flutter--Dart基础语法（二）流程控制、函数、异常

一、前言

Flutter 是 Google 开源的 UI 工具包，帮助开发者通过一套代码库高效构建多平台精美应用，Flutter 开源、免费，拥有宽松的开源协议，支持移动、Web、桌面和嵌入式平台。

Flutter是使用Dart语言开发的跨平台移动UI框架，通过自建绘制引擎，能高性能、高保真地进行Android和IOS开发。Flutter采用Dart语言进行开发，而并非Java，Javascript这类热门语言，这是Flutter团队对当前热门的10多种语言慎重评估后的选择。因为Dart囊括了多数编程语言的优点，它更符合Flutter构建界面的方式。

本文主要就是简单梳理一下Dart语言的一些基础知识和语法。关于编程语言的基本语法无外乎那么些内容，注释、变量、数据类型、运算符、流程控制、函数、类、异常、文件、异步、常用库等内容，相信大部分读者都是有一定编程基础的，所以本文就简单地进行一个梳理，不做详细的讲解。大家也可以参考 Dart编程语言中文网。

上一篇文章主要是写了Dart语言的一些基本语法，本文将接着上一篇文章继续往后写。

二、Dart中的流程控制

流程控制涉及到的基本语法其实很简单，但是这一块也是编程语言基础中最难的一部分，主要难点在于解决问题的逻辑思路，流程控制知识实现我们解决问题的逻辑思路的一种表达形式。所以，大家在学习编程语言的过程中，学习基本语法是一部分，更重要的部分其实是锻炼自己解决问题的逻辑能力，而这一块的加强，必须加以大量的练习才能熟练掌握。本文主要是给大家罗列一下Dart中的流程控制相关的基本语法。

流程控制主要涉及到的内容无外乎条件分支结构、switch分支结构和循环结构，此外，还有一些特殊的语法break、continue等。对于有过编程经验的同学而言，这些内容都是so easy。下面就简单给大家罗列一下。

2.1 条件分支结构 

Dart 中的条件分支结构就是 if - else 语句，其中 else 是可选的，Dart 的if判断条件必须是布尔值，不能是其他类型。比如下面的例子。

if (isRaining()) {
  you.bringRainCoat();
} else if (isSnowing()) {
  you.wearJacket();
} else {
  car.putTopDown();
}

2.2 switch分支结构

在 Dart 中 switch 语句使用 == 比较整数，字符串，或者编译时常量。 比较的对象必须都是同一个类的实例（并且不可以是子类）， 类必须没有对 == 重写。 枚举类型 可以用于 switch 语句。在 case 语句中，每个非空的 case 语句结尾需要跟一个 break 语句。 除 break 以外，还有可以使用 continue, throw，者 return。当没有 case 语句匹配时，执行 default 代码

var command = 'OPEN';
switch (command) {
  case 'CLOSED':
    executeClosed();
    break;
  case 'PENDING':
    executePending();
    break;
  case 'APPROVED':
    executeApproved();
    break;
  case 'DENIED':
    executeDenied();
    break;
  case 'OPEN':
    executeOpen();
    break;
  default:
    executeUnknown();
}

// case 程序示例中缺省了 break 语句，导致错误
switch (command) {
  case 'OPEN':
    print('open');
    // ERROR: 丢失 break

  case 'CLOSED':
    print('close');
    break;
}

// Dart 支持空 case 语句， 允许程序以 fall-through 的形式执行
var command = 'CLOSED';
switch (command) {
  case 'CLOSED': // Empty case falls through.
  case 'NOW_CLOSED':
    // Runs for both CLOSED and NOW_CLOSED.
    executeNowClosed();
    break;
}

// 在非空 case 中实现 fall-through 形式， 可以使用 continue 语句结合 lable 的方式实现
var command = 'CLOSED';
switch (command) {
  case 'CLOSED':
    executeClosed();
    continue nowClosed;
  // Continues executing at the nowClosed label.

  nowClosed:
  case 'NOW_CLOSED':
    // Runs for both CLOSED and NOW_CLOSED.
    executeNowClosed();
    break;
}

