Google I/O 2023 - Dart 3 正式版发布,快来看看有什么更新吧

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核心原文链接: medium.com/dartlang/an…

自从 Flutter Forword 发布了 Dart 3α 预览 之后,大家对 Dart 3 的正式发布就一直翘首以待,这不仅仅是 Dart 版本号追上了 Flutter 版本号,更是 Dart 在 2.0 之后迎来的最大一次更新,主要包括了:

  • 100% 空安全
  • records
  • patterns
  • class modifiers
  • Wasm 对 Web 的增加支持,可以预览 dart wasm native 了

100% 空安全支持

如下图所示,Dart 的 null safety 历经三年的时间,如今 Dart 终于有用了完善的类型系统,现在的 Dart 3 下,如果一个类型说一个值不是 null,那么它永远不可能是 null

说起来,还真有不少用户的项目没升级到 null safety ,这次就不能再等了。

另外,目前 pub.dev 上排名前 1000 的包中有 99% 支持空安全,所以官方预计升级到 Dart 3 的兼容问题并不大,少数情况下,Dart 3 中的对一些历史代码的相关清理可能会影响某些代码的运行,例如

  • 一些旧的核心库 API 已被删除(#34233#49529
  • 一些工具已被调整(#50707)。

如果你在迁移到到 Dart 3 时遇到问题,可以查阅 dart.dev/resources/d…

Record, patterns 和 class modifiers

关于万众期待的 record 和 patterns 其实在之前的 Dart 3α 新特性 Record 和 Patterns 的提前预览讲解上已经有个详细解释,这里主要重新根据官方内容简诉一些这些变化。

使用 record 构建结构化数据

在此之前 Dart 函数只能返回一个值,如果需要返回多个值,必须将这些值打包成其他数据类型,例如 Map 或 List,或者定义可以保存这些值的新类。

使用非类型化数据结构削弱了类型安全性,而定义新类来传输数据会增加编码过程中的工作量,但是现在,通过 record 就可以简洁明地构建结构化数据:

(Stringint) userInfo(Map<Stringdynamic> json) {
 return (json['name'as String, json['height'as int);
}

在 Dart 中,record 是一个通用功能,它们不仅可以用于函数返回值,还可以将它们存储在变量中,例如将它们放入 List 中或者它们用作 Map 中的键,或创建包含其他 record 的 record。

另外还可以添加未命名字段,就像我们在前面的示例中所做的那样,也可以添加命名字段,例如 (42, description: ‘Meaning of life’)

record 是值类型,没有标识,这让编译器能够在某些情况下完全擦除记录对象,记录还带有自动定义的 == 运算符和 hashCode 函数。

详细可以参考官方文档:dart.dev/language/re… 或者之前相关的中文资料: juejin.cn/post/719474…

使用具有 pattern 和 pattern 匹配的结构化数据

record 简化了构建结构化数据的方式,这不会取代使用类来构建正式的类型层次结构的方式,它只是提供了另一种选择。

在任何一种情况下,你可能希望将结构化数据分解为单独的元素,这就是 pattern 匹配发挥作用的地方。

考虑 pattern 的基本形式,以下记录 pattern 将 record 解构为两个新变量 nameheight ,然后可以像任何其他变量一样使用这些变量:

var (String name, int height) = userInfo({'name''Michael''height'180});
print('User $name is $height cm tall.');

List 和 Map 存在类似的 pattern ,都可以使用下划线模式跳过单个元素:

var (String name, _) = userInfo(…);

在 switch 语法中, Dart 3 扩展了语句 switch 的支持,现在支持在这些情况下进行 pattern 匹配:

switch (charCode) {
 case slash when nextCharCode == slash:
   skipComment();
​
 case slash || star || plus || minus:
   operator(charCode);
​
 case >= digit0 && <= digit9:
   number();
​
 default:
   invalid();
}

还可以通过新的表达式进行微调,以下示例函数返回 switch 表达式的值以计算今天工作日的描述:

