06 | 基础语法与类型变量:Dart是如何表示信息的?

你好,我是陈航。

在专栏的第2篇预习文章“Dart语言概览”中,我们简单地认识了Dart这门优秀的程序语言。那么,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,我又如何快速上手呢?

今天,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吧。

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,你也可以在电脑安装Dart SDK,体验最新的语法)。

下面是一个基本的hello world示例,我声明了一个带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 = 2019; 
  printInteger(number); 
}

然后,在编辑器中点击“run”按钮,命令行就会输出:

Hello world, this is 2019. 

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。

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。下面,我将逐一和你介绍。

num、bool与String

作为编程语言中最常用的类型,num、bool、String这三种基本类型被我放到了一起来介绍。

Dart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。

int x = 1;
int hex = 0xEEADBEEF;
double y = 1.1;
double exponents = 1.13e5;
int roundY = y.round();

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

实际上,你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:

图1 num中的运算符

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)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中需要显式地与0做比较:

// 检查是否为0.
var number = 0;
assert(number == 0);
// assert(number); 错误

Dart的String由UTF-16的字符串组成。和JavaScript一样,构造字符串字面量时既能使用单引号也能使用双引号,还能在字符串中嵌入变量或表达式:你可以使用 ${express} 把一个表达式的值放进字符串。而如果是一个标识符,你可以省略{}。

下面这段代码就是内嵌表达式的例子。我们把单词’cat’转成大写放入到变量s1的声明中:

var s = 'cat';
var s1 = 'this is a uppercased string: ${s.toUpperCase()}';

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,下面这条语句会如你所愿声明一个值为’Hello World!'的字符串:

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

对于多行字符串的构建,你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<int>,map2的类型则为Map<String, String>。Dart会自动根据上下文进行类型推断,所以你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

常量定义

如果你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。

总结

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,有助于你理解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、forwhiledo-whilebreak/continue、switch-case、assert,由于与其他编程语言类似,在这里我就不做一一介绍了,更多的Dart语言特性需要你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。

恭喜你!你现在已经迈出了Dart语言学习的第一步。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。

思考题

对于集合类型List和Map,如何让其内部元素支持多种类型(比如,int、double)呢?又如何在遍历集合时,判断究竟是何种类型呢?

欢迎你在评论区给我留言分享你的观点,我会在下一篇文章中等待你!感谢你的收听,也欢迎你把这篇文章分享给更多的朋友一起阅读。

精选留言

  • 加温后的啤酒

    2019-07-11 09:30:08

    老师,能详细解释下final和const吗。你说“const,表示变量在编译期间即能确定的值; final 则可以在运行时确定值”。
    那是否能理解为:在编译期间能确定的值 用const或者用final修饰都可以,但是在运行时确定的值,只能用final修饰??
    作者回复

    在定义const常量时,你必须直接赋一个字面量,而不能是一个变量或者公式;
    在定义final常量时,如何赋值就无所谓了,但赋值后就不能再改了。

    2019-07-12 01:23:34

  • TerryGoForIt

    2019-07-11 06:45:47

    思考题:
    Dart 是支持泛型的,所以可以使用形如 List<dynamic> 和 Map<String, dynamic> 为集合添加不同类型的元素,遍历时判断类型用 is 关键字。
    作者回复

    如果类型是可枚举的,这样做是可以的。但不建议定义容器类型时用dynamic哈,最好还是明确下类型,比如放double和int的可以用num

    2019-07-12 01:18:51

  • davidzhou

    2019-07-14 10:36:40

    所有皆为对象,就可以通过反射机制获取对象的类型,不过,list和map不做类型约束的话,在读取里面数据会有很多坑,代码也不够健壮
    作者回复

    棒棒哒。纠正一个小问题:这里不是反射,是运行时类型。另外Flutter是不支持Dart 的反射的哈。

    2019-07-16 01:31:35

  • 七分呗轻唱

    2019-07-11 18:50:07

    runtimeType 判断
    作者回复

    可以的。
    如果类型是可枚举的,用"if(v is num)" 或 "if(v is String)"也可以

    2019-07-12 01:14:29

  • 于留月

    2019-07-11 09:44:26

    可以使用List<dynamic> 和 Map<dynamic>支持多种类型内部元素,遍历集合时,可以根据泛型确认数据类型
    作者回复

    可以的。不过不太建议用dynamic,如果是int和double,用num即可

    2019-07-12 01:20:59

  • 晓冰

    2019-08-29 19:20:47

    对于Map和List 我在写swift时也是需要指定确定类型的,同一个字典或者数组类型一般都要一样,如果不一样处理起来麻烦,自己的程序就不要给自己挖坑了 哈哈。 只有在一种情况下我才会使用Any 就是提交服务器数据的时候,由于配置的数据类型不可能完全一样。
    作者回复

