Flutter实战通用“动画切换”组件(AnimatedSwitcher)

实际开发中，我们经常会遇到切换 UI 元素的场景，比如 Tab 切换、路由切换。为了增强用户体验，通常在切换时都会指定一个动画，以使切换过程显得平滑。Flutter SDK 组件库中已经提供了一些常用的切换组件，如PageView、TabView等，但是，这些组件并不能覆盖全部的需求场景，为此，Flutter SDK 中提供了一个AnimatedSwitcher组件，它定义了一种通用的UI切换抽象。

#9.6.1 AnimatedSwitcher

AnimatedSwitcher 可以同时对其新、旧子元素添加显示、隐藏动画。也就是说在AnimatedSwitcher的子元素发生变化时，会对其旧元素和新元素，我们先看看AnimatedSwitcher 的定义：

const AnimatedSwitcher({
  Key key,
  this.child,
  @required this.duration, // 新child显示动画时长
  this.reverseDuration,// 旧child隐藏的动画时长
  this.switchInCurve = Curves.linear, // 新child显示的动画曲线
  this.switchOutCurve = Curves.linear,// 旧child隐藏的动画曲线
  this.transitionBuilder = AnimatedSwitcher.defaultTransitionBuilder, // 动画构建器
  this.layoutBuilder = AnimatedSwitcher.defaultLayoutBuilder, //布局构建器
})

当AnimatedSwitcher的 child 发生变化时（类型或Key不同），旧 child 会执行隐藏动画，新child会执行执行显示动画。究竟执行何种动画效果则由transitionBuilder参数决定，该参数接受一个AnimatedSwitcherTransitionBuilder类型的builder，定义如下：

typedef AnimatedSwitcherTransitionBuilder =
  Widget Function(Widget child, Animation<double> animation);

该builder在AnimatedSwitcher的 child 切换时会分别对新、旧child绑定动画：

对旧 child，绑定的动画会反向执行（reverse）
对新 child，绑定的动画会正向指向（forward）

这样一下，便实现了对新、旧 child 的动画绑定。AnimatedSwitcher的默认值是AnimatedSwitcher.defaultTransitionBuilder ：

Widget defaultTransitionBuilder(Widget child, Animation<double> animation) {
  return FadeTransition(
    opacity: animation,
    child: child,
  );
}

可以看到，返回了FadeTransition对象，也就是说默认情况，AnimatedSwitcher会对新旧child执行“渐隐”和“渐显”动画。

#例子

下面我们看一个列子：实现一个计数器，然后再每一次自增的过程中，旧数字执行缩小动画隐藏，新数字执行放大动画显示，代码如下：

import 'package:flutter/material.dart';


class AnimatedSwitcherCounterRoute extends StatefulWidget {
   const AnimatedSwitcherCounterRoute({Key key}) : super(key: key);


   @override
   _AnimatedSwitcherCounterRouteState createState() => _AnimatedSwitcherCounterRouteState();
 }


 class _AnimatedSwitcherCounterRouteState extends State<AnimatedSwitcherCounterRoute> {
   int _count = 0;


   @override
   Widget build(BuildContext context) {
     return Center(
       child: Column(
         mainAxisAlignment: MainAxisAlignment.center,
         children: <Widget>[
           AnimatedSwitcher(
             duration: const Duration(milliseconds: 500),
             transitionBuilder: (Widget child, Animation<double> animation) {
               //执行缩放动画
               return ScaleTransition(child: child, scale: animation);
             },
             child: Text(
               '$_count',
               //显示指定key，不同的key会被认为是不同的Text，这样才能执行动画
               key: ValueKey<int>(_count),
               style: Theme.of(context).textTheme.headline4,
             ),
           ),
           RaisedButton(
             child: const Text('+1',),
             onPressed: () {
               setState(() {
                 _count += 1;
               });
             },
           ),
         ],
       ),
     );
   }
 }