String describeDate(DateTime dt) =>
 switch (dt.weekday) {
     1 => 'Feeling the Monday blues?',
     6 || 7 => 'Enjoy the weekend!',
     _ => 'Hang in there.'
};

模式的一个强大功能是检查 “exhaustiveness” 的能力,此功能可确保 switch 处理所有可能的情况

在前面的示例中,我们正在处理工作日的所有可能值,这是一个int ,所以我们通过针对特定值 16/7 的匹配语句的组合来穷尽所有可能的值,然后通过 _ 对其余情况使用默认情况。

要对用户定义的数据层次结构(例如类层次结构)启用该能力,请在类层次结构的顶部使用 sealed 修饰符,如下例所示:

sealed class  Animal { … } 
class  Cow  extends  Animal { … } 
class  Sheep  extends  Animal { … } 
class  Pig  extends  Animal { … } 
​
String whatDoesItSay(Animal a) => 
   switch (a) { Cow c => $c says moo' , Sheep s => $s says baa' };

这将返回以下错误,提醒我们错过了最后一个可能的子类型 Pig 的处理:

line 6 • The type 'Animal' is not exhaustively matched by the switch cases
since it doesn't match 'Pig()'.

最后,if 语句也可以使用 pattern ,在下面的例子里,我们使用 if-case 匹配映射模式来解构 JSON 映射,这里匹配常量值(字符串如 'name' and 'Michael')和类型测试模式 int h 以读出 JSON 值,如果模式匹配失败,Dart 将执行该 else 语句。

final json = {'name''Michael''height'180};
​
// Find Michael's height.
if (json case {'name''Michael''height'int h}) {
 print('Michael is $h cm tall.'); 
} else { 
 print('Error: json contains no height info for Michael!');
}

详细可以参考官方文档:dart.dev/language/pa… 或者之前相关的中文资料: juejin.cn/post/719474…

classes with class modifiers

Dart 3 的第三个语言特性是类修饰符,与前两个支持不同的是,这更像是一个高级用户功能,它主要是为了满足了 Dart 开发人员制作大型 API 或构建企业级应用时的需求。

目前是基于 constructedextendedimplemented 来实现处理,关键词有

类修饰符使 API 作者能够仅支持一些特定的功能,而默认值保持不变,例如:abstractbasefinalinterfacesealedmixin

只有base修饰符可以出现在 mixin 声明之前,修饰符不适用于其他声明如 enumtypedefextension

class Vehicle {
  String make; String model;
  void moveForward(int meters) { … }
}

// Construct.
var myCar = Vehicle(make: 'Ford', model: 'T',);

// Extend.
class Car extends Vehicle {
  int passengers;
}

// Implement.
class MockVehicle implements Vehicle {
  @override void moveForward …
}

例如要强制继承类或 mixin 的实现,就可以使用 base 修饰符。 base 不允许在其自己的库之外实现,这保证:

  • 每当创建类的子类型的实例时,都会调用基类构造函数
  • 所有实现的私有成员都存在于子类型中
  • 类中新实现的成 员base不会破坏子类型,因为所有子类型都继承了新成员
// Library a.dart
base class Vehicle {
  void moveForward(int meters) { ... }
}


// Library b.dart
import 'a.dart';

var myCar = Vehicle();            // Can be constructed

base class Car extends Vehicle {  // Can be extended
    int passengers;
    // ...
}

base class MockVehicle implements Vehicle {  // ERROR: Cannot be implemented
    @override
    void moveForward { ... }
}

如果要创建一组已知的、可枚举的子类型,就可以使用修饰符 sealedsealed 允许在那些静态子类型上创建一个 switch 。

sealed class Vehicle { ... }

class Car extends Vehicle { }
class Truck implements Vehicle { }
class Bicycle extends Vehicle { }

// ...

var vehicle = Vehicle();  // ERROR: Cannot be instantiated
var vehicle = Car();      // Subclasses can be instantiated

// ...

