使用的復雜場景中，你需要牢記如下兩個原則：

（1）當前類中方法的優先級最高。

（2）Mixin中方法的優先級高于繼承父類方法的優先級，并且在混合時，Mixin從左到右優先級依次增高。

3.2.9　類屬性與類方法

前面我們定義類時定義的屬性和方法都是針對實例的，即由類的實例對象進行訪問或調用。其實，類本身也是一種對象，在類中也可以定義類屬性與類方法，使用類名直接進行訪問和調用。示例代碼如下：

類屬性也被稱為類靜態屬性，其通常用來存放某些固定的且在類的所有實例中共享的屬性，類方法也被稱為類靜態方法，通常會提供一些靜態的計算功能。