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Swift 6.2 默认把代码全扔 Main Actor,到底香不香?

省流版(先给结论)

场景 建议
App 目标(Xcode 26 新建) 保持默认 MainActor.self —— UI 代码省心、并发自己显式开
纯网络/计算 SPM 包 别开 —— 默认无隔离,保持后台并发能力
UI 组件 SPM 包 建议开 —— 反正迟早跑主线程,省得调用方加 @MainActor
祖传大仓库 渐进式:先 package 级开,模块解耦后再整体开

什么是“默认 Main Actor 隔离”

Xcode 26 + Swift 6.2 新建项目默认给 App Target 加了两行编译设置:

  1. Global Actor Isolation = MainActor.self
  2. Approachable Concurrency = YES

结果:

  • 所有没有显式隔离的代码(class/struct/func)自动被看作 @MainActor
  • 除非手动写 nonisolated@concurrent,否则默认跑主线程。
  1. 官方示例:默认隔离长啥样
// 新建项目里什么都不写,等价于:
@MainActor
class MyClass {
    @MainActor
    var counter = 0

    @MainActor
    func performWork() async { ... }

    // 唯一逃生舱
    nonisolated func performOtherWork() async { ... }
}

// 自己声明的 actor 不受影响
actor Counter {
    var count = 0   // 仍跑在自己隔离域
}
  1. SPM 包的命运截然不同
项目类型 默认 isolation 默认后台线程
App Target MainActor.self
SPM Package 未设置(= nil

手动给 SPM 打开:

// Package.swift
.target(
    name: "MyUI",
    swiftSettings: [
        .defaultIsolation(MainActor.self)   // 跟 App 一样
    ]
)

为什么苹果要“开历史倒车”——把并发默认关掉?

  1. 并发 ≠ 性能

    线程来回切换 也有成本;很多小操作在主线程干反而更快。

  2. Swift 5/6.0 默认“全开并发” → 编译器疯狂报 data race,新人直接劝退。

  3. 历史习惯:UIKit 时代大家默认主线程,只在需要时才 DispatchQoS.userInitiated

  4. 新思路:

    • 默认顺序执行(主线程)
    • 需要并发时显式加 @concurrentnonisolated —— opt-in 而非 opt-out

真实案例:同一仓库“开”与“不开”的代码对比

❌ 不开隔离(旧 Swift 6.0 思路)——并发 by default

class MovieRepository {
    func loadMovies() async throws -> [Movie] {
        let req = makeRequest()
        return try await perform(req)      // 后台线程
    }
    func makeRequest() -> URLRequest { ... }
    func perform<T>(_ req: URLRequest) async throws -> T { ... }
}

问题:

  • View 里 Task { movies = try await repo.loadMovies() }
  • repo 实例被 并发捕获 → 编译器报 data race
  • 于是疯狂加 @MainActorSendablenonisolated,代码膨胀。

✅ 打开默认隔离——Main Actor by default

class MovieRepository {
    // 默认全部 @MainActor
    func loadMovies() async throws -> [Movie] {
        let req = makeRequest()
        return try await perform(req)
    }
    func makeRequest() -> URLRequest { ... }
    func perform<T>(_ req: URLRequest) async throws -> T {
        let (data, _) = try await URLSession.shared.data(for: req)
        return try await decode(data)
    }

    // 唯一需要后台的函数,显标记
    @concurrent func decode<T: Decodable>(_ data: Data) async throws -> T {
        try JSONDecoder().decode(T.self, from: data)
    }
}

结果:

  • 0 个 data race 警告
  • 只在 decode 处离开主线程,线程 hop 点一目了然
  • 调用方无需思考“我到底在哪个 actor”——默认主线程,省心。

性能到底差多少?

操作 主线程耗时 后台线程 + hop 回主 结论
1 万次空方法 2.1 ms 3.8 ms hop 有 1-2 µs 级成本
1 万次小计算 4.3 ms 5.1 ms 差距 < 20 %
1 次网络 + JSON 解码 15 ms 14 ms 后台 I/O 占优,但差 1 ms 用户无感

结论:

对UI 主导型 App(90 % 场景),默认主线程感知不到性能下降;

对高吞吐计算/音视频包,显式关闭隔离更合适。

决策树

该不该开 defaultIsolation = MainActor.self ?
├─ 是 UI 主导 App Target ?
│  ├─ YES → 开,省心
│  └─ NO  → 看下一层
├─ 是 SPM 网络/算法包 ?
│  ├─ YES → 别开,保持后台
│  └─ NO  → 看下一层
├─ 是 SPM UI 组件包 ?
│  ├─ YES → 开,减少调用方注解
│  └─ NO  → 渐进:先模块级开,后整体
└─ 祖传大仓库 ?
   ├─ 编译错误太多 → 先关,模块解耦后再开
   └─ 新模块 → 直接开

最佳实践 checklist

1. 新 App 项目:直接默认,不要手痒关。  
2. 网络/计算密集 SPM:别开;提供 `Sendable` / `actor` API 即可。  
3. UI 组件 SPM:主动开,让调用方少写 `@MainActor`4. 遗留仓库:  
   -`swiftSettings` 里 package 级开,target 级关;  
   - 逐步把模块改成 `Sendable``actor`,再整体开。  
5. 性能敏感点:  
   - 只给必要函数加 `@concurrent`   - 用 Time Profiler 验证,别臆测。  
6. 单元测试:  
   - 默认主线程后,UI 测试不用再 `await MainActor.run`   - 并发测试用 `async` + `TaskGroup` 压测,确保 0 警告。

一句话总结: “默认主线程”不是历史倒车,而是给并发加一把保险:

先把代码跑顺,再显式开并发;而不是一上来就遍地 data race,然后到处打补丁。

《Flutter全栈开发实战指南:从零到高级》- 12 -状态管理Bloc

Bloc状态管理

为什么我的Flutter应用越来越难维护?

记得刚接触Flutter时,觉得setState简直太方便了。但随着项目规模扩大,问题也逐渐暴漏出来:

问题1:状态分散难以管理

// 不推荐
class ProductPage extends StatefulWidget {
  @override
  _ProductPageState createState() => _ProductPageState();
}

class _ProductPageState extends State<ProductPage> {
  Product? _product;
  bool _isLoading = false;
  String? _errorMessage;
  bool _isFavorite = false;
  bool _isInCart = false;
  
  // 各种异步方法混在一起
  Future<void> _loadProduct() async {
    setState(() => _isLoading = true);
    try {
      _product = await repository.getProduct();
      _isFavorite = await repository.checkFavorite();
      _isInCart = await repository.checkCart();
    } catch (e) {
      _errorMessage = e.toString();
    } finally {
      setState(() => _isLoading = false);
    }
  }
}

问题2:跨组件状态共享困难

// 用户登录后,需要同步更新多个组件
class Header extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    // 如何获取用户状态?
  }
}

class ProfilePage extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    // 如何获取用户状态?
  }
}

class Sidebar extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    // 如何获取用户状态?
  }
}

问题3:业务逻辑与UI耦合

// 业务逻辑分散在UI层,难以测试和维护
void _onAddToCart() async {
  // 验证登录状态
  // 检查库存
  // 调用API
  // 更新本地状态
  // 显示结果提示
  // 所有这些逻辑都混在一起!
}

面对这些问题,进行了多种状态管理方案尝试,最终发现Bloc提供了最清晰的架构和最佳的可维护性。

一、Bloc核心原理:单向数据流

1.1 Bloc

Bloc的核心思想可以用一句话概括:UI只关心显示什么,不关心为什么这样显示

1.2 Bloc架构图

先通过一个完整的架构图来理解Bloc的各个组成部分:

graph TB
    subgraph "UI Layer (表示层)"
        A[Widgets] --> B[发送 Events]
        C[BlocBuilder] --> D[重建 UI]
        E[BlocListener] --> F[处理副作用]
    end
    
    subgraph "Bloc Layer (业务逻辑层)"
        B --> G[Bloc]
        G --> H[States]
        H --> C
        H --> E
        
        subgraph "Bloc内部结构"
            G --> I[Event Handler]
            I --> J[业务逻辑]
            J --> K[State Emitter]
            K --> H
        end
    end
    
    subgraph "Data Layer (数据层)"
        J --> L[Repository]
        L --> M[Local Data]
        L --> N[Remote Data]
        M --> O[SQLite/SharedPrefs]
        N --> P[API/Network]
    end
    
    style G fill:#e1f5fe
    style J fill:#f3e5f5
    style L fill:#e8f5e8

架构分层详解:

层级 职责 对应代码
UI层 显示界面、用户交互 Widget、BlocBuilder、BlocListener
Bloc层 处理业务逻辑、状态管理 Bloc、Cubit、Event、State
数据层 数据获取和持久化 Repository、DataSource、Model

1.3 数据流向原理

Bloc采用严格的单向数据流,这是它可预测性的关键:

sequenceDiagram
    participant U as UI Widget
    participant B as Bloc
    participant R as Repository
    participant S as State
    
    U->>B: 发送 Event
    Note over B: 处理业务逻辑
    B->>R: 调用数据方法
    R->>B: 返回数据结果
    B->>S: 发射新 State
    S->>U: 触发重建
    Note over U: 根据State显示界面

数据流特点:

  1. 单向性:数据只能沿一个方向流动
  2. 可预测:相同的Event总是产生相同的State变化
  3. 可追踪:可以清晰追踪状态变化的完整路径

二、Bloc核心概念

2.1 Event(事件)

Event代表从UI层发送到Bloc的"指令",它描述了"要做什么",但不关心"怎么做"。

Event设计原则
// 好的Event设计
abstract class ProductEvent {}

// 具体的事件 - 使用命名构造函数
class ProductEvent {
  const ProductEvent._();
  
  factory ProductEvent.load(String productId) = ProductLoadEvent;
  factory ProductEvent.addToCart(String productId, int quantity) = ProductAddToCartEvent;
  factory ProductEvent.toggleFavorite(String productId) = ProductToggleFavoriteEvent;
}

// 具体的事件类
class ProductLoadEvent extends ProductEvent {
  final String productId;
  const ProductLoadEvent(this.productId);
}

class ProductAddToCartEvent extends ProductEvent {
  final String productId;
  final int quantity;
  const ProductAddToCartEvent(this.productId, this.quantity);
}

class ProductToggleFavoriteEvent extends ProductEvent {
  final String productId;
  const ProductToggleFavoriteEvent(this.productId);
}
Event分类策略

在实际项目中,我会这样组织Event:

events/
├── product_event.dart
├── cart_event.dart
├── auth_event.dart
└── order_event.dart

2.2 State(状态)

State代表应用在某个时刻的完整状况,UI完全由State驱动。

State设计模式
// 状态基类
sealed class ProductState {
  const ProductState();
}

// 具体的状态类
class ProductInitialState extends ProductState {
  const ProductInitialState();
}

class ProductLoadingState extends ProductState {
  const ProductLoadingState();
}

class ProductLoadedState extends ProductState {
  final Product product;
  final bool isInCart;
  final bool isFavorite;
  
  const ProductLoadedState({
    required this.product,
    required this.isInCart,
    required this.isFavorite,
  });
  
  // 复制方法 - 用于不可变更新
  ProductLoadedState copyWith({
    Product? product,
    bool? isInCart,
    bool? isFavorite,
  }) {
    return ProductLoadedState(
      product: product ?? this.product,
      isInCart: isInCart ?? this.isInCart,
      isFavorite: isFavorite ?? this.isFavorite,
    );
  }
}

class ProductErrorState extends ProductState {
  final String message;
  final Object? error;
  
  const ProductErrorState(this.message, [this.error]);
}
State状态机模型

理解State之间的关系很重要,它们形成一个状态机:

stateDiagram-v2
    [*] --> Initial: 初始化
    Initial --> Loading: 开始加载
    Loading --> Loaded: 加载成功
    Loading --> Error: 加载失败
    Loaded --> Loading: 重新加载
    Loaded --> Updating: 开始更新
    Updating --> Loaded: 更新成功
    Updating --> Error: 更新失败
    Error --> Loading: 重试
    Error --> [*]: 重置

State设计要点:

  • 包含UI需要的所有数据
  • 使用final和const
  • 便于调试和持久化
  • 清晰区分加载、成功、错误等状态

2.3 Bloc

Bloc是连接Event和State的桥梁,包含所有的业务逻辑。

Bloc核心结构
class ProductBloc extends Bloc<ProductEvent, ProductState> {
  final ProductRepository repository;
  
  ProductBloc({required this.repository}) : super(const ProductInitialState()) {
    // 注册事件处理器
    on<ProductLoadEvent>(_onLoad);
    on<ProductAddToCartEvent>(_onAddToCart);
    on<ProductToggleFavoriteEvent>(_onToggleFavorite);
  }
  
  // 事件处理方法的详细实现
  Future<void> _onLoad(
    ProductLoadEvent event,
    Emitter<ProductState> emit,
  ) async {
    try {
      emit(const ProductLoadingState());
      
      // 并行获取多个数据
      final results = await Future.wait([
        repository.getProduct(event.productId),
        repository.isInCart(event.productId),
        repository.isFavorite(event.productId),
      ]);
      
      final product = results[0] as Product;
      final isInCart = results[1] as bool;
      final isFavorite = results[2] as bool;
      
      emit(ProductLoadedState(
        product: product,
        isInCart: isInCart,
        isFavorite: isFavorite,
      ));
    } catch (error, stackTrace) {
      // 详细的错误处理
      emit(ProductErrorState(
        '加载商品失败',
        error,
      ));
      addError(error, stackTrace);
    }
  }
  
  Future<void> _onAddToCart(
    ProductAddToCartEvent event,
    Emitter<ProductState> emit,
  ) async {
    final currentState = state;
    
    // 状态保护
    if (currentState is! ProductLoadedState) return;
    
    try {
      emit(currentState.copyWith(isInCart: true));
      
      await repository.addToCart(event.productId, event.quantity);
    } catch (error) {
      emit(currentState.copyWith(isInCart: false));
      rethrow;
    }
  }
  
  Future<void> _onToggleFavorite(
    ProductToggleFavoriteEvent event,
    Emitter<ProductState> emit,
  ) async {
    final currentState = state;
    if (currentState is! ProductLoadedState) return;
    
    final newFavoriteStatus = !currentState.isFavorite;
    
    try {
      emit(currentState.copyWith(isFavorite: newFavoriteStatus));
      await repository.toggleFavorite(event.productId);
    } catch (error) {
      emit(currentState.copyWith(isFavorite: !newFavoriteStatus));
      rethrow;
    }
  }
}
Bloc内部工作原理

下面我们深入了解Bloc如何处理事件和状态:

graph TB
    A[Event输入] --> B[Event队列]
    B --> C[事件循环]
    
    subgraph "事件处理流程"
        C --> D{查找事件处理器}
        D --> E[找到处理器]
        E --> F[执行业务逻辑]
        F --> G[状态发射器]
        G --> H[状态输出]
        
        D --> I[无处理器]
        I --> J[忽略事件]
    end
    
    H --> K[State流]
    K --> L[UI更新]
    
    style F fill:#f3e5f5
    style G fill:#e1f5fe

三、BlocBuilder与BlocListener

3.1 BlocBuilder

BlocBuilder监听状态变化并重建对应的UI部分。

基本使用模式
class ProductPage extends StatelessWidget {
  final String productId;
  
  const ProductPage({super.key, required this.productId});
  
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return BlocProvider(
      create: (context) => ProductBloc(
        repository: context.read<ProductRepository>(),
      )..add(ProductEvent.load(productId)),
      child: Scaffold(
        appBar: AppBar(title: const Text('商品详情')),
        body: const _ProductContent(),
      ),
    );
  }
}

class _ProductContent extends StatelessWidget {
  const _ProductContent();
  
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return BlocBuilder<ProductBloc, ProductState>(
      builder: (context, state) {
        return switch (state) {
          ProductInitialState() => _buildInitialView(),
          ProductLoadingState() => _buildLoadingView(),
          ProductLoadedState(
            product: final product,
            isInCart: final isInCart,
            isFavorite: final isFavorite,
          ) => _buildProductView(product, isInCart, isFavorite, context),
          ProductErrorState(message: final message) => _buildErrorView(message),
        };
      },
    );
  }
  
  Widget _buildProductView(
    Product product,
    bool isInCart,
    bool isFavorite,
    BuildContext context,
  ) {
    return SingleChildScrollView(
      padding: const EdgeInsets.all(16),
      child: Column(
        crossAxisAlignment: CrossAxisAlignment.start,
        children: [
          // 商品图片
          AspectRatio(
            aspectRatio: 1,
            child: Image.network(
              product.imageUrl,
              fit: BoxFit.cover,
            ),
          ),
          
          const SizedBox(height: 16),
          
          // 商品信息
          Text(
            product.name,
            style: Theme.of(context).textTheme.headlineSmall,
          ),
          
          const SizedBox(height: 8),
          
          // 价格
          Text(
            ${product.price}',
            style: Theme.of(context).textTheme.headlineMedium?.copyWith(
              color: Colors.red,
            ),
          ),
          
          const SizedBox(height: 16),
          
          // 描述
          Text(
            product.description,
            style: Theme.of(context).textTheme.bodyMedium,
          ),
          
          const SizedBox(height: 24),
          
          // 操作按钮区域
          _buildActionButtons(product, isInCart, isFavorite, context),
        ],
      ),
    );
  }
  
  Widget _buildActionButtons(
    Product product,
    bool isInCart,
    bool isFavorite,
    BuildContext context,
  ) {
    return Row(
      children: [
        // 收藏按钮
        IconButton(
          icon: Icon(
            isFavorite ? Icons.favorite : Icons.favorite_border,
            color: isFavorite ? Colors.red : Colors.grey,
          ),
          onPressed: () {
            context.read<ProductBloc>().add(
              ProductEvent.toggleFavorite(product.id),
            );
          },
        ),
        
        const Spacer(),
        
        // 购物车按钮
        FilledButton.icon(
          icon: const Icon(Icons.shopping_cart),
          label: Text(isInCart ? '已加购' : '加入购物车'),
          onPressed: isInCart ? null : () {
            context.read<ProductBloc>().add(
              ProductEvent.addToCart(product.id, 1),
            );
          },
        ),
      ],
    );
  }
  
  Widget _buildLoadingView() {
    return const Center(
      child: CircularProgressIndicator(),
    );
  }
  
  Widget _buildErrorView(String message) {
    return Center(
      child: Column(
        mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
        children: [
          const Icon(Icons.error_outline, size: 64, color: Colors.red),
          const SizedBox(height: 16),
          Text('加载失败: $message'),
        ],
      ),
    );
  }
  
  Widget _buildInitialView() {
    return const Center(
      child: Text('准备加载商品信息...'),
    );
  }
}
BlocBuilder性能优化
// 不推荐 - 整个页面重建
BlocBuilder<ProductBloc, ProductState>(
  builder: (context, state) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(title: Text('商品')), // 每次重建
      body: _buildBody(state), // 每次重建
    );
  },
)

// 推荐 - 局部重建
Scaffold(
  appBar: const AppBar(title: Text('商品')), // 不重建
  body: BlocBuilder<ProductBloc, ProductState>(
    builder: (context, state) {
      return _buildBody(state); // 只有这部分重建
    },
  ),
)

Column(
  children: [
    const Header(), 
    BlocBuilder<ProductBloc, ProductState>(
      builder: (context, state) {
        return ProductImage(state.product.imageUrl);
      },
    ),
    BlocBuilder<ProductBloc, ProductState>(
      builder: (context, state) {
        return ProductInfo(state.product); 
      },
    ),
    BlocBuilder<ProductBloc, ProductState>(
      builder: (context, state) {
        return ActionButtons(state); 
      },
    ),
  ],
)

3.2 BlocListener

BlocListener用于响应状态变化执行一次性操作,如导航、显示对话框等。

处理模式
class _ProductContent extends StatelessWidget {
  const _ProductContent();
  
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return BlocListener<ProductBloc, ProductState>(
      listener: (context, state) {
        // 处理错误状态
        if (state is ProductErrorState) {
          ScaffoldMessenger.of(context).showSnackBar(
            SnackBar(
              content: Text(state.message),
              backgroundColor: Colors.red,
            ),
          );
        }
        
        // 处理成功加入购物车
        if (state is ProductLoadedState && state.isInCart) {
          ScaffoldMessenger.of(context).showSnackBar(
            const SnackBar(
              content: Text('成功加入购物车!'),
              backgroundColor: Colors.green,
            ),
          );
        }
        
        // 处理特定业务逻辑
        _handleSpecialStates(state, context);
      },
      child: BlocBuilder<ProductBloc, ProductState>(
        builder: (context, state) {
          // UI构建逻辑
          return _buildContent(state);
        },
      ),
    );
  }
  
  void _handleSpecialStates(ProductState state, BuildContext context) {
    switch (state) {
      case ProductLoadedState(:final product) when product.stock < 10:
        // 库存不足提示
        ScaffoldMessenger.of(context).showSnackBar(
          SnackBar(
            content: Text('${product.name} 库存紧张!'),
            backgroundColor: Colors.orange,
          ),
        );
      case ProductLoadedState(:final product) when product.isNew:
        // 新品提示
        _showNewProductDialog(context, product);
      default:
        break;
    }
  }
  
  void _showNewProductDialog(BuildContext context, Product product) {
    showDialog(
      context: context,
      builder: (context) => AlertDialog(
        title: const Text('新品上架!'),
        content: Text('${product.name} 是刚刚上架的新品!'),
        actions: [
          TextButton(
            onPressed: () => Navigator.of(context).pop(),
            child: const Text('知道了'),
          ),
        ],
      ),
    );
  }
}

3.3 BlocConsumer

当需要同时使用Builder和Listener时,BlocConsumer提供了更简洁的写法。

BlocConsumer<ProductBloc, ProductState>(
  listener: (context, state) {
    // 处理副作用
    if (state is ProductErrorState) {
      ScaffoldMessenger.of(context).showSnackBar(
        SnackBar(content: Text(state.message)),
      );
    }
  },
  builder: (context, state) {
    // 构建UI
    return switch (state) {
      ProductLoadedState(:final product) => ProductDetails(product: product),
      _ => const LoadingIndicator(),
    };
  },
)

四、 多Bloc协作模式

class AddToCartButton extends StatelessWidget {
  final String productId;
  
  const AddToCartButton({super.key, required this.productId});
  
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return BlocListener<CartBloc, CartState>(
      listener: (context, state) {
        // 监听购物车状态变化
        if (state is CartErrorState) {
          ScaffoldMessenger.of(context).showSnackBar(
            SnackBar(content: Text(state.message)),
          );
        }
      },
      child: BlocBuilder<ProductBloc, ProductState>(
        builder: (context, productState) {
          final isInCart = switch (productState) {
            ProductLoadedState(:final isInCart) => isInCart,
            _ => false,
          };
          
          return FilledButton(
            onPressed: isInCart ? null : () {
              // 同时更新商品状态和购物车状态
              context.read<ProductBloc>().add(
                ProductEvent.addToCart(productId, 1),
              );
              context.read<CartBloc>().add(
                CartAddItemEvent(productId, 1),
              );
            },
            child: Text(isInCart ? '已加入购物车' : '加入购物车'),
          );
        },
      ),
    );
  }
}

4.1 Bloc间通信模式

方式1:直接事件传递
// 在商品Bloc中监听购物车事件
class ProductBloc extends Bloc<ProductEvent, ProductState> {
  final CartBloc cartBloc;
  
  ProductBloc({required this.cartBloc}) : super(const ProductInitialState()) {
    // 监听购物车变化
    cartBloc.stream.listen((cartState) {
      if (cartState is CartLoadedState && state is ProductLoadedState) {
        // 同步购物车状态
        final isInCart = cartState.items.any(
          (item) => item.productId == (state as ProductLoadedState).product.id,
        );
        add(ProductSyncCartEvent(isInCart));
      }
    });
  }
}
方式2:通过Repository共享状态
class CartRepository {
  final StreamController<Cart> _cartController = StreamController.broadcast();
  
  Stream<Cart> get cartStream => _cartController.stream;
  
  Future<void> addItem(String productId, int quantity) async {
    // 添加商品逻辑...
    _cartController.add(updatedCart);
  }
}

// 多个Bloc监听同一个Repository
class ProductBloc extends Bloc<ProductEvent, ProductState> {
  final CartRepository cartRepository;
  StreamSubscription? _cartSubscription;
  
  ProductBloc({required this.cartRepository}) : super(const ProductInitialState()) {
    // 监听购物车变化
    _cartSubscription = cartRepository.cartStream.listen((cart) {
      if (state is ProductLoadedState) {
        final isInCart = cart.items.any(
          (item) => item.productId == (state as ProductLoadedState).product.id,
        );
        add(ProductSyncCartEvent(isInCart));
      }
    });
  }
  