2.3 循环结构

和其他编程语言中的循环结构一样，Dart中的循环结构也是有for、while、do...while三种，这三种循环结构可以相互转换，大家根据自己的编程习惯进行选择即可。

2.3.1 for循环

进行迭代操作，可以使用标准 for 语句。 例如：

var message = StringBuffer('Dart is fun');
for (var i = 0; i < 5; i++) {
  message.write('!');
}

闭包在 Dart 的 for 循环中会捕获循环的 index 索引值， 来避免 JavaScript 中常见的陷阱。 请思考示例代码：

var callbacks = [];
for (var i = 0; i < 2; i++) {
  callbacks.add(() => print(i));
}
callbacks.forEach((c) => c());

和期望一样，输出的是 0 和 1。 

// 如果要迭代一个实现了 Iterable 接口的对象， 可以使用 forEach() 方法， 如果不需要使用当前计数值， 使用 forEach() 是非常棒的选择
candidates.forEach((candidate) => candidate.interview());

//实现了 Iterable 的类（比如， List 和 Set）同样也支持使用 for-in 进行迭代操作 iteration 
var collection = [0, 1, 2];
for (var x in collection) {
  print(x); // 0 1 2
} 

2.3.2 while和do...while循环

// while 循环在执行前判断执行条件：
while (!isDone()) {
  doSomething();
}

// do-while 循环在执行后判断执行条件：
do {
  printLine();
} while (!atEndOfPage());

2.4 break和continue语句

使用 break 停止程序循环：

while (true) {
  if (shutDownRequested()) break;
  processIncomingRequests();
}

使用 continue 跳转到下一次迭代：

for (int i = 0; i < candidates.length; i++) {
  var candidate = candidates[i];
  if (candidate.yearsExperience < 5) {
    continue;
  }
  candidate.interview();
}

如果对象实现了 Iterable 接口 （例如，list 或者 set）。 那么上面示例完全可以用另一种方式来实现：

candidates
    .where((c) => c.yearsExperience >= 5)
    .forEach((c) => c.interview());

2.5 assert语句

如果 assert 语句中的布尔条件为 false ， 那么正常的程序执行流程会被中断。  下面是一些示例：

// 确认变量值不为空。
assert(text != null);

// 确认变量值小于100。
assert(number < 100);

// 确认 URL 是否是 https 类型。
assert(urlString.startsWith('https'));

提示： assert 语句只在开发环境中有效， 在生产环境是无效的； Flutter 中的 assert 只在 debug 模式 中有效。 开发用的工具，例如 dartdevc 默认是开启 assert 功能。 其他的一些工具， 例如 dart 和 dart2js, 支持通过命令行开启 assert ： --enable-asserts。

• assert 的第一个参数可以是解析为布尔值的任何表达式。 如果表达式结果为 true ， 则断言成功，并继续执行。 如果表达式结果为 false ， 则断言失败，并抛出异常 (AssertionError) 。
• assert 的第二个参数可以为其添加一个字符串消息。

assert(urlString.startsWith('https'),
    'URL ($urlString) should start with "https".');

三、Dart中的函数

Dart 是一门真正面向对象的语言， 甚至其中的函数也是对象，并且有它的类型 Function 。 这也意味着函数可以被赋值给变量或者作为参数传递给其他函数。 也可以把 Dart 类的实例当做方法来调用。

3.1 函数的定义

下面是函数实现的示例：

// 模板
returnType funcName(paramsList) {
    // function code
    // return statement
}

bool isNoble(int atomicNumber) {
  return _nobleGases[atomicNumber] != null;
}

3.1.1 可选参数

函数有两种参数类型: required（必需参数，函数调用时不传就会报错） 和 optional（可选参数，函数调用时可以不传）。 required 类型参数在参数最前面， 随后是 optional 类型参数。 命名的可选参数也可以标记为 “@required” 。

可选参数可以是命名参数或者位置参数，但一个参数只能选择其中一种方式修饰。

• 命名可选参数：定义函数时，使用 {param1, param2, …} 来指定命名参数，并且可以使用 @required 注释表示参数是 required 性质的命名参数。调用函数时，可以使用指定命名参数 paramName: value。

