Flutter 响应式编程与 Provider 状态管理入门教程

已于 2025-05-05 11:06:50 修改
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文章标签： flutter
于 2025-05-05 11:04:36 首次发布
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引言

在移动应用开发领域，Flutter 作为一个由 Google 开发的开源框架，凭借其高效的性能、丰富的功能和响应式设计，已经成为构建跨平台应用的重要选择。本教程将系统地介绍 Flutter 的响应式编程模式以及使用 Provider 进行状态管理的方法，帮助开发者快速掌握这一强大框架的核心概念和技术。

本教程将按照从基础到进阶的顺序，通过具体示例和代码片段，详细讲解 Flutter 的响应式编程原理和 Provider 状态管理的实现方法，使读者能够逐步构建功能完善的响应式应用。

Flutter 基础架构

架构概念

Flutter 应用程序应该以分层的方式编写。分层架构是一种软件设计模式，它将应用程序组织成不同的层，每一层都有特定的角色和职责。通常，应用程序根据复杂性可以分为三层：框架层、引擎层和嵌入层[21]。

  1. 框架层 (Framework Layer)：由 Dart 编写，包含构建应用 UI 所需的所有核心组件和功能。这层负责处理所有与用户界面相关的逻辑，包括 widget、动画和手势等。

  2. 引擎层 (Engine Layer)：主要负责处理底层平台功能，如渲染、网络请求、文件系统访问等。这层通常由 C++ 编写，以实现高性能操作。

  3. 嵌入层 (Embedding Layer)：将 Flutter 嵌入到宿主应用中的层，负责处理与原生平台的通信和集成。

Widget 概念

在 Flutter 中，Widget 是构建 UI 的基本单位。Widget 描述了它们的视图在给定其当前配置和状态时应该看起来的样子。当 Widget 的状态发生变化时，它会通知框架，框架会重新构建该 Widget 及其子 Widget，以反映这些更改[24]。

Flutter 中的 Widget 可以分为两类：

  1. 有状态的 Widget (StatefulWidget)：包含可变状态的组件，当状态变化时需要重建 UI。

  2. 无状态的 Widget (StatelessWidget)：不包含可变状态，每次渲染都相同。

响应式编程基础

响应式编程是一种以对数据随时间变化做出反应为中心的范式。它有助于自动传播更新，从而确保 UI 和数据保持同步。在 Flutter 术语中，这意味着只要数据发生变化，UI 会自动更新以反映这些变化[1]。

响应式编程的核心思想是声明式编程，即描述你想要的结果，而不是如何实现它。在 Flutter 中，这通过 Widget 系统实现，当状态变化时，框架会自动重建受影响的 Widget。

状态管理概述

在 Flutter 中，状态管理是处理应用程序中数据变化并确保 UI 及时更新的关键部分。随着应用程序变得越来越复杂，需要高效管理状态的方法来保持代码的可维护性和性能。

Provider 是 Flutter 社区推荐的状态管理解决方案之一，因其轻量、简单、灵活而备受欢迎[17]。它是一个基于 InheritedWidget 的状态管理库，提供了一种简单而强大的方法来在应用程序中共享状态[19]。

Flutter 响应式编程

响应式编程的核心概念

响应式编程是一种以对数据随时间变化做出反应为中心的范式。在 Flutter 中，响应式编程通过 Widget 系统实现，当状态变化时，框架会自动重建受影响的 Widget。

响应式编程的核心概念包括：

  1. 声明式编程：描述你想要的结果，而不是如何实现它。在 Flutter 中，这意味着定义 UI 如何根据当前状态呈现。

  2. 状态管理：处理应用程序中的数据变化，并确保 UI 及时更新。

  3. 数据流：定义数据如何在应用程序的不同部分之间流动。

Stream 在 Flutter 中的应用

Stream 在 Flutter 的响应式编程中扮演着重要角色。Stream 可以被可视化为管道，用于异步处理数据流[3]。

在 Flutter 中，Stream 可用于处理异步数据，如网络请求、传感器数据等。当数据通过 Stream 发送时，订阅该 Stream 的组件会自动接收到更新。

