基础语法与类型变量


基础语法与类型变量

0. 前言

Dart 与其他语言究竟有什么不同呢?在已有其他编程语言经验的基础上,又该如何快速上手呢?

本节我们就从编程语言中最重要的组成部分,也就是基础语法与类型变量出发,一起来学习 Dart 。

1. Dart 初体验

为了简单地体验一下 Dart,我们打开浏览器,直接在repl.it 新建一个 main.dart 文件就可以了(当然也可以在电脑安装 Dart SDK,体验最新的语法)。

下面是一个基本的 hello world 示例,声明了一个带 int 参数的函数,并通过字符串内嵌表达式的方式把这个参数打印出来:

printInteger(int a) {
  print('Hello world, this is $a');
}

main() {
  var number = 2022;
  printInteger(number);
}

在编辑器中点击“run”按钮,命令行就会输出:

和绝大多数编译型语言一样,Dart 要求以 main 函数作为执行的入口。在知道了如何简单地运行 Dart 代码后,我们再来看一下 Dart 的基本变量类型。

2. Dart 的变量与类型

在 Dart 中,我们可以用 var 或者具体的类型来声明一个变量。当使用 var 定义变量时,表示类型是交由编译器推断决定的,当然你也可以用静态类型去定义变量,更清楚地跟编译器表达你的意图,这样编辑器和编译器就能使用这些静态类型,向你提供代码补全或编译警告的提示了。

在默认情况下,未初始化的变量的值都是 null,因此我们不用担心无法判定一个传递过来的、未定义变量到底是 undefined,还是烫烫烫而写一堆冗长的判断语句了。

Dart 是类型安全的语言,并且所有类型都是对象类型,都继承自顶层类型 Object,因此一切变量的值都是类的实例(即对象),甚至数字、布尔值、函数和 null 也都是继承自 Object 的对象。

Dart 内置了一些基本类型,如 num、bool、String、List 和 Map,在不引入其他库的情况下可以使用它们去声明变量。

num、bool 与 String

作为编程语言中最常用的类型,num、bool、String 这三种基本类型放在一起来介绍。

art 的数值类型 num,只有两种子类:即 64 位 int 和符合 IEEE 754 标准的 64 位 double。前者代表整数类型,而后者则是浮点数的抽象。在正常情况下,它们的精度与取值范围就足够满足我们的诉求了。

除了常见的基本运算符,比如 +、-、*、/,以及位运算符外,还能使用继承自 num 的 abs()、round() 等方法,来实现求绝对值、取整的功能。

打开官方文档或查看源码,就会发现这些常见的运算符也是继承自 num:

如果还有其他高级运算方法的需求 num 无法满足,你可以试用一下 dart:math 库。这个库提供了诸如三角函数、指数、对数、平方根等高级函数。

为了表示布尔值,Dart 使用了一种名为 bool 的类型。在 Dart 里,只有两个对象具有 bool 类型:true 和 false,它们都是编译时常量。

Dart 是类型安全的,因此我们不能使用 if(nonbooleanValue) 或 assert(nonbooleanValue) 之类的在 JavaScript 可以正常工作的代码,而应该显式地检查值。

如下所示,检查变量是否为 0,在 Dart 中需要显示地与 0 做比较:

为了获得内嵌对象的字符串,Dart 会调用对象的 toString() 方法。而常见字符串的拼接,Dart 则通过内置运算符“+”实现。

比如下面这条语句会声明一个值为’Hello World!’的字符串:

var s2 = 'Hello' + ' ' + 'World!' ;

对于多行字符串的构建,可以通过三个单引号或三个双引号的方式声明,这与 Python 是一致的:

var s3 = """This is a

multi-line string.""";

List 与 Map

其他编程语言中常见的数组和字典类型,在 Dart 中的对应实现是 List 和 Map,统称为集合类型。它们的声明和使用很简单,和 JavaScript 中的用法类似。

接下来,我们一起看一段代码示例。

  • 在代码示例的前半部分,我们声明并初始化了两个 List 变量,在第二个变量中添加了一个新的元素后,调用其迭代方法依次打印出其内部元素;
  • 在代码示例的后半部分,我们声明并初始化了两个 Map 变量,在第二个变量中添加了两个键值对后,同样调用其迭代方法依次打印出其内部元素;
var arr1 = ["Tom", "Andy", "Jack"];
var arr2 = List.of([1,2,3]);
arr2.add(499);
arr2.forEach((v) => print('${v}'));

var map1 = {"name": "Tom", 'sex': 'male'};
var map2 = new Map();
map2['name'] = 'Tom';
map2['sex'] = 'male';
map2.forEach((k,v) => print('${k}: ${v}'));

容器里的元素也需要有类型,比如上述代码中 arr2 的类型是 List,map2 的类型则为 Map。Dart 会自动根据上下文进行类型推断,所以后续往容器内添加的元素也必须遵照这一类型。

如果编译器自动推断的类型不符合预期,我们当然可以在声明时显式地把类型标记出来,不仅可以让代码提示更友好一些,更重要的是可以让静态分析器帮忙检查字面量中的错误,解除类型不匹配带来的安全隐患或是 Bug。

以上述代码为例,如果往 arr2 集合中添加一个浮点数 arr2.add(1.1),尽管语义上合法,但编译器会提示类型不匹配,从而导致编译失败。

和 Java 语言类似,在初始化集合实例对象时,你可以为它的类型添加约束,也可以用于后续判断集合类型。

下面的这段代码,在增加了类型约束后,语义是不是更清晰了?

var arr1 = <String>['Tom', 'Andy', 'Jack'];
var arr2 = new List<int>.of([1,2,3]);
arr2.add(499);
arr2.forEach((v) => print('${v}'));
print(arr2 is List<int>); // true

var map1 = <String, String>{'name': 'Tom','sex': 'male',};
var map2 = new Map<String, String>();
map2['name'] = 'Tom';
map2['sex'] = 'male';
map2.forEach((k,v) => print('${k}: ${v}'));
print(map2 is Map<String, String>); // true

3. 常量定义

如果想定义不可变的变量,则需要在定义变量前加上 final 或 const 关键字:

  • const,表示变量在编译期间即能确定的值;
  • final 则不太一样,用它定义的变量可以在运行时确定值,而一旦确定后就不可再变;

声明 const 常量与 final 常量的典型例子,如下所示:

final name = 'Andy';
const count = 3;

var x = 70;
var y = 30;
final z = x / y;

可以看到,const 适用于定义编译常量(字面量固定值)的场景,而 final 适用于定义运行时常量的场景。

4. 小结

通过上面的介绍,相信你已经对 Dart 的基本语法和类型系统有了一个初步的印象。这些初步的印象,有助于理解 Dart 语言设计的基本思路,在已有编程语言经验的基础上快速上手。

而对于流程控制语法:如 if-else、for、while、do-while、break/continue、switch-case、assert,由于与其他编程语言类似,就不做一一介绍了,更多的 Dart 语言特性需要在后续的使用过程中慢慢学习。

在我们使用 Dart 的过程中,官方文档 是我们最重要的学习参考资料。

接下来,我们简单回顾一下今天的内容,以便加深记忆与理解:

  • 在 Dart 中,所有类型都是对象类型,都继承自顶层类型 Object,因此一切变量都是对象,数字、布尔值、函数和 null 也概莫能外;
  • 未初始化变量的值都是 null;
  • 为变量指定类型,这样编辑器和编译器都能更好地理解你的意图;

文章作者: Syhan
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