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Dart - 抽象类的实例化

抽象类不能用于创建实例,但是有没有发现,Dart 提供的 MapList 就是抽象类,却可以直接使用它们创建出一个实例对象

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一、抽象类的使用

Dart 抽象类可以只声明方法,也可以有具体的方法实现,但是不能直接用抽象类来创建实例,只能被继承使用或者充当接口。

定义一个抽象类 Animal

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abstract class Animal {
// 仅声明eat方法
void eat();

// 声明方法,且有具体实现
void sleep() {
print("睡觉");
}
}

继承使用

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class Cat extends Animal {
@override
void eat() {
print("喵喵吃");
sleep();
}

// 可以不实现 sleep 方法
}

充当接口

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class Cat implements Animal {
void eat() {
print("吃");
}

// 必须实现 sleep 方法
void sleep() {
print('睡');
}
}

实例化

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final animal = Animal();
// 抽象类实例化会报错
// Error: The class 'Test' is abstract and can't be instantiated.

  • 抽象类不能实例化。
  • 继承: 子类比较实现抽象方法,子类可以不重写抽象类中已实现的方法。
  • 接口: 必须实现抽象类中声明的所有方法

二、抽象类的实例化

上面提到了抽象类不能用于创建实例,但是有没有发现,Dart 提供的 MapList 就是抽象类,却可以直接使用它们创建出一个实例对象

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final list = List();
final dict = Map<String, dynamic>();

我们来看一下 Map 的源码:
Map源码

Map 的确是抽象类,不过此时我们也注意到了,在 Map 这个抽象类中,定义了一个工厂构造方法,这就是使抽象类可实例化的关键所在,因为工厂方法可以返回一个实例对象,但这个对象的类型不一定就是当前类!

在这个地方,Map 的工厂方法并没有具体的实现,而只是在工厂构造方法前加了一个关键字 external
external 关键字可以让方法的声明与实现分离,即 可以由外部来帮我们完成具体的方法实现,那外部如何才能关联到该声明的方法呢?这里就需要用到注解 @patch,使外部的方法实现与该声明的方法绑定

external 可以分离方法的声明与实现
@patch 关联某个类中用 external 修饰的方法的实现

根据如下路径可以找到 Map 的具体实现源码

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// flutter/bin/cache/dart-sdk/lib/_internal/vm/lib/map_patch.dart

@patch
factory Map() => new LinkedHashMap<K, V>();

可以看到,这里使用了 LinkedHashMap 来实现 Map

我们再去看一下 LinkedHashMap 的实现源码,路径如下:

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// flutter/bin/cache/dart-sdk/lib/collection/linked_hash_map.dart

external factory LinkedHashMap(
{bool Function(K, K)? equals,
int Function(K)? hashCode,
bool Function(dynamic)? isValidKey});

这里我们又发现 LinkedHashMap 也仅仅只是声明,找到具体实现

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// flutter/bin/cache/dart-sdk/lib/_internal/vm/lib/collection_patch.dart

@patch
class LinkedHashMap<K, V> {
@patch
factory LinkedHashMap(
{bool equals(K key1, K key2)?,
int hashCode(K key)?,
bool isValidKey(potentialKey)?}) {
if (isValidKey == null) {
if (hashCode == null) {
if (equals == null) {
return new _InternalLinkedHashMap<K, V>();
}
hashCode = _defaultHashCode;
} else {
if (identical(identityHashCode, hashCode) &&
identical(identical, equals)) {
return new _CompactLinkedIdentityHashMap<K, V>();
}
equals ??= _defaultEquals;
}
} else {
hashCode ??= _defaultHashCode;
equals ??= _defaultEquals;
}
return new _CompactLinkedCustomHashMap<K, V>(equals, hashCode, isValidKey);
}

...
}

可以看到,LinkedHashMap的工厂构造方法返回的实例类型是 _InternalLinkedHashMap_CompactLinkedCustomHashMap ,这里我们再看一下这两个类的实现源码

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// flutter/bin/cache/dart-sdk/lib/_internal/vm/lib/compact_hash.dart

