Dart - 抽象类的实例化

一、抽象类的使用

Dart 抽象类可以只声明方法，也可以有具体的方法实现，但是不能直接用抽象类来创建实例，只能被继承使用或者充当接口。

定义一个抽象类 Animal

abstract class Animal {
  // 仅声明eat方法
  void eat();

  // 声明方法，且有具体实现
  void sleep() {
    print("睡觉");
  }
}

继承使用

class Cat extends Animal {
  @override
  void eat() {
    print("喵喵吃");
    sleep();
  }

  // 可以不实现 sleep 方法
}

充当接口

class Cat implements Animal {
  void eat() {
    print("吃");
  }

  // 必须实现 sleep 方法
  void sleep() {
    print('睡');
  }
}

实例化

final animal = Animal();
// 抽象类实例化会报错
// Error: The class 'Test' is abstract and can't be instantiated.

抽象类不能实例化。

继承: 子类比较实现抽象方法，子类可以不重写抽象类中已实现的方法。

接口: 必须实现抽象类中声明的所有方法

二、抽象类的实例化

上面提到了抽象类不能用于创建实例，但是有没有发现，Dart 提供的 Map 和 List 就是抽象类，却可以直接使用它们创建出一个实例对象

final list = List();
final dict = Map<String, dynamic>();

我们来看一下 Map 的源码：

Map源码

Map 的确是抽象类，不过此时我们也注意到了，在 Map 这个抽象类中，定义了一个工厂构造方法，这就是使抽象类可实例化的关键所在，因为工厂方法可以返回一个实例对象，但这个对象的类型不一定就是当前类!

在这个地方，Map 的工厂方法并没有具体的实现，而只是在工厂构造方法前加了一个关键字 external。
external 关键字可以让方法的声明与实现分离，即可以由外部来帮我们完成具体的方法实现，那外部如何才能关联到该声明的方法呢？这里就需要用到注解 @patch，使外部的方法实现与该声明的方法绑定

external 可以分离方法的声明与实现
@patch 关联某个类中用 external 修饰的方法的实现

根据如下路径可以找到 Map 的具体实现源码

// flutter/bin/cache/dart-sdk/lib/_internal/vm/lib/map_patch.dart

@patch
factory Map() => new LinkedHashMap<K, V>();

可以看到，这里使用了 LinkedHashMap 来实现 Map 。

我们再去看一下 LinkedHashMap 的实现源码，路径如下：

// flutter/bin/cache/dart-sdk/lib/collection/linked_hash_map.dart

external factory LinkedHashMap(
    {bool Function(K, K)? equals,
    int Function(K)? hashCode,
    bool Function(dynamic)? isValidKey});

这里我们又发现 LinkedHashMap 也仅仅只是声明，找到具体实现

// flutter/bin/cache/dart-sdk/lib/_internal/vm/lib/collection_patch.dart

@patch
class LinkedHashMap<K, V> {
  @patch
  factory LinkedHashMap(
      {bool equals(K key1, K key2)?,
      int hashCode(K key)?,
      bool isValidKey(potentialKey)?}) {
    if (isValidKey == null) {
      if (hashCode == null) {
        if (equals == null) {
          return new _InternalLinkedHashMap<K, V>();
        }
        hashCode = _defaultHashCode;
      } else {
        if (identical(identityHashCode, hashCode) &&
            identical(identical, equals)) {
          return new _CompactLinkedIdentityHashMap<K, V>();
        }
        equals ??= _defaultEquals;
      }
    } else {
      hashCode ??= _defaultHashCode;
      equals ??= _defaultEquals;
    }
    return new _CompactLinkedCustomHashMap<K, V>(equals, hashCode, isValidKey);
  }

...
}

可以看到，LinkedHashMap的工厂构造方法返回的实例类型是 _InternalLinkedHashMap 或 _CompactLinkedCustomHashMap ，这里我们再看一下这两个类的实现源码