  @override
  Future<void> close() {
    _cartSubscription?.cancel();
    return super.close();
  }
}

4.2 高级模式:Bloc转换器和并发控制

class ProductBloc extends Bloc<ProductEvent, ProductState> {
  ProductBloc() : super(const ProductInitialState()) {
    on<ProductEvent>(
      _onEvent,
      // 转换器配置
      transformer: (events, mapper) {
        return events
            .debounceTime(const Duration(milliseconds: 300)) // 防抖
            .asyncExpand(mapper); // 并发控制
      },
    );
  }
  
  Future<void> _onEvent(
    ProductEvent event,
    Emitter<ProductState> emit,
  ) async {
    // 事件处理逻辑
  }
}

五、项目结构

5.1 完整的项目结构

lib/
├── src/
│   ├── app/                    # 应用层
│   │   ├── app.dart
│   │   └── routes/
│   ├── features/               # 功能模块
│   │   ├── product/
│   │   │   ├── bloc/          # Bloc相关
│   │   │   │   ├── product_bloc.dart
│   │   │   │   ├── product_event.dart
│   │   │   │   ├── product_state.dart
│   │   │   │   └── product_bloc.freezed.dart
│   │   │   ├── views/         # 页面
│   │   │   ├── widgets/       # 组件
│   │   │   └── models/        # 模型
│   │   ├── cart/
│   │   └── auth/
│   ├── core/                   # 核心层
│   │   ├── bloc/              # Bloc基础设施
│   │   │   ├── app_bloc_observer.dart
│   │   │   └── bloc_providers.dart
│   │   ├── data/              # 数据层
│   │   │   ├── repositories/
│   │   │   ├── datasources/
│   │   │   └── models/
│   │   ├── di/                # 依赖注入
│   │   │   └── service_locator.dart
│   │   └── utils/             # 工具类
│   └── shared/                # 共享资源
│       ├── widgets/
│       ├── themes/
│       └── constants/
└── main.dart

5.2 依赖注入配置

// service_locator.dart
final getIt = GetIt.instance;

void setupDependencies() {
  // 数据层
  getIt.registerLazySingleton<ProductRepository>(
    () => ProductRepositoryImpl(
      localDataSource: getIt(),
      remoteDataSource: getIt(),
    ),
  );
  
  getIt.registerLazySingleton<CartRepository>(
    () => CartRepositoryImpl(
      localDataSource: getIt(),
      remoteDataSource: getIt(),
    ),
  );
  
  // Bloc层 - 使用工厂,因为可能有多个实例
  getIt.registerFactoryParam<ProductBloc, String, void>(
    (productId, _) => ProductBloc(
      repository: getIt<ProductRepository>(),
      productId: productId,
    ),
  );
  
  // 购物车Bloc使用单例,因为全局只有一个购物车
  getIt.registerLazySingleton<CartBloc>(
    () => CartBloc(repository: getIt<CartRepository>()),
  );
  
  // 认证Bloc使用单例
  getIt.registerLazySingleton<AuthBloc>(
    () => AuthBloc(repository: getIt<AuthRepository>()),
  );
}

5.3 应用启动配置

void main() {
  // 确保Widget绑定初始化
  WidgetsFlutterBinding.ensureInitialized();
  
  // 设置依赖注入
  setupDependencies();
  
  // 设置Bloc观察者
  Bloc.observer = AppBlocObserver();
  
  // 错误处理
  BlocOverrides.runZoned(
    () => runApp(const MyApp()),
    blocObserver: AppBlocObserver(),
  );
}

class MyApp extends StatelessWidget {
  const MyApp({super.key});
  
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return MultiBlocProvider(
      providers: [
        // 全局Bloc
        BlocProvider(create: (context) => getIt<AuthBloc>()),
        BlocProvider(create: (context) => getIt<CartBloc>()),
      ],
      child: MaterialApp(
        title: '电商应用',
        theme: AppTheme.light,
        darkTheme: AppTheme.dark,
        home: BlocBuilder<AuthBloc, AuthState>(
          builder: (context, state) {
            return switch (state) {
              AuthAuthenticated() => const HomePage(),
              _ => const LoginPage(),
            };
          },
        ),
        routes: AppRoutes.routes,
      ),
    );
  }
}

六、单元测试

6.1 Bloc单元测试

void main() {
  group('ProductBloc测试', () {
    late ProductBloc productBloc;
    late MockProductRepository mockRepository;
    
    setUp(() {
      mockRepository = MockProductRepository();
      productBloc = ProductBloc(repository: mockRepository);
    });
    
    tearDown(() {
      productBloc.close();
    });
    
    test('初始状态正确', () {
      expect(productBloc.state, equals(const ProductInitialState()));
    });
    
    test('加载商品成功流程', () async {
      // 准备
      const product = Product(
        id: '1',
        name: '测试商品',
        price: 100,
        imageUrl: 'test.jpg',
        description: '测试描述',
      );
      
      when(mockRepository.getProduct('1'))
          .thenAnswer((_) async => product);
      when(mockRepository.isInCart('1'))
          .thenAnswer((_) async => false);
      when(mockRepository.isFavorite('1'))
          .thenAnswer((_) async => true);
      
      // 期望的状态序列
      final expectedStates = [
        const ProductInitialState(),
        const ProductLoadingState(),
        const ProductLoadedState(
          product: product,
          isInCart: false,
          isFavorite: true,
        ),
      ];
      
      // 执行并验证
      expectLater(
        productBloc.stream,
        emitsInOrder(expectedStates),
      );
      
      productBloc.add(const ProductEvent.load('1'));
    });
    
    test('添加到购物车成功', () async {
      // 先加载商品
      const product = Product(id: '1', name: '测试商品', price: 100);
      when(mockRepository.getProduct('1')).thenAnswer((_) async => product);
      when(mockRepository.isInCart('1')).thenAnswer((_) async => false);
      when(mockRepository.isFavorite('1')).thenAnswer((_) async => false);
      
      productBloc.add(const ProductEvent.load('1'));
      await pumpEventQueue();
      
      // 准备添加到购物车
      when(mockRepository.addToCart('1', 1))
          .thenAnswer((_) async {});
      
      // 执行添加到购物车
      productBloc.add(const ProductEvent.addToCart('1', 1));
      
      // 验证状态变化
      await expectLater(
        productBloc.stream,
        emitsThrough(
          const ProductLoadedState(
            product: product,
            isInCart: true,  // 应该变为true
            isFavorite: false,
          ),
        ),
      );
    });
  });
}

6.2 Widget测试

void main() {
  group('ProductPage Widget测试', () {
    testWidgets('显示加载状态', (WidgetTester tester) async {
      // 创建测试Bloc
      final productBloc = MockProductBloc();
      when(productBloc.state).thenReturn(const ProductLoadingState());
      
      await tester.pumpWidget(
        MaterialApp(
          home: BlocProvider.value(
            value: productBloc,
            child: const ProductPage(productId: '1'),
          ),
        ),
      );
      
      // 验证显示加载指示器
      expect(find.byType(CircularProgressIndicator), findsOneWidget);
    });
    
    testWidgets('显示商品信息', (WidgetTester tester) async {
      final productBloc = MockProductBloc();
      const product = Product(
        id: '1',
        name: '测试商品',
        price: 100,
        imageUrl: 'test.jpg',
        description: '测试描述',
      );
      
      when(productBloc.state).thenReturn(
        const ProductLoadedState(
          product: product,
          isInCart: false,
          isFavorite: false,
        ),
      );
      
      await tester.pumpWidget(
        MaterialApp(
          home: BlocProvider.value(
            value: productBloc,
            child: const ProductPage(productId: '1'),
          ),
        ),
      );
      
      // 验证商品信息显示
      expect(find.text('测试商品'), findsOneWidget);
      expect(find.text('¥100'), findsOneWidget);
      expect(find.text('测试描述'), findsOneWidget);
    });
  });
}

结语

通过以上学习,我们系统掌握了Bloc状态管理的完整体系:架构思想三大核心概念核心组件高级特性,如果觉得这篇文章对你有帮助,别忘了一键三连(点赞、关注、收藏)~~~** 在实际开发中遇到任何Bloc相关问题,欢迎在评论区留言。


版权声明:本文内容基于多个商业项目实战经验总结,欢迎分享交流,但请注明出处。

SwiftUI ScrollView导致视图塌陷(高度为0)问题

在SwiftUI中,如果一个没有固定尺寸的视图放进ScrollView,父视图没有给它明确的尺寸约束,它的高度将被计算为 0。

在显示Lottie动画时,发现计划显示的Lottie动画在Xcode预览中正常显示,但是在模拟器和真机中无法显示。

视图代码:

LottieView(filename: "EmptyBanklet", isPlaying: true, playCount: 0, isReversed: false)
    .frame(maxHeight: 180)
    .frame(maxWidth: 500)

经过和其他可以显示的Lottie动画对比,并没有发现问题。

但是给该视图添加固定的frame后,Lottie动画可以正常显示:

LottieView(filename: "EmptyBanklet", isPlaying: true, playCount: 0, isReversed: false)
    .frame(height: 100)
    .frame(maxHeight: 180)
    .frame(maxWidth: 500)

排查过程

起初判定原因是,我设置了忽略安全区域和填充样式的背景,导致图片在顶部显示。但当我设置整个视图为纯色背景时,仍然没有看到竖向填充的背景色。

LottieView(filename: "EmptyBanklet", isPlaying: true, playCount: 0, isReversed: false)
    .frame(maxHeight: 180)
    .frame(maxWidth: 500)
    .background(Color.red)  // 检查视图

接着,我尝试使用Geometry获取视图的高度:

GeometryReader { geo in
    LottieView(filename: "EmptyBanklet", isPlaying: true, playCount: 0, isReversed: false)
        .frame(maxHeight: 180)
        .frame(maxWidth: 500)
        .onAppear {
            print("SwiftUI 给 LottieView 的尺寸:", geo.size)
        }
}

Xcode输出:

SwiftUI 给 LottieView 的尺寸: (300.0, 10.0)

这表示SwiftUI给视图很小的高度,并且可以在视图中看到很小的LottieView动画。

当我删除GeometryReader后,LottieView再次消失。因此,开始怀疑LottieView动画过小导致的问题。

在LottieView代码中调试并打印UIKit尺寸:

DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: .now() + 0.1) {
    print("UIKit Lottie frame:", animationView.frame)
}

Xcode输出:

UIKit Lottie frame: (0.0, 0.0, 300.0, 0.0)

这表示视图的高度为0,因此看不到LottieView动画。

但是这个问题,在欢迎视图和设置视图的LottieView中并不能复现,因为欢迎视图和设置视图中的LottieView都是正常显示的,也就是说这个问题在这个视图中。

我通过排查法,将Lottie视图依次放在父视图中。经过层层排查,发现当LottieView视图放到ScrollView中后,视图塌陷(高度变为0)。

解决方案

因为这里的主要问题在于,ScrollView中的LottieView视图高度变成了0。

可以设置一个固定的高度,让LottieView视图显示出来:

LottieView(filename: "EmptyBanklet", isPlaying: true, playCount: 0, isReversed: false)
    .frame(maxHeight: 100)
    .frame(maxHeight: 180)
    .frame(maxWidth: 500)

还有一个解决方案,那就是我想到类似的问题比较像Image图片,Image图片也是需要拉伸显示。

可以设置LottieView视图为 .scaledToFit(),这个方法可以在不设置固定高度的情况下,显示完整的视图大小。

LottieView(filename: "EmptyBanklet", isPlaying: true, playCount: 0, isReversed: false)
    .scaledToFit()
    .frame(maxHeight: 180)
    .frame(maxWidth: 500)

因此,使用 .scaledToFit() 方法的方案更合适,可以解决ScrollView中视图塌陷(高度为0)的问题。

iOS/Macos C++ thread_local 具体实现分析

示例如下: image.png

直接断点运行查看汇编实现

由于我们对 thread_local tls_variable 变量进行了 ++ 操作,因此在汇编中大概率会有一个 add x?, x?, #1 的指令,因此通过观察下图划线的三条指令,可以得知 x8 寄存器中存储的地址就是获取 tls_variable 变量的 dyld 函数 tlv_get_addr

image.pngtlv_get_addr 进行符号断点分析发现:

  1. TPIDRRO_EL0 寄存器对应内存中存在 pthread_key_t key 对应的值,则直接返回内存地址 ( 函数 instantiateTLVs_thunk 的第一个参数的签名为 pthread_key_t )
  2. 如果不符合 1,则执行 dyld instantiateTLVs_thunk 以及 RuntimeState::_instantiateTLVs

image.pngtlv_get_addr 函数的源码也可通过 dyld 的 threadLocalHelpers.s 文件查看

instantiateTLVs_thunk 的实现主要是对 RuntimeState::_instantiateTLVs 的包装 image.png

RuntimeState::_instantiateTLVs 实现如下: image.png 针对单个 pthread_key_t 的 lazy 实现,使用 libsystem 的 malloc 开辟相关的内存,再保存到 pthread 的 tsd 数组中

libpthread 中 _pthread_setspecific 的实现如下: image.png

基本流程了解后,目前未解决的问题有如下:

  1. 变量 thread_local int tls_variable 是如何访问到的?
  2. tlv_get_addr 函数是如何被设置到 x8 寄存器对应内存?其中偏移值为 #0x8 #0x10 的内存具体有什么含义?
  3. TPIDRRO_EL0 寄存器是何时被赋值的?

问题一:

tls_variable 变量是如何访问到的?

image.png 注意这里的 adrp   x0, 5 指令,代表 ( 当前 pc 寄存器值 & page_size ) + 5 * page_size 的结果赋值到 x0 寄存器。由于在 Macos 下 page_size 是 4K,因此这里的计算方式为 x0 = (0x1000030a4 & 0x1000) + 5 * 0x1000 = 0x100008000

image.png

同时该内存在进程中所在的 section 为 __DATA,__thread_vars,我们的进程中有两个 thread_local 变量,此 section 的大小却为 0x30,因此推断每个变量在 Section 中占用 0x18 字节,同时也能和汇编中的 #0x8, #0x10 的偏移量访问对应。同时 thread_local 变量的初始值是通过 __DATA,__thread_data__DATA,__thread_bss 两个 Section 来初始化的(相关代码可以在 ld64 和 dyld 中找到) image.png

问题二:

tlv_get_addr 函数是如何被设置到 x8 寄存器对应内存?其中偏移值为 #0x8 #0x10 的内存具体有什么含义?

image.png

arm64 dyld 在进程启动时,forEachThreadLocalVariable函数会以单次 0x18 (struct TLV_Info) 字节大小遍历 __DATA,__thread_vars,同时在 #0x0 设置 tlv_get_addr 函数指针,#0x8 设置 pthread_key_t,#0x10 代表 offset。TLV_Info 结构体如下:

struct TLV_Thunk
{
    void*   (*thunk)(TLV_Thunk*);
    size_t  key;
    size_t  offset;
};

因此 #0x0 指的是此处的 thunk, #0x8 是 pthread_key,#0x16 是 offset 变量

问题三: TPIDRRO_EL0 寄存器是何时被赋值的?

明确一个结论:用户态下 TPIDRRO_EL0 是无法被设置的,只有在内核态才能。

默认情况下, libpthread 在初始化线程时将会使用 struct phthread_s 成员变量 tsd 的起始地址作为 TPIDRRO_EL0 寄存器的值

image.png

最终在内核态的 xnu/osfmk/arm/machdep_call.c 设置 TPIDRRO_EL0 寄存器 image.png

因此,如果我们能使用用户态 API 直接设置 TPIDRRO_EL0 寄存器,即可伪造指定线程的 TLS

SwiftUI 组件开发: 自定义下拉刷新和加载更多(iOS 15 兼容)

实现方式:

  • 顶部仅在到顶后继续下拉才触发的刷新。
  • 滚到底部临界点后自动触发“加载更多”。

对应文件

  • ScrollOffsetTracker.swift
    • 通用滚动偏移捕获工具(Geometry + PreferenceKey),兼容 iOS 15。
  • SwiftUIDemo/LoadMoreView.swift
    • 组件:AutoLoadMoreView<Content: View>,内部集成“顶部下拉刷新 + 底部加载更多”。

通用偏移捕获工具

  • 提供修饰器:onScrollOffset(in: String, perform: (ScrollOffset) -> Void)
  • 必须与 ScrollView.coordinateSpace(name:) 配合使用。
  • 回调中 offset.y < 0 表示在顶部发生了回弹式下拉。

组件 API

struct AutoLoadMoreView<Content: View>: View {
    // 触底阈值(距离底部 <= threshold 触发)
    let threshold: CGFloat = 60

    // 顶部下拉阈值(到顶后继续下拉,偏移绝对值达到该值触发)
    let pullThreshold: CGFloat = 50

    // 到达底部触发
    let loadMore: () -> Void

    // 顶部下拉刷新回调(带完成回调,由调用方结束刷新)
    let refreshTop: ((_ done: @escaping () -> Void) -> Void)?

    // 内容构建
    let content: () -> Content
}
  • 顶部刷新结束时机由调用方掌控:完成数据更新后调用 done()
  • 底部“加载更多”无去重功能,调用方需自行防抖/状态管理。

使用示例(Demo)

struct Demo: View {
    @State private var items = Array(0..<30)
    @State private var isLoading = false

    var body: some View {
        AutoLoadMoreView(loadMore: loadMore, refreshTop: { done in
            refreshTop(done)
        }) {
            LazyVStack(spacing: 12) {
                ForEach(items, id: \.self) { i in
                    Text("Row \(i)")
                        .frame(maxWidth: .infinity)
                        .padding()
                        .background(Color.gray.opacity(0.2))
                }
                if isLoading {
                    ProgressView().padding()
                }
            }
            .padding()
        }
    }

    // 触底自动加载更多
    func loadMore() {
        guard !isLoading else { return }
        isLoading = true
        DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: .now() + 1) {
            items += Array(items.count..<items.count + 30)
            isLoading = false
        }
    }

    // 顶部下拉刷新(调用 done() 结束刷新)
    func refreshTop(_ done: @escaping () -> Void) {
        guard !isLoading else { done(); return }
        isLoading = true
        DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: .now() + 0.8) {
            items = Array(0..<30)
            isLoading = false
            done()
        }
    }
}

运行与交互

  • 顶部指示区:
    • 未触发阈值时显示“Pull to refresh”。
    • 触发后显示 ProgressView()
    • 指示区高度与实际下拉位移映射(最大约 90% 的阈值高度)。
  • 你可在 AutoLoadMoreView 中定制:
    • pullThreshold(下拉触发手感)
    • 指示区样式(图标/文字/高度/动画)

录屏2025-11-06-12.01.04.gif

实现要点

  • 使用 onScrollOffset(in:) 捕获偏移,解决 iOS 15 下某些布局中 GeometryReader 读偏移不稳定的问题。
  • 仅在到顶后继续下拉(offset.y < 0)时才可能触发刷新,避免中段误触。
  • 底部“哨兵”通过读取其在命名坐标系下的 minY 与容器高度的差,近似计算距离底部的像素值。

常见问题

  • 看不到顶部指示区:
    • 确保内容足够多,能滚动到顶部后继续下拉;或在 Demo 增加条目数。
  • 刷新结束不消失:
    • 记得在刷新完成后调用 done() 结束状态。
  • 触底频繁触发:
    • loadMore() 外部加 loading 状态防抖,或增加 threshold

组件代码

// MARK: - PreferenceKey 1: 内容总高度
struct ContentHeightKey: PreferenceKey {
    static var defaultValue: CGFloat = 0
    static func reduce(value: inout CGFloat, nextValue: () -> CGFloat) {
        value = max(value, nextValue()) // 取最大
    }
}

// MARK: - PreferenceKey 2: 当前滚动偏移(顶部)
struct ScrollOffsetKey: PreferenceKey {
    static var defaultValue: CGFloat = 0
    static func reduce(value: inout CGFloat, nextValue: () -> CGFloat) {
        value = nextValue()
    }
}

// MARK: - PreferenceKey 3: 底部哨兵的 minY(相对滚动容器)
struct BottomSentinelMinYKey: PreferenceKey {
    static var defaultValue: CGFloat = .infinity
    static func reduce(value: inout CGFloat, nextValue: () -> CGFloat) {
        value = nextValue()
    }
}

// MARK: - 底部加载更多容器
struct AutoLoadMoreView<Content: View>: View {
    let threshold: CGFloat = 60 // 距离底部阈值
    let pullThreshold: CGFloat = 50 // 顶部下拉阈值
    let loadMore: () -> Void
    let refreshTop: ((_ done: @escaping () -> Void) -> Void)? // 顶部刷新回调(带完成回调)
    let content: () -> Content
    
    @State private var contentHeight: CGFloat = 0
    @State private var scrollOffset: CGFloat = 0
    @State private var containerHeight: CGFloat = 0
    @State private var sentinelMinY: CGFloat = .infinity
    @State private var isRefreshingTop: Bool = false
    
    var body: some View {
        GeometryReader { proxy in
            ScrollView {
                VStack(spacing: 0) {
                    // 顶部刷新指示器区域(仅在下拉或刷新中显示)
                    topRefreshIndicator
                        .frame(height: topIndicatorHeight)
                        .opacity(topIndicatorOpacity)
                        .animation(.easeInOut(duration: 0.15), value: topIndicatorHeight)
                        
                    content()
                        .background( // 读取内容总高度
                            GeometryReader { innerGeo in
                                Color.clear
                                    .preference(key: ContentHeightKey.self,
                                              value: innerGeo.size.height)
                            }
                        )
                    // 底部哨兵(用于“距离底部阈值触发”)
                    Color.clear
                        .frame(height: 1)
                        .background(
                            GeometryReader { g in
                                Color.clear
                                    .preference(
                                        key: BottomSentinelMinYKey.self,
                                        value: g.frame(in: .named("scroll")).minY
                                    )
                            }
                        )
                }
                // 使用通用工具捕获滚动偏移(y<0 为顶部下拉回弹)
                .onScrollOffset(in: "scroll") { off in
                    scrollOffset = off.y
                }
            }
            .coordinateSpace(name: "scroll")
            .onPreferenceChange(ContentHeightKey.self) { value in
                contentHeight = value
            }
            .onPreferenceChange(BottomSentinelMinYKey.self) { value in
                sentinelMinY = value
            }
            .onAppear {
                containerHeight = proxy.size.height
            }
            // 关键:计算是否触底
            .onChange(of: sentinelMinY) { _ in
                let distanceToBottom = sentinelMinY - containerHeight
                if distanceToBottom <= threshold {
                    loadMore()
                }
            }
            // 顶部下拉刷新:scrollOffset < 0 表示顶部回弹,仅在顶端触发
            .onChange(of: scrollOffset) { newValue in
                guard newValue < 0 else { return }
                if newValue <= -pullThreshold, !isRefreshingTop {
                    isRefreshingTop = true
                    refreshTop?({
                        // 调用方在数据更新完成后回调
                        isRefreshingTop = false
                    })
                }
            }
        }
    }
    
    // MARK: - 顶部刷新指示视图
    private var topIndicatorHeight: CGFloat {
        if isRefreshingTop { return 44 }
        return min(max(-scrollOffset, 0), pullThreshold * 0.9)
    }
    private var topIndicatorOpacity: Double { topIndicatorHeight > 0 ? 1 : 0 }
    private var topRefreshIndicator: some View {
        HStack(spacing: 8) {
            if isRefreshingTop {
                ProgressView().progressViewStyle(.circular)
            } else {
                Image(systemName: "arrow.down.circle")
                    .font(.system(size: 16, weight: .semibold))
            }
            Text(isRefreshingTop ? "Refreshing..." : "Pull to refresh")
                .font(.footnote)
                .foregroundColor(.secondary)
        }
        .frame(maxWidth: .infinity)
    }
}

ScrollOffsetTracker.swift

import SwiftUI

struct ScrollOffset: Equatable { var x: CGFloat; var y: CGFloat }

private struct ScrollOffsetPreferenceKey: PreferenceKey {
    static var defaultValue: ScrollOffset = .init(x: 0, y: 0)
    static func reduce(value: inout ScrollOffset, nextValue: () -> ScrollOffset) { value = nextValue() }
}

private struct TrackScrollOffset: ViewModifier {
    let coordinateSpace: String
    let onChange: (ScrollOffset) -> Void
    func body(content: Content) -> some View {
        content
            .overlay(alignment: .topLeading) {
                GeometryReader { geo in
                    let f = geo.frame(in: .named(coordinateSpace))
                    Color.clear
                        .preference(
                            key: ScrollOffsetPreferenceKey.self,
                            value: ScrollOffset(x: -f.minX, y: -f.minY)
                        )
                }
                .frame(height: 0) // marker
            }
            .onPreferenceChange(ScrollOffsetPreferenceKey.self, perform: onChange)
    }
}

extension View {
    func onScrollOffset(in coordinateSpace: String, perform: @escaping (ScrollOffset) -> Void) -> some View {
        modifier(TrackScrollOffset(coordinateSpace: coordinateSpace, onChange: perform))
    }
}

AppStore卡审44小时的产品,重新提交后已经过审了。

背景

上回书说到本来应该从从容容、游刃有余的迭代,在进入正在审核之后历时了44个小时之后被拒审核。

反倒是成了匆匆忙忙、连滚带爬! 翻车的原因是因为内购恢复购买机制,不适适用于按照时间购买的产品。

苹果原文的意思,如果时间消耗类的产品需要恢复购买,那么需要新的恢复机制,而不应该要求用户强制登录Apple ID的方式重新获取资格。

另外,文末分享一个卡审一个月的截图

添加恢复购买的原因

之所以添加了这种恢复机制,是因为没有添加的时候也被会被拒审。

这就是苹果审核人员的多样性不加的时候说你不符合业务模式,添加了又说你机制不合理~ 这就很苹果!

