4.1　类

和其他面向对象的高级编程语言类似，Dart所有的类都是Object的子类，即继承于Object类。不同的是，Dart的基本数据类型属于对象，甚至null也属于对象。因此，可以说Dart是一种真正面向对象的语言。

4.1.1　类的实例化

首先来看下面一段代码：

运行结果：

在上面的代码中，有一段代码和main（）方法的缩进一样，即Person类。这个类是一个自定义的类，其大括号包含了这个类的实现。实际上，在使用String类的实例时，String作为基本数据类型，其类不需要自定义，直接拿来用即可，所以看不到String类的源码。在使用Person类时，可以把它当作String类看待。

在定义类时，我们可以像上面的例子一样直接把多个类写到一个文件中，也可以用单独的一个文件来实现一个类。例如，对于上例而言，新建一个文件，命名为Person.dart，把Person类的具体内容写到这个文件中，然后删掉原先的Person类实现。由于删掉了Person类的实现内容，原先的代码会报错。此时，需要指明要使用的类，即import（导入）Person类。最终的代码将如下所示：

.dart代码：

Person.dart代码：

运行结果和前面的相同。通常意义上讲，为了确保代码的可读性和可维护性，会将不同的类放在不同的文件中单独处理。一个完整可用的类通常包括方法（也称为函数）和数据（也称为变量）。在调用时，通常使用一个点（.）来引用类中的变量。比如，我们只输出alice的年龄，则上面main（）方法中的代码如下：

输出结果：

如果忘记初始化名为alice的对象，或无意中给null赋值，在调用时就会出现空指针异常。为了做非空判定，通常的做法如下：

为了简化上述操作，提供了？.的调用方法，同时需要手动设置默认值。如下所示：

上面代码的意思是，当调用alice.age时，如果alice不为空，则使用alice对象中age变量的值；否则，将20作为值使用。最后，如果不清楚某一个对象的类型，就可以通过runtimeType来判断，代码如下：

运行结果：

如此，可得到类名，从而得知其对象类型。

4.1.2　实例变量

现在把注意力集中在Person类，发现在开始时有三个变量声明，如下：

这三个变量就称为实例变量。在声明时，可以对其赋值，未被赋值过的实例变量的默认值是null。而被赋值的变量的赋值操作将在该类被实例化时发生，且发生在构造方法和初始化列表操作前。

有关构造方法和初始化列表的知识将在后面的小节中讲解，这里可以简单地认为赋值是类在实例化操作中的第一步。要强调的是，构造函数的执行顺序为初始化参数列表→父类的无名构造函数→本类的无名构造函数。

4.1.3　getter（）方法和setter（）方法

和某些面向对象的高级编程语言不同，Dart是不需要手动去写getter（）方法和setter（）方法的，它会自动为每一个实例变量生成getter（）方法。对于非final修饰的实例变量，也会自动生成setter（）方法。在使用时，可以直接以“对象.实例变量”的方式访问。同时，Dart也支持自定义getter（）方法和setter（）方法，方法使用get和set关键字。

接下来实现一个功能：当我们使用姓名、年龄和性别去初始化一个对象后，通过一个方法得到这个人的年龄阶段描述，如儿童、少年、青年，而这要根据年龄来判断。代码片段如下：

将上述代码放到Person类中，然后回到main（）方法中调用它：

运行结果：

4.1.4　静态变量

静态变量，又称为类变量。和实例变量不同的是，静态变量是对于一个类而言的。在Person类中，声明一个静态变量的方法是使用static关键字，如下所示：

再回到main（）方法中，当尝试用alice对象访问notice时，会发现根本无法访问，更不要说更改它了。因此，只能用Person类访问notice，如下所示：

和实例变量不同，静态变量在第一次使用时就需要初始化，即使没有创建任何该类的对象。

4.1.5　构造方法

除变量外，我们会发现Person类中还有一段代码：

这就是Person类的构造方法。由于在上面构造方法体中，利用参数给实例变量（下一节中会解释实例变量）赋值的场景非常常见，故Dart提供了简便写法，如下所示：

1.默认构造方法

默认构造方法很明显也是一个方法，只不过它和类的名字一样，小括号中的参数是可选的。在Dart中，如果一个类不包含任何构造方法，Dart就会自动添加一个没有任何参数的默认构造方法，如下所示：

因此，如果想定义默认构造方法，其实不用去写，因为Dart已经默认提供了。你可能会问，在构造方法的方法体中为什么要写this，它是什么意思？this关键字代表当前实例。根据Dart代码风格样式规范，实际上是不推荐使用this关键字的，但是在上面带有参数的构造方法中，如果直接忽略this，就会变成：