RxDart 是一个为 Dart 和 Flutter 提供响应式编程功能的库，它扩展了 Stream 的功能，提供了许多操作符来处理复杂的数据流[0]。

响应式 UI 构建

在 Flutter 中，构建响应式 UI 意味着创建可以自动适应不同设备屏幕大小和方向的应用。有两种基本方法来创建具有响应式设计的 Flutter 应用[14]：

  1. 使用 LayoutBuilder 类：从其 builder 属性中获取约束信息，并根据这些约束构建不同的 UI。

  2. 使用 MediaQuery 类：获取设备的屏幕尺寸和方向，并根据这些信息调整 UI。

响应式编程与声明式编程的区别

响应式编程和声明式编程是相关但不同的概念：

  • 声明式编程：关注"是什么"而不是"怎么做"。在 Flutter 中，这意味着定义 UI 的结构和内容，而不必处理如何更新它。

  • 响应式编程：关注对变化做出反应。在 Flutter 中，这意味着当数据变化时，UI 会自动更新。

在 Flutter 的 Widget 系统中，这两种编程范式结合在一起，提供了强大而灵活的 UI 开发方式[25]。

Provider 状态管理

Provider 基础概念

Provider 是一个由社区团队开发、谷歌开发者合作完善的状态管理库。它可以简单理解为跨组件通信，但实际上是一种封装模式[9]。

在 Provider 中，ChangeNotifier 是一种能够封装应用程序状态的方法。对于特别简单的程序，你可以通过一个 ChangeNotifier 来满足全部需求。在相对复杂的应用中，由于会有多[5]个状态需要管理，Provider 提供了灵活的解决方案。

Provider 基于 InheritedWidget 组件进行封装，使其更简单易用。它拥有着一套完整的解决方案，能够解决应用中的状态管理问题[6]。

ChangeNotifier 的使用

ChangeNotifier 是 Provider 中用于管理状态的核心类。它提供了一个通知系统，当状态变化时，会通知所有订阅它的组件。

使用 ChangeNotifier 的基本步骤如下：

  1. 创建一个继承自 ChangeNotifier 的类，并定义需要管理的状态。

  2. 在状态变化时，调用 notifyListeners() 方法通知所有订阅者。

  3. 在 UI 组件中使用 Provider 来订阅这个 ChangeNotifier，并在状态变化时更新 UI。

Provider 的核心组件

Provider 提供了几个核心组件来管理状态：

  1. Provider：用于注册和获取状态管理器。

  2. Consumer：用于订阅状态，并在状态变化时构建 UI。

  3. MultiProvider：用于注册多个状态管理器。

  4. ProviderScope：用于定义状态管理的范围。

状态管理的高级用法

Provider 提供了多种高级用法，以满足复杂应用的需求：

  1. 多层状态管理：对于复杂的应用程序，可以使用多层状态管理，将状态分解为多个独立的部分。

  2. 状态持久化：将状态保存到本地存储，以便在应用重启后恢复。

  3. 异步状态管理：处理异步操作，如网络请求，并在状态变化时更新 UI。

  4. 组合多个状态：将多个状态组合在一起，创建更复杂的状态逻辑。

与 Get 的比较

Get 是另一个流行的状态管理库，与 Provider 相比，它们有一些不同之处：

  1. API 设计：Get 提供了更简洁的 API，而 Provider 的 API 更加灵活。

  2. 性能：两者都提供了高性能的状态管理，但在某些场景下表现可能不同。

  3. 社区支持：两者都有活跃的社区支持，但 Provider 是更官方推荐的解决方案之一。

  4. 学习曲线：Get 的学习曲线较陡，而 Provider 的学习曲线较为平缓。

实践教程：构建一个响应式应用

环境搭建

在开始构建应用之前，需要确保已经安装了 Flutter SDK 和 Dart SDK。然后，创建一个新的 Flutter 项目：

bash

复制

flutter create my_app
cd my_app

基本的响应式 UI

首先，我们创建一个简单的响应式 UI，使用 LayoutBuilder 来适应不同的屏幕尺寸：

dart

复制

import 'package:flutter/material.dart';

