Jetpack Compose——interface Modifier

bqliang2023-12-24 16:15

Modifier 接口

modifier: Modifier = Modifier

自定义 Composable 函数时，通常会将 modifier 参数作为第一个可选参数。这样，调用者就可以使用 Modifier 对象来修改组合内容的行为和外观。

kotlin 复制代码 
@Composable 
fun CustomCard(
    modifier: Modifier = Modifier, 
    content: @Composable () -> Unit
) { ... }

modifier: Modifier = Modifier 里 3 个单词都一样，分别都是什么意思呢？

  • modifier 最左边的 modifier 是参数名；
  • : Modifier 冒号右边的 Modifier 是参数类型，代表参数类型是 Modifier 接口的实现类；
  • = Modifier 等号右边的 Modifier 是参数默认值，这里的 Modifier 是一个实现了 Modifier 接口，但没有没有实际作用的 Modifier 单例对象。
kotlin 复制代码 
interface Modifier {
    ...
    companion object : Modifier {
        ...
    }
}

不得不感叹 Kotlin 的语法糖 🍬，我们使用 companion object 一般是为了定义某些静态字段或方法。Compose 居然在 Modifier 接口里面使用 companion object 且实现了 Modifier 接口，这样一来，Modifier 这个名字就既可以用来表示 Modifier 接口，也可以用来表示那个无实际作用的 Modifier 单例对象（完整写法是 Modifier.Companion）。

then() & CombinedModifier

当你写出这样一行代码：Modifier.size(100.dp)，背后发生了什么呢？点进源码跟一下：

kotlin 复制代码 
fun Modifier.size(size: Dp) = this.then(
    SizeElement(...)
)

能看到 size() 是 Modifier 接口的一个扩展函数，它直接调用了 Modifier 接口的 then() 函数，传入了一个 SizeElement 对象（SizeElement 也是 Modifier 接口的实现类）。

kotlin 复制代码 
interface Modifier {
    ...
    infix fun then(other: Modifier): Modifier =
        if (other === Modifier) this else CombinedModifier(this, other)
        // 如果传入的参数是无实际作用的 Modifier 单例对象，那么直接返回自己，否则利用 CombinedModifier 合并两个 Modifier： 自身 & 参数
}

class CombinedModifier(...) : Modifier { ... }

而 then() 函数的作用是将两个 Modifier 合并成一个 Modifier。

具体到上面的例子，合并的双方，一个是无实际作用的 Modifier 单例对象，另一个是 SizeElement 对象。二者合并后是一个 CombinedModifier 对象，这个 CombinedModifier 类也是 Modifier 接口的实现类。

kotlin 复制代码 
class CombinedModifier(
    internal val outer: Modifier,
    internal val inner: Modifier
) : Modifier { ... }

此时如果在 Modifier.size(100.dp) 的后面再继续调用 .padding(10.dp)，那么就会再次调用 then() 函数，传入一个 PaddingElement 对象。由 Modifier.size(100.dp) 得到的 CombinedModifier 对象，和新创建的 PaddingElement 对象，会被合并成一个新的 CombinedModifier 对象。

原来 Modifier 的链式调用，就是不断调用 Modifier.then() 函数，利用 CombinedModifier 对 Modifier 进行合并的过程啊。

Element

上面已经提到，调用 Modifier.size() 和 Modifier.padding() 过程中会分别创建出一个 SizeElement 对象和一个 PaddingElement 对象。

其实 SizeElement 和 PaddingElement 都是通过实现 Element 接口来间接实现 Modifier 接口的。

kotlin 复制代码 
interface Modifier {
    ...
    companion object : Modifier {
        ...
    }

    interface Element : Modifier {
        ...
    }
}

class CombinedModifier(
    internal val outer: Modifier,
    internal val inner: Modifier
) : Modifier { ... }

在 Compose 里面，Modifier 接口的子类，除了无实际作用的 Modifier 单例对象，和用于合并 Modifier 的 CombinedModifier 类，其他的，拥有实际作用的 Modifier 类，几乎都是通过实现 Element 接口来间接实现 Modifier 接口的。

foldIn() / foldOut() & all() / any()

kotlin 复制代码 
interface Modifier {
    fun <R> foldIn(initial: R, operation: (R, Element) -> R): R
    fun <R> foldOut(initial: R, operation: (Element, R) -> R): R
    fun any(predicate: (Element) -> Boolean): Boolean
    fun all(predicate: (Element) -> Boolean): Boolean
    ...
}

