为什么说 Compose 的声明式代码最简洁 ?Compose/React/Flutter/SwiftUI 语法对比

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为什么说 Compose 的声明式代码最简洁 ?Compose/React/Flutter/SwiftUI 语法对比

前言

Compose 与 React、Flutter、SwiftUI 同属声明式 UI 框架,有着相同的设计理念和相似的实现原理,但是 Compose 的 API 设计要更加简洁。本文就这几个框架在代码上做一个对比,感受一下 Compose 超高的代码效率。

1.Stateless 组件

声明式 UI 的基本特点是基于可复用的组件来构建视图,声明式 UI 的开发过程本质上就是各种 UI 组件的定义过程。组件在类型上一般分为无状态的 Stateless 组件和有状态的 Stateful 组件。

React 提供了类组件,函数式组件两种组件定义方式:

//JS
function Greeting(props) {
  return <p>Hello, {props.name}</p>;
}
复制代码
//JS
class Greeting extends React.Component {
  render() {
    return <p>Hello, {this.props.name}</p>;
  }
}
复制代码

函数组件的数据通过 JS 函数参数传递;类组件通过 JSX 的标签属性设置,并通过 Class 的 this.props 读取。注意 props 不同于 state, 它是只读的不可变化,这也是 Stateless 和 Stateful 的本质区别。在代码上函数式组件更加简洁,避免了类定义带来的模板代码,因此,函数式组件在 React 中的使用占比越来越高。

类组件和函数组件也将声明式 UI 框架划分为两个流派,Flutter 和 SwiftUI 属于前者,而 Compose 属于后者。这也从基础上决定了 Compose 的组件的定义将更加简洁。

让我们分别看一下 Flutter 和 SwiftUI 的 Stateless 组件

//Dart
class Greeting extends StatelessWidget {
  const Greeting({required this.name});

  final String name;

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Text("Hello, $name");
  }
}
复制代码

Flutter 使用类组件继承的特性,通过 StatelessWidget 派生自定义 Stateless,然后定义构造函数用来传递数据。build(BuildContext) 方法中通过实例化子组件并构建 UI 。这还得感谢 Dart2 中对 new 关键字可以省略,不然构造函数的调用代码会更显臃肿。

//Swift
struct Greeting: View {
    var name: String
    
    var body: some View {
        Text("Hello, \(name)")
    }
}
复制代码

严谨地说 SwiftUI 组件不是类组件而是”结构体组件”。Class 是引用类型,而 Struct 是值类型。使用结构体定义组件有助于提升 UI 的不可变性,也是从面向对象向函数式编程过度的一种体现,但是结构体组件从形式上更接近类组件,不如函数组件简洁。

接下来看一下 Compose 的 Stateless:

//Kotlin
@Composable
fun Greeting(name: String) {
    Text("Hello $name")
}
复制代码

Compose 的代码明显更简洁,几乎就是一个普通的函数定义,唯一的区别就是增加了一个 @Composable 注解,这个注解在编译期生成许多辅助框架运行的代码,开发者可以少些很多代码,从代码量的角度来看,次注解的性价比非常高。

即使同为函数组件的 React 相比,Compose 也更胜一筹,Composable 无论定义还是使用都是基于 Kotlin,使用体验更一致。而 React 的函数式组件需要在 JSX 中使用,虽然符合前端开发习惯,但是但从代码复杂度上来说是不友好的。另外 Composable 没有返回值,连 return 都省了,更简洁。

ComposeReact

2.Stateful 组件

React 的函数式组件使用 Hooks API 定义状态

//JS
function Counter() {
  const [count, setCount] = useState(0);
  return (
    <><button onClick={() => setCount(count + 1)}>
        {count}
      </button></>
  );
}
复制代码

React Hooks 开创了声明式 UI 状态管理的新方式,相对于传统的基于父类方法的方式代码效率得到大幅提升。Compose 的状态管理以及各种副作用 API 的设计灵感也来自 React Hooks. (参考:相似度99%?Jetpack Compose 与 React Hooks API对比

Flutter 中自定义 Stateful 组件是比较繁琐的,首先 StatefulWidget 返回一个 State d对象,Widget 定义在 State 中。

//Dart
class Counter extends StatefulWidget {
  @override
  _Counter createState() => _Counter();
}

class _Counter extends State<Counter> {
  int _counter = 0;

  void _incrementCounter() {
    setState(() {
      _counter++;
    });
  }

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return TextButton(
      onPressed: _incrementCounter,
      child: Text("$_counter"),
    );
  }
}
复制代码