整改策略

删! 没有什么需要过多解释的内容,每个审核人员的对于产品的理解程度都不一样,正所谓千人千面。所以在应对不同的审核人员的时候,就需要按照审核员的需求走。

做一个听话懂事的乖宝宝! 不要作,更不要叛逆。 尤其是说一些过激言论。

例如:之前的版本怎么怎么样!之前都过了啥啥! 嘴上吐吐槽就好了,别来真的。

这就好比上班看见某些领导就感觉晦气!看到某些同事就心烦!但是,面子还得过得去。

重新提审核

重新提交审核之后,正常排队等待了2天。

从进入审核到通过,耗时18分钟

毕竟邮件本身也有延时,那么实际过审时间基本上是在15分钟左右这样。

wecom-temp-256859-1c7b057b1be85deb28460a4a898f4591.jpg

所以,不用畏惧卡审的状态,心态要放平。没有问题的产品,苹果也不会鸡蛋里挑骨头。

最长卡审

审核一个月.jpg

遵守规则,方得长治久安,最后祝大家大吉大利,今晚过审!

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SwiftUI 支持呼吸动画的图片切换小控件

先看效果:

1.gif

一个基于 SwiftUI + UIKit 实现的优雅图片切换控件,支持呼吸式缩放动画和流畅的切换过渡效果

前言

在开发 iOS 应用时,我们经常需要展示图片轮播或切换效果。虽然市面上有很多成熟的图片轮播库,但有时候我们只需要一个简单、优雅且带有动画效果的图片切换控件。本文将介绍如何实现一个带有呼吸式缩放动画和平滑切换效果的图片展示控件。

✨ 核心特性

  • 🎬 呼吸式缩放动画:图片在展示时会有类似 Ken Burns 效果的缓慢缩放动画
  • 🔄 流畅切换过渡:切换图片时,旧图放大淡出,新图缩小淡入,视觉效果自然流畅
  • 🌐 双重图片支持:同时支持网络图片和本地资源图片
  • 防抖机制:内置防抖逻辑,避免快速切换导致的动画混乱
  • 🎨 SwiftUI 集成:通过 UIViewRepresentable 封装,可无缝集成到 SwiftUI 项目中

🎯 效果预览

控件在运行时具有以下动画效果:

  1. 待机状态:图片缓慢放大再缩小,循环播放(14秒一个周期)
  2. 切换动画
    • 当前图片放大 + 淡出(0.2秒)
    • 新图片从小到大 + 淡入(0.35秒)
    • 切换完成后,新图片继续播放呼吸动画

🏗️ 实现原理

整体架构

控件由以下几个核心部分组成:

AnimatedImageView (UIView)
├── currentImgView (当前显示的图片)
├── willShowImgView (即将显示的图片)
├── 缩放动画逻辑
├── 切换动画逻辑
└── 图片加载机制

关键技术点

1. 双 ImageView 架构

使用两个 UIImageView 来实现平滑的切换效果:

private var currentImgView = UIImageView()  // 当前显示的图片
private var willShowImgView = UIImageView() // 待切换的图片

这种设计让我们可以在切换时同时对两张图片应用不同的动画,从而实现自然的过渡效果。

2. 三种尺寸状态

为了实现缩放动画,控件定义了三种尺寸状态:

private var originalBounds: CGRect = .zero  // 原始尺寸
private var smallBounds: CGRect = .zero     // 小尺寸(90%)
private var bigBounds: CGRect = .zero       // 大尺寸(125%)

图片会在这些尺寸之间进行动画过渡:

// 计算缩放尺寸
let sigleScale = 0.05
let doubleScale = 1.0 + sigleScale * 2

// 图片比视图大 10%,用于缩放动画时不露出边缘
let imgWidth = width * doubleScale
let imgHeight = height * doubleScale

3. 呼吸式缩放动画

使用 CABasicAnimation 实现无限循环的呼吸效果:

private func addScaleAnimation() {
    guard shouldContinueScaling else { return }
    
    let anim = CABasicAnimation(keyPath: "bounds")
    anim.fromValue = originalBounds
    anim.toValue = bigBounds
    anim.duration = scaleDuration  // 14秒
    anim.autoreverses = true        // 自动反向
    anim.repeatCount = .infinity    // 无限循环
    anim.timingFunction = CAMediaTimingFunction(name: .easeInEaseOut)
    currentImgView.layer.add(anim, forKey: "scaleLoop")
}

4. 切换动画组合

切换时同时执行四个动画:

private func animateSwitch(completion: @escaping () -> Void) {
    // 当前图片:放大 + 淡出
    let shrinkAnim = CABasicAnimation(keyPath: "bounds")
    shrinkAnim.fromValue = originalBounds
    shrinkAnim.toValue = bigBounds
    shrinkAnim.duration = switchDuration - 0.15
    
    let fadeAnim = CABasicAnimation(keyPath: "opacity")
    fadeAnim.fromValue = 1
    fadeAnim.toValue = 0
    fadeAnim.duration = switchDuration - 0.15
    
    // 新图片:缩小到放大 + 淡入
    let expandAnim = CABasicAnimation(keyPath: "bounds")
    expandAnim.fromValue = smallBounds
    expandAnim.toValue = originalBounds
    expandAnim.duration = switchDuration
    
    let unfadeAnim = CABasicAnimation(keyPath: "opacity")
    unfadeAnim.fromValue = 0
    unfadeAnim.toValue = 1.0
    unfadeAnim.duration = switchDuration
    
    // 使用 CATransaction 确保动画同步
    CATransaction.begin()
    CATransaction.setCompletionBlock {
        // 切换完成后的清理工作
        self.currentImgView.image = self.willShowImgView.image
        // ... 重置状态
        completion()
    }
    
    currentImgView.layer.add(shrinkAnim, forKey: "shrinkAnim")
    currentImgView.layer.add(fadeAnim, forKey: "fadeAnim")
    willShowImgView.layer.add(expandAnim, forKey: "expandAnim")
    willShowImgView.layer.add(unfadeAnim, forKey: "unfadeAnim")
    
    CATransaction.commit()
}

5. 防抖机制

为了避免快速切换造成的动画混乱,实现了防抖和队列机制:

private var debounceWorkItem: DispatchWorkItem?
private let debounceDelay: TimeInterval = 0.15
private var pendingImages: [String] = []

func setImage(_ source: String) {
    // 取消之前的防抖任务
    debounceWorkItem?.cancel()
    
    // 清空队列,只保留最新的图片
    pendingImages.removeAll()
    pendingImages.append(source)
    
    // 延迟执行
    let workItem = DispatchWorkItem { [weak self] in
        guard let self = self else { return }
        if !self.isSwitching {
            self.showNextImage()
        }
    }
    debounceWorkItem = workItem
    DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: .now() + debounceDelay, execute: workItem)
}

6. 图片加载(支持网络和本地)

自动识别图片源类型并使用对应的加载方式:

private func loadImage(from source: String, completion: @escaping (UIImage?) -> Void) {
    if isNetworkURL(source) {
        // 加载网络图片
        guard let url = URL(string: source) else {
            completion(nil)
            return
        }
        
        URLSession.shared.dataTask(with: url) { data, response, error in
            guard let data = data, let image = UIImage(data: data) else {
                completion(nil)
                return
            }
            completion(image)
        }.resume()
    }
    else {
        // 加载本地图片
        DispatchQueue.global(qos: .userInitiated).async {
            let image = UIImage(named: source)
            completion(image)
        }
    }
}

private func isNetworkURL(_ string: String) -> Bool {
    return string.hasPrefix("http://") || string.hasPrefix("https://")
}

💻 代码实现

核心控件:AnimatedImageView

完整的 AnimatedImageView.swift 实现:

import UIKit

public final class AnimatedImageView: UIView {
    private var switchDuration: CGFloat = 0.35  // 切换动画时长
    private var scaleDuration: CGFloat = 14     // 缩放动画时长
    
    private var currentImgView = UIImageView()
    private var willShowImgView = UIImageView()
    private var shouldContinueScaling = false
    private var originalBounds: CGRect = .zero
    private var smallBounds: CGRect = .zero
    private var bigBounds: CGRect = .zero
    
    private var pendingImages: [String] = []
    var isSwitching = false
    var firstImgSource = ""
    var hasFirstImgSource = false
    private var debounceWorkItem: DispatchWorkItem?
    private let debounceDelay: TimeInterval = 0.15
    
    /// 设置图片(支持网络URL或本地图片名称)
    func setImage(_ source: String) {
        if hasFirstImgSource == false {
            firstImgSource = source
            hasFirstImgSource = true
            return
        }
        
        debounceWorkItem?.cancel()
        pendingImages.removeAll()
        pendingImages.append(source)
        
        let workItem = DispatchWorkItem { [weak self] in
            guard let self = self else { return }
            if !self.isSwitching {
                self.showNextImage()
            }
        }
        debounceWorkItem = workItem
        DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: .now() + debounceDelay, execute: workItem)
    }
    
    override init(frame: CGRect) {
        super.init(frame: frame)
        initImages()
    }
    
    required init?(coder: NSCoder) {
        super.init(coder: coder)
        initImages()
    }
    
    // 创建图片视图
    private func initImages() {
        willShowImgView.contentMode = .scaleAspectFill
        willShowImgView.clipsToBounds = true
        addSubview(willShowImgView)
        
        currentImgView.contentMode = .scaleAspectFill
        currentImgView.clipsToBounds = true
        addSubview(currentImgView)
    }
    
    // 设置图片大小
    public override func layoutSubviews() {
        super.layoutSubviews()
        
        let sigleScale = 0.05
        let doubleScale = 1.0 + sigleScale * 2
        let width = bounds.width
        let height = bounds.height
        
        let x = -width * sigleScale
        let y = -height * sigleScale
        let imgWidth = width * doubleScale
        let imgHeight = height * doubleScale
        
        currentImgView.frame = CGRect(x: x, y: y, width: imgWidth, height: imgHeight)
        willShowImgView.frame = currentImgView.frame
        
        // 记录初始 bounds
        if originalBounds == .zero {
            originalBounds = currentImgView.frame
            
            // 小尺寸(90%)
            let smallScale = 0.10
            smallBounds = originalBounds.insetBy(
                dx: originalBounds.width * (smallScale / 2.0),
                dy: originalBounds.height * (smallScale / 2.0)
            )
            
            // 大尺寸(125%)
            let bigScale = 0.25
            bigBounds = originalBounds.insetBy(
                dx: -originalBounds.width * (bigScale / 2.0),
                dy: -originalBounds.height * (bigScale / 2.0)
            )
            
            // 加载首张图片
            if firstImgSource.isEmpty {
                currentImgView.image = getDefaultImage()
                startScaleAnimation()
            } else {
                loadImage(from: firstImgSource) { [weak self] image in
                    guard let self = self else { return }
                    DispatchQueue.main.async {
                        self.currentImgView.image = image ?? self.getDefaultImage()
                        self.startScaleAnimation()
                    }
                }
            }
        }
    }
    
    // ... 其他方法(图片加载、动画等)
}

SwiftUI 封装

通过 UIViewRepresentable 将 UIKit 控件桥接到 SwiftUI:

public struct SwiftUIAnimatedImageView: UIViewRepresentable {
    let image: String
    
    public func makeUIView(context: Context) -> AnimatedImageView {
        let view = AnimatedImageView()
        return view
    }
    
    public func updateUIView(_ uiView: AnimatedImageView, context: Context) {
        uiView.setImage(image)
    }
}

🚀 使用方法

基础使用

import SwiftUI

struct ContentView: View {
    @State private var currentIndex: Int = 1
    
    var body: some View {
        SwiftUIAnimatedImageView(image: "\(currentIndex)")
            .ignoresSafeArea()
    }
}

完整示例(带切换按钮)

struct ContentView: View {
    @State private var currentIndex: Int = 1
    private let minIndex = 1
    private let maxIndex = 5
    
    var body: some View {
        SwiftUIAnimatedImageView(image: String(currentIndex))
            .ignoresSafeArea()
            .overlay {
                HStack(spacing: 30) {
                    // 上一张按钮
                    Button {
                        previousImage()
                    } label: {
                        HStack(spacing: 8) {
                            Image(systemName: "chevron.left")
                            Text("上一张")
                        }
                        .font(.system(size: 16, weight: .medium))
                        .foregroundColor(.white)
                        .padding(.horizontal, 20)
                        .padding(.vertical, 12)
                        .background(
                            RoundedRectangle(cornerRadius: 10)
                                .fill(Color.blue.gradient)
                        )
                    }
                    
                    // 下一张按钮
                    Button {
                        nextImage()
                    } label: {
                        HStack(spacing: 8) {
                            Text("下一张")
                            Image(systemName: "chevron.right")
                        }
                        .font(.system(size: 16, weight: .medium))
                        .foregroundColor(.white)
                        .padding(.horizontal, 20)
                        .padding(.vertical, 12)
                        .background(
                            RoundedRectangle(cornerRadius: 10)
                                .fill(Color.blue.gradient)
                        )
                    }
                }
            }
    }
    
    private func previousImage() {
        if currentIndex <= minIndex {
            currentIndex = maxIndex
        } else {
            currentIndex -= 1
        }
    }
    
    private func nextImage() {
        if currentIndex >= maxIndex {
            currentIndex = minIndex
        } else {
            currentIndex += 1
        }
    }
}

使用网络图片

SwiftUIAnimatedImageView(image: "https://example.com/image.jpg")

🎨 自定义配置

你可以根据需求调整以下参数:

参数 说明 默认值
switchDuration 切换动画时长 0.35秒
scaleDuration 呼吸缩放动画时长 14秒
debounceDelay 防抖延迟 0.15秒
smallScale 小尺寸缩放比例 0.10 (90%)
bigScale 大尺寸缩放比例 0.25 (125%)

修改示例:

// 在 AnimatedImageView 中
private var switchDuration: CGFloat = 0.5  // 切换更慢
private var scaleDuration: CGFloat = 10    // 呼吸更快

📝 技术要点总结

  1. 动画分层:将呼吸动画和切换动画分离,互不干扰
  2. 状态管理:使用 isSwitching 标志避免动画冲突
  3. 内存优化:使用 weak self 避免循环引用
  4. 视觉连续性:图片比容器大 10%,缩放时不露边
  5. 时序控制:使用 CATransaction 确保动画同步
  6. 用户体验:防抖机制避免快速点击造成的混乱

💡 进阶优化建议

  1. 图片缓存:集成 SDWebImage 或 Kingfisher 提升网络图片加载性能
  2. 自定义动画:开放动画参数,允许外部自定义动画效果
  3. 手势支持:添加左右滑动手势切换图片
  4. 预加载:提前加载下一张图片,减少等待时间
  5. 性能监控:添加帧率监控,确保动画流畅度

🎉 总结

本文实现的图片切换控件具有以下优势:

  • 优雅的视觉效果:呼吸式动画 + 平滑切换
  • 良好的性能:使用 CAAnimation,GPU 加速
  • 易于集成:SwiftUI 友好,一行代码即可使用
  • 灵活可扩展:支持本地和网络图片,易于定制

如果你的项目需要一个简洁但不失优雅的图片展示控件,不妨试试这个方案。代码简洁,效果出众,相信能为你的 App 增色不少!


相关技术栈:SwiftUI、UIKit、Core Animation、CABasicAnimation、UIViewRepresentable

适用场景:背景图片展示、产品轮播、引导页、登录页背景等

源码地址FMAnimatedImageView


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Swift 扩展(Extension)指南——给现有类型“加外挂”的正规方式

什么是 Extension

  1. 定义

    extension 是 Swift 提供的一种纵向扩展机制:“不修改原始代码、不创建子类”的前提下,给任意类型(class / struct / enum / protocol)追加功能。

  2. 与 OC Category 的区别

    • OC Category 需要名字,Swift 扩展无名字。
    • OC Category 能“声明”属性但不能“实现”存储属性;Swift 扩展同样只能写计算属性,但编译期直接报错而非运行时崩溃。
    • Swift 扩展支持协议遵守、泛型 where 约束,OC 做不到。

语法模板

extension 已有类型 [:协议1, 协议2] {
    // 新增功能
}

注意:

  • 扩展体里不能写 stored property(存储属性)。
  • 扩展体里不能给类新增deinit designated init
  • 扩展会全局生效,只要模块被 import,功能就可见;因此务必把“只内部用”的扩展标记为internalprivate

7 大能力逐一拆解

  1. 计算属性(只读 & 读写)
extension Double {
    // 以下都是“计算型属性”,底层无存储,每次实时计算
    var m: Double { self }              // 米
    var km: Double { self * 1_000.0 }   // 千米 → 米
    var ft: Double { self / 3.28084 }   // 英尺 → 米
    var cm: Double { self / 100.0 }     // 厘米 → 米
}

// 用法:链式调用、参与运算
let runWay = 3.5.km + 200.m           // 3 700 米
print("跑道长度:\(runWay)m")

常见坑:

  • set 时必须同时提供 get
  • 计算属性如果算法复杂,考虑用方法替代,避免“看起来像属性却耗时”的歧义。
  1. 方法(实例 & 类型)
extension Int {
    /// 将当前数值作为次数,重复执行无参闭包
    func repetitions(task: () -> Void) {
        for _ in 0..<self { task() }
    }
}

3.repetitions {
    print("Hello extension")
}

可变方法(mutating)

扩展里修改值类型自身时,必须加 mutating

extension Int {
    mutating func square() {
        self = self * self
    }
}

var num = 9
num.square()        // 81
  1. 便利构造器(convenience init)

规则:

  • 只能给类加 convenience init
  • 必须横向调用同类中的 designated init
  • 值类型(struct/enum)扩展可写任意 init,只要“所有属性有默认值”或“最终横向调到原 init”。
struct Size { var width = 0.0, height = 0.0 }
struct Point { var x = 0.0, y = 0.0 }

struct Rect {
    var origin = Point()
    var size = Size()
}

extension Rect {
    /// 通过中心点和尺寸创建矩形
    init(center: Point, size: Size) {
        let originX = center.x - size.width / 2
        let originY = center.y - size.height / 2
        // 横向调用原成员构造器
        self.init(origin: Point(x: originX, y: originY), size: size)
    }
}

let rect = Rect(center: Point(x: 5, y: 5), size: Size(width: 20, height: 10))
  1. 下标(Subscript)
extension Int {
    subscript(digitIndex: Int) -> Int {
        // 位数不足左侧补 0
        var decimal = 1
        for _ in 0..<digitIndex { decimal *= 10 }
        return (self / decimal) % 10
    }
}

123456789[0]   // 9
123456789[3]   // 6
  1. 嵌套类型
extension Int {
    enum Kind { case negative, zero, positive }
    
    var kind: Kind {
        switch self {
        case 0: return .zero
        case let x where x > 0: return .positive
        default: return .negative
        }
    }
}

// 使用
let nums = [-3, 0, 5]
for n in nums {
    print(n.kind)
}
  1. 协议遵守(Retroactive Modeling)

场景:第三方库定义了 User,你需要让 User 支持 Codable,但源码不可改。

做法:写扩展即可。

// 假设 User 是别人的类型
struct User { let name: String }

// 我让它直接支持 Codable
extension User: Codable { }

// 现在可以
let data = try JSONEncoder().encode(User(name: "Kim"))
  1. 扩展泛型 + where 约束
extension Array where Element == Int {
    /// 仅当数组元素是 Int 时可用
    func sum() -> Int { reduce(0, +) }
}

[1, 2, 3].sum()   // 6
["a", "b"].sum()  // 编译错误,方法不可见

扩展不能做的事

  1. 不能写 stored property(不会分配内存)。
  2. 不能给类新增 deinit / designated init
  3. 不能覆盖(override)已有方法——但可以重载(overload)或使用协议默认实现“屏蔽”。
  4. 扩展中声明的私有属性/方法,作用域遵循 Swift 访问级别规则;跨模块扩展时,默认无法访问 internal 成员,除非使用 @testable

实践总结

  1. 命名与作用域

    • 扩展文件统一命名 类型+功能.swift,例如 Double+Distance.swift
    • 只在本文件使用的扩展,用 private extension 包起来,避免“全局污染”。
  2. 计算属性 vs 方法

    • 无副作用、O(1) 返回,用属性;
    • 有 IO、算法复杂、可能抛异常,用方法。
  3. 协议优先

    如果功能具备“通用性”,先定义协议,再用扩展提供默认实现,例如:

    protocol ReusableView: AnyObject { static var reuseID: String { get } }
    extension ReusableView {
        static var reuseID: String { String(describing: self) }
    }
    // 所有 UITableViewCell 一键获得 reuseID
    
  4. 避免“上帝扩展”

    一个文件里动辄几百行的扩展,后期维护成本极高。按“能力维度”拆文件:

    UIView+Shadow.swift

    UIView+Gradient.swift

    UIView+Snapshot.swift

可落地的 3 个业务场景

  1. 路由参数解析

    URL 扩展计算属性,快速取 query 值:

    extension URL {
        var queryParameters: [String: String] {
            guard let q = query else { return [:] }
            return q.split(separator: "&").reduce(into: [:]) { result, pair in
                let kv = pair.split(separator: "=", maxSplits: 1)
                result[String(kv[0])] = kv.count > 1 ? String(kv[1]) : ""
            }
        }
    }
    
  2. 错误日志统一

    Error 扩展 log() 方法,一键上报:

    extension Error {
        func log(file: String = #file, line: Int = #line) {
            let msg = "\(Self.self) in \(file.split(separator: "/").last ?? ""):\(line)\(localizedDescription)"
            Logger.shared.error(msg)
        }
    }
    
  3. 商城 SKU 模型

    后端返回的 SKU 结构体缺少“是否缺货”字段,用扩展追加计算属性,避免改原始模型:

    extension SKU {
        var isOutOfStock: Bool { stock <= 0 }
    }
    

结语

扩展是 Swift “开闭原则”的最佳注脚:

  • 对修改封闭(不动源码),对扩展开放(任意追加)。

  • 用好扩展,可以让主类型保持简洁、让功能按“维度”聚类、让团队协作不打架。

但切记:

  • “能力越大,责任越大”——不加节制地全局扩展,会让调用链难以追踪、命名冲突概率增大。

  • 先想清楚“这是共性能力还是业务补丁”,再决定“用扩展、用包装器、用继承还是用组合”。

【Swift 错误处理全解析】——从 throw 到 typed throws,一篇就够

为什么“错误处理”不能被忽略

  1. 可选值(Optional)只能表达“有没有值”,却无法说明“为什么没值”。
  2. 网络、磁盘、用户输入等真实世界操作,失败原因往往有多种:文件不存在、权限不足、格式错误、余额不足……
  3. 如果调用方不知道具体原因,就只能“一刀切”地崩溃或返回 nil,用户体验和可维护性都大打折扣。

Swift 把“错误”抽象成一套类型系统级机制:

  • 任何类型只要遵守 Error 协议,就可以被抛出、传播、捕获。
  • 编译器强制你处理或继续传播,不会出现“忘记检查错误”的漏洞。

Error 协议与枚举——给错误“建模”

Swift 的 Error 是一个空协议,作用类似“标记”。

最常用做法是枚举 + 关联值,把“错误场景”列清楚:

// 自动贩卖机可能发生的三种错误
enum VendingMachineError: Error {
    case invalidSelection            // 选品不存在
    case insufficientFunds(coinsNeeded: Int) // 钱不够,还差多少
    case outOfStock                  // 售罄
}

抛出错误:throw

throw 会立即结束当前执行流,把错误“往上扔”。

throw VendingMachineError.insufficientFunds(coinsNeeded: 5)

传播错误:throws / rethrows

  1. 在函数声明后写 throws,表示“这个函数可能抛出任何 Error”。
  2. 如果参数里含有 throwing 闭包,可用 rethrows 表明“我只传递闭包的错误,自己不会主动抛”。
// 返回 String,但可能抛出错误
func canThrowErrors() throws -> String { throw VendingMachineError.outOfStock }

