在上一篇文章中，我带你一起学习了 Flutter 中实现页面路由的两种方式：基本路由与命名路由，即手动创建页面进行切换，和通过前置路由注册后提供标识符进行跳转。除此之外，Flutter 还在这两种路由方式的基础上，支持页面打开和页面关闭传递参数，可以更精确地控制路由切换。 通过前面第[12](https://time.geekbang.org/column/article/110292)、[13](https://time.geekbang.org/column/article/110859)、[14](https://time.geekbang.org/column/article/110848)和[15](https://time.geekbang.org/column/article/111673)篇文章的学习，我们已经掌握了开发一款样式精美的小型 App 的基本技能。但当下，用户对于终端页面的要求已经不再满足于只能实现产品功能，除了样式美观之外，还希望交互良好、有趣、自然。 动画就是提升用户体验的一个重要方式，一个恰当的组件动画或者页面切换动画，不仅能够缓解用户因为等待而带来的情绪问题，还会增加好感。Flutter 既然完全接管了渲染层，除了静态的页面布局之外，对组件动画的支持自然也不在话下。 因此在今天的这篇文章中，我会向你介绍 Flutter 中动画的实现方法，看看如何让我们的页面动起来。 ## Animation、AnimationController 与 Listener 动画就是动起来的画面，是静态的画面根据事先定义好的规律，在一定时间内不断微调，产生变化效果。而动画实现由静止到动态，主要是靠人眼的视觉残留效应。所以，对动画系统而言，为了实现动画，它需要做三件事儿： 1. 确定画面变化的规律； 2. 根据这个规律，设定动画周期，启动动画； 3. 定期获取当前动画的值，不断地微调、重绘画面。 这三件事情对应到 Flutter 中，就是 Animation、AnimationController 与 Listener： 1. Animation 是 Flutter 动画库中的核心类，会根据预定规则，在单位时间内持续输出动画的当前状态。Animation 知道当前动画的状态（比如，动画是否开始、停止、前进或者后退，以及动画的当前值），但却不知道这些状态究竟应用在哪个组件对象上。换句话说，Animation 仅仅是用来提供动画数据，而不负责动画的渲染。 2. AnimationController 用于管理 Animation，可以用来设置动画的时长、启动动画、暂停动画、反转动画等。 3. Listener 是 Animation 的回调函数，用来监听动画的进度变化，我们需要在这个回调函数中，根据动画的当前值重新渲染组件，实现动画的渲染。 接下来，我们看一个具体的案例：让大屏幕中间的 Flutter Logo 由小变大。 首先，我们初始化了一个动画周期为 1 秒的、用于管理动画的 AnimationController 对象，并用线性变化的 Tween 创建了一个变化范围从 50 到 200 的 Animaiton 对象。 然后，我们给这个 Animaiton 对象设置了一个进度监听器，并在进度监听器中强制界面重绘，刷新动画状态。 接下来，我们调用 AnimationController 对象的 forward 方法，启动动画： ~~~ class _AnimateAppState extends State<AnimateApp> with SingleTickerProviderStateMixin { AnimationController controller; Animation<double> animation; @override void initState() { super.initState(); // 创建动画周期为 1 秒的 AnimationController 对象 controller = AnimationController( vsync: this, duration: const Duration(milliseconds: 1000)); // 创建从 50 到 200 线性变化的 Animation 对象 animation = Tween(begin: 50.0, end: 200.0).animate(controller) ..addListener(() { setState(() {}); // 刷新界面 }); controller.forward(); // 启动动画 } ... } ~~~ 需要注意的是，我们在创建 AnimationController 的时候，设置了一个 vsync 属性。这个属性是用来防止出现不可见动画的。vsync 对象会把动画绑定到一个 Widget，当 Widget 不显示时，动画将会暂停，当 Widget 再次显示时，动画会重新恢复执行，这样就可以避免动画的组件不在当前屏幕时白白消耗资源。 我们在一开始提到，Animation 只是用于提供动画数据，并不负责动画渲染，所以我们还需要在 Widget 的 build 方法中，把当前动画状态的值读出来，用于设置 Flutter Logo 容器的宽和高，才能最终实现动画效果： ~~~ @override @override Widget build(BuildContext context) { return MaterialApp( home: Center( child: Container( width: animation.value, // 将动画的值赋给 widget 的宽高 height: animation.value, child: FlutterLogo() ))); } ~~~ 最后，别忘了在页面销毁时，要释放动画资源： ~~~ @override void dispose() { controller.dispose(); // 释放资源 super.dispose(); } ~~~ 我们试着运行一下，可以看到，Flutter Logo 动起来了： :-:  图 1 动画示例 我们在上面用到的 Tween 默认是线性变化的，但可以创建 CurvedAnimation 来实现非线性曲线动画。