void main() {
  runApp(MyApp());
}

class MyApp extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return MaterialApp(
      title: '响应式应用',
      home: MyHomePage(),
    );
  }
}

class MyHomePage extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(
        title: Text('响应式 UI'),
      ),
      body: LayoutBuilder(
        builder: (context, constraints) {
          if (constraints.maxWidth < 600) {
            // 窄屏布局
            return Column(
              children: [
                Text('窄屏布局'),
                // 其他 widgets
              ],
            );
          } else {
            // 宽屏布局
            return Row(
              children: [
                Text('宽屏布局'),
                // 其他 widgets
              ],
            );
          }
        },
      ),
    );
  }
}

使用 Provider 管理状态

接下来，我们使用 Provider 来管理应用的状态。首先，在 pubspec.yaml 文件中添加 provider 依赖：

yaml

复制

dependencies:
  flutter:
    sdk: flutter
  provider: ^6.0.0

然后，运行 flutter pub get 来下载并安装 Provider 包[10]。

接下来，创建一个简单的状态管理场景，展示基本的 ChangeNotifier 和 Provider 使用方法：

dart

复制

import 'package:flutter/material.dart';
import 'package:provider/provider.dart';

class Counter with ChangeNotifier {
  int _count = 0;

  int get count => _count;

  void increment() {
    _count++;
    notifyListeners();
  }
}

void main() {
  runApp(
    MultiProvider(
      providers: [
        ChangeNotifierProvider<Counter>(create: (_) => Counter()),
      ],
      child: MyApp(),
    ),
  );
}

class MyApp extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return MaterialApp(
      title: 'Provider 示例',
      home: MyHomePage(),
    );
  }
}

class MyHomePage extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(
        title: Text('Provider 示例'),
      ),
      body: Center(
        child: Column(
          mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
          children: [
            Text(
              'Counter: ${Provider.of<Counter>(context).count}',
            ),
            ElevatedButton(
              onPressed: () {
                Provider.of<Counter>(context, listen: false).increment();
              },
              child: Text('Increment'),
            ),
          ],
        ),
      ),
    );
  }
}

使用 Stream 进行响应式编程

接下来，我们使用 Stream 来实现响应式编程。首先，导入 rxdart 包：

yaml

复制

dependencies:
  flutter:
    sdk: flutter
  rxdart: ^0.27.0

然后，运行 flutter pub get 来下载并安装 rxdart 包。

接下来，创建一个使用 Stream 的简单示例：

dart

复制

import 'package:flutter/material.dart';
import 'package:rxdart/rxdart.dart';

class StreamCounter {
  final _countController = BehaviorSubject<int>();
  Stream<int> get count => _countController.stream;

  void increment() {
    _countController.sink.add((_countController.value ?? 0) + 1);
  }
}

void main() {
  runApp(
    StreamProvider<StreamCounter>.value(
      value: StreamCounter(),
      child: MyApp(),
    ),
  );
}

class MyApp extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return MaterialApp(
      title: 'Stream 示例',
      home: MyHomePage(),
    );
  }
}

class MyHomePage extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(
        title: Text('Stream 示例'),
      ),
      body: StreamBuilder<int>(
        stream: Provider.of<StreamCounter>(context).count,
        initialData: 0,
        builder: (context, snapshot) {
          return Center(
            child: Column(
              mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
              children: [
                Text(
                  'Counter: ${snapshot.data}',
                ),
                ElevatedButton(
                  onPressed: () {
                    Provider.of<StreamCounter>(context, listen: false).increment();
                  },
                  child: Text('Increment'),
                ),
              ],
            ),
          );
        },
      ),
    );
  }
}