// 不会抛
func cannotThrowErrors() -> String {""}

捕获与处理:4 种策略

  1. do-catch(最常用)

    • 可以精确匹配到具体 case,也可以用通配符。
    • 没有匹配时,错误继续向外传播。
var vm = VendingMachine()
vm.coinsDeposited = 8

do {
    try buyFavoriteSnack(person: "Alice", vendingMachine: vm)
    print("购买成功!咔嚓咔嚓~")
} catch VendingMachineError.insufficientFunds(let need) {
    print("余额不足,还需投入 \(need) 枚硬币")
} catch {
    // 兜住所有剩余错误
    print("其他意外错误:\(error)")
}
  1. try? —— 把错误变成可选值

    • 只要抛错,结果就是 nil,适合“失败就拉倒”的场景。
let data = try? loadDataFromDisk()   // 失败返回 nil,不care原因
  1. try! —— 禁用错误传播(相当于断言)

    • 仅当你 100% 确定不会抛时才用,否则运行期崩溃。
let img = try! loadImage(atPath: "App.bundle/avatar.png")
  1. 继续向上抛

    • 调用方也是 throws 函数,直接写 try 即可,错误自动上浮。

带类型的 throws(Swift 5.x 起)

以前只能写 throws,意味着“任何 Error”;现在可以写 throws(具体类型),让编译器帮你检查:

  • 只能抛声明的类型,抛其他类型直接编译失败。
  • 内存分配更可预测,适合嵌入式或超高性能场景。
  • 库作者可以把“内部错误”隐藏起来,避免暴露实现细节。
enum StatisticsError: Error {
    case noRatings
    case invalidRating(Int)
}

// 明确只抛 StatisticsError
func summarize(_ ratings: [Int]) throws(StatisticsError) {
    guard !ratings.isEmpty else { throw .noRatings }

    var counts = [1:0, 2:0, 3:0]
    for r in ratings {
        guard (1...3).contains(r) else { throw .invalidRating(r) }
        counts[r, default: 0] += 1
    }
    print("星数分布:*=\(counts[1]!) **=\(counts[2]!) ***=\(counts[3]!)")
}

调用侧:

do {
    try summarize([])               // 会抛 .noRatings
} catch {
    // 编译器知道 error 就是 StatisticsError,可穷举 switch
    switch error {
    case .noRatings: print("没有任何评分")
    case .invalidRating(let r): print("非法评分值:\(r)")
    }
}

清理资源:defer

无论作用域是正常 return 还是抛错,defer 都会“倒序”执行,常用来关闭文件、释放锁、回滚事务。

func processFile(path: String) throws {
    guard exists(path) else { throw CocoaError.fileNoSuchFile }
    let fd = open(path)              // 获取文件描述符
    defer { close(fd) }              // 保证最后一定关闭

    while let line = try fd.readline() {
        /* 处理行,可能抛出错误 */
    }
}   // 离开作用域时,defer 自动执行

实战:一个“网络镜像下载器”错误链

需求:

  1. 根据 URL 下载镜像;
  2. 可能失败:网络超时 / HTTP 非 200 / 本地无法写入;
  3. 调用方只想知道“成功文件路径”或“具体失败原因”。
enum DownloaderError: Error {
    case timeout
    case httpStatus(Int)
    case ioError(Error)
}

func downloadImage(url: String, to localPath: String) throws(DownloaderError) {
    // 伪代码:网络请求
    guard let data = try? Network.syncGet(url, timeout: 10) else {
        throw .timeout
    }
    guard data.response.status == 200 else {
        throw .httpStatus(data.response.status)
    }
    do {
        try data.body.write(to: localPath)
    } catch {
        throw .ioError(error)   // 把底层 IO 错误包装一层
    }
}

// 调用者
do {
    let path = try downloadImage(url: "https://example.com/a.jpg",
                                 to: "/tmp/a.jpg")
    print("下载完成,文件在:\(path)")
} catch DownloaderError.timeout {
    print("下载超时,请检查网络")
} catch DownloaderError.httpStatus(let code) {
    print("服务器异常,状态码:\(code)")
} catch {
    // 剩余唯一可能是 .ioError
    print("磁盘写入失败:\(error)")
}

总结与建议

  1. 优先用“枚举 + 关联值”给错误建模,调用者易读、易穷举。
  2. 对外 API 先写普通 throws,等接口稳定、错误范围确定后再考虑 throws(具体类型),避免早期过度承诺。
  3. 不要把“用户可恢复错误”与“程序逻辑错误”混为一谈:
    • 可恢复 → Error
    • 逻辑错误 → assert / precondition / fatalError
  4. 写库时,把“内部实现错误”用 throws(MyInternalError) 隐藏,对外统一转译成公共 Error,可降低耦合。
  5. defer 不要滥用,能早释放就早释放;写多个 defer 时注意“倒序”执行顺序。

【Swift 并发编程入门】——从 async/await 到 Actor,一文看懂结构化并发

为什么官方要重做并发模型?

  1. 回调地狱

    过去写网络层,三步操作(读配置→请求→刷新 UI)要嵌套三层 closure,改起来像“剥洋葱”。

  2. 数据竞争难查

    多个线程同时写同一个 var,80% 崩溃出现在用户设备,本地调试复现不了。

  3. 结构化生命周期

    GCD 的 queue 没有“父-子”关系,任务飞出 App 生命周期后还在跑,造成野任务。

Swift 5.5 引入的 结构化并发(Structured Concurrency) 把“异步”和“并行”收编进语言层:

  • 编译期即可发现数据竞争(Data Race)
  • 所有异步路径必须标记 await,一眼看出挂起点
  • 任务自动形成树形层级,父任务取消,子任务必取消

核心语法 6 连击

关键字 作用 记忆口诀
async 声明函数“可能中途睡觉” 写在参数表后、-> 前
await 调用 async 函数时“可能卡这里” 必须写,不然编译器报错
async let 并行启动子任务,先跑后等 “先开枪后瞄准”
TaskGroup 动态产生 n 个任务 批量下载最爱
Actor 让“可变状态”串行访问 自带一把串行锁
@MainActor 让代码只在主线程跑 UI 必用

async/await 最简闭环

// 1️⃣ 把耗时函数标记为 async
func listPhotos(inGallery gallery: String) async throws -> [String] {
    try await Task.sleep(for: .milliseconds(Int.random(in: 0...500)))          // 模拟网络
    return ["img1", "img2", "img3"]
}

// 2️⃣ 调用方用 await 挂起
Task {
    let photos = try await listPhotos(inGallery: "Vacation")
    print("拿到 \(photos.count) 张图片")
}

注意点

  • 只有 async 上下文才能调用 async 函数——同步函数永远写不了 await
  • 没有 dispatch_async 那种“偷偷后台跑”的魔法,挂起点 100% 显式。

异步序列 —— 一次拿一条

传统回调“一口气全回来”,内存压力大;AsyncSequence 支持“来一个处理一个”。

import Foundation

// 自定义异步序列:每 0.5s 吐一个整数
struct Counter: AsyncSequence {
    typealias Element = Int
    struct AsyncIterator: AsyncIteratorProtocol {
        var current = 1
        mutating func next() async -> Int? {
            guard current <= 5 else { return nil }
            try? await Task.sleep(for: .seconds(0.5))
            defer { current += 1 }
            return current
        }
    }
    func makeAsyncIterator() -> AsyncIterator { AsyncIterator() }
}

// 使用 for-await 循环
Task {
    for await number in Counter() {
        print("收到数字", number)   // 1 2 3 4 5,间隔 0.5s
    }
}

并行下载:async let vs TaskGroup

场景:一次性拉取前三张大图,互不等待。

  1. async let 写法(任务数量固定)
func downloadPhoto(named: String) async throws -> String {
    try await Task.sleep(for: .milliseconds(Int.random(in: 0...500)))
    return named
}
func downloadThree() async throws -> [String] {
    // 同时启动 3 个下载
    async let first  = downloadPhoto(named: "1")
    async let second = downloadPhoto(named: "2")
    async let third  = downloadPhoto(named: "3")
    
    // 到这里才真正等待
    return try await [first, second, third]
}
  1. TaskGroup 写法(数量运行时决定)
func downloadAll(names: [String]) async throws -> [String] {
    return try await withThrowingTaskGroup(of: String.self) {
        group in
        for name in names {
            group.addTask {
                try await downloadPhoto(named: name)
            }
        }
        var results: [String] = []
        // 顺序无所谓,先下完先返回
        for try await data in group {
            results.append(data)
        }
        return results
    }
}

任务取消 —— 合作式模型

Swift 不会“硬杀”线程,任务要自己检查取消标志:

Task {
    let task = Task {
        for i in 1...100 {
            try Task.checkCancellation()   // 被取消会抛 CancellationError
            try await Task.sleep(for: .milliseconds(1))
            print("第 \(i) 毫秒")
        }
    }
    // 120 毫秒后取消
    try await Task.sleep(for: .milliseconds(120))
    task.cancel()
}

子任务会大概执行到60毫秒左右,是因为Task开启需要时间

Actor —— 让“可变状态”串行化

actor TemperatureLogger {
    private(set) var max: Double = .leastNormalMagnitude
    private var measurements: [Double] = []
    
    func update(_ temp: Double) {
        measurements.append(temp)
        max = Swift.max(max, temp)   // 内部无需 await
    }
}

// 使用
let logger = TemperatureLogger()
Task {
    await logger.update(30.5)      // 外部调用需要 await
    let currentMax = await logger.max
    print("当前最高温", currentMax)
}

编译器保证:

  • 任意时刻最多 1 个任务在 logger 内部执行
  • 外部访问自动加 await,天然线程安全

MainActor —— 专为 UI 准备的“主线程保险箱”

@MainActor
func updateUI(with image: UIImage) {
    imageView.image = image      // 100% 主线程
}

// 在后台任务里调用
Task {
    let img = await downloadPhoto(named: "cat")
    await updateUI(with: img)    // 编译器提醒写 await
}

也可以直接给整个类/结构体加锁:

@MainActor
class PhotoGalleryViewModel: ObservableObject {
    @Published var photos: [UIImage] = []
    // 所有属性 & 方法自动主线程
}

Sendable —— 跨并发域的“通行证”

只有值类型(struct/enum)且内部所有属性也是 Sendable,才允许在任务/actor 之间自由传递;

class 默认不 Sendable,除非手动加 @MainActor 或自己实现同步。

struct TemperatureReading: Sendable {   // 编译器自动推断
    var uuid: UUID
    var celsius: Double
}

class NonSafe: @unchecked Sendable {    // 自己保证线程安全
    private let queue = DispatchQueue(label: "lock")
    private var _value: Int = 0
    var value: Int {
        queue.sync { _value }
    }
    func increment() {
        queue.async { self._value += 1 }
    }
}

实战套路小结

  1. 入口用 Task {} 创建异步上下文
  2. 有依赖关系 → 顺序 await
  3. 无依赖关系 → async letTaskGroup
  4. 可变状态 → 收进 actor
  5. UI 刷新 → 贴 @MainActor
  6. 跨任务传值 → 先检查 Sendable

容易踩的 4 个坑

现象 官方建议
在同步函数里强行 await 编译直接报错 从顶层入口开始逐步 async 化
把大计算放进 async 函数 仍然卡住主线程 Task.detached 丢到后台
Actor 里加 await 造成重入 状态不一致 把“读-改-写”做成同步方法
忘记处理取消 用户返回页面还在下载 周期 checkCancellation

扩展场景:SwiftUI + Concurrency 一条龙

struct ContentView: View {
    @StateObject var vm = PhotoGalleryViewModel()
    
    var body: some View {
        ScrollView {
            LazyVStack {
                ForEach(vm.photos.indices, id: \.self) { i in
                    Image(uiImage: vm.photos[i])
                        .resizable()
                        .scaledToFit()
                }
            }
        }
        .task {                      // SwiftUI 提供的并发生命周期
            await vm.loadGallery()   // 离开页面自动取消
        }
    }
}

@MainActor
class PhotoGalleryViewModel: ObservableObject {
    @Published var photos: [UIImage] = []
    
    func loadGallery() async {
        let names = await api.listPhotos()
        let images = await withTaskGroup(of: UIImage.self) { group -> [UIImage] in
            for name in names {
                group.addTask { await api.downloadPhoto(named: name) }
            }
            return await group.reduce(into: []) { $0.append($1) }
        }
        self.photos = images
    }
}

总结 & 展望

Swift 的并发设计把“容易写错”的地方全部做成编译期错误:

  • 忘写 await → 编译失败
  • 数据竞争 → 编译失败
  • 跨域传非 Sendable → 编译失败

这让大型项目的并发代码第一次拥有了“可维护性”——读代码时,只要看见 await 就知道这里会挂起;看见 actor 就知道内部状态绝对安全;看见 @MainActor 就知道 UI 操作不会蹦到后台线程。

《Flutter全栈开发实战指南:从零到高级》- 11 -状态管理Provider

Provider状态管理

本文是《Flutter全栈开发实战指南》系列的第11篇,将带你深入掌握Flutter中最流行的状态管理方案——Provider,通过实战案例彻底理解其核心原理和高级用法。

为什么需要状态管理?

在开始学习Provider之前,我们先来思考一个基本问题:为什么Flutter应用需要状态管理?

想象一下有这样一个场景:你的应用中有多个页面都需要显示用户信息,当用户在"设置"页面修改了个人信息后,你希望其他所有页面都能立即更新显示最新的信息。如果没有状态管理,你就需要在各个页面之间手动传递回调函数,或者使用全局变量,这样会导致代码耦合度高、难以维护。

状态管理解决了以下核心问题:

  • 数据共享:多个组件访问同一份数据
  • 状态同步:数据变化时自动更新所有依赖的组件
  • 关注点分离:将业务逻辑与UI逻辑解耦
  • 可测试性:更容易编写单元测试和集成测试

一、Provider的发展史

1.1 Flutter状态管理演进史

为了更好地理解Provider的价值,让我们简单了解下Flutter状态管理的演进过程:

基础期 (2018以前)    →    InheritedWidget + setState
                      ↓
爆发期 (2018-2019)   →    Redux、BLoC、Scoped Model  
                      ↓
成熟期 (2019-2020)   →    Provider成为官方推荐
                      ↓
现代期 (2020至今)    →    Riverpod、GetX等新兴方案

1.2 为什么选择Provider?

Provider之所以能成为官方推荐的状态管理方案,主要基于以下优势:

特性 说明 优点
简单易学 基于Flutter原生机制 学习曲线平缓
性能优秀 精确重建机制 避免不必要的Widget重建
代码精简 减少样板代码 提高开发效率
调试方便 强大的开发工具 便于问题排查
生态完善 丰富的扩展包 满足各种复杂场景

二、Provider核心概念

2.1 Provider的三大核心要素

Provider的核心架构可以概括为三个关键要素,它们共同构成了完整的状态管理解决方案:

// Provider架构的核心三要素示意图
// 1. 数据模型 (Model) - 存储状态数据
// 2. 提供者 (Provider) - 提供数据访问
// 3. 消费者 (Consumer) - 使用数据并响应变化

让我们通过一个简单的UML类图来理解它们之间的关系:

classDiagram
    class ChangeNotifier {
        <<abstract>>
        +addListener(listener)
        +removeListener(listener) 
        +notifyListeners()
        +hasListeners
    }
    
    class MyModel {
        -_data
        +getData()
        +setData()
        +dispose()
    }
    
    class Provider~T~ {
        +value T
        +of(context) T
        +create(covariant Provider~T~ create)
    }
    
    class Consumer~T~ {
        +builder(BuildContext, T, Widget) Widget
    }
    
    ChangeNotifier <|-- MyModel
    Provider <|-- ChangeNotifierProvider
    Consumer --> Provider : 依赖
    MyModel --> Provider : 封装

各组件职责说明:

  1. ChangeNotifier - 观察者模式的核心实现,负责管理监听器列表和通知变化
  2. Provider - 数据容器的包装器,负责在Widget树中提供数据实例
  3. Consumer - 数据消费者,在数据变化时自动重建对应的UI部分

2.2 Provider的工作原理

为了更直观地理解Provider的工作流程,我们来看一个完整的状态更新流程图:

sequenceDiagram
    participant U as User
    participant C as Consumer Widget
    participant P as Provider
    participant M as Model
    participant CN as ChangeNotifier
    
    C->>P: 注册监听
    U->>M: 执行数据变更
    M->>CN: 调用notifyListeners()
    CN->>P: 通知所有监听器
    P->>C: 触发重建
    C->>C: 使用新数据重建UI
  1. 初始化阶段:Consumer Widget在build方法中向Provider注册监听
  2. 用户交互阶段:用户操作触发Model中的数据变更方法
  3. 通知阶段:Model调用notifyListeners()通知所有注册的监听器
  4. 重建阶段:Provider接收到通知,触发所有依赖的Consumer重建
  5. 更新UI阶段:Consumer使用新的数据重新构建Widget,完成UI更新

三、ChangeNotifier使用介绍

3.1 创建数据Model

我们依然以一个计数器例子开始,深入了解ChangeNotifier的使用:

/// 计数器数据模型
/// 继承自ChangeNotifier,具备通知监听器的能力
class CounterModel extends ChangeNotifier {
  // 私有状态变量,外部不能直接修改
  int _count = 0;
  
  /// 获取当前计数值
  int get count => _count;
  
  /// 增加计数
  void increment() {
    _count++;
    // 通知所有监听器状态已改变
    notifyListeners();
    print('计数器增加至: $_count'); // 调试日志
  }
  
  /// 减少计数
  void decrement() {
    _count--;
    notifyListeners();
    print('计数器减少至: $_count'); // 调试日志
  }
  
  /// 重置计数器
  void reset() {
    _count = 0;
    notifyListeners();
    print('计数器已重置'); // 调试日志
  }
}

关键点解析:

  • 封装性_count是私有变量,只能通过提供的公共方法修改
  • 响应式:任何状态变更后都必须调用notifyListeners()
  • 可观测:getter方法提供只读访问,确保数据安全

3.2 在应用顶层提供数据

在Flutter应用中,我们通常需要在顶层提供状态管理实例:

void main() {
  runApp(
    /// 在应用顶层提供CounterModel实例
    /// ChangeNotifierProvider会自动处理模型的创建和销毁
    ChangeNotifierProvider(
      create: (context) => CounterModel(),
      child: MyApp(),
    ),
  );
}

class MyApp extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return MaterialApp(
      title: 'Provider示例',
      theme: ThemeData(primarySwatch: Colors.blue),
      home: CounterPage(),
    );
  }
}

Provider的放置策略:

  • 全局状态:放在main()函数中,MaterialApp之上
  • 页面级状态:放在具体页面的顶层
  • 局部状态:放在需要使用状态的Widget子树中

3.3 在UI中访问和使用状态

方法一:使用Consumer(推荐)
class CounterPage extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(title: Text('Provider计数器')),
      body: Center(
        child: Column(
          mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
          children: [
            Text('当前计数:', style: TextStyle(fontSize: 20)),
            
            /// Consumer会在数据变化时自动重建
            /// 只有这个部分会在计数器变化时重建,性能高效!
            Consumer<CounterModel>(
              builder: (context, counter, child) {
                print('Consumer重建: ${counter.count}'); // 调试日志
                return Text(
                  '${counter.count}',
                  style: TextStyle(fontSize: 48, fontWeight: FontWeight.bold),
                );
              },
            ),
            
            SizedBox(height: 20),
            _buildControlButtons(),
          ],
        ),
      ),
    );
  }
  
  /// 构建控制按钮
  Widget _buildControlButtons() {
    return Consumer<CounterModel>(
      builder: (context, counter, child) {
        return Row(
          mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
          children: [
            ElevatedButton(
              onPressed: counter.decrement,
              child: Icon(Icons.remove),
            ),
            SizedBox(width: 20),
            ElevatedButton(
              onPressed: counter.reset,
              child: Text('重置'),
            ),
            SizedBox(width: 20),
            ElevatedButton(
              onPressed: counter.increment,
              child: Icon(Icons.add),
            ),
          ],
        );
      },
    );
  }
}
方法二:使用Provider.of(简洁方式)
class CounterText extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    /// 使用Provider.of获取CounterModel实例
    /// 注意:listen: true 表示这个Widget会在数据变化时重建
    final counter = Provider.of<CounterModel>(context, listen: true);
    
    return Text(
      '${counter.count}',
      style: TextStyle(fontSize: 48, fontWeight: FontWeight.bold),
    );
  }
}

class IncrementButton extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    /// listen: false 表示这个Widget不需要在数据变化时重建
    /// 因为我们只是调用方法,不依赖数据显示
    final counter = Provider.of<CounterModel>(context, listen: false);
    
    return ElevatedButton(
      onPressed: counter.increment,
      child: Icon(Icons.add),
    );
  }
}

两种方式的对比总结:

特性 Consumer Provider.of
重建范围 仅builder函数 整个Widget
性能优化 精确控制重建范围 整个Widget重建
适用场景 复杂UI 简单UI、按钮操作

四、Consumer与Selector高级用法

4.1 Consumer的多种变体

Provider提供了多种Consumer变体,用于不同的使用场景:

/// 多Provider消费示例
class UserProfilePage extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(title: Text('用户资料')),
      body: Consumer2<UserModel, ThemeModel>(
        builder: (context, user, theme, child) {
          return Container(
            color: theme.backgroundColor,
            child: Column(
              children: [
                // 用户信息部分
                _buildUserInfo(user),
                // 使用child优化性能
                child!,
              ],
            ),
          );
        },
        /// child参数:不会重绘的部分
        child: _buildStaticContent(),
      ),
    );
  }
  
  Widget _buildUserInfo(UserModel user) {
    return Column(
      children: [
        Text(user.name, style: TextStyle(fontSize: 24)),
        Text(user.email),
      ],
    );
  }
  
  /// 静态内容,不会因为状态变化而重建
  Widget _buildStaticContent() {
    return Expanded(
      child: Container(
        padding: EdgeInsets.all(16),
        child: Text('这是静态内容,不会因为状态变化而重建'),
      ),
    );
  }
}

Consumer系列总结:

  • Consumer<T> - 消费单个Provider
  • Consumer2<T1, T2> - 消费两个Provider
  • Consumer3<T1, T2, T3> - 消费三个Provider
  • Consumer4<T1, T2, T3, T4> - 消费四个Provider
  • Consumer5<T1, T2, T3, T4, T5> - 消费五个Provider
  • Consumer6<T1, T2, T3, T4, T5, T6> - 消费六个Provider

4.2 Selector精确控制重建

Selector是Consumer的高性能版本,它可以精确控制什么情况下需要重建:

/// 用户列表项组件
class UserListItem extends StatelessWidget {
  final String userId;
  
  UserListItem({required this.userId});
  
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    /// Selector会在selectedUser变化时进行比较
    /// 只有when返回true时才会重建Widget
    return Selector<UserModel, User?>(
      selector: (context, userModel) => userModel.getUserById(userId),
      shouldRebuild: (previous, next) {
        /// 精确控制重建条件
        /// 只有用户数据真正发生变化时才重建
        return previous?.name != next?.name || 
               previous?.avatar != next?.avatar;
      },
      builder: (context, selectedUser, child) {
        if (selectedUser == null) {
          return ListTile(title: Text('用户不存在'));
        }
        
        return ListTile(
          leading: CircleAvatar(
            backgroundImage: NetworkImage(selectedUser.avatar),
          ),
          title: Text(selectedUser.name),
          subtitle: Text('最后活跃: ${selectedUser.lastActive}'),
          trailing: _buildOnlineIndicator(selectedUser.isOnline),
        );
      },
    );
  }
  
  Widget _buildOnlineIndicator(bool isOnline) {
    return Container(
      width: 12,
      height: 12,
      decoration: BoxDecoration(
        color: isOnline ? Colors.green : Colors.grey,
        shape: BoxShape.circle,
      ),
    );
  }
}

/// 用户模型扩展
class UserModel extends ChangeNotifier {
  final Map<String, User> _users = {};
  
  User? getUserById(String userId) => _users[userId];
  
  void updateUser(String userId, User newUser) {
    _users[userId] = newUser;
    notifyListeners();
  }
}

Selector的优势:

  1. 只在特定数据变化时重建,避免不必要的Widget重建
  2. 支持自定义比较逻辑,完全控制重建条件

4.3 Consumer vs Selector性能对比

通过一个实际测试来理解以下两者的性能差异:

class PerformanceComparison extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Column(
      children: [
        // 方法1: 使用Consumer - 每次count变化都会重建
        Consumer<CounterModel>(
          builder: (context, counter, child) {
            print('Consumer重建: ${DateTime.now()}');
            return Text('计数: ${counter.count}');
          },
        ),
        
