前言
- 学习之路需深耕细作，切勿轻视任一知识点，因其存在必蕴含深意
探索抽象类与混入的力量
抽象类作为定义共享属性和行为的蓝图，不提供具体的实现细节，而是为子类设定了一个明确的契约。这种设计不仅增强了系统的可维护性，还极大地提升了代码的复用性和一致性。与此同时，混入（mixin）作为 Dart 语言特有的轻量级多重继承形式，使得多个类的功能可以无缝组合到一个新类中，无需构建复杂的继承层次结构。通过混入，代码片段得以轻松重用，功能模块的自由组合构建了高度灵活且可扩展的系统。
一、抽象类
1.1 基本概念
抽象类，一个无法被实例化的类，主要作为其他类的模板或契约存在。
特点：
- 不可实例化：无法创建抽象类的对象。
- 具体方法：包含具体的方法实现，为子类提供默认行为。
- 抽象方法：声明抽象方法，要求子类必须实现。
1.2 定义抽象类
使用 abstract 关键字定义抽象类：
dart
// 定义一个抽象类 Animal
abstract class Animal {
String name;
// 构造方法
Animal(this.name);
// 具体实现方法：获取动物的名称
String getName() {
return "My name is $name.";
}
// 抽象方法：定义如何发出声音，子类需要实现这个方法
void makeSound();
}说明 ：Animal 抽象类定义了所有动物共有的行为（如 getName()），以及每个具体动物必须实现的行为（如 makesound()）。
1.3 实现抽象类及其方法
通过继承并实现抽象类中的抽象方法来创建具体子类：
dart
// 定义一个具体类 Cat，继承自抽象类 Animal
class Cat extends Animal {
Cat(String name) : super(name);
// 实现抽象方法：定义 Cat 如何发出声音
@override
void makeSound() {
print("$name says: Meow!");
}
}
void main() {
// 创建 Cat 实例
Animal cat = Cat("Whiskers");
print(cat.getName()); // 输出: My name is Whiskers.
cat.makeSound(); // 输出: Whiskers says: Meow!
}
}说明 ：Animal 抽象类定义了一个具体方法 getName() 和一个抽象方法 makeSound()。Cat 类继承了 Animal，实现了 makeSound() 方法，并直接使用了 getName() 方法。
1.4 抽象类的优势
- 定义公共接口：确保所有子类遵循相同的结构。
- 提供默认实现：减少重复代码。
- 强制实现：确保子类实现特定行为。
二、多继承的二义性（Diamond Problem）
多继承的二义性，即菱形问题，是面向对象编程中多继承语言可能面临的困境。当一个类从多个基类派生，而这些基类又共同继承自同一个祖先类时，方法或属性的重复继承可能导致编译器无法确定调用哪个版本，从而产生二义性。
菱形继承结构：
在这种结构下，一个子类同时继承两个父类，这两个父类又刚好继承同一个祖先类，当子类想实现祖先类中的某个方法时，不知道是继承父类1还是父类2中的方法。这就导致歧义。
解决方法：
- 虚基类：在 C++ 中，通过声明虚基类确保只有一个祖先类副本被继承。
- 接口与实现分离：在 Java 和 Dart 中，通过接口和混入避免直接多继承带来的问题。
- 默认方法冲突规则：在支持接口默认方法的语言中，子类必须显式覆盖冲突方法。
三、混入类
3.1 基本概念
Mixin 是 Dart 提供的一种轻量级多重继承形式，允许将多个类的功能组合到一个新类中，无需复杂的继承结构。
特点：
- 多重行为组合：一个类可以使用多个 Mixin 组合多种功能。
- 简化代码复用：避免传统多重继承的复杂性和二义性。
- 高灵活性：在不改变现有类层次结构的情况下添加新功能。
3.2 定义和使用 Mixin
使用 mixin 关键字定义 Mixin：
dart
// 定义一个 mixin，用于添加行走功能
mixin Walkable {
void walk() {
print('Walking...');
}
}
// 定义一个 mixin，用于添加说话功能
mixin Talkable {
void talk() {
print('Hello, I can talk!');
}
}
// 使用 Mixin 的类，表示一个具有行走和说话能力的角色
class people with Walkable, Talkable {
void introduce() {
print('Hi, I am people in this story.');
}
}
void main() {
// 创建 Character 实例
Character character = Character();
character.introduce(); // 输出: Hi, I am a character in this story.
character.walk(); // 输出: Walking...
character.talk(); // 输出: Hello, I can talk!
}说明 ：可以看到 mixin 如何被用来为类添加额外的行为，而无需通过多重继承（Dart 不支持多重继承，但支持 mixin）来复制代码。每个 mixin 都封装了一组相关的方法，这些方法可以在多个类之间共享。
3.3 Mixin 的优势
- 避免多重继承复杂性：Mixin 提供了一种安全且简单的方式实现多重继承效果。
- 增强代码复用性：将常用方法和属性封装在 Mixin 中，轻松引入。
- 保持类层次结构清晰：Mixin 不涉及复杂继承关系，不会使类层次结构混乱。
3.4 Mixin 的限制
- 不能有构造函数：Mixin 不能定义构造函数。
- 不能访问超类成员：Mixin 不能直接访问父类成员，除非通过接口可见。
3.5 Mixin 的高级用法
- Mixin 组合：将多个 Mixin 组合在一起，创建复杂行为组合。
- Mixin 约束条件 ：使用
on关键字为 Mixin 指定约束条件，确保只有满足条件的类才能使用。 - Mixin 组合、约束及继承顺序：结合使用组合、约束和继承，创建复杂实现。
四、总结
Dart 中的抽象类和 Mixin 各具特色，共同助力开发者构建健壮、灵活且易于维护的系统。抽象类通过定义公共接口和提供默认实现，确保代码的一致性和可预测性；而 Mixin 通过灵活组合功能，提升代码的复用性和扩展性。理解并合理运用这两个特性，将使应用程序更加模块化、易于维护及扩展。