响应式布局实践

接下来，我们创建一个更复杂的响应式布局，使用 MediaQuery 来适应不同的设备：

dart

复制

import 'package:flutter/material.dart';

void main() {
  runApp(MyApp());
}

class MyApp extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return MaterialApp(
      title: '响应式布局',
      home: MyHomePage(),
    );
  }
}

class MyHomePage extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(
        title: Text('响应式布局'),
      ),
      body: ResponsiveLayout(),
    );
  }
}

class ResponsiveLayout extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return LayoutBuilder(
      builder: (context, constraints) {
        if (constraints.maxWidth < 480) {
          // 手机布局
          return MobileLayout();
        } else if (constraints.maxWidth < 800) {
          // 平板布局
          return TabletLayout();
        } else {
          // 桌面布局
          return DesktopLayout();
        }
      },
    );
  }
}

class MobileLayout extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Column(
      children: [
        Text('手机布局'),
        // 其他 widgets
      ],
    );
  }
}

class TabletLayout extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Row(
      children: [
        Text('平板布局'),
        // 其他 widgets
      ],
    );
  }
}

class DesktopLayout extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Row(
      children: [
        Text('桌面布局'),
        // 其他 widgets
      ],
    );
  }
}

综合示例：响应式应用与状态管理

最后，我们创建一个综合示例，结合响应式编程和 Provider 状态管理：

dart

复制

import 'package:flutter/material.dart';
import 'package:provider/provider.dart';

class Counter with ChangeNotifier {
  int _count = 0;

  int get count => _count;

  void increment() {
    _count++;
    notifyListeners();
  }
}

void main() {
  runApp(
    MultiProvider(
      providers: [
        ChangeNotifierProvider<Counter>(create: (_) => Counter()),
      ],
      child: MyApp(),
    ),
  );
}

class MyApp extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return MaterialApp(
      title: '响应式应用',
      home: MyHomePage(),
    );
  }
}

class MyHomePage extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return Scaffold(
      appBar: AppBar(
        title: Text('响应式应用'),
      ),
      body: ResponsiveApp(),
    );
  }
}

class ResponsiveApp extends StatelessWidget {
  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    return LayoutBuilder(
      builder: (context, constraints) {
        final isMobile = constraints.maxWidth < 600;

        return Column(
          children: [
            if (isMobile) ...[
              Text('手机布局'),
              // 其他 widgets
            ] else ...[
              Text('桌面布局'),
              // 其他 widgets
            ],
            Consumer<Counter>(
              builder: (context, counter, child) {
                return Column(
                  children: [
                    Text('Count: ${counter.count}'),
                    ElevatedButton(
                      onPressed: () => counter.increment(),
                      child: Text('Increment'),
                    ),
                  ],
                );
              },
            ),
          ],
        );
      },
    );
  }
}

最佳实践与常见问题

响应式编程的最佳实践

  1. 使用布局构建器：使用 LayoutBuilder 来根据屏幕尺寸构建不同的 UI。

  2. 媒体查询：使用 MediaQuery 来获取设备信息，并根据这些信息调整 UI。

  3. 灵活的间距：使用 Flexible 和 Expanded 来创建灵活的布局。

  4. 响应式字体：使用 MediaQuery 来调整字体大小，使其在不同设备上看起来都很好。

  5. 断点：定义断点来决定在什么屏幕尺寸下切换布局。

Provider 使用的最佳实践

  1. 单一职责：每个状态管理器应该只管理一个方面的状态。

  2. 状态分离：将状态分解为多个独立的部分，每个部分由一个状态管理器管理。

  3. 避免过度嵌套：不要过度嵌套状态管理器，这会使代码难以维护。

  4. 生命周期管理：正确管理状态的生命周期，特别是在处理异步操作时。

  5. 测试：编写单元测试来确保状态管理的正确性。

常见问题及解决方案

  1. 状态不更新：确保在状态变化时调用了 notifyListeners()，并且在 UI 中正确订阅了状态变化。

  2. 性能问题：对于复杂的 UI，考虑使用 Selector 来优化性能。

  3. 异步操作：使用 async/await 或 Stream 来处理异步操作，并在状态变化时更新 UI。

  4. 导航和状态：正确处理导航时的状态管理，确保状态在导航过程中保持一致。

  5. 错误处理：实现适当的错误处理机制，确保应用在出现错误时能够优雅地处理。

总结

在本教程中，我们系统地介绍了 Flutter 的响应式编程模式和 Provider 状态管理。通过从基础概念到实际应用的讲解，希望读者能够掌握这些核心技术，并能够构建功能完善、响应良好的 Flutter 应用。