  // 定义函数是，使用 {param1, param2, …} 来指定命名参数：
  void enableFlags({bool bold, bool hidden}) {...}
  
  // 调用函数时，可以使用指定命名参数 paramName: value。 例如：
  enableFlags(bold: true, hidden: false);
  
  // 使用 @required 注释表示参数是 required 性质的命名参数， 该方式可以在任何 Dart 代码中使用（不仅仅是Flutter）。
  // 此时 Scrollbar 是一个构造函数， 当 child 参数缺少时，分析器会提示错误。
  const Scrollbar({Key key, @required Widget child})

• 位置可选参数：将参数放到 [] 中来标记参数是可选的，调用函数时，按位置顺序传递参数。

  // 将参数放到 [] 中来标记参数是可选的：
  String say(String from, String msg, [String device]) {
    var result = '$from says $msg';
    if (device != null) {
      result = '$result with a $device';
    }
    return result;
  }
  
  // 下面是不使用可选参数调用上面方法 的示例：
  assert(say('Bob', 'Howdy') == 'Bob says Howdy');
  
  // 下面是使用可选参数调用上面方法的示例：
  assert(say('Bob', 'Howdy', 'smoke signal') ==
      'Bob says Howdy with a smoke signal'); 

3.1.2 默认参数

在定义方法的时候，可以使用 = 来定义可选参数的默认值。 默认值只能是编译时常量。 如果没有提供默认值，则默认值为 null。

注意：旧版本代码中可能使用的是冒号 (:) 而不是 = 来设置参数默认值。 原因是起初命名参数只支持 : 。 这种支持可能会被弃用。 建议 使用 = 指定默认值。

下面是设置可选参数默认值示例：

/// 设置 [bold] 和 [hidden] 标志 ...
void enableFlags({bool bold = false, bool hidden = false}) {...}

// bold 值为 true; hidden 值为 false.
enableFlags(bold: true);

下面示例演示了如何为位置参数设置默认值：

String say(String from, String msg,
    [String device = 'carrier pigeon', String mood]) {
  var result = '$from says $msg';
  if (device != null) {
    result = '$result with a $device';
  }
  if (mood != null) {
    result = '$result (in a $mood mood)';
  }
  return result;
}

assert(say('Bob', 'Howdy') ==
    'Bob says Howdy with a carrier pigeon');

3.1.3 返回值

所有函数都会返回一个值。 如果没有明确指定返回值， 函数体会被隐式的添加 return null; 语句。

foo() {}

assert(foo() == null);

3.2 main()函数

任何应用都必须有一个顶级 main() 函数，作为应用服务的入口。 main() 函数返回值为空，参数为一个可选的 List<String> 。

下面是 web 应用的 main() 函数：

void main() {
  querySelector('#sample_text_id')
    ..text = 'Click me!'
    ..onClick.listen(reverseText);
}

下面是一个命令行应用的 main() 方法，并且使用了输入参数：

// 这样运行应用： dart args.dart 1 test
void main(List<String> arguments) {
  print(arguments);

  assert(arguments.length == 2);
  assert(int.parse(arguments[0]) == 1);
  assert(arguments[1] == 'test');
}

3.3 匿名函数

多数函数是有名字的， 比如 main() 和 printElement()。 也可以创建没有名字的函数，这种函数被称为 匿名函数。 匿名函数可以赋值到一个变量中， 举个例子，在一个集合中可以添加或者删除一个匿名函数。

匿名函数和命名函数看起来类似— 在括号之间可以定义一些参数或可选参数，参数使用逗号分割。后面大括号中的代码为函数体：

([[Type] param1[, …]]) { 
  codeBlock; 
}; 

// 下面例子中定义了一个包含一个无类型参数 item 的匿名函数。 list 中的每个元素都会调用这个函数，打印元素位置和值的字符串。
var list = ['apples', 'bananas', 'oranges'];
list.forEach((item) {
  print('${list.indexOf(item)}: $item');
});

3.4 箭头函数

不管是匿名函数还是命名函数，如果函数中只有一句表达式，可以使用箭头语法，简写如下：

bool isNoble(int atomicNumber) => _nobleGases[atomicNumber] != null;

=> expr 语法是 { return expr; } 的简写。 => 符号 有时也被称为 箭头 语法。

提示： 在箭头 (=>) 和分号 (;) 之间只能使用一个 表达式 ，不能是 语句 。 例如：不能使用 if 语句 ，但是可以是用 条件表达式.