运行示例代码，当点击“+1”按钮时，原先的数字会逐渐缩小直至隐藏，而新数字会逐渐放大，我截取了动画执行过程的一帧，如图9-5所示：

上图是第一次点击“+1”按钮后切换动画的一帧，此时“0”正在逐渐缩小，而“1”正在“0”的中间，正在逐渐放大。

注意：AnimatedSwitcher的新旧child，如果类型相同，则Key必须不相等。

#AnimatedSwitcher实现原理

实际上，AnimatedSwitcher的实现原理是比较简单的，我们根据AnimatedSwitcher的使用方式也可以猜个大概。要想实现新旧 child 切换动画，只需要明确两个问题：动画执行的时机是和如何对新旧 child 执行动画。从AnimatedSwitcher的使用方式我们可以看到，当 child 发生变化时（子 widget 的key和类型不同时相等则认为发生变化），则重新会重新执行build，然后动画开始执行。我们可以通过继承 StatefulWidget来实现AnimatedSwitcher，具体做法是在didUpdateWidget 回调中判断其新旧 child 是否发生变化，如果发生变化，则对旧 child 执行反向退场（reverse）动画，对新 child 执行正向（forward）入场动画即可。下面是AnimatedSwitcher实现的部分核心伪代码：

Widget _widget; //
void didUpdateWidget(AnimatedSwitcher oldWidget) {
  super.didUpdateWidget(oldWidget);
  // 检查新旧child是否发生变化(key和类型同时相等则返回true，认为没变化)
  if (Widget.canUpdate(widget.child, oldWidget.child)) {
    // child没变化，...
  } else {
    //child发生了变化，构建一个Stack来分别给新旧child执行动画
   _widget= Stack(
      alignment: Alignment.center,
      children:[
        //旧child应用FadeTransition
        FadeTransition(
         opacity: _controllerOldAnimation,
         child : oldWidget.child,
        ),
        //新child应用FadeTransition
        FadeTransition(
         opacity: _controllerNewAnimation,
         child : widget.child,
        ),
      ]
    );
    // 给旧child执行反向退场动画
    _controllerOldAnimation.reverse();
    //给新child执行正向入场动画
    _controllerNewAnimation.forward();
  }
}


//build方法
Widget build(BuildContext context){
  return _widget;
}

上面伪代码展示了AnimatedSwitcher实现的核心逻辑，当然AnimatedSwitcher真正的实现比这个复杂，它可以自定义进退场过渡动画以及执行动画时的布局等。在此，我们删繁就简，通过伪代码形式让读者能够清楚看到主要的实现思路，具体的实现读者可以参考AnimatedSwitcher源码。

另外，Flutter SDK 中还提供了一个AnimatedCrossFade组件，它也可以切换两个子元素，切换过程执行渐隐渐显的动画，和AnimatedSwitcher不同的是AnimatedCrossFade是针对两个子元素，而AnimatedSwitcher是在一个子元素的新旧值之间切换。AnimatedCrossFade实现原理比较简单，也有和AnimatedSwitcher类似的地方，因此不再赘述，读者有兴趣可以查看其源码。

#9.6.2 AnimatedSwitcher高级用法

假设现在我们想实现一个类似路由平移切换的动画：旧页面屏幕中向左侧平移退出，新页面重屏幕右侧平移进入。如果要用 AnimatedSwitcher 的话，我们很快就会发现一个问题：做不到！我们可能会写出下面的代码：

AnimatedSwitcher(
  duration: Duration(milliseconds: 200),
  transitionBuilder: (Widget child, Animation<double> animation) {
    var tween=Tween<Offset>(begin: Offset(1, 0), end: Offset(0, 0))
     return SlideTransition(
       child: child,
       position: tween.animate(animation),
    );
  },
  ...//省略
)

上面的代码有什么问题呢？我们前面说过在AnimatedSwitcher的 child 切换时会分别对新 child 执行正向动画（forward），而对旧 child 执行反向动画（reverse），所以真正的效果便是：新 child 确实从屏幕右侧平移进入了，但旧 child 却会从屏幕右侧（而不是左侧）退出。其实也很容易理解，因为在没有特殊处理的情况下，同一个动画的正向和逆向正好是相反（对称）的。

那么问题来了，难道就不能使用AnimatedSwitcher了？答案当然是否定的！仔细想想这个问题，究其原因，就是因为同一个Animation正向（forward）和反向（reverse）是对称的。所以如果我们可以打破这种对称性，那么便可以实现这个功能了，下面我们来封装一个MySlideTransition，它与SlideTransition唯一的不同就是对动画的反向执行进行了定制（从左边滑出隐藏），代码如下：

class MySlideTransition extends AnimatedWidget {
  MySlideTransition({
    Key key,
    @required Animation<Offset> position,
    this.transformHitTests = true,
    this.child,
  })
      : assert(position != null),
        super(key: key, listenable: position) ;


  Animation<Offset> get position => listenable;
  final bool transformHitTests;
  final Widget child;