CurvedAnimation 提供了很多常用的曲线，比如震荡曲线 elasticOut： ~~~ // 创建动画周期为 1 秒的 AnimationController 对象 controller = AnimationController( vsync: this, duration: const Duration(milliseconds: 1000)); // 创建一条震荡曲线 final CurvedAnimation curve = CurvedAnimation( parent: controller, curve: Curves.elasticOut); // 创建从 50 到 200 跟随振荡曲线变化的 Animation 对象 animation = Tween(begin: 50.0, end: 200.0).animate(curve) ~~~ 运行一下，可以看到 Flutter Logo 有了一个弹性动画： :-:  图 2 CurvedAnimation 示例 现在的问题是，这些动画只能执行一次。如果想让它像心跳一样执行，有两个办法： 1. 在启动动画时，使用 repeat(reverse: true)，让动画来回重复执行。 2. 监听动画状态。在动画结束时，反向执行；在动画反向执行完毕时，重新启动执行。 具体的实现代码，如下所示： ~~~ // 以下两段语句等价 // 第一段 controller.repeat(reverse: true);// 让动画重复执行 // 第二段 animation.addStatusListener((status) { if (status == AnimationStatus.completed) { controller.reverse();// 动画结束时反向执行 } else if (status == AnimationStatus.dismissed) { controller.forward();// 动画反向执行完毕时，重新执行 } }); controller.forward();// 启动动画 ~~~ 运行一下，可以看到，我们实现了 Flutter Logo 的心跳效果。 :-:  图 3 Flutter Logo 心跳 ## AnimatedWidget 与 AnimatedBuilder 在为 Widget 添加动画效果的过程中我们不难发现，Animation 仅提供动画的数据，因此我们还需要监听动画执行进度，并在回调中使用 setState 强制刷新界面才能看到动画效果。考虑到这些步骤都是固定的，Flutter 提供了两个类来帮我们简化这一步骤，即 AnimatedWidget 与 AnimatedBuilder。 接下来，我们分别看看这两个类如何使用。 在构建 Widget 时，AnimatedWidget 会将 Animation 的状态与其子 Widget 的视觉样式绑定。要使用 AnimatedWidget，我们需要一个继承自它的新类，并接收 Animation 对象作为其初始化参数。然后，在 build 方法中，读取出 Animation 对象的当前值，用作初始化 Widget 的样式。 下面的案例演示了 Flutter Logo 的 AnimatedWidget 版本：用 AnimatedLogo 继承了 AnimatedWidget，并在 build 方法中，把动画的值与容器的宽高做了绑定： ~~~ class AnimatedLogo extends AnimatedWidget { //AnimatedWidget 需要在初始化时传入 animation 对象 AnimatedLogo({Key key, Animation<double> animation}) : super(key: key, listenable: animation); Widget build(BuildContext context) { // 取出动画对象 final Animation<double> animation = listenable; return Center( child: Container( height: animation.value,// 根据动画对象的当前状态更新宽高 width: animation.value, child: FlutterLogo(), )); } } ~~~ 在使用时，我们只需把 Animation 对象传入 AnimatedLogo 即可，再也不用监听动画的执行进度刷新 UI 了：\ ~~~ MaterialApp( home: Scaffold( body: AnimatedLogo(animation: animation)// 初始化 AnimatedWidget 时传入 animation 对象 )); ~~~ 在上面的例子中，在 AnimatedLogo 的 build 方法中，我们使用 Animation 的 value 作为 logo 的宽和高。这样做对于简单组件的动画没有任何问题，但如果动画的组件比较复杂，一个更好的解决方案是，**将动画和渲染职责分离**：logo 作为外部参数传入，只做显示；而尺寸的变化动画则由另一个类去管理。 这个分离工作，我们可以借助 AnimatedBuilder 来完成。 与 AnimatedWidget 类似，AnimatedBuilder 也会自动监听 Animation 对象的变化，并根据需要将该控件树标记为 dirty 以自动刷新 UI。事实上，如果你翻看[源码](https://github.com/flutter/flutter/blob/ca5411e3aa99d571ddd80b75b814718c4a94c839/packages/flutter/lib/src/widgets/transitions.dart#L920)，就会发现 AnimatedBuilder 其实也是继承自 AnimatedWidget。 我们以一个例子来演示如何使用 AnimatedBuilder。