State 的变化触发 Widget 的重新构建,这确实贯彻了状态驱动 UI 的设计原则,但是增加了心智理解的成本。当然,也有诸如 Flutter Hooks 这样的三方库可供使用,实现类似 React Hooks 的效果:

//Dart
class Counter extends HookWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    final counter = useState(0);

    return TextButton(
      onPressed: () => counter.value++,
      child: Text("${counter.value}"),
    );
  }
}
复制代码

SwiftUI 的 Stateful 的定义比较简洁:

//Swift
struct Counter: View {
    @State var count = 0
    
    var body: some View {
        Button(
            action: { count += 1 },
            label: { Text("\(count)")}
        )
    }
}
复制代码

使用 @State 注解定义一个成员变量,变量的变化可以自动触发界面刷新。

最后看一下 Compose 的 Stateful:

//Kotlin
@Composable
fun Counter() {
    val count by remember { mutableStateOf(0) }
    Button(
        onClick = { count++ }
    ) {
        Text("${count}")
    }
}
复制代码

Compose 的 remember 本质也是一种 Hooks 函数,但是 Compose 的 Hooks 是用起来比起 React 更方便,在 React 中是用 Hooks 有诸多限制,例如下面这些用法都是不允许的。

  • 将 Hooks 函数放在条件分支里
//JS
if (flag) {
  const [count, setCount] = useState(0);
  ...
}
复制代码

在子组件定义时,使用 Hooks 函数

//JS
return (
  <div>
    {
      const [count, setCount] = useState(0);
      ...
    }
  </div>
)
复制代码

在 Composable 中这些都不是问题,因为 Compose 独有的 Positional Memoization 机制,可以根据静态的代码位置存储状态,不会受到运行时的分支条件变化的影响。另外 Compose 所有代码都是同构的,不会存在 JSX 无法插入 Hooks 的窘境,所以上面两种 React 中的禁忌在 Compose 中都可以实现:

//Kotlin
if (flag) {
    val count by remember { mutableStateOf(0) }
    ...
}
复制代码
//Kotlin
Column {
    val count by remember { mutableStateOf(0) }
    ...
}
复制代码

3. 控制流语句

我们经常有根据分支条件显示不同组件的需求,那么各个框架是如何在声明式语法中中如何融入 if/for 等控制流语句的呢?

Compose 的函数式组件在这方面有天然优势,构建 UI 的本质就是一个函数实现的过程,过程中可以自然地插入控制流语句

//Kotlin
@Composable
fun List(value: List<Data>) {
    Column {
        Header()
        if (value.isEmpty()) {
            Empty()
        } else {
            value.forEach {
                Item(it) 
            }
        }
    }
}
复制代码

上面的 Compose 例子中,通过 if..else 显示不同结果,当数据不为空时,使用 for 循环依次展示,代码非常直观。

反观 Flutter ,基于类组件的声明式 UI 本质上是不断构建对象的过程子组件通过构造参数传入,这个工程中插入控制流会比较复杂,上面同样的 UI 在 Flutter 中写会像下面这样:

//Dart
@override
Widget build(BuildContext context) {
  List<Widget> widget;
  if (value.isEmtpy) {
      widget = Empty();
  } else {
      for (var i in value) {
          widget.add(i);
      }
  }
  return Column(children: [
    Header(),
    ...widget
  ]);
}
复制代码

所幸,Dart 2.3 之后新增了 Collection-ifCollection-for,可以在 List 构造中使用 if/for,代码大大简化:

//Dart
@override
Widget build(BuildContext context) {
  return Column(children: [
    Header(),
    if (value.isEmpty) Empty(),
    for (var i in value) Item(i)
  ]);
}
复制代码

SwiftUI 原本应该像类组件那样通过对 Struct 的初始化添加子组件,但是它提供了 ViewBuilder 这样的机制,可以使用 DSL 进行 UI 构建,和 Compose 几乎无异

//Swift
var body: some View {
    VStack {
        Header()
        if value.isEmpty {
            Empty()
        }
        ForEach(value) {
            item inItem(item)
        }
    }
}
复制代码

需要注意 ViewBuilder 中不能使用普通的控制流语句,ForEach 是针对 SwiftUI 定制的方法。

无论是 Flutter 还是 SwiftUI 他们的控制流语句都需要依赖一些定制语法或者语法糖,不像 Compose 那样朴实,代码的可复用性也自然会受到影响。

最后简单看一下 React 吧,同样的逻辑实现如下

//JS
function List(value) {
    return (
        <div><Header />
            { value.isEmpty() && <Empty /> }
            { value.map((item) => <Item value={item} />) }
        </div>
    )
}
复制代码

