Dart 3正式发布：100%健全的空值安全、迄今为止最大版本

Dart| 2023-05-12

出品 | OSC开源社区（ID：oschina2013)

Dart 3 现已发布，这是迄今为止最大的 Dart 版本，包含了三个主要改进：完成了 100% 健全的空值安全；添加了记录、模式和类修饰符的新语言特性；以及对未来进行了预览，即，通过 Wasm 编译扩大了对 Web 原生代码的平台支持。

图0: DartDart 3正式发布：100%健全的空值安全、迄今为止最大版本

100% 健全的空值安全

Dart 3 已经成为了一种 100% 健全的空值安全语言。

100% 的空值安全性为 Dart 带来了健全的类型系统。你可以相信，如果一个类型说一个值不是 null，那么它永远不可能是 null。这避免了某些类别的编码错误，例如空指针异常。它还允许编译器和运行时以没有空安全性无法实现的方式优化代码。虽然这种设计会使得迁移变得有点困难，但开发团队认为，他们为 Dart 做出了正确的选择。

空值引用可以追溯到 1964 年左右，当时英国计算机科学家 Tony Hoare 在 ALGOL 语言中引入了这个概念。但他自己却把空值引用称为自己的十亿美元错误，因为它导致了数不清的错误、漏洞和系统崩溃，可能在之后 40 年中造成了十亿美元的损失。

图1: DartDart 3正式发布：100%健全的空值安全、迄今为止最大版本

预计绝大多数已迁移到 null safety 的包和应用程序都可以与 Dart 3 一起使用。在少数情况下，Dart 3 中的少量相关清理可能会影响某些代码。一些旧的核心库 API 已被删除（#34233、#49529）并且一些工具已被调整（#50707）。

如果用户在迁移到使用 Dart 3 SDK 时遇到任何问题，可查阅 Dart 3 迁移指南：https://dart.dev/resources/dart-3-migration

主要语言特性 —— 记录、模式和类修饰符

Dart 3 不仅仅是基于现有基础作出改变，它还涉及添加重要的新特性和功能。

使用记录构建结构化数据

借助记录，你可以使用简洁明了的语法构建结构化数据。

( String , int ) userInfo( Map < String , dynamic > json) { return (json[ 'name' ] as  String , json[ 'height' ] as  int ); }

记录是值类型，没有标识。这使得编译器能够在某些情况下完全擦除记录对象。记录还带有自动定义的 == 运算符和 hashCode 函数。

更多详细信息可查看文档：https://dart.dev/language/records

用模式和模式匹配来处理结构化数据

记录简化了构建结构化数据的方式。这不会取代使用类来构建更正式的类型层次结构。它只是提供了另一种选择。在任何一种情况下，你都可能希望将该结构化数据分解为单独的元素以使用它们。这就是模式匹配发挥作用的地方。

考虑模式的基本形式。以下记录模式将记录解构为两个新变量 name 和 height。然后可以像任何其他变量一样使用这些变量，例如调用 print 时：

var (String name, int height) = userInfo({'name': 'Michael', 'height': 180});
print('User $name is $height cm tall.');

类似的模式也存在于 lists 和 maps 中。对于所有这些，你可以使用下划线模式跳过单个元素：

var (String name, _) = userInfo(…);

Dart 3 中还扩展了 switch 语句的功能和表现力。现在已经消除了在每个案例末尾添加 break 的需要，还支持逻辑运算符来组合案例。示例：

switch (charCode) {
  case slash when nextCharCode == slash:
    skipComment();

  case slash || star || plus || minus:
    operator(charCode);

  case >= digit0 && <= digit9:
    number();

  default:
    invalid();
}

模式的一个强大功能是能够检查 “exhaustiveness”，此功能可确保 switch 可以处理所有可能的情况。

sealed classAnimal{ … }
classCowextendsAnimal{ … }
classSheepextendsAnimal{ … }
classPigextendsAnimal{ … }

String whatDoesItSay(Animal a) =>
    switch (a) { Cow c => '$c says moo', Sheep s => '$s says baa' };

这将返回以下错误，提醒错过了最后一个可能的子类型 Pig 的处理：

line 6 • The type 'Animal' is not exhaustively matched by the switch cases
since it doesn't match 'Pig()'.

if 语句也可以使用模式：

final json = {'name': 'Michael', 'height': 180};

// Find Michael's height.
if (json case {'name': 'Michael', 'height': int h}) {
  print('Michael is $h cm tall.'); 
} else { 
  print('Error: json contains no height info for Michael!');
}

更多详情可查看 patterns documentation（https://dart.dev/language/patterns）和 patterns codelab（https://codelabs.developers.google.com/codelabs/dart-patterns-records）。

具有类修饰符的类的细粒度访问控制

Dart 3 的第三个语言特性是类修饰符。与期望每个 Dart 开发人员都使用的记录和模式不同，这更像是一个高级用户功能。它满足了 Dart 开发人员制作大型 API 表面或构建企业级应用程序的需求。

类修饰符使 API 作者能够仅支持一组特定的功能。默认值保持不变。开发团队希望 Dart 保持简单易用。因此，像以前一样，可以构造、扩展和实现常规类，如以下示例所示：

classVehicle{
  String make; String model;
  void moveForward(int meters) { … }
}

// Construct.
var myCar = Vehicle(make: 'Ford', model: 'T',);

// Extend.
classCarextendsVehicle{
  int passengers;
}

// Implement.
classMockVehicleimplementsVehicle{
  @override void moveForward …
}

类修饰符支持在此基础上添加限制。考虑一些示例用例：

使用 interface class，你可以定义一个契约供其他人实施。不能扩展接口类。
使用 base class，你可以确保类的所有子类型都继承自它，而不是实现它的接口。这确保私有方法在所有实例上都可用。
使用 final class，你可以关闭类型层次结构以防止你自己的库之外的任何子类。作为一个 sample 好处，这允许 API 所有者添加新成员，而不会冒破坏 API 使用者更改的风险。

更多详情可查看文档：https://dart.dev/language/class-modifiers

展望未来

查看 Dart 3 之后的次要版本是否需要对记录、模式和类修饰符进行更新。
研究一些更小、更增量的功能，这些功能完全不具破坏性，并且专注于提高开发者的生产力，而没有迁移成本。正在探索的两个示例是用于使用零成本 “wrappers” 以包装现有类型的内联类，和 primary constructors，它引入了一种更简洁的语法来定义具有几个字段和一个 primary constructor 的类。
关注宏（也称为元编程），以便更好地反序列化 JSON（和类似的），并启用数据类。
目前已经支持用 dart:fi 编译成 C 库的代码的互操作。正在努力将其扩展到支持 Android 上的 Java 和 Kotlin 互操作，以及 iOS/MacOS 上的 Objective C 和 Swift 互操作。
编译为 WebAssembly —— 使用 native code 定位 web

更多详情可查看官方公告：
https://medium.com/dartlang/announcing-dart-3-53f065a10635

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