响应式编程是 Flutter 的核心概念之一，它允许 UI 自动适应数据的变化。通过使用 Widget 系统和状态管理，可以轻松实现响应式 UI。

Provider 是一个强大而灵活的状态管理库，它简化了状态的共享与管理。通过使用 Provider，可以轻松实现组件之间的状态共享和通信。

通过结合响应式编程和 Provider 状态管理，可以构建复杂而高效的应用程序。希望本教程能够为读者提供一个清晰的学习路径，帮助他们掌握这些核心技术。

参考资料

[0] flutter RxDart——Dart和Flutter中的响应式编程入门转载 - 优快云博客. https://blog.youkuaiyun.com/qq_27981847/article/details/135594318.

[1] flutter 响应式观察值并更新UI - 稀土掘金. https://juejin.cn/post/7309131109740724259.

[3] Flutter响应式编程- Stream - LoaderMan - 博客园. https://www.cnblogs.com/loaderman/p/11345733.html.

[5] 简单的应用状态管理 - Flutter 中文文档. https://docs.flutter.cn/data-and-backend/state-mgmt/simple/.

[6] Flutter状态管理之Provider 使用详解 - 稀土掘金. https://juejin.cn/post/7067356022272163847.

[9] Flutter 状态管理框架Provider 和Get 分析. https://docs.flutter.cn/community/tutorials/state-management-package-getx-provider-analysis/.

[10] 使用Flutter Provider管理状态——深度探索开源项目 … - 优快云博客. https://blog.youkuaiyun.com/gitblog_00032/article/details/142117927.

[14] 创建响应式和自适应应用 - Flutter 文档. https://docs.fluttercn.cn/ui/layout/responsive/adaptive-responsive.

[17] Flutter 状态管理之Provider - 苏兮博客-记录学习经验. https://www.suxii.cn/archives/299.html.

[19] Flutter Provider 使用指南详解 - 华为云. https://bbs.huaweicloud.cn/blogs/443044.

[21] 架构概念 - Flutter 文档. https://docs.fluttercn.cn/app-architecture/concepts.

[24] Flutter Widget框架概述. https://doc.flutterchina.club/widgets-intro/.

[25] Flutter第二弹：Widget和状态原创 - 优快云博客. https://blog.youkuaiyun.com/joedan0104/article/details/136483012.