        // 方法2: 使用Selector - 只有count为偶数时重建
        Selector<CounterModel, int>(
          selector: (context, counter) => counter.count,
          shouldRebuild: (previous, next) {
            // 只有偶数时才重建
            return next % 2 == 0;
          },
          builder: (context, count, child) {
            print('Selector重建: ${DateTime.now()}');
            return Text('偶数计数: $count');
          },
        ),
      ],
    );
  }
}

测试结果:

  • 点击增加按钮时,Consumer每次都会重建
  • Selector只在计数为偶数时重建

五、多Provider协同工作

在实际项目中,我们经常需要多个Provider协同工作。让我们通过一个电商应用的例子来学习这种高级用法。

5.1 复杂数据模型设计

首先,我们设计几个核心的数据模型:

/// 用户认证模型
class AuthModel extends ChangeNotifier {
  User? _currentUser;
  bool _isLoading = false;
  
  User? get currentUser => _currentUser;
  bool get isLoading => _isLoading;
  bool get isLoggedIn => _currentUser != null;
  
  Future<void> login(String email, String password) async {
    _isLoading = true;
    notifyListeners();
    
    try {
      // 接口调用
      await Future.delayed(Duration(seconds: 2));
      _currentUser = User(id: '1', email: email, name: '用户$email');
    } catch (error) {
      throw Exception('登录失败: $error');
    } finally {
      _isLoading = false;
      notifyListeners();
    }
  }
  
  void logout() {
    _currentUser = null;
    notifyListeners();
  }
}

/// 购物车模型
class CartModel extends ChangeNotifier {
  final List<CartItem> _items = [];
  double _totalPrice = 0.0;
  
  List<CartItem> get items => List.unmodifiable(_items);
  double get totalPrice => _totalPrice;
  int get itemCount => _items.length;
  
  void addItem(Product product, {int quantity = 1}) {
    final existingIndex = _items.indexWhere((item) => item.product.id == product.id);
    
    if (existingIndex >= 0) {
      // 商品已存在,增加数量
      _items[existingIndex] = _items[existingIndex].copyWith(
        quantity: _items[existingIndex].quantity + quantity
      );
    } else {
      // 添加新商品
      _items.add(CartItem(product: product, quantity: quantity));
    }
    
    _updateTotalPrice();
    notifyListeners();
  }
  
  void removeItem(String productId) {
    _items.removeWhere((item) => item.product.id == productId);
    _updateTotalPrice();
    notifyListeners();
  }
  
  void clear() {
    _items.clear();
    _totalPrice = 0.0;
    notifyListeners();
  }
  
  void _updateTotalPrice() {
    _totalPrice = _items.fold(0.0, (total, item) {
      return total + (item.product.price * item.quantity);
    });
  }
}

/// 商品模型
class ProductModel extends ChangeNotifier {
  final List<Product> _products = [];
  bool _isLoading = false;
  String? _error;
  
  List<Product> get products => List.unmodifiable(_products);
  bool get isLoading => _isLoading;
  String? get error => _error;
  
  Future<void> loadProducts() async {
    _isLoading = true;
    _error = null;
    notifyListeners();
    
    try {
      // Api调用
      await Future.delayed(Duration(seconds: 2));
      _products.addAll([
        Product(id: '1', name: 'Flutter实战指南', price: 69.0),
        Product(id: '2', name: 'Dart编程语言', price: 49.0),
        Product(id: '3', name: '移动应用设计', price: 59.0),
      ]);
    } catch (error) {
      _error = '加载商品失败: $error';
    } finally {
      _isLoading = false;
      notifyListeners();
    }
  }
}

5.2 多Provider的配置和初始化

在应用顶层配置多个Provider:

void main() {
  runApp(
    /// MultiProvider可以同时提供多个Provider
    MultiProvider(
      providers: [
        // 用户认证状态
        ChangeNotifierProvider(create: (_) => AuthModel()),
        // 购物车状态
        ChangeNotifierProvider(create: (_) => CartModel()),
        // 商品状态
        ChangeNotifierProvider(create: (_) => ProductModel()),
      ],
      child: MyApp(),
    ),
  );
}

class MyApp extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return MaterialApp(
      title: '电商应用',
      theme: ThemeData(primarySwatch: Colors.blue),
      
      /// 使用Consumer监听认证状态,决定显示哪个页面
      home: Consumer<AuthModel>(
        builder: (context, auth, child) {
          if (auth.isLoading) {
            return SplashScreen();
          }
          return auth.isLoggedIn ? HomePage() : LoginPage();
        },
      ),
    );
  }
}

5.3 Provider之间的交互与通信

在复杂的应用中,不同的Provider可能需要相互交互。我们来看几种常见的交互模式:

模式一:直接访问其他Provider
/// 订单模型 - 需要访问用户和购物车信息
class OrderModel extends ChangeNotifier {
  Future<void> createOrder() async {
    // 获取BuildContext
    final navigatorKey = GlobalKey<NavigatorState>();
    final context = navigatorKey.currentContext!;
    
    // 访问其他Provider
    final auth = Provider.of<AuthModel>(context, listen: false);
    final cart = Provider.of<CartModel>(context, listen: false);
    
    if (auth.currentUser == null) {
      throw Exception('用户未登录');
    }
    
    if (cart.items.isEmpty) {
      throw Exception('购物车为空');
    }
    
    // 创建订单逻辑...
    print('为用户 ${auth.currentUser!.name} 创建订单');
    print('订单商品: ${cart.items.length} 件');
    print('总金额: \$${cart.totalPrice}');
    
    // 清空购物车
    cart.clear();
  }
}
模式二:使用回调函数进行通信
/// 商品项组件
class ProductItem extends StatelessWidget {
  final Product product;
  
  ProductItem({required this.product});
  
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Card(
      child: Column(
        children: [
          Image.network(product.imageUrl),
          Text(product.name, style: TextStyle(fontSize: 18)),
          Text('\$${product.price}'),
          Consumer<CartModel>(
            builder: (context, cart, child) {
              final isInCart = cart.items.any((item) => item.product.id == product.id);
              
              return ElevatedButton(
                onPressed: () {
                  if (isInCart) {
                    cart.removeItem(product.id);
                  } else {
                    cart.addItem(product);
                  }
                },
                child: Text(isInCart ? '从购物车移除' : '加入购物车'),
              );
            },
          ),
        ],
      ),
    );
  }
}

5.4 复杂的UI交互案例

以一个购物车页面为例,展示多Provider的协同工作:

class CartPage extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(title: Text('购物车')),
      body: Column(
        children: [
          // 购物车商品列表
          Expanded(
            child: Consumer<CartModel>(
              builder: (context, cart, child) {
                if (cart.items.isEmpty) {
                  return Center(child: Text('购物车为空'));
                }
                
                return ListView.builder(
                  itemCount: cart.items.length,
                  itemBuilder: (context, index) {
                    final item = cart.items[index];
                    return _buildCartItem(item, cart);
                  },
                );
              },
            ),
          ),
          
          // 购物车底部汇总
          _buildCartSummary(),
        ],
      ),
    );
  }
  
  Widget _buildCartItem(CartItem item, CartModel cart) {
    return Dismissible(
      key: Key(item.product.id),
      direction: DismissDirection.endToStart,
      background: Container(
        color: Colors.red,
        alignment: Alignment.centerRight,
        padding: EdgeInsets.only(right: 20),
        child: Icon(Icons.delete, color: Colors.white),
      ),
      onDismissed: (direction) {
        cart.removeItem(item.product.id);
        
        // 显示删除提示
        ScaffoldMessenger.of(context).showSnackBar(
          SnackBar(content: Text('已删除 ${item.product.name}')),
        );
      },
      child: ListTile(
        leading: CircleAvatar(
          backgroundImage: NetworkImage(item.product.imageUrl),
        ),
        title: Text(item.product.name),
        subtitle: Text('单价: \$${item.product.price}'),
        trailing: Row(
          mainAxisSize: MainAxisSize.min,
          children: [
            IconButton(
              icon: Icon(Icons.remove),
              onPressed: () {
                if (item.quantity > 1) {
                  cart.addItem(item.product, quantity: -1);
                } else {
                  cart.removeItem(item.product.id);
                }
              },
            ),
            Text('${item.quantity}'),
            IconButton(
              icon: Icon(Icons.add),
              onPressed: () => cart.addItem(item.product),
            ),
          ],
        ),
      ),
    );
  }
  
  Widget _buildCartSummary() {
    return Container(
      padding: EdgeInsets.all(16),
      decoration: BoxDecoration(
        color: Colors.grey[100],
        border: Border(top: BorderSide(color: Colors.grey[300]!)),
      ),
      child: Consumer2<CartModel, AuthModel>(
        builder: (context, cart, auth, child) {
          return Column(
            children: [
              Row(
                mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.spaceBetween,
                children: [
                  Text('商品数量:', style: TextStyle(fontSize: 16)),
                  Text('${cart.itemCount} 件'),
                ],
              ),
              SizedBox(height: 8),
              Row(
                mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.spaceBetween,
                children: [
                  Text('总计:', style: TextStyle(fontSize: 18, fontWeight: FontWeight.bold)),
                  Text('\$${cart.totalPrice.toStringAsFixed(2)}', 
                       style: TextStyle(fontSize: 18, fontWeight: FontWeight.bold)),
                ],
              ),
              SizedBox(height: 16),
              
              if (auth.isLoggedIn) ...[
                ElevatedButton(
                  onPressed: cart.items.isEmpty ? null : () => _createOrder(context),
                  child: Text('立即下单', style: TextStyle(fontSize: 16)),
                  style: ElevatedButton.styleFrom(
                    minimumSize: Size(double.infinity, 48),
                  ),
                ),
              ] else ...[
                Text('请先登录以完成下单', style: TextStyle(color: Colors.red)),
                SizedBox(height: 8),
                ElevatedButton(
                  onPressed: () => Navigator.push(context, 
                      MaterialPageRoute(builder: (_) => LoginPage())),
                  child: Text('去登录'),
                ),
              ],
            ],
          );
        },
      ),
    );
  }
  
  void _createOrder(BuildContext context) async {
    final orderModel = Provider.of<OrderModel>(context, listen: false);
    
    try {
      await orderModel.createOrder();
      ScaffoldMessenger.of(context).showSnackBar(
        SnackBar(content: Text('订单创建成功!')),
      );
    } catch (error) {
      ScaffoldMessenger.of(context).showSnackBar(
        SnackBar(content: Text('订单创建失败: $error')),
      );
    }
  }
}

六、Provider高级技巧

6.1 性能优化

使用child参数优化重建
class OptimizedUserList extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Consumer<UserModel>(
      builder: (context, userModel, child) {
        // 只有用户列表变化时,这个部分会重建
        return ListView.builder(
          itemCount: userModel.users.length,
          itemBuilder: (context, index) {
            return UserListItem(user: userModel.users[index]);
          },
        );
      },
      // child参数中的Widget不会重建
      child: _buildHeader(),
    );
  }
  
  Widget _buildHeader() {
    return Container(
      padding: EdgeInsets.all(16),
      child: Text('用户列表', style: TextStyle(fontSize: 24)),
    );
  }
}
使用select进行精确订阅
class UserProfile extends StatelessWidget {
  final String userId;
  
  UserProfile({required this.userId});
  
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    /// 使用select精确订阅特定用户的特定属性
    final userName = context.select<UserModel, String>(
      (userModel) => userModel.getUserById(userId)?.name ?? '未知用户'
    );
    
    final userAvatar = context.select<UserModel, String>(
      (userModel) => userModel.getUserById(userId)?.avatar ?? ''
    );
    
    return Column(
      children: [
        CircleAvatar(backgroundImage: NetworkImage(userAvatar)),
        Text(userName),
      ],
    );
  }
}

6.2 状态持久化

/// 支持持久化的购物车模型
class PersistentCartModel extends ChangeNotifier {
  final SharedPreferences _prefs;
  List<CartItem> _items = [];
  
  PersistentCartModel(this._prefs) {
    _loadFromPrefs();
  }
  
  Future<void> _loadFromPrefs() async {
    final cartData = _prefs.getString('cart');
    if (cartData != null) {
      // 解析存储的购物车数据
      _items = _parseCartData(cartData);
      notifyListeners();
    }
  }
  
  Future<void> _saveToPrefs() async {
    final cartData = _encodeCartData();
    await _prefs.setString('cart', cartData);
  }
  
  void addItem(Product product, {int quantity = 1}) {
    // ... 添加商品逻辑
    
    // 保存到持久化存储
    _saveToPrefs();
    notifyListeners();
  }
  
  // ... 其他方法
}

七、常见问题

7.1 ProviderNotFoundError错误

问题描述:

Error: Could not find the correct Provider<CounterModel> above this Consumer<CounterModel> Widget

解决方案:

  1. 检查Provider是否在Widget树的上层
  2. 确认泛型类型匹配
  3. 使用Builder组件获取正确的context
// 错误做法
Widget build(BuildContext context) {
  return Consumer<CounterModel>( // 错误:Provider不在上层
    builder: (context, counter, child) => Text('${counter.count}'),
  );
}

// 正确做法
Widget build(BuildContext context) {
  return ChangeNotifierProvider(
    create: (_) => CounterModel(),
    child: Consumer<CounterModel>( // 正确:Provider在上层
      builder: (context, counter, child) => Text('${counter.count}'),
    ),
  );
}

7.2 不必要的重建问题

问题现象: UI响应缓慢,性能不佳

解决方案:

  1. 使用Selector替代Consumer
  2. 合理使用child参数
  3. 拆分细粒度的Consumer
// 性能优化前
Consumer<CartModel>(
  builder: (context, cart, child) {
    return Column(
      children: [
        Header(), // 不依赖购物车数据
        ProductList(products: cart.items), // 依赖购物车数据
        Footer(), // 不依赖购物车数据
      ],
    );
  },
);

// 性能优化后
Column(
  children: [
    Header(), // 不重建
    Consumer<CartModel>(
      builder: (context, cart, child) {
        return ProductList(products: cart.items); // 精确重建
      },
    ),
    Footer(), // 不重建
  ],
);

结语

通过以上内容学习,我们掌握了Provider状态管理的核心概念和高级用法。总结一下关键知识点:

  1. Provider三大要素:数据模型、提供者、消费者构成完整状态管理体系
  2. ChangeNotifier原理:基于观察者模式,通过notifyListeners()通知变化
  3. Consumer优势:精确控制重建范围,提升应用性能
  4. Selector高级用法:通过条件重建实现极致性能优化
  5. 多Provider协同:使用MultiProvider管理复杂应用状态

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参考资料:


版权声明:本文为《Flutter全栈开发实战指南》系列原创文章,转载请注明出处。

《Flutter全栈开发实战指南:从零到高级》- 10 -状态管理setState与InheritedWidget

状态管理:setState与InheritedWidget

深入理解Flutter状态管理的基石,掌握setState与InheritedWidget的核心原理与应用场景

在Flutter应用开发中,状态管理是一个无法回避的核心话题。无论是简单的计数器应用,还是复杂的企业级应用,都需要有效地管理应用状态。下面我们将深入探讨Flutter状态管理的两个基础但极其重要的概念:setStateInheritedWidget

1. 什么是状态管理?

在开始具体的技术细节之前,我们先理解一下什么是状态管理。简单来说,状态就是应用中会发生变化的数据。比如:

  • 用户点击按钮的次数
  • 从网络加载的数据列表
  • 用户的登录信息
  • 应用的主题设置

状态管理就是如何存储、更新和传递这些变化数据的一套方法和架构

为什么需要状态管理?

想象一下,如果没有良好的状态管理,我们的代码会变成什么样子:

// 反面案例
class MyApp extends StatefulWidget {
  @override
  _MyAppState createState() => _MyAppState();
}

class _MyAppState extends State<MyApp> {
  int _counter = 0;
  String _userName = '';
  bool _isDarkMode = false;
  List<String> _items = [];
  
  // 多个状态变量和方法混在一起
  void _incrementCounter() {
    setState(() {
      _counter++;
    });
  }
  
  void _loadUserData() {
    // 加载用户数据
  }
  
  void _toggleTheme() {
    setState(() {
      _isDarkMode = !_isDarkMode;
    });
  }
  
  // ... 更多方法
  
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    // 构建UI,传递状态到各个子组件
    return Container(
      child: Column(
        children: [
          CounterDisplay(counter: _counter, onIncrement: _incrementCounter),
          UserProfile(name: _userName),
          ThemeToggle(isDark: _isDarkMode, onToggle: _toggleTheme),
          // ... 更多组件
        ],
      ),
    );
  }
}

这种方式的问题在于:

  1. 代码耦合度高:所有状态逻辑都集中在同一个类中
  2. 难以维护:随着功能增加,代码变得越来越复杂
  3. 状态共享困难:需要在组件树中层层传递状态和回调
  4. 测试困难:业务逻辑和UI渲染紧密耦合

2. setState:最基础的状态管理

2.1 setState的基本用法

setState是Flutter中最基础、最常用的状态管理方式。它是StatefulWidget的核心方法,用于通知框架状态已发生变化,需要重新构建UI。

让我们通过一个经典的计数器示例来理解setState

import 'package:flutter/material.dart';

class CounterApp extends StatefulWidget {
  @override
  _CounterAppState createState() => _CounterAppState();
}

class _CounterAppState extends State<CounterApp> {
  // 定义状态变量
  int _counter = 0;

  // 状态修改方法
  void _incrementCounter() {
    setState(() {
      // 在setState回调中更新状态
      _counter++;
    });
  }
  
  void _decrementCounter() {
    setState(() {
      _counter--;
    });
  }
  
  void _resetCounter() {
    setState(() {
      _counter = 0;
    });
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(
        title: Text('计数器示例'),
      ),
      body: Center(
        child: Column(
          mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
          children: <Widget>[
            Text(
              '当前计数:',
              style: Theme.of(context).textTheme.headline4,
            ),
            Text(
              '$_counter', // 显示状态
              style: Theme.of(context).textTheme.headline2,
            ),
            SizedBox(height: 20),
            Row(
              mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
              children: [
                ElevatedButton(
                  onPressed: _decrementCounter, // 绑定状态修改方法
                  child: Text('减少'),
                ),
                SizedBox(width: 20),
                ElevatedButton(
                  onPressed: _resetCounter,
                  child: Text('重置'),
                ),
                SizedBox(width: 20),
                ElevatedButton(
                  onPressed: _incrementCounter,
                  child: Text('增加'),
                ),
              ],
            ),
          ],
        ),
      ),
    );
  }
}

2.2 setState的工作原理

为了更好地理解setState的工作原理,先看一下其内部机制:

// 简化的setState源码理解
@protected
void setState(VoidCallback fn) {
  // 1. 执行回调函数,更新状态
  fn();
  
  // 2. 标记当前Element为dirty(脏状态)
  _element.markNeedsBuild();
  
  // 3. 调度新的构建帧
  SchedulerBinding.instance!.scheduleFrame();
}

setState执行流程

┌─────────────────┐     ┌──────────────────┐     ┌──────────────────┐
│   调用setState  │───▶ │ 执行回调更新状态  │───▶│ 标记Element为dirty│
└─────────────────┘     └──────────────────┘     └──────────────────┘
         │                                              │
         │                                              ▼
         │                                    ┌──────────────────┐
         │                                    │ 调度新的构建帧    │
         │                                    └──────────────────┘
         │                                              │
         ▼                                              ▼
┌─────────────────┐                            ┌──────────────────┐
│  状态已更新      │                            │ 下一帧重建Widget  │
│  但UI未更新      │                            │    更新UI        │
└─────────────────┘                            └──────────────────┘

2.3 setState的适用场景

setState最适合以下场景:

  1. 局部状态管理:只在当前组件内部使用的状态
  2. 简单的UI交互:如按钮点击、表单输入等
  3. 原型开发:快速验证想法和功能
  4. 小型应用:组件数量少、状态简单的应用

2.4 setState的局限性

虽然setState简单易用,但在复杂应用中会暴露出很多问题:

// setState局限性
class ComplexApp extends StatefulWidget {
  @override
  _ComplexAppState createState() => _ComplexAppState();
}

class _ComplexAppState extends State<ComplexApp> {
  // 问题1:状态变量过多,难以管理
  int _counter = 0;
  String _userName = '';
  String _userEmail = '';
  bool _isLoggedIn = false;
  List<String> _products = [];
  bool _isLoading = false;
  String _errorMessage = '';
  
  // 问题2:业务逻辑混杂在UI代码中
  void _loginUser(String email, String password) async {
    setState(() {
      _isLoading = true;
      _errorMessage = '';
    });
    
    try {
      // 模拟接口请求
      final user = await AuthService.login(email, password);
      setState(() {
        _isLoggedIn = true;
        _userName = user.name;
        _userEmail = user.email;
        _isLoading = false;
      });
    } catch (e) {
      setState(() {
        _isLoading = false;
        _errorMessage = '登录失败: $e';
      });
    }
  }
  
  // 问题3:需要在组件树中层层传递回调
  Widget _buildUserProfile() {
    return UserProfile(
      userName: _userName,
      userEmail: _userEmail,
      onUpdate: (String newName, String newEmail) {
        setState(() {
          _userName = newName;
          _userEmail = newEmail;
        });
      },
    );
  }
  
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    // 构建方法变得极为复杂
    return Container(
      // ... 大量UI代码
    );
  }
}

setState的主要局限性

  1. 状态分散:多个无关状态混杂在同一个类中
  2. 逻辑耦合:业务逻辑和UI渲染代码紧密耦合
  3. 传递麻烦:需要手动将状态和回调传递给子组件
  4. 测试困难:很难单独测试业务逻辑
  5. 性能问题:每次setState都会重新build整个子树

3. 状态提升

3.1 什么是状态提升?

状态提升是React和Flutter中常见的设计模式,指的是将状态从子组件移动到其父组件中,使得多个组件可以共享同一状态。

3.2 让我们通过一个温度转换器的例子来理解状态提升

// 温度输入组件 - 无状态组件
class TemperatureInput extends StatelessWidget {
  final TemperatureScale scale;
  final double temperature;
  final ValueChanged<double> onTemperatureChanged;

  const TemperatureInput({
    Key? key,
    required this.scale,
    required this.temperature,
    required this.onTemperatureChanged,
  }) : super(key: key);

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return TextField(
      decoration: InputDecoration(
        labelText: scale == TemperatureScale.celsius ? '摄氏度' : '华氏度',
      ),
      keyboardType: TextInputType.number,
      onChanged: (value) {
        final temperature = double.tryParse(value);
        if (temperature != null) {
          onTemperatureChanged(temperature);
        }
      },
    );
  }
}

// 温度显示组件 - 无状态组件
class TemperatureDisplay extends StatelessWidget {
  final double celsius;
  final double fahrenheit;

  const TemperatureDisplay({
    Key? key,
    required this.celsius,
    required this.fahrenheit,
  }) : super(key: key);

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Column(
      children: [
        Text('摄氏度: ${celsius.toStringAsFixed(2)}°C'),
        Text('华氏度: ${fahrenheit.toStringAsFixed(2)}°F'),
        _getTemperatureMessage(celsius),
      ],
    );
  }
  
  Widget _getTemperatureMessage(double celsius) {
    if (celsius >= 100) {
      return Text('水会沸腾', style: TextStyle(color: Colors.red));
    } else if (celsius <= 0) {
      return Text('水会结冰', style: TextStyle(color: Colors.blue));
    } else {
      return Text('水是液态', style: TextStyle(color: Colors.green));
    }
  }
}

// 主组件 - 管理状态
class TemperatureConverter extends StatefulWidget {
  @override
  _TemperatureConverterState createState() => _TemperatureConverterState();
}

class _TemperatureConverterState extends State<TemperatureConverter> {
  // 状态提升:温度值由父组件管理
  double _celsius = 0.0;

  // 转换方法
  double get _fahrenheit => _celsius * 9 / 5 + 32;
  
  void _handleCelsiusChange(double celsius) {
    setState(() {
      _celsius = celsius;
    });
  }
  
  void _handleFahrenheitChange(double fahrenheit) {
    setState(() {
      _celsius = (fahrenheit - 32) * 5 / 9;
    });
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(title: Text('温度转换器')),
      body: Padding(
        padding: EdgeInsets.all(16.0),
        child: Column(
          children: [
            // 摄氏度输入
            TemperatureInput(
              scale: TemperatureScale.celsius,
              temperature: _celsius,
              onTemperatureChanged: _handleCelsiusChange,
            ),
            SizedBox(height: 20),
            // 华氏度输入
            TemperatureInput(
              scale: TemperatureScale.fahrenheit,
              temperature: _fahrenheit,
              onTemperatureChanged: _handleFahrenheitChange,
            ),
            SizedBox(height: 20),
            // 温度显示
            TemperatureDisplay(
              celsius: _celsius,
              fahrenheit: _fahrenheit,
            ),
          ],
        ),
      ),
    );
  }
}

enum TemperatureScale { celsius, fahrenheit }

状态提升的架构图

┌─────────────────────────────────────┐
│        TemperatureConverter          │
│                                      │
│  ┌─────────────────────────────────┐ │
│  │           State                 │ │
│  │   double _celsius               │ │
│  │                                 │ │
│  │   void _handleCelsiusChange()   │ │
│  │   void _handleFahrenheitChange()│ │
│  └─────────────────────────────────┘ │
│              │              │        │
│              ▼              ▼        │
│  ┌────────────────┐ ┌────────────────┐
│  │TemperatureInput│ │TemperatureInput│
│  │(Celsius)       │ │(Fahrenheit)    │
└──┼────────────────┘ └────────────────┘
   │
   ▼
┌─────────────────┐
│TemperatureDisplay│
└─────────────────┘

3.3 状态提升的优势

  1. 单一数据源:所有子组件使用同一个状态源
  2. 数据一致性:避免状态不同步的问题
  3. 易于调试:状态变化的位置集中,易追踪
  4. 组件复用:子组件成为无状态组件,易复用

当组件层次较深时,状态提升会导致"prop drilling"问题:

// 问题示例
class App extends StatefulWidget {
  @override
  _AppState createState() => _AppState();
}

class _AppState extends State<App> {
  User _user = User();
  
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return UserProvider(
      user: _user,
      child: HomePage(
        user: _user, // 需要层层传递
        onUserUpdate: (User newUser) {
          setState(() {
            _user = newUser;
          });
        },
      ),
    );
  }
}

class HomePage extends StatelessWidget {
  final User user;
  final ValueChanged<User> onUserUpdate;
  
  const HomePage({required this.user, required this.onUserUpdate});
  
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      body: Header(
        user: user, // 继续传递
        onUserUpdate: onUserUpdate, // 继续传递
        child: Content(
          user: user, // 还要传递
          onUserUpdate: onUserUpdate, // 还要传递
        ),
      ),
    );
  }
}

// 中间可能还有多层组件...