// flutter/bin/cache/dart-sdk/lib/_internal/vm/lib/compact_hash.dart

@pragma("vm:entry-point")
class _InternalLinkedHashMap<K, V> extends _HashVMBase
    with
        MapMixin<K, V>,
        _LinkedHashMapMixin<K, V>,
        _HashBase,
        _OperatorEqualsAndHashCode
    implements LinkedHashMap<K, V> {
  _InternalLinkedHashMap() {
    _index = new Uint32List(_HashBase._INITIAL_INDEX_SIZE);
    _hashMask = _HashBase._indexSizeToHashMask(_HashBase._INITIAL_INDEX_SIZE);
    _data = new List.filled(_HashBase._INITIAL_INDEX_SIZE, null);
    _usedData = 0;
    _deletedKeys = 0;
  }
}

......

class _CompactLinkedIdentityHashMap<K, V> extends _HashFieldBase
    with
        MapMixin<K, V>,
        _LinkedHashMapMixin<K, V>,
        _HashBase,
        _IdenticalAndIdentityHashCode
    implements LinkedHashMap<K, V> {
  _CompactLinkedIdentityHashMap() : super(_HashBase._INITIAL_INDEX_SIZE);
}

class _CompactLinkedCustomHashMap<K, V> extends _HashFieldBase
    with MapMixin<K, V>, _LinkedHashMapMixin<K, V>, _HashBase
    implements LinkedHashMap<K, V> {
  final _equality;
  final _hasher;
  final _validKey;

  // TODO(koda): Ask gbracha why I cannot have fields _equals/_hashCode.
  int _hashCode(e) => _hasher(e);
  bool _equals(e1, e2) => _equality(e1, e2);

  bool containsKey(Object? o) => _validKey(o) ? super.containsKey(o) : false;
  V? operator [](Object? o) => _validKey(o) ? super[o] : null;
  V? remove(Object? o) => _validKey(o) ? super.remove(o) : null;

  _CompactLinkedCustomHashMap(this._equality, this._hasher, validKey)
      : _validKey = (validKey != null) ? validKey : new _TypeTest<K>().test,
        super(_HashBase._INITIAL_INDEX_SIZE);
}

它们都是一个普通的类，没有工厂构造方法，也就是说 Map 中的 external factory Map(); 最终返回的最终实例类型为 _InternalLinkedHashMap 或 _CompactLinkedCustomHashMap

我们可以做一个简单的验证

final map = Map();
print(map.runtimeType);

// 打印结果
// _InternalLinkedHashMap<dynamic, dynamic>

我们来试着实例化一个抽象类吧

abstract class Animal {
  void eat();

  void sleep() {
    print("睡觉");
  }

  factory Animal() {
    return Cat();
  }
}

 class Cat implements Animal {
  void eat() {
    print("吃");
  }

  void sleep() {
    print('睡');
  }
}

final animal = Animal();
print(animal.runtimeType); 

// 打印结果: Cat

可能会有同学要问了，这里用的是接口的方式，可以用继承的方式吗？
很遗憾不行，因为在抽象类中定义了工厂构造方法后，在子类中不能定义除工厂构造方法外的其它构造方法了，会报错~

总结一下：

抽象类无法直接创建实例，但是可以通过实现工厂构造方法来间接实现抽象类的实例化！

三、补充

那饶了这么一大圈，为什么不直接在声明的时候就给它实现了呢？🤔
这样做的好处就是：

复用同一套API的声明

可以针对不同的平台做不同的实现

而 针对不同的平台做不同的实现 这一点在下方给出的源码中可以看出

// flutter/bin/cache/dart-sdk/lib/io/file_system_entity.dart
abstract class _FileSystemWatcher {
  external static Stream<FileSystemEvent> _watch(
      String path, int events, bool recursive);
  external static bool get isSupported;
}

// flutter/bin/cache/dart-sdk/lib/_internal/vm/bin/file_patch.dart

@patch
static Stream<FileSystemEvent> _watch(
    String path, int events, bool recursive) {
  if (Platform.isLinux) {
    return new _InotifyFileSystemWatcher(path, events, recursive)._stream;
  }
  if (Platform.isWindows) {
    return new _Win32FileSystemWatcher(path, events, recursive)._stream;
  }
  if (Platform.isMacOS) {
    return new _FSEventStreamFileSystemWatcher(path, events, recursive)
        ._stream;
  }
  throw new FileSystemException(
      "File system watching is not supported on this platform");
}

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