3.5 函数是一等对象

一个函数可以作为另一个函数的参数。 例如：

void printElement(int element) {
  print(element);
}

var list = [1, 2, 3];

// 将 printElement 函数作为参数传递。
list.forEach(printElement);

同样可以将一个函数赋值给一个变量，例如：

// 使用匿名函数
var loudify = (msg) => '!!! ${msg.toUpperCase()} !!!';
assert(loudify('hello') == '!!! HELLO !!!');

3.6 变量的作用域

Dart 是一门词法作用域的编程语言，就意味着变量的作用域是固定的， 简单说变量的作用域在编写代码的时候就已经确定了。 花括号内的是变量可见的作用域。下面示例关于多个嵌套函数的变量作用域：

bool topLevel = true;

void main() {
  var insideMain = true;

  void myFunction() {
    var insideFunction = true;
    
    // 注意 nestedFunction() 可以访问所有的变量， 一直到顶级作用域变量。
    void nestedFunction() {
      var insideNestedFunction = true;

      assert(topLevel);
      assert(insideMain);
      assert(insideFunction);
      assert(insideNestedFunction);
    }
  }
}

3.7 闭包

3.7.1 闭包的概念

闭包这个概念好难理解，身边朋友们好多都稀里糊涂的，我也是学习了很久才理解这个概念。下面请大家跟我一起理解一下，如果在一个函数的内部定义了另一个函数，外部的我们叫他外函数，内部的我们叫他内函数。

闭包： 在一个外函数中定义了一个内函数，内函数里运用了外函数的临时变量，并且外函数的返回值是内函数的引用。这样就构成了一个闭包。

一般情况下，在我们认知当中，如果一个函数结束，函数的内部所有东西都会释放掉，还给内存，局部变量都会消失。但是闭包是一种特殊情况，如果外函数在结束的时候发现有自己的临时变量将来会在内部函数中用到，就把这个临时变量绑定给了内部函数，然后自己再结束。

函数可以封闭定义到它作用域内的变量。 接下来的示例中， makeAdder() 捕获了变量 addBy。 无论在什么时候执行返回函数，函数都会使用捕获的 addBy 变量。

/// 返回一个函数，返回的函数参数与 [addBy] 相加
Function makeAdder(num addBy) {
  // //返回的函数就是一个闭包，封闭了局部变量 addBy
  return (num i) => addBy + i;
}

void main() {
  // 创建一个加 2 的函数。
  var add2 = makeAdder(2);

  // 创建一个加 4 的函数。
  var add4 = makeAdder(4);

  assert(add2(3) == 5);
  assert(add4(3) == 7);
}

3.7.2 闭包的特点

由于变量的作用域的限制，全局变量可以在整个代码范围内使用，但是带来的问题就是任何地方都可以修改该全局变量，函数内局部变量又只能在函数内部使用。所以闭包就让外部访问函数内部变量成为可能，同时也让局部变量可以常驻在内存中。

• 让外部访问函数内部变量成为可能；
• 局部变量会常驻在内存中；
• 可以避免使用全局变量，防止全局变量污染；
• 会造成内存泄漏（有一块内存空间被长期占用，而不被释放）

闭包就是可以创建一个独立的环境，每个闭包里面的环境都是独立的，互不干扰。闭包会发生内存泄漏，每次外部函数执行的时候，外部函数的引用地址不同，都会重新创建一个新的地址。但凡是当前活动对象中有被内部子集引用的数据，那么这个时候，这个数据不删除，保留一根指针给内部活动对象。