这正是InheritedWidget要解决的问题。

4. InheritedWidget:状态共享

4.1 InheritedWidget的基本概念

InheritedWidget是Flutter中用于在组件树中高效向下传递数据的特殊Widget。它允许子组件直接访问祖先组件中的数据,而无需显式地通过构造函数传递。

4.2 InheritedWidget的工作原理

先创建一个简单的InheritedWidget

// InheritedWidget示例
class SimpleInheritedWidget extends InheritedWidget {
  // 要共享的数据
  final int counter;
  final VoidCallback onIncrement;

  const SimpleInheritedWidget({
    Key? key,
    required this.counter,
    required this.onIncrement,
    required Widget child,
  }) : super(key: key, child: child);

  // 静态方法,方便子组件获取实例
  static SimpleInheritedWidget of(BuildContext context) {
    final SimpleInheritedWidget? result = 
        context.dependOnInheritedWidgetOfExactType<SimpleInheritedWidget>();
    assert(result != null, 'No SimpleInheritedWidget found in context');
    return result!;
  }

  // 决定是否通知依赖的组件重建
  @override
  bool updateShouldNotify(SimpleInheritedWidget oldWidget) {
    // 只有当counter发生变化时,才通知依赖的组件重建
    return counter != oldWidget.counter;
  }
}

InheritedWidget的工作流程

┌──────────────────┐
│InheritedWidget   │
│                  │
│ - 存储共享数据   │
│ - updateShouldNotify│
└─────────┬────────┘
          │
          │ 1. 提供数据
          ▼
┌──────────────────┐
│   BuildContext   │
│                  │
│ - inheritFromWidgetOfExactType │
│ - dependOnInheritedWidgetOfExactType │
└─────────┬────────┘
          │
          │ 2. 注册依赖
          ▼
┌──────────────────┐
│   子组件         │
│                  │
│ - 通过of方法获取数据│
│ - 自动注册为依赖者 │
└──────────────────┘

4.3 使用InheritedWidget重构计数器

让我们用InheritedWidget重构之前的计数器应用:

// 计数器状态类
class CounterState {
  final int count;
  final VoidCallback increment;
  final VoidCallback decrement;
  final VoidCallback reset;

  CounterState({
    required this.count,
    required this.increment,
    required this.decrement,
    required this.reset,
  });
}

// 计数器InheritedWidget
class CounterInheritedWidget extends InheritedWidget {
  final CounterState counterState;

  const CounterInheritedWidget({
    Key? key,
    required this.counterState,
    required Widget child,
  }) : super(key: key, child: child);

  static CounterInheritedWidget of(BuildContext context) {
    final CounterInheritedWidget? result = 
        context.dependOnInheritedWidgetOfExactType<CounterInheritedWidget>();
    assert(result != null, 'No CounterInheritedWidget found in context');
    return result!;
  }

  @override
  bool updateShouldNotify(CounterInheritedWidget oldWidget) {
    return counterState.count != oldWidget.counterState.count;
  }
}

// 计数器显示组件 - 无需传递props
class CounterDisplay extends StatelessWidget {
  const CounterDisplay({Key? key}) : super(key: key);

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    // 直接通过InheritedWidget获取状态
    final counterState = CounterInheritedWidget.of(context).counterState;
    
    return Column(
      mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
      children: [
        Text(
          '当前计数:',
          style: Theme.of(context).textTheme.headline4,
        ),
        Text(
          '${counterState.count}',
          style: Theme.of(context).textTheme.headline2,
        ),
      ],
    );
  }
}

// 计数器按钮组件 - 无需传递回调
class CounterButtons extends StatelessWidget {
  const CounterButtons({Key? key}) : super(key: key);

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    // 直接通过InheritedWidget获取方法
    final counterState = CounterInheritedWidget.of(context).counterState;
    
    return Row(
      mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
      children: [
        ElevatedButton(
          onPressed: counterState.decrement,
          child: Text('减少'),
        ),
        SizedBox(width: 20),
        ElevatedButton(
          onPressed: counterState.reset,
          child: Text('重置'),
        ),
        SizedBox(width: 20),
        ElevatedButton(
          onPressed: counterState.increment,
          child: Text('增加'),
        ),
      ],
    );
  }
}

// 主组件
class CounterAppWithInherited extends StatefulWidget {
  @override
  _CounterAppWithInheritedState createState() => 
      _CounterAppWithInheritedState();
}

class _CounterAppWithInheritedState extends State<CounterAppWithInherited> {
  int _count = 0;

  void _increment() {
    setState(() {
      _count++;
    });
  }

  void _decrement() {
    setState(() {
      _count--;
    });
  }

  void _reset() {
    setState(() {
      _count = 0;
    });
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    // 创建状态对象
    final counterState = CounterState(
      count: _count,
      increment: _increment,
      decrement: _decrement,
      reset: _reset,
    );

    // 使用InheritedWidget包装整个子树
    return CounterInheritedWidget(
      counterState: counterState,
      child: Scaffold(
        appBar: AppBar(title: Text('InheritedWidget计数器')),
        body: Center(
          child: Column(
            mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
            children: [
              CounterDisplay(), // 无需传递任何参数
              SizedBox(height: 20),
              CounterButtons(), // 无需传递任何参数
            ],
          ),
        ),
      ),
    );
  }
}

4.4 InheritedWidget的深层含义

4.4.1 dependOnInheritedWidgetOfExactType vs getElementForInheritedWidgetOfExactType

Flutter提供了两种获取InheritedWidget的方法:

// 方法1:注册依赖关系,当InheritedWidget更新时会重建
static CounterInheritedWidget of(BuildContext context) {
  return context.dependOnInheritedWidgetOfExactType<CounterInheritedWidget>()!;
}

// 方法2:不注册依赖关系,只是获取引用
static CounterInheritedWidget of(BuildContext context) {
  final element = context.getElementForInheritedWidgetOfExactType<CounterInheritedWidget>();
  return element?.widget as CounterInheritedWidget;
}

区别

  • dependOnInheritedWidgetOfExactType建立依赖关系,当InheritedWidget更新时,调用该方法的组件会重建
  • getElementForInheritedWidgetOfExactType不建立依赖关系,只是获取当前值的引用,适合在回调或初始化时使用
4.4.2 updateShouldNotify的优化

updateShouldNotify方法对于性能优化至关重要:

@override
bool updateShouldNotify(CounterInheritedWidget oldWidget) {
  // 优化前:任何变化都通知
  // return true;
  
  // 优化后:只有count变化才通知
  return counterState.count != oldWidget.counterState.count;
  
  // 更精细的控制
  // return counterState.count != oldWidget.counterState.count ||
  //        counterState.someOtherProperty != oldWidget.counterState.someOtherProperty;
}

5. 实战案例:构建主题切换应用

通过一个完整的主题切换应用来综合运用以上所学知识:

import 'package:flutter/material.dart';

// 主题数据类
class AppTheme {
  final ThemeData themeData;
  final String name;

  const AppTheme({
    required this.themeData,
    required this.name,
  });
}

// 预定义主题
class AppThemes {
  static final light = AppTheme(
    name: '浅色主题',
    themeData: ThemeData.light().copyWith(
      primaryColor: Colors.blue,
      colorScheme: ColorScheme.light(
        primary: Colors.blue,
        secondary: Colors.green,
      ),
    ),
  );

  static final dark = AppTheme(
    name: '深色主题',
    themeData: ThemeData.dark().copyWith(
      primaryColor: Colors.blueGrey,
      colorScheme: ColorScheme.dark(
        primary: Colors.blueGrey,
        secondary: Colors.green,
      ),
    ),
  );

  static final custom = AppTheme(
    name: '自定义主题',
    themeData: ThemeData(
      primaryColor: Colors.purple,
      colorScheme: ColorScheme.light(
        primary: Colors.purple,
        secondary: Colors.orange,
      ),
      brightness: Brightness.light,
    ),
  );
}

// 应用状态类
class AppState {
  final AppTheme currentTheme;
  final Locale currentLocale;
  final bool isLoggedIn;
  final String userName;

  const AppState({
    required this.currentTheme,
    required this.currentLocale,
    required this.isLoggedIn,
    required this.userName,
  });

  // 拷贝更新方法
  AppState copyWith({
    AppTheme? currentTheme,
    Locale? currentLocale,
    bool? isLoggedIn,
    String? userName,
  }) {
    return AppState(
      currentTheme: currentTheme ?? this.currentTheme,
      currentLocale: currentLocale ?? this.currentLocale,
      isLoggedIn: isLoggedIn ?? this.isLoggedIn,
      userName: userName ?? this.userName,
    );
  }
}

// 应用InheritedWidget
class AppInheritedWidget extends InheritedWidget {
  final AppState appState;
  final ValueChanged<AppTheme> onThemeChanged;
  final ValueChanged<Locale> onLocaleChanged;
  final VoidCallback onLogin;
  final VoidCallback onLogout;

  const AppInheritedWidget({
    Key? key,
    required this.appState,
    required this.onThemeChanged,
    required this.onLocaleChanged,
    required this.onLogin,
    required this.onLogout,
    required Widget child,
  }) : super(key: key, child: child);

  static AppInheritedWidget of(BuildContext context) {
    return context.dependOnInheritedWidgetOfExactType<AppInheritedWidget>()!;
  }

  @override
  bool updateShouldNotify(AppInheritedWidget oldWidget) {
    return appState.currentTheme != oldWidget.appState.currentTheme ||
           appState.currentLocale != oldWidget.appState.currentLocale ||
           appState.isLoggedIn != oldWidget.appState.isLoggedIn ||
           appState.userName != oldWidget.appState.userName;
  }
}

// 主题切换组件
class ThemeSwitcher extends StatelessWidget {
  const ThemeSwitcher({Key? key}) : super(key: key);

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    final app = AppInheritedWidget.of(context);
    
    return Card(
      child: Padding(
        padding: EdgeInsets.all(16.0),
        child: Column(
          crossAxisAlignment: CrossAxisAlignment.start,
          children: [
            Text(
              '主题设置',
              style: Theme.of(context).textTheme.headline6,
            ),
            SizedBox(height: 10),
            Wrap(
              spacing: 10,
              children: [
                _buildThemeButton(
                  context,
                  AppThemes.light,
                  app.appState.currentTheme.name == AppThemes.light.name,
                  app.onThemeChanged,
                ),
                _buildThemeButton(
                  context,
                  AppThemes.dark,
                  app.appState.currentTheme.name == AppThemes.dark.name,
                  app.onThemeChanged,
                ),
                _buildThemeButton(
                  context,
                  AppThemes.custom,
                  app.appState.currentTheme.name == AppThemes.custom.name,
                  app.onThemeChanged,
                ),
              ],
            ),
          ],
        ),
      ),
    );
  }

  Widget _buildThemeButton(
    BuildContext context,
    AppTheme theme,
    bool isSelected,
    ValueChanged<AppTheme> onChanged,
  ) {
    return FilterChip(
      label: Text(theme.name),
      selected: isSelected,
      onSelected: (selected) {
        if (selected) {
          onChanged(theme);
        }
      },
      backgroundColor: isSelected 
          ? theme.themeData.primaryColor 
          : Theme.of(context).chipTheme.backgroundColor,
      labelStyle: TextStyle(
        color: isSelected ? Colors.white : null,
      ),
    );
  }
}

// 用户信息组件
class UserInfo extends StatelessWidget {
  const UserInfo({Key? key}) : super(key: key);

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    final app = AppInheritedWidget.of(context);
    
    return Card(
      child: Padding(
        padding: EdgeInsets.all(16.0),
        child: Column(
          crossAxisAlignment: CrossAxisAlignment.start,
          children: [
            Text(
              '用户信息',
              style: Theme.of(context).textTheme.headline6,
            ),
            SizedBox(height: 10),
            if (app.appState.isLoggedIn) ...[
              Text('用户名: ${app.appState.userName}'),
              SizedBox(height: 10),
              ElevatedButton(
                onPressed: app.onLogout,
                child: Text('退出登录'),
              ),
            ] else ...[
              Text('未登录'),
              SizedBox(height: 10),
              ElevatedButton(
                onPressed: app.onLogin,
                child: Text('模拟登录'),
              ),
            ],
          ],
        ),
      ),
    );
  }
}

// 主页面
class HomePage extends StatelessWidget {
  const HomePage({Key? key}) : super(key: key);

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(
        title: Text('主题切换应用'),
        elevation: 0,
      ),
      body: SingleChildScrollView(
        padding: EdgeInsets.all(16.0),
        child: Column(
          children: [
            // 欢迎信息
            Card(
              child: Padding(
                padding: EdgeInsets.all(16.0),
                child: Column(
                  children: [
                    Text(
                      '欢迎使用Flutter主题切换示例',
                      style: Theme.of(context).textTheme.headline5,
                    ),
                    SizedBox(height: 10),
                    Text(
                      '这是一个演示setState和InheritedWidget的综合示例应用。'
                      '您可以通过下方的控件切换应用主题和查看用户状态。',
                      style: Theme.of(context).textTheme.bodyText2,
                    ),
                  ],
                ),
              ),
            ),
            SizedBox(height: 20),
            // 主题切换
            ThemeSwitcher(),
            SizedBox(height: 20),
            // 用户信息
            UserInfo(),
            SizedBox(height: 20),
            // 内容示例
            _buildContentExample(context),
          ],
        ),
      ),
    );
  }

  Widget _buildContentExample(BuildContext context) {
    return Card(
      child: Padding(
        padding: EdgeInsets.all(16.0),
        child: Column(
          crossAxisAlignment: CrossAxisAlignment.start,
          children: [
            Text(
              '内容示例',
              style: Theme.of(context).textTheme.headline6,
            ),
            SizedBox(height: 10),
            Text('这里展示了当前主题下的各种UI元素样式。'),
            SizedBox(height: 20),
            Wrap(
              spacing: 10,
              runSpacing: 10,
              children: [
                ElevatedButton(
                  onPressed: () {},
                  child: Text('主要按钮'),
                ),
                OutlinedButton(
                  onPressed: () {},
                  child: Text('边框按钮'),
                ),
                TextButton(
                  onPressed: () {},
                  child: Text('文本按钮'),
                ),
              ],
            ),
            SizedBox(height: 20),
            LinearProgressIndicator(
              value: 0.7,
              backgroundColor: Colors.grey[300],
            ),
            SizedBox(height: 10),
            CircularProgressIndicator(),
          ],
        ),
      ),
    );
  }
}

// 主应用
class ThemeSwitcherApp extends StatefulWidget {
  @override
  _ThemeSwitcherAppState createState() => _ThemeSwitcherAppState();
}

class _ThemeSwitcherAppState extends State<ThemeSwitcherApp> {
  AppState _appState = AppState(
    currentTheme: AppThemes.light,
    currentLocale: const Locale('zh', 'CN'),
    isLoggedIn: false,
    userName: '',
  );

  void _changeTheme(AppTheme newTheme) {
    setState(() {
      _appState = _appState.copyWith(currentTheme: newTheme);
    });
  }

  void _changeLocale(Locale newLocale) {
    setState(() {
      _appState = _appState.copyWith(currentLocale: newLocale);
    });
  }

  void _login() {
    setState(() {
      _appState = _appState.copyWith(
        isLoggedIn: true,
        userName: 'Flutter用户',
      );
    });
  }

  void _logout() {
    setState(() {
      _appState = _appState.copyWith(
        isLoggedIn: false,
        userName: '',
      );
    });
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return AppInheritedWidget(
      appState: _appState,
      onThemeChanged: _changeTheme,
      onLocaleChanged: _changeLocale,
      onLogin: _login,
      onLogout: _logout,
      child: MaterialApp(
        title: '主题切换示例',
        theme: _appState.currentTheme.themeData,
        locale: _appState.currentLocale,
        home: HomePage(),
        debugShowCheckedModeBanner: false,
      ),
    );
  }
}

6. 性能优化

6.1 避免不必要的重建

使用InheritedWidget时,要注意避免不必要的组件重建:

// 优化前:整个子树都会重建
@override
bool updateShouldNotify(AppInheritedWidget oldWidget) {
  // 总是通知重建
  return true; 
}

// 优化后:只有相关数据变化时才重建
@override
bool updateShouldNotify(AppInheritedWidget oldWidget) {
  return appState.currentTheme != oldWidget.appState.currentTheme;
  // 或者其他需要监听的状态变化
}

6.2 使用Consumer模式

对于复杂的应用,可以使用Consumer模式来进一步优化:

// 自定义Consumer组件
class ThemeConsumer extends StatelessWidget {
  final Widget Function(BuildContext context, AppTheme theme) builder;

  const ThemeConsumer({
    Key? key,
    required this.builder,
  }) : super(key: key);

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    final theme = AppInheritedWidget.of(context).appState.currentTheme;
    return builder(context, theme);
  }
}

// 示例
ThemeConsumer(
  builder: (context, theme) {
    return Container(
      color: theme.themeData.primaryColor,
      child: Text(
        '使用Consumer模式',
        style: theme.themeData.textTheme.headline6,
      ),
    );
  },
)

6.3 组合使用setState和InheritedWidget

在实际应用中,很多组件都是组合使用的。

class HybridApp extends StatefulWidget {
  @override
  _HybridAppState createState() => _HybridAppState();
}

class _HybridAppState extends State<HybridApp> {
  // 全局状态 - 使用InheritedWidget共享
  final GlobalAppState _globalState = GlobalAppState();
  
  // 局部状态 - 使用setState管理
  int _localCounter = 0;

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return GlobalStateInheritedWidget(
      state: _globalState,
      child: Scaffold(
        body: Column(
          children: [
            // 使用全局状态的组件
            GlobalUserInfo(),
            // 使用局部状态的组件
            LocalCounter(
              count: _localCounter,
              onIncrement: () {
                setState(() {
                  _localCounter++;
                });
              },
            ),
          ],
        ),
      ),
    );
  }
}

7. 总结与对比

7.1 setState vs InheritedWidget 对比

特性 setState InheritedWidget
适用场景 局部状态、简单交互 全局状态、跨组件共享
使用复杂度 简单直接 相对复杂
性能影响 重建整个子树 精确控制重建范围
测试难度 相对困难 相对容易

7.2 如何选择?

使用setState

  • 状态只在单个组件内部使用
  • 应用简单,组件层次浅
  • 状态变化频率低

使用InheritedWidget

  • 状态需要在多个组件间共享
  • 组件层次深,避免prop drilling
  • 需要精确控制重建范围

7.3 更高级的状态管理

  1. Provider:基于InheritedWidget的封装,更易用的状态管理
  2. Bloc/RxDart:响应式编程模式的状态管理
  3. Riverpod:Provider的改进版本,编译安全的状态管理
  4. GetX:轻量级但功能全面的状态管理解决方案

通过以上内容,我们掌握了Flutter状态管理的基础:setStateInheritedWidget。这两种方案虽然基础,但它们是理解更复杂状态管理方案的基础。记住:一定要多写!!!一定要多写!!!一定要多写!!! 希望本文对你理解Flutter状态管理有所帮助!如果你觉得有用,请一键三连(点赞、关注、收藏)

Swift 泛型深度指南 ——从“交换两个值”到“通用容器”的代码复用之路

为什么需要泛型

  1. 无泛型时代的“粘贴式”编程
// 只能交换 Int
func swapTwoInts(_ a: inout Int, _ b: inout Int) {
    let temp = a
    a = b
    b = temp
}

// 复制粘贴,改个类型名
func swapTwoStrings(_ a: inout String, _ b: inout String) {
    let temp = a
    a = b
    b = temp
}

问题:

  • 代码完全一样,仅类型不同
  • 维护 N 份副本,牵一发而动全身

泛型函数:写一次,跑所有类型

  1. 语法与占位符 T
// <T> 声明一个“占位符类型”
// 编译器每次调用时把 T 替换成真实类型
func swapTwoValues<T>(_ a: inout T, _ b: inout T) {
    let temp = a
    a = b
    b = temp
}
  1. 调用方式:编译器自动推断 T
var x = 3, y = 5
swapTwoValues(&x, &y)          // T 被推断为 Int

var s1 = "A", s2 = "B"
swapTwoValues(&s1, &s2)        // T 被推断为 String

要点:

  • 占位符名可以是任意合法标识符,习惯单字母 TUV
  • 同一函数签名里所有 T 必须是同一真实类型,不允许 swapTwoValues(3, "hello")

泛型类型:自定义可复用容器

  1. 非泛型版 Int 栈
struct IntStack {
    private var items: [Int] = []
    mutating func push(_ item: Int) { items.append(item) }
    mutating func pop() -> Int { items.removeLast() }
}
  1. 泛型版 Stack
struct Stack<Element> {               // Element 为占位符
    private var items: [Element] = []
    mutating func push(_ item: Element) { items.append(item) }
    mutating func pop() -> Element { items.removeLast() }
}

// 用法
var intStack = Stack<Int>()
intStack.push(1)
intStack.push(2)
print(intStack.pop())   // 2

var strStack = Stack<String>()
strStack.push("🍎")
strStack.push("🍌")
print(strStack.pop())   // 🍌

类型约束:给“任意类型”划边界

  1. 场景:在容器里查找元素索引
// 编译失败版:并非所有 T 都支持 ==
func findIndex<T>(of valueToFind: T, in array: [T]) -> Int? {
    for (index, value) in array.enumerated() {
        if value == valueToFind {          // ❌ 错误:T 不一定能比较
            return index
        }
    }
    return nil
}
  1. 加入 Equatable 约束
func findIndex<T: Equatable>(of valueToFind: T, in array: [T]) -> Int? {
    for (index, value) in array.enumerated() {
        if value == valueToFind {          // ✅ 现在合法
            return index
        }
    }
    return nil
}

小结:

  • 语法 <T: SomeProtocol><T: SomeClass>
  • 可同时约束多个占位符:<T: Equatable, U: Hashable>

关联类型(associatedtype):协议里的“泛型”

  1. 定义容器协议
protocol Container {
    associatedtype Item                // 占位名
    mutating func append(_ item: Item)
    var count: Int { get }
    subscript(index: Int) -> Item { get }
}
  1. 让泛型 Stack 直接 conform
extension Stack: Container {
    // 编译器自动推断:
    // append 参数 item 类型 = Element
    // subscript 返回值类型 = Element
    // 故 Item == Element,无需手写 typealias
}
  1. 给关联类型加约束
protocol EquatableContainer: Container where Item: Equatable { }
// 现在所有 Item 必须支持 ==,可直接在扩展里使用 ==/!=

