[文章]HarmonyOS/OpenHarmony应用开发-ArkTS语言渲染控制ForEach循环渲染

ForEach基于数组类型数据执行循环渲染。说明，从API version 9开始，该接口支持在ArkTS卡片中使用。
一、接口描述

ForEach(
  arr: any[], 
  itemGenerator: (item: any, index?: number) => void,
  keyGenerator?: (item: any, index?: number) => string 
)

二、使用限制
ForEach必须在容器组件内使用。
生成的子组件应当是允许包含在ForEach父容器组件中的子组件。
允许子组件生成器函数中包含if/else条件渲染，同时也允许ForEach包含在if/else条件渲染语句中。
itemGenerator函数的调用顺序不一定和数组中的数据项相同，在开发过程中不要假设itemGenerator和keyGenerator函数是否执行及其执行顺序。例如，以下示例可能无法正确运行

ForEach(anArray.map((item1, index1) => { return { i: index1 + 1, data: item1 }; }), 
  item => Text(`${item.i}. item.data.label`),
  item => item.data.id.toString())

三、开发者的建议
建议开发者不要假设项构造函数的执行顺序。执行顺序可能不能是数组中项的排列顺序。
不要假设数组项是否是初始渲染。ForEach的初始渲染在@Component首次渲染时构建所有数组项。后续框架版本中可能会将此行为更改为延迟加载模式。
使用 index参数对UI更新性能有严重的负面影响，请尽量避免。
如果项构造函数中使用index参数，则项索引函数中也必须使用该参数。否则，如果项索引函数未使用index参数，ForEach在生成实际的键值时，框架也会把index考虑进来，默认将index拼接在后面。
四、使用场景
1.简单ForEach示例
根据arr数据分别创建3个Text和Divide组件。

@Entry
@Component
struct MyComponent {
  @State arr: number[] = [10, 20, 30];

  build() {
    Column({ space: 5 }) {
      Button('Reverse Array')
        .onClick(() => {
          this.arr.reverse();
        })
      ForEach(this.arr, (item: number) => {
        Text(`item value: ${item}`).fontSize(18)
        Divider().strokeWidth(2)
      }, (item: number) => item.toString())
    }
  }
}

2.复杂ForEach示例

@Component
struct CounterView {
  label: string;
  @State count: number = 0;

  build() {
    Button(`${this.label}-${this.count} click +1`)
      .width(300).height(40)
      .backgroundColor('#a0ffa0')
      .onClick(() => {
        this.count++;
      })
  }
}

@Entry
@Component
struct MainView {
  @State arr: number[] = Array.from(Array(10).keys()); // [0.,.9]
  nextUnused: number = this.arr.length;

  build() {
    Column() {
      Button(`push new item`)
        .onClick(() => {
          this.arr.push(this.nextUnused++)
        })
        .width(300).height(40)
      Button(`pop last item`)
        .onClick(() => {
          this.arr.pop()
        })
        .width(300).height(40)
      Button(`prepend new item (unshift)`)
        .onClick(() => {
          this.arr.unshift(this.nextUnused++)
        })
        .width(300).height(40)
      Button(`remove first item (shift)`)
        .onClick(() => {
          this.arr.shift()
        })
        .width(300).height(40)
      Button(`insert at pos ${Math.floor(this.arr.length / 2)}`)
        .onClick(() => {
          this.arr.splice(Math.floor(this.arr.length / 2), 0, this.nextUnused++);
        })
        .width(300).height(40)
      Button(`remove at pos ${Math.floor(this.arr.length / 2)}`)
        .onClick(() => {
          this.arr.splice(Math.floor(this.arr.length / 2), 1);
        })
        .width(300).height(40)
      Button(`set at pos ${Math.floor(this.arr.length / 2)} to ${this.nextUnused}`)
        .onClick(() => {
          this.arr[Math.floor(this.arr.length / 2)] = this.nextUnused++;
        })
        .width(300).height(40)
      ForEach(this.arr,
        (item) => {
          CounterView({ label: item.toString() })
        },
        (item) => item.toString()
      )
    }
  }

MainView拥有一个@State装饰的数字数组。添加、删除和替换数组项是可观察到的变化事件，当这些事件发生时，MainView内的ForEach都会更新。
项目索引函数为每个数组项创建唯一且持久的键值，ArkUI框架通过此键值确定数组中的项是否有变化，只要键值相同，数组项的值就假定不变，但其索引位置可能会更改。此机制的运行前提是不同的数组项不能有相同的键值。
使用计算出的ID，框架可以对添加、删除和保留的数组项加以区分：
（1）框架将删除已删除数组项的UI组件。
（2）框架仅对新添加的数组项执行项构造函数。
（3）框架不会为保留的数组项执行项构造函数。如果数组中的项索引已更改，框架将仅根据新顺序移动其UI组件，但不会更新该UI组件。
建议使用项目索引函数，但这是可选的。生成的ID必须是唯一的，这意味着不能为数组中的不同项计算出相同的ID。即使两个数组项具有相同的值，其ID也必须不同。
如果数组项值更改，则ID必须更改。
示例：如前所述，id生成函数是可选的。以下是不带项索引函数的ForEach：
ForEach(this.arr,
(item) => {
CounterView({ label: item.toString() })
}
)
如果没有提供项ID函数，则框架会尝试在更新ForEach时智能检测数组更改。但是，它可能会删除子组件，并为在数组中移动（索引被更改）的数组项重新执行项构造函数。在上面的示例中，这将更改应用程序针对CounterView counter状态的行为。创建新的CounterView实例时，counter的值将初始化为0。
3.使用@ObjectLink的ForEach示例
当需要保留重复子组件的状态时，@ObjectLink可将状态在组件树中向父组件推送。

let NextID: number = 0;