显然这是没有意义的。因此，这是借助this关键字来解决变量名冲突的问题。

2.命名构造方法

除了上述使用类名作为构造方法名的构造方法，还有命名构造方法。具体代码片段如下：

在main（）方法中，调用这个构造方法需要创建对象：

运行结果：

当然，这里出于实际的代码逻辑考虑，仅仅要求一个参数，即年龄，因为名字和性别不会轻易更改。

3.调用父类的构造方法

当一个类作为子类存在时，它的构造方法会自动调用其父类的无名无参数的默认构造方法，调用的时机是在子类的构造方法开始执行之前。当父类没有无名构造方法时，则需要使用冒号（：）调用父类的其他构造方法。代码片段如下：

Person.dart代码：

main.dart代码：

运行结果：

Student类是Person类的子类，使用extends关键字表示继承关系。它调用了父类的myself构造方法，可以看到，最后输出的gender值为male，age为16，正是父类构造方法执行后的结果。在执行完父类构造方法后，才执行本类中的代码，将name的值赋为Student，并且在打印“I'm student， $age years old.”后结束自身的构造方法。因此，调用toString（）方法输出了希望看到的结果。

在调用父类的构造方法前，还可以通过初始化列表来初始化变量的值。首先在Person类中添加下面的构造方法：

然后在main（）方法中使用此构造方法进行实例化：

最后运行，结果如下：

4.重定向构造方法

对于一个类，有时候可能存在多个构造方法，而这些方法中可能存在某些相同的逻辑。为了使代码足够简洁和易于维护，我们可以把共同的部分提取出来，然后分别实现不同逻辑的部分即可。

对于上面的Person类，为了简化使用，在输入性别时，不再输入male和female，而是简单地输入0代表male，1代表female，但是要求在输出结果时按照male和female输出。此时，重定向构造方法便是一种解决途径。依然在Person类中加入构造方法，这一次按照如下写法来添加：

然后在main（）方法中测试：

运行结果：

在easyGender的命名构造方法中，对0和1的性别输入进行相应的转换，然后调用其他的构造方法简化了重复赋值的操作。

5.常量构造方法

如果不允许Person类中的变量在实例化后随意更改，就要用到常量构造方法。常量构造方法使用const关键字，并声明所有类的变量为final。如上所述，在Person.dart中新建一个类：

然后在main（）方法中实例化：

运行结果：

使用常量构造方法初始化的对象，其final修饰的变量无法再被更改。如

将会提示语法错误。

6.工厂方法的构造方法

前面所述的众多构造方法均会返回一个新的实例。为了减少硬件资源的消耗，Dart的设计者提供了工厂方法。所谓工厂方法，就是提供缓存，如果一个对象已经被实例化过，那么从缓存中取出来返回即可，不需要再生成一个新的对象。

因此，使用工厂方法不一定总是返回一个新的对象。也正因为如此，它可以减少实例化对象的时间。参考下面名为Person_2的新类：

在创建缓存区时使用了Map的组织形式，在类的内部使用了_cache对象。前面的String即key，用于保存某个人的姓名。只要有了姓名，就能找到他。然后，回到main（）方法中写下如下代码：

运行结果：

通过调用对象.hashcode可以判断是不是两个不同的实例。如上所示，虽然sayHello和sayHello_2都是通过new Person_2去实例化的，但由于都使用了David作为缓存key，因此会得到同一个对象。而对于新来的Elan，由于_cache中没有Elan，因此将返回一个新的对象。

4.1.6　实例方法

实际上，我们已经多次使用过实例方法，如Person_2类中的say（）方法。

Dart编程语言中的实例方法也是类成员方法，可以访问实例变量和this。因此，若要判断一个方法是不是实例方法，仅看这个方法体中能否使用实例变量和this关键字即可。

4.1.7　静态方法

和静态变量相似，静态方法也是对于整个类而言的，因此也被称为类方法，同时它也无法在类的实例上执行。举例来说，扩展之前的Person_2类如下：

注意，在最后的readme（）方法前加了static关键字，这是一个静态方法。在使用静态方法时，只需要使用“类名.静态方法”即可。具体如下：

运行结果：

同样地，如果使用类的实例，如sayHello，调用readme（）方法就会收到语法错误提示。

4.1.8　扩展类

所谓扩展类，实际上就是类的继承（使用extends关键字）及方法的复写（添加@Override注解）。不管是类的继承还是方法的复写，在之前的示例中，其实多多少少都有体现，下面我们就用一个实际案例来具体讲解。

想象这样的情况：要建立两个类来模拟手机的操作，其中一部是iPhone手机，另一部是Android手机。根据现有的知识，我们会写两个类分别对应两部手机的某些特点和操作。本节中要写三个类：其中一个类是父类，也叫作超类。这个类包含了所有手机的共同特点和功能，如屏幕、质量、打电话、发短信等；另外两个类对应实际的手机，包含手机的特有功能，如Android手机的品牌、iPhone手机的Power键功能等。