// ERROR: The switch is missing the Bicycle subtype or a default case.
return switch (vehicle) {
  Car() => 'vroom',
  Truck() => 'VROOOOMM'
};

类修饰符存在一些添加限制,例如:

  • 使用 interface class ,可以定义 contract 给其他人去实现,但不能扩展接口类。
  • 使用 base class,可以确保类的所有子类型都继承自它,而不是实现它的接口,这确保私有方法在所有实例上都可用。
  • 使用 final class,可以关闭类型层次结构,以防止自己的库之外的任何子类。这样的好处是允许 API 所有者添加新成员,而不会出现破坏 API 使用者更改的风险。

是不是没看明白?有关详细信息,可以参考 dart.dev/language/cl…

展望未来

Dart 3 不仅仅是是在这些新功能上向前迈出了重要的一步,还为大家提供了下一步的预览。

Dart language

Records, patterns 和 class modifiers 是非常庞大的新功能,因此它们的某些设计可能还需要改进,所以接下来还会有一些更小、更增量的功能更新,这些功能完全不会中断,并且专注于在没有迁移成本的情况下提高开发人员的工作效率。

目前正在探索的还有 primary constructorsinline classes 包装,另外之前讨论过的宏(也称为元编程)也在进行探索,因为元编程的规模和固有风险,目前正在采取一种更有效和彻底的方法进行探索,因此没有具体的时间表可以分享,即使是最终确定的设计决策。

native interop

移动和桌面上的应用通常依赖于 native 平台提供的大量 API,无论是通知、支付还是获取手机位置等。

在之前 Flutter 中,这些是通过构建插件来访问的,这需要为 API 编写 Dart 代码和一堆特定于平台的代码来提供实现。

目前已经支持与使用 dart:ffi 直接和原生语言进行交互,我们目前正在努力扩展它在Android 上的支持,再次之前可以看 Java 和 Kotlin interop 以及 Objective-C 和 Swift interop

请查看新的 Google I/O 23 的 Android interop 视频

编译为 WebAssembly——使用 native 代码定位 web

WebAssembly (缩写为 Wasm)作为跨所有浏览器的平台的二进制指令格式,其可用性度一直在增长,Flutter 框架使用 Wasm 有一段时间了,这就是我们如何通过 Wasm 编译模块将用 C++ 编写的 SKIA 图形渲染引擎交付给浏览器的实现。

Flutter 也一直对使用 Wasm 来部署 Dart 代码很感兴趣,但是在此之前该实现被阻止了,与许多其他面向对象的语言一样,因为 Dart 需要使用垃圾回收。

在过去的一年里,Flutter 和 Wasm 生态系统中的多个团队合作,将新的 WasmGC 功能添加到 WebAssembly 标准中,目前在 Chromium 和 Firefox 浏览器中已经接近稳定。

将 Dart 编译为 Wasm 模块的工作有两个针对 Web 的高级目标:

  • 加载时间: 我们希望我们可以使用 Wasm 交付部署有效负载,使浏览器可以更快地加载,从而缩短到达用户可以与 Web 交互的时间。
  • 性能: 由 JavaScript 提供支持的 Web 应用需要即时编译才能获得良好的性能,Wasm 模块更底层,更接近机器代码,因此我们认为它们可以提供更高的性能、更少的卡顿和更一致的帧率。
  • 语义一致性:Dart 在我们支持的平台之间保持高度一致而自豪。但是,在 web 上有一些例外情况,例如 Dart web 目前在数字表示方式上有所不同,而使用 Wasm 模块,我们可以将 web 视为具有与其他原生目标相似语义的“原生”平台。

跟随 Dart3 的发布, Dart 到 Wasm 编译的第一个预览也一起发布,这是最初的 Flutter Web 重点支持。虽然现在还早,后续还有很多工作要完成,但已经可以通过 flutter.dev/wasm 开始测试。