Modifier 接口里面有这四个函数，它们的作用是什么呢？

all() & any()

提起 all() 和 any()，大家应该都知道 Kotlin 集合里面，它们是用来判断集合里面的元素是否全部满足某个条件，或者是否有任意一个元素满足某个条件的。

kotlin 复制代码 
val list = listOf(1, 1, 2)
val allOne = list.all { it == 1 }
val anyTwo = list.any { it == 2 }

而在 Modifier 里面，all() 和 any() 的作用也是类似的。前面已经了解到，Modifier 链式调用后，会得到一个类似于二叉树的链表结构，每一个节点都是一个 Modifier，它的实际类型既可能是一个具有实际作用的 Modifier（Element），也可能是一个无实际作用的 Modifier 单例对象，还可能是一个专门用于合并 Modifier 的 CombinedModifier。

kotlin 复制代码 
interface Modifier {
    ...
    fun all(predicate: (Element) -> Boolean): Boolean
    fun any(predicate: (Element) -> Boolean): Boolean
}

all() / any() 的作用，就是判断某个 Modifier 节点下，所包含的所有 Element 是否都满足某个条件，或者是否有任意一个 Element 满足某个条件的。可以看到 all() 和 any() 的参数就是判断的条件，都是函数类型，接收一个 Element，判断条件后返回 Boolean。

kotlin 复制代码 
class CombinedModifier(
    internal val outer: Modifier,
    internal val inner: Modifier
) : Modifier { 
    ...
    override fun any(predicate: (Modifier.Element) -> Boolean): Boolean =
        outer.any(predicate) || inner.any(predicate)

    override fun all(predicate: (Modifier.Element) -> Boolean): Boolean =
        outer.all(predicate) && inner.all(predicate)
}

因为 CombinedModifier 的内部直接包含两个 Modifier，所以 CombinedModifier 的 any() 和 all() 函数的实现，就是拿着参数（判断条件），转发调用两个直接子节点的 any() 和 all() 函数，并将得到的结果合并返回。 这样的实现很合理吧，如果要判断某个节点下面的所有 Element 是否都满足某个条件，是不是得对该节点所分叉出来的两个子节点进行同样的判断，然后将两个结果进行合并。

kotlin 复制代码 
interface Element : Modifier {
    ...
    override fun any(predicate: (Element) -> Boolean): Boolean = predicate(this)
    override fun all(predicate: (Element) -> Boolean): Boolean = predicate(this)
}

而 CombinedModifier 直接包含的两个 Modifier，它们的实际类型可能是 Element 或 CombinedModifier。 如果是 Element，那么就直接对自己应用判断条件；如果是 CombinedModifier，那么继续递归转发调用 any() 和 all() 函数。

kotlin 复制代码 
companion object : Modifier {
    override fun any(predicate: (Element) -> Boolean): Boolean = false
    override fun all(predicate: (Element) -> Boolean): Boolean = true
}

当然，递归到最深层的那个 CombinedModifier，它所包含的两个 Modifier，其中一个是无实际作用的 Modifier 单例对象，它是妥妥的透明人，对这个递归判断过程没有任何影响，是可以忽略的。所以它的 any() 直接返回 false，all() 直接返回 true。

foldIn() & foldOut()

除了 all() 和 any()，Modifier 里面还有另外两个函数 foldIn() 和 foldOut()， 要理解它们，首先要理解 Kotlin 里面集合的 fold() 函数。

kotlin 复制代码 
data class Person(val name: String, val height: Int)

fun main() {
    val babyMike = Person(name = "Mike", height = 53)
    
    // 从出生到 18 岁，每年身高增长的厘米
    val heightGrowthEveryYear = listOf(25, 12, 8, 7, 7, 7, 6, 7, 5, 6, 7, 8, 8, 6, 3, 1, 1, 1)
    
    val adultMike = heightGrowthEveryYear.fold(babyMike) { mike, growth ->
        mike.copy(height = mike.height + growth)
    }
    
    println("Mike 出生时的身高：${babyMike.height} cm")
    println("Mike 18 岁的身高：${adultMike.height} cm")
}