在这里，仅举例一部完整的手机中的少量特性和功能。首先新建一个父类，类名为MobilePhone，具体代码如下：

可以看到，父类的内容很简单：三个实例变量分别对应屏幕尺寸、手机质量和发布时间；打电话和发短信两个实例方法分别需要被叫号码、接收号码和短信内容。下面继续新建用来表示iPhone手机和Android手机的子类。

再回到main（）方法中，分别实例化这两部不同的手机：

最后调用各自的toString（）方法、call（）方法和sendSms（）方法，结果如下：

可见，虽然这两个类都继承了MobilePhone，但是又有各自的特色。对于MobilePhone中的变量和方法，就不需要再重复编码了。当然，你也可以自由地输出其他信息。

对于上例，如果我们不满足于单纯调用父类的方法，而是想在各自的方法中加上一个手机品牌信息，就要借助super关键字来复写父类的方法。具体的操作如下：

对于iPhone手机：

Android手机：

main（）方法中的内容保持不变，运行结果如下：

如果不希望父类的方法被调用，就去掉super这一行。

4.1.9　可复写的运算符

运算符也可以被复写，但是并非所有的运算符都能复写。能够复写的运算符如表4.1所示。

定义一个用于两项整数分别相乘的类，在其中复写乘号（*）运算符：

在main（）方法中实例化两个对象，并让它们相乘：

运行结果：

可见，代码按照我们希望的逻辑运行，实现了两个整数分别相乘的需求。当然，你也可以尝试两个数交叉相乘，或者自定义其他运算符的功能。

4.1.10　抽象方法

在Dart中，支持抽象方法。它和实例方法不同，实例方法要求完整的方法名和方法体，即方法的实现；但是抽象方法则只要求方法名，方法体在其子类中实现。回到之前讲解继承的例子中，尝试将父类声明为抽象类，并将其中的打电话（call（））方法改为一个抽象方法。完整的代码如下：

此时，两个子类均会在原有的super.call（）方法上报语法错误，改正如下：

iPhone类：

AndroidPhone类：

main（）方法中的内容保持不变，运行结果如下：

综上所述，抽象方法就是仅对方法进行声明，然后放到子类中具体实现。

4.1.11　抽象类

上例中，我们将名为MobilePhone的父类声明为抽象类，这样MobilePhone便成了一个抽象类。抽象类无法被实例化，这也就意味着无法通过new MobilePhone（）方法来初始化一个对象。

抽象类一般会包含一个或多个抽象方法，同时也允许具体的实例方法存在。由于在上例中使用过抽象类，因此这里就不再重复举例。

4.1.12　接口

对于之前的例子，现在需要实现一个相同的功能，就是报出手机的品牌，但是具体的实现方法在另外一个类中。

由于Dart编程语言是不支持多个类继承的，因此在这种情况下，就要用到接口的概念。实现接口的关键字是 implememnts，我们采用和继承类似的写法改造iPhone类和AndroidPhone类。

iPhone类：

AndroidPhone类：

最后，在main（）方法中分别调用两个类实例的printMyBrand（）方法，得到结果：

上例中的玄机在于使用了implements。有了它，便有了方法实现的多样性，这对于上例中的应用场景十分合适。而且，在接口的实现上，Dart编程语言是支持多实现的。其结构如下：

4.1.13　利用Mixin特性扩展类

众所周知，Android和iOS在App后台运行的机制不同，Android可以提供几乎所有App的后台运行，而iOS只有定位、音乐播放等后台保持运行。因此，接下来，我们继续对AndroidPhone类进行扩充，添加一个将App放在后台运行的方法。和之前类似，后台运行也被放在另外一个类中。

由于这次不需要再重新实现它，因此使用implements就显得不太合适，这时就需要Mixin特性来救场。要使用Mixin特性就需要用到with关键字，后面紧跟着类名。特别注意的是，要将它们放在extends之后，implements之前。下面来看一下修改后的AndroidPhone类：

该类的首行使用了with关键字，而且在本类中并没有重写BackgroundApp（）方法。接下来，在main（）方法中调用：

运行结果：

可见，方法已经被添加到AndroidPhone类中并成功调用了。当然，作为with后的方法也是可以复写的，复写的原则和继承后的复写类似。

4.1.14　枚举

枚举，即enums或enumerations，是一种特殊的类。它通常用来表示具有固定数目的常量，但是它无法继承，无法使用Mixin特性，也无法实例化。先来看一个示例：

这是一个典型的枚举示例，用来表示Android设备的品牌。类似于列表，它的下标也是从0开始的，使用index可得到下标值：

在实际开发中，枚举可以帮助我们写出更易懂的代码。比如，要判断一款手机的品牌，仅需如下操作：

这样可减少由于拼写失误导致的异常，另外，当需要发生变化时，仅需对枚举类的内容进行修改即可，不需要在调用它的代码位置修改，降低了维护成本。