Flutter的响应式编程
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我们可能都听说过响应式编程这个名词，但什么是响应式编程呢？我们先看看维基百科上的定义： 这里面有很多的名词，像declarative programming paradigm(声明式编程范式)，imperative programming paradigm(指令式编程范式)，data stream(数据流)，propagation of change(变化的传播，很多文章翻译成传播变化，在没...
Flutter 中 Provider 的使用指南
我叫柱子哥
11-08 2360
它使用 InheritedWidget 作为底层实现，通过提供一种订阅与更新的机制，能够让应用在状态变化时自动刷新对应的 UI，极大地提升了开发体验。在应用的根组件中使用 ChangeNotifierProvider，将 Counter 类实例注入到 Widget 树中，使整个应用都可以访问它的状态。在这个例子中，Consumer 会自动监听 Counter 对象的变化，并在 count 值更新时重建它内部的 UI。在使用 Provider 之前，我们需要定义一个简单的状态类。
Flutter Provider使用
SSY_1992的博客
07-13 1187
之状态管理下载地址: https://pub-web.flutter-io.cn/packages/provider导入依赖： 导入头文件： 使用方式 创建 Model 混入 。 中的私有属性 变化时 ，添加监听 设置组件监听使用 ，其中 属性设置需要绑定的数据，即上面的 类，这里绑定的数据可以是多个。 也可以设置监听一个 model ，使用 ： 或者使用 ： 在子组件中监听发送，点击按钮修改数据： 在子组件中监听改变数据，其他组件修改了该 Counter 中数据，这个Text组件的值会
Flutter 中 Provider 基本使用
github_36850997的博客
04-12 742
使用Consumer 的话，Widget build 方法不会多次build，改变只需要改变的，实现了局部刷新。@overrideprint("计数改变了,ProviderSonWidgetState 调用了build");},Consumer 这里的builder 方法会被多次的调用，其实这样很不好，因为其内部本身不依赖provider的数据，只是改变了provider的数据，所以没有必要重新// 这里的按钮点击之后 子组件进行加1操作。
Flutter GetX 状态管理 响应式编程（三），android插件化开源
m0_60453176的博客
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本文在开源项目GitHub中已收录，里面包含不同方向的自学编程路线、面试题集合/面经、及系列技术文章等，资源持续更新中…[外链图片转存中…(img-Qyih5vOC-1711392932784)][外链图片转存中…(img-GCUUuWDS-1711392932784)]
【Flutter响应式编程】：状态管理的未来趋势
本文首先介绍了响应式编程的基本概念和其在Flutter中的核心原理与实现，然后深入探讨了当前流行的响应式框架如Riverpod和GetX的优势与应用，并与其它状态管理方案进行了对比。接着，文章分析了响应式编程在性能优化...
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//第一步定义 Controller//声明为被观察者//操作方法_count++;
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它的核心是Rx Dart（响应式编程）的概念，使得状态的变化可以实时反映在视图中。使用GetX，你可以创建一个`GetController`，在其中定义状态和方法，然后在任何地方通过`Get.put()`或`Get.watch()`来获取和更新状态。...
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建议先将Flutter官方文档过一遍，本系列教程 Flutter SDK >= 3.10.0。(ps: 在GetX和Provider中纠结的的一批)上图就是为什么我选择了。
Flutter Provider使用指南
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06-08 3699
前言   使用一种语言编写各种应用的时候，横亘在开发者面前的第一个问题就是如何进行状态管理。在前端领域，我们习惯使用框架或者各种辅助库来进行状态管理。例如，开发者经常使用react自带的context,或者mobx/redux等工具来管理组件间状态。在大热的跨端框架flutter中，笔者将对社区中使用广泛的provider框架进行介绍。 准备工作 安装与引入 provider pub链接 官方文档宣称(本文基于4.0版本)，provider是一个依赖注入和状态管理的混合工具，通过组件来构建组件。 p
Flutter _ 状态管理指南篇——Provider
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我们可以在这里传入一个方法，并获得前后两个 Model 的实例，然后通过比较两个 Model 以自定义刷新规则，返回 bool 表示是否需要刷新。默认为 previous!= current 则刷新。当然，key 属性是肯定有的，常规操作。如果你还不太清楚的话，建议阅读我之前的这篇文章 [Flutter | 深入浅出Key] (为了让各位思维连贯，我还是在这里放上这个平淡无奇的 MyApp Widget 代码。😑@override。
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Flutter 响应式编程项目教程 1. 项目的目录结构及介绍 Streams-Block-Reactive-Programming-in-Flutter/ ├── android/ ├── ios/ ├── lib/ │ ├── main.dart │ └── ... ├── .gitattributes ├── .gitignore ├── LICENSE ├── README.md ...
Flutter Provider 3.0实战教程
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06-06 1347
背景 provider是Google I/O 2019大会宣布的现在官方推荐的状态管理方式，provider，语法糖是InheritedWidget，它允许在小部件树中传递数据，允许我们更加灵活地处理数据类型和数据。 项目地址 flutter_provider本教程的项目源码，欢迎star 为什么需要状态管理 在进行项目的开发时，我们往往需要管理不同页面之间的数据共享，在页面功能复杂，状态达到几十个上百个的时候，我们会难以清楚的维护我们的数据状态，本文将以简单计数器功能使用状态管理来讲解如何在..
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06-16 1668
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