虽说是函数组件,但是添加子组件的逻辑不能用纯 JS 实现,需要在 JSX 定义,幸好 JSX 对这样的控制流逻辑也有一些支持。

4. 生命周期

声明式 UI 中都针对组件在视图树上的挂载/卸载定义了生命周期,并提供了响应 API。

React 类组件通过类的成员方法提供生命周期回调,我们重点看一下函数组件的生命周期回调

//JS
useEffect(() => {
  const callback = new Callback()
  callback.register()
  return () => {
    callback.unregister()
  };
}, []);
复制代码

useEffect 也是一种 Hooks 函数,我们可以利用它监听组件的生命周期。最后返回的 lambda 是可以作为组件卸载时的回调。

Compose 参考 useEffect 提供了一系列副作用 API,以 DisposableEffect 为例

//Kotlin
DisposableEffect(Unit) {
    val callback = Callback()
    callback.register()
    onDispose {
        callback.unregister()
    }
}
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设计上完全致敬 Hooks,最后 onDispose 是 Composable 从 Composition 中退出时的回调。

Flutter 作为类组件,自然是通过继承自父类的方法回调生命周期

//Dart
class Sample extends StatefulWidget {
  @override
  _State createState() {
    return _State();
  }
}

class _State extends State<Sample> {
  final Callback _callback = Callback();

  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return ...;
  }

  @overridevoid initState() {
    super.initState();
    callback.register()
  }

  @overridevoid dispose() {
    super.dispose();
    callback.unregister()
  }
}
复制代码

当然,使用前面提到的 Flutter Hooks 的话,可以达到 React 与 Compose 的效果。

SwiftUI 的结构体组件没有继承,所以通过 onAppearonDisappear 设置生命周期回调。相对于继承的方式更加简洁,但是它只能设置子组件的回调,无法对当前组件进行设置。

//Swift
struct Sample: View {
    private let callback = Callback()

    var body: some View {
        Component()
            .onAppear(perform: {
                callback.register()
            })
            .onDisappear(perform: {
                callback.unregister()
            })
    }
}
复制代码

综上,React 和 Compose 的 Hooks 风格的生命周期回调最为简洁,因为挂载/卸载的回调可以在一个函数中完成,例如当我们要往一个 callback 实例上注册/注销回调时,可以闭环完成操作,不必额外存储这个 callback 实例。

5. 装饰/样式

对比一下组件样式的设置上 API 的区别,以最常用的 backgroundpadding 等为例。

React 基于 JSX 和 CSS-in-JS,可以像写 HTML + CSS 那样设置组件样式,可以比较好地实现 Style 与 Component 的解耦

//JS
const divStyle = {
  padding: '10px',
  backgroundColor: 'red',
};
return <div style={divStyle}>Hello World</div>;
复制代码

Compose 通过 Modifier 为 Composable 设置样式

//Kotlin
Text(
    text = "Hello World",
    modifier = Modifier
        .background(Color.Red)
        .padding(10.dp)
)
复制代码

Flutter 通过 Widget 的构造参数设置样式,使用比较简单,但是不具备 Modifier 的灵活性,不同 Widget 的 Style 无法复用。

//Dart
Container(
  color: Colors.red,
  padding: const EdgeInsets.all(10),
  child: Text("Hello World"),
)
复制代码

SwiftUI 的样式设置是基于组件实例的链式调用,非常简单

//Swift
Text("Hello World")
  .padding(10)
  .background(Color.red)
复制代码

综上,在样式设置上各家的 API 风格都比较简单,但是 Compose 的 Modifier 仍然具有不可比拟的优势,比如类型安全和容易复用等,Modifier 本身也是一种非常好的设计模式。

总结

前面基于代码片段进行了一些对比,最后以 Counter Demo 为例,看一个完整功能下 Flutter、Compose 和 Swift 的代码对比,React 与其他三者代码风格差异较大,就不参加比较了。

FlutterComposeSwiftUI

可以感觉到 Compose 代码最简洁也最直观,SwiftUI 通过 ViewBuilder 机制也可以实现与 Compose 类似的 DSL,表现也非常不错,Flutter 由于模板代码较多,在简洁程度上表现最差。

Kotlin、Dart 和 Swift 的语法非常相近,所以抛开语言层面的差异,Compose 的优势主要还是来自于其采用了函数式的组件形式并借鉴了 React Hooks 的设计思想。可以说 Compose 诞生于 React 的肩膀上,并借助 Kotlin 将代码效率提升到一个新高度。

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