    2019-08-30 00:50:32

  • Qilin Lou

    2019-07-11 22:51:38

    抛砖引玉哈,直接拿各个item的runtimeType属性,简单代码如下

    main() {
    var arr = [1,2,'s'];
    arr.forEach(
    (v) => print('The value is ${v}, and the type is ${v.runtimeType}')
    );
    }
    作者回复

    可以的。
    如果类型是可枚举的,用"if(v is num)" 或 "if(v is String)"也可以

    2019-07-12 01:17:01

  • 白马

    2020-10-15 00:59:02

    老师,有两个问题,1.可以直接print(v)吗?2.什么叫做类型安全?能麻烦您详细解释一下吗?
  • 不负

    2021-09-11 18:08:11

    【day003】
    1. 集合类型 List 和 Map,如何让其内部元素支持多种类型(比如,int、double)?
    使用var 关键字 或 不指定子项类型 或 显示地指定为 dynamic 类型,如 List<dynamic>.of([1, 'test', true])
    2. 如何在遍历集合时,判断究竟是何种类型呢?
    通过 is 操作符, xx is String
  • Geek_jg3r26

    2020-03-20 23:29:36

    老师,int x = 20 和 var x = 20 是等同的吧, int x 比var x 表达上更好一些事吗
  • 春阳

    2019-07-17 15:18:47

    List 指定 length 后,默认数值都为null ,这是由于未初始化的变量都是 null
    特性,并且这时候可以在安全下标内进行赋值,但是不指定 length 的 List 则无法指定下标赋值,因为超出了下标边界。
  • 薛敬飞

    2019-07-13 18:54:03

    帮忙解释一下评论区中Dynamic?为啥不建议用这个?
    作者回复

    为了类型安全呀

    2019-07-14 05:43:00

  • Young

    2019-07-11 08:10:33

    类,方法参数,返回值都可以指定泛型,判断单个元素的类型可以使用is
    作者回复

    可以的

    2019-07-12 01:19:06

  • 玉皇大亮

    2024-02-02 10:23:12

    multiTypeArray.add(true);
    multiTypeArray.add('test');
    multiTypeArray.add(5);
    multiTypeArray.add(new List.of([1, 2, 3]));
    multiTypeArray.add({"a": 1, "b": true});

    multiTypeArray.forEach((v) =>
    print('v is ${v}, type = ${v.runtimeType}')
    );

    ==================输出结果===============
    v is true, type = bool
    v is test, type = String
    v is 5, type = int
    v is [1, 2, 3], type = JSArray<int>
    v is {a: 1, b: true}, type = JsLinkedHashMap<String, Object>
    // 有点意思,通过runtimeType 判断, 数组类型是 JSArray,集合类型是JsLinkedHashMap
  • 玉皇大亮

    2024-02-02 10:18:11

    void main() {
    var multiTypeArray = new List<Object>.of([]);

    multiTypeArray.add(true);
    multiTypeArray.add('test');
    multiTypeArray.add(5);
    multiTypeArray.add(new List.of([1, 2, 3]));
    multiTypeArray.add({"a": 1, "b": true});

    multiTypeArray.forEach((v) => {
    if (v is String) {
    print('v is ${v}, type = String')
    } else if (v is int) {
    print('v is ${v}, type = Int')
    } else if (v is bool) {
    print('v is ${v}, type = Bool')
    } else if (v is Map<String, Object>) {
    print('v is ${v}, type = Map')
    } else if (v is List<Object>) {
    print("v is ${v}, type = List")
    }
    });
    }
  • sello

    2023-07-31 21:59:39

    打卡
  • 吖金女的闻先生

    2021-08-18 23:35:20

    实际上,你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:
    这些操作符,不是继承num吧,应该是在num中运算符重载
  • Geek_763c44

    2021-03-03 17:17:41

    List<String>这个跟java的泛型一样吗?
  • tao.ai.dev

    2020-01-18 23:52:18

    今日打卡
  • cv0cv0

    2019-12-13 16:48:22

    Dart 支持扩展函数吗?
    作者回复

    Dart 2.7才支持 https://dart.dev/guides/language/extension-methods

    2019-12-27 17:27:09