泛型 where 子句:更细粒度的约束

  1. 函数级 where
// 检查两个容器是否完全一致(顺序、元素、数量)
func allItemsMatch<C1: Container, C2: Container>
    (_ someContainer: C1, _ anotherContainer: C2) -> Bool
    where C1.Item == C2.Item, C1.Item: Equatable
{
    if someContainer.count != anotherContainer.count { return false }
    for i in 0..<someContainer.count {
        if someContainer[i] != anotherContainer[i] { return false }
    }
    return true
}
  1. 扩展级 where
extension Stack where Element: Equatable {
    // 仅当元素可比较时才出现该方法
    func isTop(_ item: Element) -> Bool {
        guard let top = items.last else { return false }
        return top == item
    }
}
  1. 下标也能泛型 + where
extension Container {
    // 接收一组索引,返回对应元素数组
    subscript<Indices: Sequence>(indices: Indices) -> [Item]
        where Indices.Element == Int
    {
        var result: [Item] = []
        for index in indices {
            result.append(self[index])
        }
        return result
    }
}

隐式约束与 Copyable(Swift 5.9+)

Swift 自动为泛型参数加上 Copyable 约束,以便值能被多次使用。

若你明确允许“可复制或不可复制”,用前缀 ~ 抑制隐式约束:

func consumeOnce<T>(_ x: consuming T) where T: ~Copyable {
    // x 只能被移动一次,不能再复制
}

示例代码

把下面代码一次性粘进 Playground,逐行跑通:

import Foundation

// 1. 通用交换
func swapTwoValues<T>(_ a: inout T, _ b: inout T) {
    let t = a; a = b; b = t
}

// 2. 泛型栈
struct Stack<Element> {
    private var items: [Element] = []
    mutating func push(_ e: Element) { items.append(e) }
    mutating func pop() -> Element { items.removeLast() }
}
extension Stack: Container {
    typealias Item = Element
    mutating func append(_ item: Element) { push(item) }
    var count: Int { items.count }
    subscript(i: Int) -> Element { items[i] }
}

// 3. 协议
protocol Container {
    associatedtype Item
    mutating func append(_ item: Item)
    var count: Int { get }
    subscript(index: Int) -> Item { get }
}

// 4. 扩展约束
extension Stack where Element: Equatable {
    func isTop(_ e: Element) -> Bool { items.last == e }
}

// 5. 测试
var s = Stack<Int>()
s.push(10)
s.push(20)
print(s.isTop(20))        // true
print(s.pop())            // 20

var a: [String] = ["A","B","C"]
var b: Array<String> = ["A","B","C"]
print(allItemsMatch(a, b)) // true

总结与实战扩展

  1. 泛型 = 代码的“模板引擎”

    把“类型”也当成参数,一次性书写,多处复用,减少 BUG

  2. 约束是“接口隔离”的利器

    与其写长篇文档说明“请传能比较的值”,不如让编译器帮你拦下来:<T: Equatable>

  3. 关联类型让协议“带泛型”

    协议不再只能定义“行为”,还能定义“元素类型”,使协议与泛型容器无缝衔接。

  4. where 子句是“需求说明书”

    函数、扩展、下标都能写 where,把“调用前提”写进类型系统,用不合法的状态直接编译不过,比运行时断言更早暴露问题。

  5. 实战场景举例

    • JSON 解析层:写一个 Decoder<T: Decodable>,一份代码支持所有模型

    -缓存框架:定义 Cache<Key: Hashable, Value>,Key 约束为 Hashable,Value 任意类型

    • 网络请求:Request<Resp: Decodable>,响应体自动解析为任意模型

Swift 中的不透明类型与装箱协议类型:概念、区别与实践

前言

Swift 提供了两种隐藏类型信息的方式:不透明类型(opaque type) 和 装箱协议类型(boxed protocol type)。

它们都用于隐藏具体类型,但在类型身份、性能、灵活性等方面有本质区别。

不透明类型(Opaque Types)

基本概念

不透明类型允许函数返回一个遵循某个协议的具体类型,但调用者无法知道具体是什么类型。编译器知道类型信息,但调用者不知道。

使用关键字 some 来声明不透明类型。

protocol Shape {
    func draw() -> String
}

struct Square: Shape {
    func draw() -> String {
        return "■"
    }
}

func makeSquare() -> some Shape {
    return Square()
}

调用者知道返回的是一个 Shape,但不知道它是 Square

与泛型的区别

泛型是调用者决定类型,不透明类型是实现者决定类型。

// 泛型:调用者决定类型
func maxNum<T: Comparable>(_ x: T, _ y: T) -> T {
    // 实现者,不知道T是什么类型,只知道T可以进行比较
    return x > y ? x : y
}

// 调用者传入1,3。编译器会自动推断T为Int
// 也可以补全写法 maxNum<Int>(1, 3)
let maxInt = maxNum(1,3)


// 不透明类型:实现者决定类型
func makeShape() -> some Shape {
    // 实现者 决定最终返回的具体类型
    return Square()
}
// 下面的写法报错,调用者不能指定类型
// Cannot convert value of type 'some Shape' to specified type 'Square'
//let shape: Square = makeShape()
// 只能用some Shape
let shape: some Shape = makeShape()

不透明类型的限制:必须返回单一类型

struct FlippedShape: Shape {
    var shape: Shape
    init(_ shape:  Shape) {
        self.shape = shape
    }
    func draw() -> String {
        let lines = shape.draw().split(separator: "\n")
        return lines.reversed().joined(separator: "\n")
    }
}
// ❌ 错误:返回了不同类型
// Function declares an opaque return type 'some Shape', but the return statements in its body do not have matching underlying types
func invalidFlip<T: Shape>(_ shape: T) -> some Shape {
    if shape is Square {
        return shape // 返回的是 T
    }
    return FlippedShape(shape) // 返回的是 FlippedShape<T>
}

✅ 正确做法:统一返回类型

func flip<T: Shape>(_ shape: T) -> some Shape {
    return FlippedShape(shape) // 总是返回 FlippedShape<T>
}

泛型与不透明类型结合使用

struct RepeatedShape: Shape {
    let shape: Shape
    let count: Int
    
    func draw() -> String {
        return (0..<count).map { _ in shape.draw() }.joined(separator: "\n")
    }
}

func repeatShape<T: Shape>(shape: T, count: Int) -> some Shape {
    return RepeatedShape(shape: shape, count: count)
}

虽然 T 是泛型,但返回类型始终是 RepeatedShape<T>,满足单一类型要求。

装箱协议类型(Boxed Protocol Types)

基本概念

装箱协议类型使用 any 关键字,表示“任意遵循该协议的类型”,类型信息在运行时确定,类型身份不保留。

let shape: any Shape = Square()

any Shape 可以存储任何遵循 Shape 的类型,类似于 Objective-C 的 id<Protocol>

使用示例

struct VerticalShapes {
    var shapes: [any Shape] // 可以存储不同类型的 Shape

    func draw() -> String {
        return shapes.map { $0.draw() }.joined(separator: "\n")
    }
}

类型擦除与运行时类型检查

struct Triangle: Shape {
    func draw() -> String {
        return "🔺"
    }
}

let shapes: [any Shape] = [Square(), Triangle()]

for shape in shapes {
    if let square = shape as? Square {
        print("这是一个方块:\(square.draw())")
    }
}

不透明类型 vs 装箱协议类型

特性 不透明类型 some 装箱协议类型 any
类型身份 保留(编译期已知) 不保留(运行时确定)
灵活性 低(只能返回一种类型) 高(可返回多种类型)
性能 更好(无运行时开销) 有装箱开销
是否支持协议关联类型 ✅ 支持 ❌ 不支持

代码示例对比

不透明类型版本

func flip<T: Shape>(_ shape: T) -> some Shape {
    return FlippedShape(shape)
}

let flipped = flip(Square())
let doubleFlipped = flip(flipped) // ✅ 支持嵌套

装箱协议类型版本

func protoFlip(_ shape: any Shape) -> any Shape {
    return FlippedShape(shape)
}

let flipped = protoFlip(Square())
let doubleFlipped = protoFlip(flipped)  // ✅ 支持嵌套

不透明参数类型(some 作为参数)

func drawTwice(_ shape: some Shape) {
    print(shape.draw())
    print(shape.draw())
}

等价于泛型函数:

func drawTwice<S: Shape>(_ shape: S) {
    print(shape.draw())
    print(shape.draw())
}

总结与最佳实践

使用场景 推荐类型
隐藏实现细节,返回单一类型 some Protocol
存储多种协议类型 any Protocol
需要运行时类型判断 any Protocol

在实际项目中的应用

SwiftUI 中的不透明类型

var body: some View {
    VStack {
        Text("Hello")
        Image(systemName: "star")
    }
}

body 返回的是某个具体类型(如 _VStack<TupleView<(Text, Image)>>),但调用者无需关心。

网络层返回模型抽象

protocol Model {
    static func parse(from data: Data) -> Self?
}

func fetch<T: Model>(_ type: T.Type) -> some Model {
    // 隐藏具体模型类型,返回某个遵循 Model 的类型
}

结语

不透明类型和装箱协议类型是 Swift 类型系统中非常强大的工具,它们各自解决了不同层面的抽象问题:

  • some 更适合封装实现细节,提供类型安全的抽象接口;
  • any 更适合运行时灵活性,但牺牲类型信息和性能。

理解它们的本质区别,能帮助你在设计 API、构建模块时做出更合理的架构决策。

参考资料

惊险但幸运,两次!| 肘子的 Swift 周报 #0109

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惊险但幸运,两次!

我的岳父岳母的身体一向很好,尤其是岳父,八十多岁了从未住过院。但在短短的时间里,他们先后经历了两场惊魂时刻——好在结果都十分幸运。

先是岳母。那天我们刚从机场接她回家,发现她脸色不好,自述昨晚没睡好,似乎又有肾结石发作的迹象。正当我们决定取消外出用餐时,她突然开始剧烈发抖,但额头仍是凉的。测量血氧后发现指标在快速下降——即使立即开始吸氧,最低时也掉到了 78。

救护车到达时(约 40 分钟后),体温已升至 39.8℃;送医时更是接近 41℃。人的状态非常差。幸运的是,在此前她提到过肾结石的不适,医生据此快速展开检查,确诊为尿源性脓毒症——结石堵住输尿管,细菌在尿液中迅速繁殖,最终进入血液。 医生直言,若再晚些送来,后果可能不堪设想。想到她刚下飞机,我们也不禁后怕——幸亏航班没有延误,幸亏那天决定乘坐早班机。经过紧急手术引流后,她的状况在第二天便明显好转,数日后顺利出院。

不久之后,又轮到岳父经历一次“惊险但幸运”的考验。 在照顾岳母期间,他出现咳嗽并伴随低热。CT 显示只是支气管扩张,但考虑到年龄,我们坚持让他住院观察。 在例行心电图检查中,医生意外发现他有房颤,心率在 130–170 之间剧烈波动。令人吃惊的是,他本人毫无不适感。事后他说,今年 5 月体检时医生就提醒过有房颤,但他没当回事,也没有告诉我们。 由于心率过快,治疗重心立即转为控制心律。幸运再次眷顾——在使用胺碘酮(Amiodarone)数小时后,心率逐渐恢复至 80 以下,成功复律。如今虽然仍在住院,但情况稳定,只需出院后按医嘱服用控制心率与抗凝药物即可。这次的阴差阳错,也让他在不经意间避免了房颤可能带来的更严重后果。

短短一周内的两次意外,让人既感叹生命的脆弱,也更懂得珍惜当下。幸运往往属于那些及时行动、认真对待健康警示的人。愿我们都能对自己和家人的身体多一分关注,少一分侥幸。

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《Flutter全栈开发实战指南:从零到高级》- 09 -常用UI组件库实战

《Flutter全栈开发实战指南:从零到高级》- 09 -常用UI组件库深度解析与实战

1. 前言:UI组件库在Flutter开发中的核心地位

在Flutter应用开发中,UI组件库构成了应用界面的基础版块块。就像建筑工人使用标准化的砖块、门窗和楼梯来快速建造房屋一样,Flutter开发者使用组件库来高效构建应用界面。

组件库的核心价值:

  • 提高开发效率,减少重复代码
  • 保证UI一致性
  • 降低设计和技术门槛
  • 提供最佳实践和性能优化

2. Material Design组件

2.1 Material Design设计架构

Material Design是Google推出的设计语言,它的核心思想是将数字界面视为一种特殊的"材料" 。这种材料具有物理特性:可以滑动、折叠、展开,有阴影和深度,遵循真实的物理规律。

Material Design架构层次:

┌─────────────────┐
     动效层         提供有意义的过渡和反馈
├─────────────────┤
   组件层           按钮卡片对话框等UI元素
├─────────────────┤
   颜色/字体层      色彩系统和字体层级
├─────────────────┤
   布局层           栅格系统和间距规范
└─────────────────┘

2.2 核心布局组件详解

2.2.1 Scaffold:应用骨架组件

Scaffold是Material应用的基础布局结构,它协调各个视觉元素的位置关系。

class HomePage extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(
        title: Text('应用标题'),
        actions: [
          IconButton(icon: Icon(Icons.search), onPressed: () {})
        ],
      ),
      drawer: Drawer(
        child: ListView(
          children: [/* 抽屉内容 */]
        ),
      ),
      body: Center(child: Text('主要内容')),
      bottomNavigationBar: BottomNavigationBar(
        items: [/* 导航项 */],
      ),
      floatingActionButton: FloatingActionButton(
        onPressed: () {},
        child: Icon(Icons.add),
      ),
    );
  }
}

Scaffold组件关系图:

Scaffold
├── AppBar (顶部应用栏)
├── Drawer (侧边抽屉)
├── Body (主要内容区域)
├── BottomNavigationBar (底部导航)
└── FloatingActionButton (悬浮按钮)
2.2.2 Container:多功能容器组件

Container是Flutter中最灵活的布局组件,可以理解为HTML中的div元素。

Container(
  width: 200,
  height: 100,
  margin: EdgeInsets.all(16),
  padding: EdgeInsets.symmetric(horizontal: 20, vertical: 10),
  decoration: BoxDecoration(
    color: Colors.blue[50],
    borderRadius: BorderRadius.circular(12),
    boxShadow: [
      BoxShadow(
        color: Colors.grey.withOpacity(0.5),
        blurRadius: 5,
        offset: Offset(0, 3),
      )
    ],
  ),
  child: Text('容器内容'),
)

Container布局流程:

graph TD
    A[Container创建] --> B{有子组件?}
    B -->|是| C[包裹子组件]
    B -->|否| D[填充可用空间]
    C --> E[应用约束条件]
    D --> E
    E --> F[应用装饰效果]
    F --> G[渲染完成]

2.3 表单组件深度实战

表单是应用中最常见的用户交互模式,Flutter提供了完整的表单解决方案。

2.3.1 表单验证架构
class LoginForm extends StatefulWidget {
  @override
  _LoginFormState createState() => _LoginFormState();
}

class _LoginFormState extends State<LoginForm> {
  final _formKey = GlobalKey<FormState>();
  final _emailController = TextEditingController();
  final _passwordController = TextEditingController();

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Form(
      key: _formKey,
      child: Column(
        children: [
          TextFormField(
            controller: _emailController,
            decoration: InputDecoration(
              labelText: '邮箱',
              border: OutlineInputBorder(),
            ),
            validator: (value) {
              if (value == null || value.isEmpty) {
                return '邮箱不能为空';
              }
              if (!RegExp(r'^[\w-]+(\.[\w-]+)*@[\w-]+(\.[\w-]+)+$')
                  .hasMatch(value)) {
                return '请输入有效的邮箱地址';
              }
              return null;
            },
          ),
          SizedBox(height: 16),
          TextFormField(
            controller: _passwordController,
            obscureText: true,
            decoration: InputDecoration(
              labelText: '密码',
              border: OutlineInputBorder(),
            ),
            validator: (value) {
              if (value == null || value.isEmpty) {
                return '密码不能为空';
              }
              if (value.length < 6) {
                return '密码至少6位字符';
              }
              return null;
            },
          ),
          SizedBox(height: 24),
          ElevatedButton(
            onPressed: () {
              if (_formKey.currentState!.validate()) {
                _performLogin();
              }
            },
            child: Text('登录'),
          ),
        ],
      ),
    );
  }

  void _performLogin() {
    // 执行登录逻辑
  }
}

表单验证流程图:

sequenceDiagram
    participant U as 用户
    participant F as Form组件
    participant V as 验证器
    participant S as 提交逻辑

    U->>F: 点击提交按钮
    F->>V: 调用验证器
    V->>V: 检查每个字段
    alt 验证通过
        V->>F: 返回null
        F->>S: 执行提交逻辑
        S->>U: 显示成功反馈
    else 验证失败
        V->>F: 返回错误信息
        F->>U: 显示错误提示
    end

3. Cupertino风格组件:iOS原生体验

3.1 Cupertino

Cupertino设计语言基于苹果的Human Interface Guidelines,强调清晰、遵从和深度。

Cupertino设计原则:

  • 清晰度:文字易读,图标精确
  • 遵从性:内容优先,UI辅助
  • 深度:层级分明,动效过渡自然

3.2 Cupertino组件实战

3.2.1 Cupertino页面架构
import 'package:flutter/cupertino.dart';

class CupertinoStylePage extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return CupertinoPageScaffold(
      navigationBar: CupertinoNavigationBar(
        middle: Text('iOS风格页面'),
        trailing: CupertinoButton(
          child: Icon(CupertinoIcons.add),
          onPressed: () {},
        ),
      ),
      child: SafeArea(
        child: ListView(
          children: [
            CupertinoListSection(
              children: [
                CupertinoListTile(
                  title: Text('设置'),
                  leading: Icon(CupertinoIcons.settings),
                  trailing: CupertinoListTileChevron(),
                  onTap: () {},
                ),
                CupertinoListTile(
                  title: Text('通知'),
                  leading: Icon(CupertinoIcons.bell),
                  trailing: CupertinoSwitch(
                    value: true,
                    onChanged: (value) {},
                  ),
                ),
              ],
            ),
          ],
        ),
      ),
    );
  }
}

Cupertino页面结构图:

CupertinoPageScaffold
├── CupertinoNavigationBar
│   ├── leading (左侧按钮)
│   ├── middle (标题)
│   └── trailing (右侧按钮)
└── child (主要内容)
    └── SafeArea
        └── ListView
            └── CupertinoListSection
                ├── CupertinoListTile
                └── CupertinoListTile
3.2.2 自适应开发模式

在跨平台开发中,提供平台原生的用户体验非常重要。

class AdaptiveComponent {
  static Widget buildButton({
    required BuildContext context,
    required String text,
    required VoidCallback onPressed,
  }) {
    final isIOS = Theme.of(context).platform == TargetPlatform.iOS;
    
    if (isIOS) {
      return CupertinoButton(
        onPressed: onPressed,
        child: Text(text),
      );
    } else {
      return ElevatedButton(
        onPressed: onPressed,
        child: Text(text),
      );
    }
  }

  static void showAlert({
    required BuildContext context,
    required String title,
    required String content,
  }) {
    final isIOS = Theme.of(context).platform == TargetPlatform.iOS;
    
    if (isIOS) {
      showCupertinoDialog(
        context: context,
        builder: (context) => CupertinoAlertDialog(
          title: Text(title),
          content: Text(content),
          actions: [
            CupertinoDialogAction(
              child: Text('确定'),
              onPressed: () => Navigator.pop(context),
            ),
          ],
        ),
      );
    } else {
      showDialog(
        context: context,
        builder: (context) => AlertDialog(
          title: Text(title),
          content: Text(content),
          actions: [
            TextButton(
              child: Text('确定'),
              onPressed: () => Navigator.pop(context),
            ),
          ],
        ),
      );
    }
  }
}

平台适配流程图:

graph LR
    A[组件初始化] --> B{检测运行平台}
    B -->|iOS| C[使用Cupertino组件]
    B -->|Android| D[使用Material组件]
    C --> E[渲染iOS风格UI]
    D --> F[渲染Material风格UI]

4. 第三方UI组件库

4.1 第三方库选择标准与架构

在选择第三方UI库时,需要有一定系统的评估标准。当然这些评估标准也没有定式,适合自己的才是最重要的~~~

第三方库评估矩阵:

评估维度 权重 评估标准
维护活跃度 30% 最近更新、Issue响应
文档完整性 25% API文档、示例代码
测试覆盖率 20% 单元测试、集成测试
社区生态 15% Star数、贡献者
性能表现 10% 内存占用、渲染性能

4.2 状态管理库集成

状态管理是复杂应用的核心,Provider是目前最流行的解决方案之一。

import 'package:provider/provider.dart';

// 用户数据模型
class UserModel with ChangeNotifier {
  String _name = '默认用户';
  int _age = 0;

  String get name => _name;
  int get age => _age;

  void updateUser(String newName, int newAge) {
    _name = newName;
    _age = newAge;
    notifyListeners(); // 通知监听者更新
  }
}

// 主题数据模型
class ThemeModel with ChangeNotifier {
  bool _isDarkMode = false;

  bool get isDarkMode => _isDarkMode;
  
  void toggleTheme() {
    _isDarkMode = !_isDarkMode;
    notifyListeners();
  }
}

// 应用入口配置
void main() {
  runApp(
    MultiProvider(
      providers: [
        ChangeNotifierProvider(create: (_) => UserModel()),
        ChangeNotifierProvider(create: (_) => ThemeModel()),
      ],
      child: MyApp(),
    ),
  );
}

// 使用Provider的页面
class ProfilePage extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(
        title: Text('用户资料'),
      ),
      body: Consumer2<UserModel, ThemeModel>(
        builder: (context, user, theme, child) {
          return Column(
            children: [
              ListTile(
                title: Text('用户名: ${user.name}'),
                subtitle: Text('年龄: ${user.age}'),
              ),
              SwitchListTile(
                title: Text('深色模式'),
                value: theme.isDarkMode,
                onChanged: (value) => theme.toggleTheme(),
              ),
            ],
          );
        },
      ),
    );
  }
}

Provider状态管理架构图:

graph TB
    A[数据变更] --> B[notifyListeners]
    B --> C[Provider监听到变化]
    C --> D[重建依赖的Widget]
    D --> E[UI更新]
    
    F[用户交互] --> G[调用Model方法]
    G --> A
    
    subgraph "Provider架构"
        H[ChangeNotifierProvider] --> I[数据提供]
        I --> J[Consumer消费]
        J --> K[UI构建]
    end

5. 自定义组件开发:构建专属设计系统

5.1 自定义组件设计方法论

开发自定义组件需要遵循系统化的设计流程。

组件开发生命周期:

需求分析 → API设计 → 组件实现 → 测试验证 → 文档编写 → 发布维护

5.2 实战案例:可交互评分组件开发

下面开发一个支持点击、滑动交互的动画评分组件。

// 动画评分组件
class InteractiveRatingBar extends StatefulWidget {
  final double initialRating;
  final int itemCount;
  final double itemSize;
  final Color filledColor;
  final Color unratedColor;
  final ValueChanged<double> onRatingChanged;

  const InteractiveRatingBar({
    Key? key,
    this.initialRating = 0.0,
    this.itemCount = 5,
    this.itemSize = 40.0,
    this.filledColor = Colors.amber,
    this.unratedColor = Colors.grey,
    required this.onRatingChanged,
  }) : super(key: key);

  @override
  _InteractiveRatingBarState createState() => _InteractiveRatingBarState();
}

class _InteractiveRatingBarState extends State<InteractiveRatingBar>
    with SingleTickerProviderStateMixin {
  late AnimationController _animationController;
  late Animation<double> _animation;
  double _currentRating = 0.0;
  bool _isInteracting = false;

  @override
  void initState() {
    super.initState();
    _currentRating = widget.initialRating;
    _animationController = AnimationController(
      duration: const Duration(milliseconds: 300),
      vsync: this,
    );
    _animation = Tween<double>(
      begin: widget.initialRating,
      end: widget.initialRating,
    ).animate(CurvedAnimation(
      parent: _animationController,
      curve: Curves.easeOut,
    ));
  }

  void _updateRating(double newRating) {
    setState(() {
      _currentRating = newRating;
    });
    _animateTo(newRating);
    widget.onRatingChanged(newRating);
  }

  void _animateTo(double targetRating) {
    _animation = Tween<double>(
      begin: _currentRating,
      end: targetRating,
    ).animate(CurvedAnimation(
      parent: _animationController,
      curve: Curves.easeOut,
    ));
    _animationController.forward(from: 0.0);
  }

  double _calculateRatingFromOffset(double dx) {
    final itemWidth = widget.itemSize;
    final totalWidth = widget.itemCount * itemWidth;
    final rating = (dx / totalWidth) * widget.itemCount;
    return rating.clamp(0.0, widget.itemCount.toDouble());
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return AnimatedBuilder(
      animation: _animation,
      builder: (context, child) {
        return GestureDetector(
          onPanDown: (details) {
            _isInteracting = true;
            final rating = _calculateRatingFromOffset(details.localPosition.dx);
            _updateRating(rating);
          },
          onPanUpdate: (details) {
            final rating = _calculateRatingFromOffset(details.localPosition.dx);
            _updateRating(rating);
          },
          onPanEnd: (details) {
            _isInteracting = false;
          },
          child: Row(
            mainAxisSize: MainAxisSize.min,
            children: List.generate(widget.itemCount, (index) {
              return _buildRatingItem(index);
            }),
          ),
        );
      },
    );
  }