Kotlin 集合里面的 fold() 函数的作用是将集合里面的元素，折叠转换成一个新的值。它接收两个参数，第一个参数是初始值，第二个参数是一个函数，这个函数接收两个参数，第一个参数是上一次折叠的结果，第二个参数是集合里面的元素，返回值是折叠后的结果。

具体到上面的例子：

  • 第一次计算：将初始值 babyMike（身高 53 cm）和第一个元素 25 （第一年增长的身高）传入函数，计算得到一岁的 Mike，身高 53 + 25 = 78 cm；

  • 第二次计算：将第一次计算的结果（一岁的 Mike，身高 78 cm）和第二个元素 12 （第二年增长的身高）传入函数，计算得到两岁的 Mike，身高 78 + 12 = 90 cm；

  • 依次类推，最后得到的结果是 adultMike，18 岁的 Mike，身高 178 cm。

如此一来，fold() 函数就将集合里面的所有元素（每年增长的身高，类型是 Int）折叠成一个新的值（18 岁的 Mike，类型和传入的初始值 babyMike 一样，都是 Person）。

就好像滚雪球一样，给定一个小雪球（初始值），然后不断滚动，每次滚动都会增加雪球的体积（集合里面的元素），最后得到一个大雪球（折叠后的结果）。

将视线转回 Modifier 接口里的 foldIn() / foldOut()，作用就是对 Modifier 链式调用后得到的 Modifier 二叉树里面的所有 Element 进行折叠转换。

可是为什么还要分成 foldIn() 和 foldOut() 两个函数呢？不是有一个 fold() 函数就够了吗？别忘了 Modifier 是顺序敏感的！正向遍历折叠，和反向遍历折叠，得到的最终结果可能并不一样。

前面我们已经知道，Modifier.size(100.dp) 相当于 Modifier then SizeElement(...)，then 会将两个 Modifier 对象进行合并，得到的一个 CombinedModifier 对象。其实所谓的合并很简单，CombinedModifier 内部会使用变量 outer 和 inner 分别保存需要合并的两个 Modifier 对象的引用地址。

kotlin 复制代码 
interface Modifier {
    ...
    infix fun then(other: Modifier): Modifier =
        if (other === Modifier) this else CombinedModifier(this, other)
}

class CombinedModifier(
    internal val outer: Modifier,
    internal val inner: Modifier
) : Modifier { ... }

foldOut()

代码 Modifier.size(100.dp).padding(10.dp) 相当于 Modifier then SizeElement then PaddingElement，对应的 Modifier 二叉树如下：

如果使用 foldOut() 对根节点所包含的所有 Element 进行折叠转换，那么就是从下往上，优先折叠 inner 节点：inner.foldOut(initial, operation)，将其折叠后的结果作为 initial 参数，再折叠 outer 节点：outer.foldOut(...)。

在我们的例子里面，根节点的 inner 节点是一个 Element，Element 的 foldOut() 函数的实现，是直接调用 operation() 函数，将自己作为参数传入，然后返回 operation() 函数的返回值，也就是直接对自己进行折叠转换，因为它自身就是一个 Element 嘛。

kotlin 复制代码 
interface Element : Modifier {
    override fun <R> foldOut(initial: R, operation: (Element, R) -> R): R =
    	operation(this, initial)
}

根节点的 inner 节点折叠的结果，将作为折叠 outer 的初始值，如此循环往复，形成闭环，最终得到折叠转换的结果。

无实际作用的 Modifier 单例对象，它的 foldOut() 实现会直接返回 initial 参数，因为它是无实际作用的，折叠与它无关。

kotlin 复制代码 
companion object : Modifier {
    override fun <R> foldOut(initial: R, operation: (Element, R) -> R): R = initial
}

foldIn()

foldIn() 和 foldOut() 的区别就是，foldIn() 是从节点开始，优先折叠 outer 节点，再折叠 inner 节点，过程就不再赘述了。

END.

了解 Modifier 里面的 then() 和 CombinedModifier，能够帮助我们更好地理解 Modifier 链式调用的工作原理。all()、any()、foldOut()、foldInt() 这些函数，则让我们窥探到 Modifier 链背后的执行逻辑。

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