闭包内存泄漏为： key = value，key 被删除了 value 常驻内存中; 局部变量闭包升级版（中间引用的变量） => 自由变量；

四、异常

Dart 代码可以抛出和捕获异常。 异常表示一些未知的错误情况。 如果异常没有被捕获， 则异常会抛出， 导致抛出异常的代码终止执行。和 Java 有所不同， Dart 中的所有异常是非检查异常。 方法不会声明它们抛出的异常， 也不要求捕获任何异常。

Dart 提供了 Exception 和 Error 类型， 以及一些子类型。 当然也可以定义自己的异常类型。 但是，此外 Dart 程序可以抛出任何非 null 对象， 不仅限 Exception 和 Error 对象。

4.1 抛出异常 throw

下面是关于抛出或者 引发 异常的示例：

throw FormatException('Expected at least 1 section');

也可以抛出任意的对象：

throw 'Out of llamas!';

提示： 高质量的生产环境代码通常会实现 Error 或 Exception 类型的异常抛出。

因为抛出异常是一个表达式， 所以可以在 => 语句中使用，也可以在其他使用表达式的地方抛出异常：

void distanceTo(Point other) => throw UnimplementedError();

4.2 异常处理 try...catch...finally

Dart中的异常处理和Java中的比较类似，也是使用try...catch...finally的语句进行处理，不同的是，Dart中海油一个特殊的关键字on。使用 on 来指定异常类型， 使用 catch 来 捕获异常对象，捕获语句中可以同时使用 on 和 catch ，也可以单独分开使用。

捕获异常可以避免异常继续传递（除非重新抛出（ rethrow ）异常）。 可以通过捕获异常的机会来处理该异常：

try {
  breedMoreLlamas();
} on OutOfLlamasException {
  buyMoreLlamas();
}

通过指定多个 catch 语句，可以处理可能抛出多种类型异常的代码。 与抛出异常类型匹配的第一个 catch 语句处理异常。 如果 catch 语句未指定类型， 则该语句可以处理任何类型的抛出对象：

// 捕获语句中可以同时使用 on 和 catch ，也可以单独分开使用。 使用 on 来指定异常类型， 使用 catch 来 捕获异常对象。
try {
  breedMoreLlamas();
} on OutOfLlamasException {
  // 一个特殊的异常
  buyMoreLlamas();
} on Exception catch (e) {
  // 其他任何异常
  print('Unknown exception: $e');
} catch (e) {
  // 没有指定的类型，处理所有异常
  print('Something really unknown: $e');
}

catch() 函数可以指定1到2个参数， 第一个参数为抛出的异常对象， 第二个为堆栈信息 ( 一个 StackTrace 对象 )。

try {
  // ···
} on Exception catch (e) {
  print('Exception details:
 $e');
} catch (e, s) {
  print('Exception details:
 $e');
  print('Stack trace:
 $s');
}

如果仅需要部分处理异常， 那么可以使用关键字 rethrow 将异常重新抛出。

void misbehave() {
  try {
    dynamic foo = true;
    print(foo++); // Runtime error
  } catch (e) {
    print('misbehave() partially handled ${e.runtimeType}.');
    rethrow; // Allow callers to see the exception.
  }
}

void main() {
  try {
    misbehave();
  } catch (e) {
    print('main() finished handling ${e.runtimeType}.');
  }
}

不管是否抛出异常， finally 中的代码都会被执行。 如果 catch 没有匹配到异常， 异常会在 finally 执行完成后，再次被抛出。如果catch捕获到异常，那么先执行catch中的处理代码，然后再执行finally中的代码。总而言之，finally语句块中的代码一定会被执行，并且是在最后被执行。

try {
  breedMoreLlamas();
} finally {
  // Always clean up, even if an exception is thrown.
  cleanLlamaStalls();
}

// 任何匹配的 catch 执行完成后，再执行 finally 
try {
  breedMoreLlamas();
} catch (e) {
  print('Error: $e'); // Handle the exception first.
} finally {
  cleanLlamaStalls(); // Then clean up.
}