  Widget _buildRatingItem(int index) {
    final ratingValue = _animation.value;
    final isFilled = index < ratingValue;
    final fillAmount = (ratingValue - index).clamp(0.0, 1.0);

    return CustomPaint(
      size: Size(widget.itemSize, widget.itemSize),
      painter: _StarPainter(
        fill: fillAmount,
        filledColor: widget.filledColor,
        unratedColor: widget.unratedColor,
      ),
    );
  }

  @override
  void dispose() {
    _animationController.dispose();
    super.dispose();
  }
}

// 自定义星星绘制器
class _StarPainter extends CustomPainter {
  final double fill;
  final Color filledColor;
  final Color unratedColor;

  _StarPainter({
    required this.fill,
    required this.filledColor,
    required this.unratedColor,
  });

  @override
  void paint(Canvas canvas, Size size) {
    final paint = Paint()
      ..color = unratedColor
      ..style = PaintingStyle.stroke
      ..strokeWidth = 2.0;

    final fillPaint = Paint()
      ..color = filledColor
      ..style = PaintingStyle.fill;

    // 绘制星星路径
    final path = _createStarPath(size);
    
    // 绘制未填充的轮廓
    canvas.drawPath(path, paint);
    
    // 绘制填充部分
    if (fill > 0) {
      canvas.save();
      final clipRect = Rect.fromLTWH(0, 0, size.width * fill, size.height);
      canvas.clipRect(clipRect);
      canvas.drawPath(path, fillPaint);
      canvas.restore();
    }
  }

  Path _createStarPath(Size size) {
    final path = Path();
    final center = Offset(size.width / 2, size.height / 2);
    final radius = size.width / 2;
    
    // 五角星绘制算法
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
      final angle = i * 4 * pi / 5 - pi / 2;
      final point = center + Offset(cos(angle) * radius, sin(angle) * radius);
      if (i == 0) {
        path.moveTo(point.dx, point.dy);
      } else {
        path.lineTo(point.dx, point.dy);
      }
    }
    path.close();
    return path;
  }

  @override
  bool shouldRepaint(covariant _StarPainter oldDelegate) {
    return fill != oldDelegate.fill ||
        filledColor != oldDelegate.filledColor ||
        unratedColor != oldDelegate.unratedColor;
  }
}

自定义组件交互流程图:

sequenceDiagram
    participant U as 用户
    participant G as GestureDetector
    participant A as AnimationController
    participant C as CustomPainter
    participant CB as 回调函数

    U->>G: 手指按下/移动
    G->>G: 计算对应评分
    G->>A: 启动动画
    A->>C: 触发重绘
    C->>C: 根据fill值绘制
    G->>CB: 调用onRatingChanged
    CB->>U: 更新外部状态

5.3 组件性能优化策略

性能优化是自定义组件开发的非常重要的一环。

组件优化:

优化方法 适用场景 实现方式
const构造函数 静态组件 使用const创建widget
RepaintBoundary 复杂绘制 隔离重绘区域
ValueKey 列表优化 提供唯一标识
缓存策略 重复计算 缓存计算结果
// 优化后的组件示例
class OptimizedComponent extends StatelessWidget {
  const OptimizedComponent({
    Key? key,
    required this.data,
  }) : super(key: key);

  final ExpensiveData data;

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return RepaintBoundary(
      child: Container(
        child: _buildExpensiveContent(),
      ),
    );
  }

  Widget _buildExpensiveContent() {
    // 复杂绘制逻辑
    return CustomPaint(
      painter: _ExpensivePainter(data),
    );
  }
}

class _ExpensivePainter extends CustomPainter {
  final ExpensiveData data;
  
  _ExpensivePainter(this.data);

  @override
  void paint(Canvas canvas, Size size) {
    // 复杂绘制操作
  }

  @override
  bool shouldRepaint(covariant _ExpensivePainter oldDelegate) {
    return data != oldDelegate.data;
  }
}

6. 综合实战:电商应用商品列表页面

下面构建一个完整的电商商品列表页面,综合运用各种UI组件。

// 商品数据模型
class Product {
  final String id;
  final String name;
  final String description;
  final double price;
  final double originalPrice;
  final String imageUrl;
  final double rating;
  final int reviewCount;
  final bool isFavorite;

  Product({
    required this.id,
    required this.name,
    required this.description,
    required this.price,
    required this.originalPrice,
    required this.imageUrl,
    required this.rating,
    required this.reviewCount,
    this.isFavorite = false,
  });

  Product copyWith({
    bool? isFavorite,
  }) {
    return Product(
      id: id,
      name: name,
      description: description,
      price: price,
      originalPrice: originalPrice,
      imageUrl: imageUrl,
      rating: rating,
      reviewCount: reviewCount,
      isFavorite: isFavorite ?? this.isFavorite,
    );
  }
}

// 商品列表页面
class ProductListPage extends StatefulWidget {
  @override
  _ProductListPageState createState() => _ProductListPageState();
}

class _ProductListPageState extends State<ProductListPage> {
  final List<Product> _products = [];
  final ScrollController _scrollController = ScrollController();
  bool _isLoading = false;
  int _currentPage = 1;
  final int _pageSize = 10;

  @override
  void initState() {
    super.initState();
    _loadProducts();
    _scrollController.addListener(_scrollListener);
  }

  void _scrollListener() {
    if (_scrollController.position.pixels ==
        _scrollController.position.maxScrollExtent) {
      _loadMoreProducts();
    }
  }

  Future<void> _loadProducts() async {
    setState(() {
      _isLoading = true;
    });
    
    // 网络请求
    await Future.delayed(Duration(seconds: 1));
    
    final newProducts = List.generate(_pageSize, (index) => Product(
      id: '${_currentPage}_$index',
      name: '商品 ${_currentPage * _pageSize + index + 1}',
      description: '商品的详细描述',
      price: 99.99 + index * 10,
      originalPrice: 199.99 + index * 10,
      imageUrl: 'https://picsum.photos/200/200?random=${_currentPage * _pageSize + index}',
      rating: 3.5 + (index % 5) * 0.5,
      reviewCount: 100 + index * 10,
    ));
    
    setState(() {
      _products.addAll(newProducts);
      _isLoading = false;
      _currentPage++;
    });
  }

  Future<void> _loadMoreProducts() async {
    if (_isLoading) return;
    await _loadProducts();
  }

  void _toggleFavorite(int index) {
    setState(() {
      _products[index] = _products[index].copyWith(
        isFavorite: !_products[index].isFavorite,
      );
    });
  }

  void _onProductTap(int index) {
    final product = _products[index];
    Navigator.push(
      context,
      MaterialPageRoute(
        builder: (context) => ProductDetailPage(product: product),
      ),
    );
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(
        title: Text('商品列表'),
        actions: [
          IconButton(
            icon: Icon(Icons.search),
            onPressed: () {},
          ),
          IconButton(
            icon: Icon(Icons.filter_list),
            onPressed: () {},
          ),
        ],
      ),
      body: Column(
        children: [
          // 筛选栏
          _buildFilterBar(),
          // 商品列表
          Expanded(
            child: RefreshIndicator(
              onRefresh: _refreshProducts,
              child: ListView.builder(
                controller: _scrollController,
                itemCount: _products.length + 1,
                itemBuilder: (context, index) {
                  if (index == _products.length) {
                    return _buildLoadingIndicator();
                  }
                  return _buildProductItem(index);
                },
              ),
            ),
          ),
        ],
      ),
    );
  }

  Widget _buildFilterBar() {
    return Container(
      padding: EdgeInsets.symmetric(horizontal: 16, vertical: 8),
      decoration: BoxDecoration(
        border: Border(bottom: BorderSide(color: Colors.grey[300]!)),
      ),
      child: Row(
        children: [
          _buildFilterChip('综合'),
          SizedBox(width: 8),
          _buildFilterChip('销量'),
          SizedBox(width: 8),
          _buildFilterChip('价格'),
          Spacer(),
          Text('${_products.length}件商品'),
        ],
      ),
    );
  }

  Widget _buildFilterChip(String label) {
    return FilterChip(
      label: Text(label),
      onSelected: (selected) {},
    );
  }

  Widget _buildProductItem(int index) {
    final product = _products[index];
    final discount = ((product.originalPrice - product.price) / 
                     product.originalPrice * 100).round();

    return Card(
      margin: EdgeInsets.symmetric(horizontal: 16, vertical: 8),
      child: InkWell(
        onTap: () => _onProductTap(index),
        child: Padding(
          padding: EdgeInsets.all(12),
          child: Row(
            crossAxisAlignment: CrossAxisAlignment.start,
            children: [
              // 商品图片
              Stack(
                children: [
                  ClipRRect(
                    borderRadius: BorderRadius.circular(8),
                    child: Image.network(
                      product.imageUrl,
                      width: 100,
                      height: 100,
                      fit: BoxFit.cover,
                      errorBuilder: (context, error, stackTrace) {
                        return Container(
                          width: 100,
                          height: 100,
                          color: Colors.grey[200],
                          child: Icon(Icons.error),
                        );
                      },
                    ),
                  ),
                  if (discount > 0)
                    Positioned(
                      top: 0,
                      left: 0,
                      child: Container(
                        padding: EdgeInsets.symmetric(horizontal: 4, vertical: 2),
                        decoration: BoxDecoration(
                          color: Colors.red,
                          borderRadius: BorderRadius.only(
                            topLeft: Radius.circular(8),
                            bottomRight: Radius.circular(8),
                          ),
                        ),
                        child: Text(
                          '$discount%',
                          style: TextStyle(
                            color: Colors.white,
                            fontSize: 12,
                            fontWeight: FontWeight.bold,
                          ),
                        ),
                      ),
                    ),
                ],
              ),
              SizedBox(width: 12),
              // 商品信息
              Expanded(
                child: Column(
                  crossAxisAlignment: CrossAxisAlignment.start,
                  children: [
                    Text(
                      product.name,
                      style: TextStyle(
                        fontSize: 16,
                        fontWeight: FontWeight.bold,
                      ),
                      maxLines: 2,
                      overflow: TextOverflow.ellipsis,
                    ),
                    SizedBox(height: 4),
                    Text(
                      product.description,
                      style: TextStyle(
                        fontSize: 14,
                        color: Colors.grey[600],
                      ),
                      maxLines: 1,
                      overflow: TextOverflow.ellipsis,
                    ),
                    SizedBox(height: 8),
                    // 评分和评论
                    Row(
                      children: [
                        _buildRatingStars(product.rating),
                        SizedBox(width: 4),
                        Text(
                          product.rating.toStringAsFixed(1),
                          style: TextStyle(fontSize: 12),
                        ),
                        SizedBox(width: 4),
                        Text(
                          '(${product.reviewCount})',
                          style: TextStyle(
                            fontSize: 12,
                            color: Colors.grey[600],
                          ),
                        ),
                      ],
                    ),
                    SizedBox(height: 8),
                    // 价格信息
                    Row(
                      children: [
                        Text(
                          ${product.price.toStringAsFixed(2)}',
                          style: TextStyle(
                            fontSize: 18,
                            fontWeight: FontWeight.bold,
                            color: Colors.red,
                          ),
                        ),
                        SizedBox(width: 8),
                        if (product.originalPrice > product.price)
                          Text(
                            ${product.originalPrice.toStringAsFixed(2)}',
                            style: TextStyle(
                              fontSize: 14,
                              color: Colors.grey,
                              decoration: TextDecoration.lineThrough,
                            ),
                          ),
                      ],
                    ),
                  ],
                ),
              ),
              // 收藏按钮
              IconButton(
                icon: Icon(
                  product.isFavorite ? Icons.favorite : Icons.favorite_border,
                  color: product.isFavorite ? Colors.red : Colors.grey,
                ),
                onPressed: () => _toggleFavorite(index),
              ),
            ],
          ),
        ),
      ),
    );
  }

  Widget _buildRatingStars(double rating) {
    return Row(
      children: List.generate(5, (index) {
        final starRating = index + 1.0;
        return Icon(
          starRating <= rating
              ? Icons.star
              : starRating - 0.5 <= rating
                  ? Icons.star_half
                  : Icons.star_border,
          color: Colors.amber,
          size: 16,
        );
      }),
    );
  }

  Widget _buildLoadingIndicator() {
    return _isLoading
        ? Padding(
            padding: EdgeInsets.all(16),
            child: Center(
              child: CircularProgressIndicator(),
            ),
          )
        : SizedBox();
  }

  Future<void> _refreshProducts() async {
    _currentPage = 1;
    _products.clear();
    await _loadProducts();
  }

  @override
  void dispose() {
    _scrollController.dispose();
    super.dispose();
  }
}

电商列表页面架构图:

graph TB
    A[ProductListPage] --> B[AppBar]
    A --> C[Column]
    C --> D[FilterBar]
    C --> E[Expanded]
    E --> F[RefreshIndicator]
    F --> G[ListView.builder]
    
    G --> H[商品卡片]
    H --> I[商品图片]
    H --> J[商品信息]
    H --> K[收藏按钮]
    
    J --> L[商品标题]
    J --> M[商品描述]
    J --> N[评分组件]
    J --> O[价格显示]
    
    subgraph "状态管理"
        P[产品列表]
        Q[加载状态]
        R[分页控制]
    end

7. 组件性能监控与优化

7.1 性能分析工具使用

Flutter提供了丰富的性能分析工具来监控组件性能。

性能分析:

工具名称 主要功能 使用场景
Flutter DevTools 综合性能分析 开发阶段性能调试
Performance Overlay 实时性能覆盖层 UI性能监控
Timeline 帧时间线分析 渲染性能优化
Memory Profiler 内存使用分析 内存泄漏检测

7.2 性能优化技巧

// 示例
class OptimizedProductList extends StatelessWidget {
  final List<Product> products;
  final ValueChanged<int> onProductTap;
  final ValueChanged<int> onFavoriteToggle;

  const OptimizedProductList({
    Key? key,
    required this.products,
    required this.onProductTap,
    required this.onFavoriteToggle,
  }) : super(key: key);

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return ListView.builder(
      itemCount: products.length,
      // 为每个列表项提供唯一key
      itemBuilder: (context, index) {
        return ProductItem(
          key: ValueKey(products[index].id), // 优化列表diff
          product: products[index],
          onTap: () => onProductTap(index),
          onFavoriteToggle: () => onFavoriteToggle(index),
        );
      },
    );
  }
}

// 使用const优化的商品项组件
class ProductItem extends StatelessWidget {
  final Product product;
  final VoidCallback onTap;
  final VoidCallback onFavoriteToggle;

  const ProductItem({
    Key? key,
    required this.product,
    required this.onTap,
    required this.onFavoriteToggle,
  }) : super(key: key);

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return const RepaintBoundary( // 隔离重绘区域
      child: ProductItemContent(
        product: product,
        onTap: onTap,
        onFavoriteToggle: onFavoriteToggle,
      ),
    );
  }
}

// 使用const构造函数的内容组件
class ProductItemContent extends StatelessWidget {
  const ProductItemContent({
    Key? key,
    required this.product,
    required this.onTap,
    required this.onFavoriteToggle,
  }) : super(key: key);

  final Product product;
  final VoidCallback onTap;
  final VoidCallback onFavoriteToggle;

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return InkWell(
      onTap: onTap,
      child: Padding(
        padding: const EdgeInsets.all(12.0),
        child: Row(
          children: [
            const CachedProductImage(imageUrl: product.imageUrl),
            const SizedBox(width: 12),
            const Expanded(
              child: ProductInfo(product: product),
            ),
            const FavoriteButton(
              isFavorite: product.isFavorite,
              onToggle: onFavoriteToggle,
            ),
          ],
        ),
      ),
    );
  }
}

8. 总结

8.1 核心知识点回顾

通过本篇文章,我们系统学习了Flutter UI组件库的各个方面:

Material Design组件体系:

  • 理解了Material Design的实现原理
  • 掌握了Scaffold、Container等核心布局组件
  • 学会了表单验证和复杂列表的实现

Cupertino风格组件:

  • 了解了iOS设计规范与实现
  • 掌握了平台自适应开发模式

第三方组件库:

  • 第三方库评估标准
  • 掌握了状态管理库的集成使用
  • 了解了流行UI扩展库的应用场景

自定义组件开发:

  • 学会了组件设计的方法论
  • 掌握了自定义绘制和动画实现
  • 理解了组件性能优化的手段

8.2 实际开发建议

组件选择策略:

  1. 优先使用官方组件,保证稳定性和性能
  2. 谨慎选择第三方库,选择前先评估
  3. 适时开发自定义组件

性能优化原则:

  1. 合理使用const构造函数减少重建
  2. 为列表项提供唯一Key优化diff算法
  3. 使用RepaintBoundary隔离重绘区域
  4. 避免在build方法中执行耗时操作

如果觉得这篇文章对你有帮助,请点赞、关注、收藏支持一下!!! 你的支持是我持续创作优质内容的最大动力! 有任何问题欢迎在评论区留言讨论,我会及时回复解答。

What Auto Layout Doesn’t Allow

日常使用Snapkit做约束时经常会遇到约束更新错误或者不允许的操作,本文记录一下Autolayout中哪些操作是不被允许的

前置知识

Size Attributes and Location Attributes

Autolayout中Attributes分为两类:Size Attributes 和 Location Attributes

  • Size Attributes:表示的是尺寸信息,有Width、Height
  • Location Attributes:表示位置信息,有Leading、Left、Trailing、Right、Top、Bottom、Cente(x、y)、Baseline等等

Autolayout的本质

Autolayout的本质是如下形式的等式或不等式:

Item1.Attribute1 [Relationship] Multiplier * Item2.Attribute2 + Constant

Relationship可以是等式,比如:

  • View1.leading = 1.0 * View2.leading + 0
  • View1.width = 1.0 * View2.width + 20

也可以是不等式,比如:

View1.leading >= 1.0 * View2.trailing + 0

需要注意的是式子两边不总是有Attribute,如下所示:

  • View.height = 0.0 * NotAnAttribute + 40.0(✅)
  • View1.height = 0.5 * View2.height(✅)

上述两个约束都是正确的

规则

1. Size Attribute与Location Attribute之间不能做约束

原文:You cannot constrain a size attribute to a location attribute.

错误举例:View1.width = 1.0 * View2.trailing + 0(❌)

2. 不能对Location Attribute设置常量

原文:You cannot assign constant values to location attributes.

错误举例:View1.leading = 0.0 * NotAnAttribute + 20(❌)

3. Location Attribute中不能使用非1的mutiplier

You cannot use a nonidentity multiplier (a value other than 1.0) with location attributes.

错误举例:View1.leading = 0.5 * View2.leading + 20(❌)

4. Location Attribute中不同方向之间不能做约束

For location attributes, you cannot constrain vertical attributes to horizontal attributes.

错误举例:View1.centerX = 1 * View2.centerY + 20(❌)

5. Leading(Trailing)不能与Left(Trailing)做约束

For location attributes, you cannot constrain Leading or Trailing attributes to Left or Right attributes.

错误举例:View1.centerX = 1 * View2.centerY + 20(❌)

修改Constraints需要注意什么

除了上述规则外,在运行时也可能会更新约束,有如下这些支持的修改约束操作:

  • 激活/停用约束(Activating or deactivating a constraint)
  • 修改约束的常量部分(Changing the constraint’s constant value)
  • 修改约束的优先级(Changing the constraint’s priority)
  • 将视图从页面层级中移除(Removing a view from the view hierarchy)

SwiftUI动画之使用 navigationTransition(.zoom) 实现 Hero 动画

使用navigationTransition(.zoom(sourceID:in:))在 SwiftUI 中实现 Hero 式放大过渡

SwiftUI iOS 17 带来了新的导航过渡系统。本文将带你学习如何使用 navigationTransition(.zoom(sourceID:in:)) 实现类似 Hero 动画的平滑放大效果。


✨ 简介

在 UIKit 时代,想要实现一个“列表 → 详情页”的放大过渡动画,往往需要复杂的自定义转场或者第三方库 Hero。而从 iOS 17 开始,SwiftUI 提供了新的导航过渡 API,使得这一切都能以极少的代码实现。

navigationTransition(.zoom(sourceID:in:)) 是 Apple 新增的 API,它允许我们在两个导航页面间创建共享元素(Shared Element)动画。源视图与目标视图使用相同的 sourceID,系统就能自动识别并生成缩放过渡。


🧩 实现思路

  1. 定义一个 @Namespace 来管理共享动画空间。

  2. 在源视图(比如卡片)与目标视图(详情页)上使用相同的 id。

  3. 通过 .navigationTransition(.zoom(sourceID:in:)) 声明使用 zoom 过渡。

系统会自动在两个页面间平滑地缩放、移动这两个匹配的视图,形成 Hero 式的过渡体验。


💻 完整示例代码

import SwiftUI

struct ZoomHeroExample: View {
    @Namespace private var ns
    @State private var selected: Item? = nil
    
    let items: [Item] = [
        Item(id: "1", color: .pink, title: "粉红"),
        Item(id: "2", color: .blue, title: "湛蓝"),
        Item(id: "3", color: .orange, title: "橙色")
    ]
    
    var body: some View {
        
        NavigationStack {
            ScrollView {
                LazyVGrid(columns: [.init(.adaptive(minimum: 120))], spacing: 12) {
                    ForEach(items) { item in
                        RoundedRectangle(cornerRadius: 12)
                            .fill(item.color)
                            .frame(height: 140)
                            .overlay(Text(item.title).foregroundColor(.white).bold())
                            .matchedTransitionSource(id: "card-" + item.id, in: ns)
                            .onTapGesture { selected = item }
                    }
                }
                .padding()
            }
            .navigationDestination(item: $selected) { item in
                // 添加 zoom 过渡
                DetailView(item: item, namespace: ns)
                    .navigationTransition(.zoom(sourceID: "card-" + item.id, in: ns))
            }
            .navigationTitle("颜色卡片")
        }
    }
}

struct DetailView: View {
    let item: Item
    let namespace: Namespace.ID
    
    var body: some View {
        VStack {
            RoundedRectangle(cornerRadius: 24)
                .fill(item.color)
                .frame(height: 420)
                .padding()
            
            Text(item.title)
                .font(.largeTitle)
                .bold()
            
            Spacer()
        }
        .navigationBarTitleDisplayMode(.inline)
    }
}

struct Item: Identifiable, Hashable {
    let id: String
    let color: Color
    let title: String
}


#Preview {
    ZoomHeroExample()
}

🎬 动画效果说明

当用户点击某个卡片:

  1. 源视图与目标视图通过相同的 sourceID 匹配。

  2. 系统自动计算两者在坐标空间中的差异。

  3. SwiftUI 执行一个 .zoom 类型的放大过渡动画,使卡片平滑地扩展到详情页。

这与 Hero 库的核心概念完全一致,但现在由 SwiftUI 原生支持。


⚙️ 常见问题

❓ 为什么动画没生效?

  • 确认源视图和目标视图的 id 一致。

  • 确保使用的是 NavigationStack 而不是旧的 NavigationView。

  • 确认系统版本 ≥ iOS 17。

⚠️ 视图闪烁或跳动?

  • 避免动态尺寸变化过大的布局。
  • 给匹配元素一个固定的 .frame() 可增强过渡的稳定性。

🔍 与matchedGeometryEffect的对比

特性 matchedGeometryEffect navigationTransition(.zoom)
匹配方式 Namespace + ID sourceID + Namespace
场景 任意动画、自定义匹配 导航过渡专用
代码复杂度 较高 极简
稳定性 手动控制 系统托管

简言之:在导航场景下优先使用 navigationTransition,其它复杂动画仍可用 matchedGeometryEffect。


💡 延伸思考

如果你想自定义更多转场样式,比如滑动、淡入淡出,可以尝试:

.navigationTransition(.slide(sourceID: "card-" + $0.id, in: ns))

或:

.navigationTransition(.zoom(sourceID: "card-" + $0.id, in: ns).combined(with: .opacity))

SwiftUI 让多个过渡组合成为可能,且依旧保持声明式风格。


🧭 总结

通过 navigationTransition(.zoom(sourceID:in:)),我们可以在 SwiftUI 中轻松实现 Hero 式放大动画。它不仅简化了过渡代码,还 seamlessly 与 NavigationStack 集成。

一句话总结:

从此以后,Hero 动画在 SwiftUI 中,不再需要 Hero。


参考链接:

❌