  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    Offset offset=position.value;
    //动画反向执行时，调整x偏移，实现“从左边滑出隐藏”
    if (position.status == AnimationStatus.reverse) {
         offset = Offset(-offset.dx, offset.dy);
    }
    return FractionalTranslation(
      translation: offset,
      transformHitTests: transformHitTests,
      child: child,
    );
  }
}

调用时，将SlideTransition替换成MySlideTransition即可：

AnimatedSwitcher(
  duration: Duration(milliseconds: 200),
  transitionBuilder: (Widget child, Animation<double> animation) {
    var tween=Tween<Offset>(begin: Offset(1, 0), end: Offset(0, 0))
     return MySlideTransition(
              child: child,
              position: tween.animate(animation),
              );
  },
  ...//省略
)

运行后，我截取动画执行过程中的一帧，如图9-6所示：

图9-6

上图中“0”从左侧滑出，而“1”从右侧滑入。可以看到，我们通过这种巧妙的方式实现了类似路由进场切换的动画，实际上 Flutter 路由切换也正是通过AnimatedSwitcher来实现的。

#SlideTransitionX

上面的示例我们实现了“左出右入”的动画，那如果要实现“右入左出”、“上入下出”或者 “下入上出”怎么办？当然，我们可以分别修改上面的代码，但是这样每种动画都得单独定义一个“Transition”，这很麻烦。本节将封装一个通用的SlideTransitionX 来实现这种“出入滑动动画”，代码如下：

class SlideTransitionX extends AnimatedWidget {
  SlideTransitionX({
    Key key,
    @required Animation<double> position,
    this.transformHitTests = true,
    this.direction = AxisDirection.down,
    this.child,
  })
      : assert(position != null),
        super(key: key, listenable: position) {
    // 偏移在内部处理      
    switch (direction) {
      case AxisDirection.up:
        _tween = Tween(begin: Offset(0, 1), end: Offset(0, 0));
        break;
      case AxisDirection.right:
        _tween = Tween(begin: Offset(-1, 0), end: Offset(0, 0));
        break;
      case AxisDirection.down:
        _tween = Tween(begin: Offset(0, -1), end: Offset(0, 0));
        break;
      case AxisDirection.left:
        _tween = Tween(begin: Offset(1, 0), end: Offset(0, 0));
        break;
    }
  }




  Animation<double> get position => listenable;


  final bool transformHitTests;


  final Widget child;


  //退场（出）方向
  final AxisDirection direction;


  Tween<Offset> _tween;


  @override
  Widget build(BuildContext context) {
    Offset offset = _tween.evaluate(position);
    if (position.status == AnimationStatus.reverse) {
      switch (direction) {
        case AxisDirection.up:
          offset = Offset(offset.dx, -offset.dy);
          break;
        case AxisDirection.right:
          offset = Offset(-offset.dx, offset.dy);
          break;
        case AxisDirection.down:
          offset = Offset(offset.dx, -offset.dy);
          break;
        case AxisDirection.left:
          offset = Offset(-offset.dx, offset.dy);
          break;
      }
    }
    return FractionalTranslation(
      translation: offset,
      transformHitTests: transformHitTests,
      child: child,
    );
  }
}

现在如果我们想实现各种“滑动出入动画”便非常容易，只需给direction传递不同的方向值即可，比如要实现“上入下出”，则：

AnimatedSwitcher(
  duration: Duration(milliseconds: 200),
  transitionBuilder: (Widget child, Animation<double> animation) {
    var tween=Tween<Offset>(begin: Offset(1, 0), end: Offset(0, 0))
     return SlideTransitionX(
              child: child,
                      direction: AxisDirection.down, //上入下出
              position: animation,
              );
  },
  ...//省略其余代码
)

运行后，我截取动画执行过程中的一帧，如图9-7所示：

图9-7

上图中“1”从底部滑出，而“2”从顶部滑入。读者可以尝试给SlideTransitionX的direction取不同的值来查看运行效果。

#总结

本节我们学习了AnimatedSwitcher的详细用法，同时也介绍了打破AnimatedSwitcher动画对称性的方法。我们可以发现：在需要切换新旧 UI 元素的场景，AnimatedSwitcher将十分实用。

Flutter实战 通用“动画切换”组件(AnimatedSwitcher)

#9.6.1 AnimatedSwitcher

#例子

#AnimatedSwitcher实现原理

#9.6.2 AnimatedSwitcher高级用法

#SlideTransitionX

#总结

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