@pragma("vm:entry-point")
class _InternalLinkedHashMap<K, V> extends _HashVMBase
with
MapMixin<K, V>,
_LinkedHashMapMixin<K, V>,
_HashBase,
_OperatorEqualsAndHashCode
implements LinkedHashMap<K, V> {
_InternalLinkedHashMap() {
_index = new Uint32List(_HashBase._INITIAL_INDEX_SIZE);
_hashMask = _HashBase._indexSizeToHashMask(_HashBase._INITIAL_INDEX_SIZE);
_data = new List.filled(_HashBase._INITIAL_INDEX_SIZE, null);
_usedData = 0;
_deletedKeys = 0;
}
}

......

class _CompactLinkedIdentityHashMap<K, V> extends _HashFieldBase
with
MapMixin<K, V>,
_LinkedHashMapMixin<K, V>,
_HashBase,
_IdenticalAndIdentityHashCode
implements LinkedHashMap<K, V> {
_CompactLinkedIdentityHashMap() : super(_HashBase._INITIAL_INDEX_SIZE);
}

class _CompactLinkedCustomHashMap<K, V> extends _HashFieldBase
with MapMixin<K, V>, _LinkedHashMapMixin<K, V>, _HashBase
implements LinkedHashMap<K, V> {
final _equality;
final _hasher;
final _validKey;

// TODO(koda): Ask gbracha why I cannot have fields _equals/_hashCode.
int _hashCode(e) => _hasher(e);
bool _equals(e1, e2) => _equality(e1, e2);

bool containsKey(Object? o) => _validKey(o) ? super.containsKey(o) : false;
V? operator [](Object? o) => _validKey(o) ? super[o] : null;
V? remove(Object? o) => _validKey(o) ? super.remove(o) : null;

_CompactLinkedCustomHashMap(this._equality, this._hasher, validKey)
: _validKey = (validKey != null) ? validKey : new _TypeTest<K>().test,
super(_HashBase._INITIAL_INDEX_SIZE);
}

它们都是一个普通的类,没有工厂构造方法,也就是说 Map 中的 external factory Map(); 最终返回的最终实例类型为 _InternalLinkedHashMap_CompactLinkedCustomHashMap

我们可以做一个简单的验证

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final map = Map();
print(map.runtimeType);

// 打印结果
// _InternalLinkedHashMap<dynamic, dynamic>

我们来试着来实例化一个抽象类吧

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abstract class Animal {
void eat();

void sleep() {
print("睡觉");
}

factory Animal() {
return Cat();
}
}

class Cat implements Animal {
void eat() {
print("吃");
}

void sleep() {
print('睡');
}
}

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final animal = Animal();
print(animal.runtimeType);

// 打印结果: Cat

可能会有同学要问了,这里用的是接口的方式,可以用继承的方式吗?
很遗憾不行,因为在抽象类中定义了工厂构造方法后,在子类中不能定义除工厂构造方法外的其它构造方法了,会报错~

总结一下:

抽象类无法直接创建实例,但是可以通过实现工厂构造方法来间接实现抽象类的实例化!

三、补充

那饶了这么一大圈,为什么不直接在声明的时候就给它实现了呢?🤔
这样做的好处就是:

  • 复用同一套API的声明
  • 可以针对不同的平台做不同的实现

针对不同的平台做不同的实现 这一点在下方给出的源码中可以看出

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// flutter/bin/cache/dart-sdk/lib/io/file_system_entity.dart
abstract class _FileSystemWatcher {
external static Stream<FileSystemEvent> _watch(
String path, int events, bool recursive);
external static bool get isSupported;
}
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// flutter/bin/cache/dart-sdk/lib/_internal/vm/bin/file_patch.dart

@patch
static Stream<FileSystemEvent> _watch(
String path, int events, bool recursive) {
if (Platform.isLinux) {
return new _InotifyFileSystemWatcher(path, events, recursive)._stream;
}
if (Platform.isWindows) {
return new _Win32FileSystemWatcher(path, events, recursive)._stream;
}
if (Platform.isMacOS) {
return new _FSEventStreamFileSystemWatcher(path, events, recursive)
._stream;
}
throw new FileSystemException(
"File system watching is not supported on this platform");
}
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