@Observed
class MyCounter {
  public id: number;
  public c: number;

  constructor(c: number) {
    this.id = NextID++;
    this.c = c;
  }
}

@Component
struct CounterView {
  @ObjectLink counter: MyCounter;
  label: string = 'CounterView';

  build() {
    Button(`CounterView [${this.label}] this.counter.c=${this.counter.c} +1`)
      .width(200).height(50)
      .onClick(() => {
        this.counter.c += 1;
      })
  }
}

@Entry
@Component
struct MainView {
  @State firstIndex: number = 0;
  @State counters: Array<MyCounter> = [new MyCounter(0), new MyCounter(0), new MyCounter(0),
    new MyCounter(0), new MyCounter(0)];

  build() {
    Column() {
      ForEach(this.counters.slice(this.firstIndex, this.firstIndex + 3),
        (item) => {
          CounterView({ label: `Counter item #${item.id}`, counter: item })
        },
        (item) => item.id.toString()
      )
      Button(`Counters: shift up`)
        .width(200).height(50)
        .onClick(() => {
          this.firstIndex = Math.min(this.firstIndex + 1, this.counters.length - 3);
        })
      Button(`counters: shift down`)
        .width(200).height(50)
        .onClick(() => {
          this.firstIndex = Math.max(0, this.firstIndex - 1);
        })
    }
  }
}

当增加firstIndex的值时，Mainview内的ForEach将更新，并删除与项ID firstIndex-1关联的CounterView子组件。对于ID为firstindex + 3的数组项，将创建新的CounterView子组件实例。由于CounterView子组件的状态变量counter值由父组件Mainview维护，故重建CounterView子组件实例不会重建状态变量counter值。
说明，违反上述数组项ID规则是最常见的应用开发错误，尤其是在Array场景下，因为执行过程中很容易添加重复的数字。
4.ForEach的嵌套使用
允许将ForEach嵌套在同一组件中的另一个ForEach中，但更推荐将组件拆分为两个，每个构造函数只包含一个ForEach。下面为ForEach嵌套使用反例。

class Month {
  year: number;
  month: number;
  days: number[];

  constructor(year: number, month: number, days: number[]) {
    this.year = year;
    this.month = month;
    this.days = days;
  }
}
@Component
struct CalendarExample {
  // 模拟6个月
  @State calendar : Month[] = [
    new Month(2020, 1, [...Array(31).keys()]),
    new Month(2020, 2, [...Array(28).keys()]),
    new Month(2020, 3, [...Array(31).keys()]),
    new Month(2020, 4, [...Array(30).keys()]),
    new Month(2020, 5, [...Array(31).keys()]),
    new Month(2020, 6, [...Array(30).keys()])
  ]
  build() {
    Column() {
      Button() {
        Text('next month')
      }.onClick(() => {
        this.calendar.shift()
        this.calendar.push(new Month(year: 2020, month: 7, days: [...Array(31).keys()]))
      })
      ForEach(this.calendar,
        (item: Month) => {
          ForEach(item.days,
            (day : number) => {
              // 构建日期块
            },
            (day : number) => day.toString()
          )// 内部ForEach
        },
        (item: Month) => (item.year * 12 + item.month).toString() // 字段与年和月一起使用，作为月份的唯一ID。
      )// 外部ForEach
    }
  }
}

1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.37.38.39.40.41.42.43.44.45.

以上示例存在两个问题：
（1）代码可读性差。
（2）对于上述的年月份数据的数组结构形式，由于框架无法观察到针对该数组中Month数据结构的改变（比如day数组变化），从而内层的ForEach无法刷新日期显示。
建议应用设计时将Calendar拆分为Year、Month和Day子组件。定义一个“Day”模型类，以保存有关day的信息，并用@Observed装饰此类。DayView组件利用ObjectLink装饰变量以绑定day数据。对MonthView和Month模型类执行同样的操作。
5.ForEach中使用可选index参数示例
可以在构造函数和ID生成函数中使用可选的index参数。

@Entry
@Component
struct ForEachWithIndex {
  @State arr: number[] = [4, 3, 1, 5];

  build() {
    Column() {
      ForEach(this.arr,
        (it, indx) => {
          Text(`Item: ${indx} - ${it}`)
        },
        (it, indx) => {
          return `${indx} - ${it}`
        }
      )
    }
  }
}

必须正确构造ID生成函数。当在项构造函数中使用index参数时，ID生成函数也必须使用index参数，以生成唯一ID和给定源数组项的ID。当数组项在数组中的索引位置发生变化时，其ID会发生变化。
此示例还说明了index参数会造成显著性能下降。即使项在源数组中移动而不做修改，因为索引发生改变，依赖该数组项的UI仍然需要重新渲染。例如，使用索引排序时，数组只需要将ForEach未修改的子UI节点移动到正确的位置，这对于框架来说是一个轻量级操作。而使用索引时，所有子UI节点都需要重新构建，这操作负担要重得多。