在这个例子中，AnimatedBuilder 的尺寸变化动画由 builder 函数管理，渲染则由外部传入 child 参数负责： ~~~ MaterialApp( home: Scaffold( body: Center( child: AnimatedBuilder( animation: animation,// 传入动画对象 child:FlutterLogo(), // 动画构建回调 builder: (context, child) => Container( width: animation.value,// 使用动画的当前状态更新 UI height: animation.value, child: child, //child 参数即 FlutterLogo() ) ) ) )); ~~~ 可以看到，通过使用 AnimatedWidget 和 AnimatedBuilder，动画的生成和最终的渲染被分离开了，构建动画的工作也被大大简化了。 ## hero 动画 现在我们已经知道了如何在一个页面上实现动画效果，那么如何实现在两个页面之间切换的过渡动画呢？比如在社交类 App，在 Feed 流中点击小图进入查看大图页面的场景中，我们希望能够实现小图到大图页面逐步放大的动画切换效果，而当用户关闭大图时，也实现原路返回的动画。 这样的跨页面共享的控件动画效果有一个专门的名词，即“共享元素变换”（Shared Element Transition）。 对于 Android 开发者来说，这个概念并不陌生。Android 原生提供了对这种动画效果的支持，通过几行代码，就可以实现在两个 Activity 共享的组件之间做出流畅的转场动画。 又比如，Keynote 提供了的“神奇移动”（Magic Move）功能，可以实现两个 Keynote 页面之间的流畅过渡。 Flutter 也有类似的概念，即 Hero 控件。**通过 Hero，我们可以在两个页面的共享元素之间，做出流畅的页面切换效果。** 接下来，我们通过一个案例来看看 Hero 组件具体如何使用。 在下面的例子中，我定义了两个页面，其中 page1 有一个位于底部的小 Flutter Logo，page2 有一个位于中部的大 Flutter Logo。在点击了 page1 的小 logo 后，会使用 hero 效果过渡到 page2。 为了实现共享元素变换，我们需要将这两个组件分别用 Hero 包裹，并同时为它们设置相同的 tag “hero”。然后，为 page1 添加点击手势响应，在用户点击 logo 时，跳转到 page2： ~~~ class Page1 extends StatelessWidget { Widget build(BuildContext context) { return Scaffold( body: GestureDetector(// 手势监听点击 child: Hero( tag: 'hero',// 设置共享 tag child: Container( width: 100, height: 100, child: FlutterLogo())), onTap: () { Navigator.of(context).push(MaterialPageRoute(builder: (_)=>Page2()));// 点击后打开第二个页面 }, ) ); } } class Page2 extends StatelessWidget { @override Widget build(BuildContext context) { return Scaffold( body: Hero( tag: 'hero',// 设置共享 tag child: Container( width: 300, height: 300, child: FlutterLogo() )) ); } } ~~~ 运行一下，可以看到，我们通过简单的两步，就可以实现元素跨页面飞行的复杂动画效果了！ :-:  图 4 Hero 动画 ## 总结 好了，今天的分享就到这里。我们简单回顾一下今天的主要内容吧。 在 Flutter 中，动画的状态与渲染是分离的。我们通过 Animation 生成动画曲线，使用 AnimationController 控制动画时间、启动动画。而动画的渲染，则需要设置监听器获取动画进度后，重新触发组件用新的动画状态刷新后才能实现动画的更新。 为了简化这一步骤，Flutter 提供了 AnimatedWidget 和 AnimatedBuilder 这两个组件，省去了状态监听和 UI 刷新的工作。而对于跨页面动画，Flutter 提供了 Hero 组件，只要两个相同（相似）的组件有同样的 tag，就能实现元素跨页面过渡的转场效果。 可以看到，Flutter 对于动画的分层设计还是非常简单清晰的，但造成的副作用就是使用起来稍微麻烦一些。对于实际应用而言，由于动画过程涉及到页面的频繁刷新，因此我强烈建议你尽量使用 AnimatedWidget 或 AnimatedBuilder 来缩小受动画影响的组件范围，只重绘需要做动画的组件即可，要避免使用进度监听器直接刷新整个页面，让不需要做动画的组件也跟着一起销毁重建。 我把今天分享中所涉及的针对控件的普通动画，AnimatedBuilder 和 AnimatedWidget，以及针对页面的过渡动画 Hero 打包到了[GitHub](https://github.com/cyndibaby905/22_app_animation)上，你可以把工程下载下来，多运行几次，体会这几种动画的具体使用方法。 ## 思考题 最后，我给你留下两个小作业吧。 ~~~ AnimatedBuilder( animation: animation, child:FlutterLogo(), builder: (context, child) => Container( width: animation.value, height: animation.value, child: child ) ) ~~~ 1. 在 AnimatedBuilder 的例子中，child 似乎被指定了两遍（第 3 行的 child 与第 7 行的 child），你可以解释下这么做的原因吗？ 2. 如果我把第 3 行的 child 删掉，把 Flutter Logo 放到第 7 行，动画是否能正常执行？这会有什么问题吗？