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一个以@开头的描述性词语。英语的decorator
动词是decorate
,装饰的意思。其中词根dek(dec发音)原始印欧语系中意思是“接受”。即,原来的某个事物接受一些新东西(而变得更好)。从另外一个角度描述,装饰器主要是在被装饰对象的外部起作用,而非入侵其内部发生什么改变。装饰器模式同时也是一种开发模式,其地位虽然弱于MVC、IoC等,但不失为一种优秀的模式。
JavaScript的装饰器可能是借鉴自Python也或许是Java。较为明显的不同的是大部分语言的装饰器必须是一行行分开,而JS的装饰器可以在一行中。
装饰器存在的意义
会偷懒的程序员,才是优秀的程序员。
举个例子:我拿着员工卡进入公司总部大楼。因为每个员工所属的部门、级别不同,并不能进入大楼的任何房间。每个房间都有一扇门;那么,公司需要安排每个办公室里至少一个人关于验证来访者的工作:
- 先登记来访者
- 验证是否有权限进入,如果没有则要求其离开
- 记录其离开时间
还有一个选择方式,就是安装电子门锁,门锁只是将员工卡的信息传输给机房,由特定的程序验证。
前者暂且称之为笨模式,代码如下:
function A101(who){ record(who,new Date(),'enter'); if (!permission(who)) { record(who,new Date(),'no permission') return void; } // 继续执行 doSomeWork(); record(who,new Date(),'leave') } function A102(who){ record(who,new Date(),'enter'); if (!permission(who)) { record(who,new Date(),'no permission') return void; } // 继续执行 doSomeWork(); record(who,new Date(),'leave') } // ...
有经验的大家肯定第一时间想到了,把那些重复语句封装为一个方法,并统一调用。是的,这样可以解决大部分问题,但是还不够“优雅”。同时还有另外一个问题,如果“房间”特别多,又或者只有大楼奇数号房间要验证偶数不验证,那岂不是很“变态”?如果使用装饰器模式来做,代码会如下面这样的:
@verify(who) class Building { @verify(who) A101(){/*...*/} @verify(who) A102(){/*...*/} //... }
verify是验证的装饰器,而其本质就是一组函数。
JavaScript装饰器
正如先前的那个例子,装饰器其实本身就是一个函数,它在执行被装饰的对象之前先被执行。
在JavaScript中,装饰器的类型有:
- 类
- 存取方法(属性的get和set)
- 字段
- 方法
- 参数
由于目前装饰器概念还处于提案阶段,不是一个正式可用的JS功能,所以想要使用这个功能,不得不借助翻译器工具,例如Babel工具或者TypeScript编译JS代码转后才能被执行。我们需要先搭建运行环境,配置一些参数。(以下过程,假设已经正确安装了NodeJS开发环境以及包管理工具)
cd project && npm init npm i -D @babel/cli @babel/core @babel/plugin-proposal-class-properties @babel/plugin-proposal-decorators @babel/preset-env babel-plugin-parameter-decorator
创建一个.babelrc
配置文件,如下:
{ "presets": ["@babel/preset-env"], "plugins": [ ["@babel/plugin-proposal-decorators", { "legacy": true }], ["@babel/plugin-proposal-class-properties", { "loose": true }], "babel-plugin-parameter-decorator" ] }
利用下面的转换命令,我们可以得到ES5的转换程序:
npx babel source.js --out-file target.js
类装饰器
创建一个使用装饰器的JS程序decorate-class.js
@classDecorator class Building { constructor() { this.name = "company"; } } const building = new Building(); function classDecorator(target) { console.log("target", target); }
以上是最最简单的装饰器程序,我们利用babel将其“翻译”为ES5的程序,然后再美化一下后得到如下程序
"use strict"; var _class; function _classCallCheck(instance, Constructor) { if (!(instance instanceof Constructor)) { throw new TypeError("Cannot call a class as a function"); } } var Building = classDecorator( (_class = function Building() { _classCallCheck(this, Building); this.name = "company"; }) ) || _class; var building = new Building(); function classDecorator(target) { console.log("target", target); }
第12行就是在类生成过程中,调用函数形态的装饰器,并将构造函数(类本身)送入其中。同样揭示了装饰器的第一个参数是类的构造函数的由来。
方法 (method)装饰器
稍微修改一下代码,依旧是尽量保持最简单:
class Building { constructor() { this.name = "company"; } @methodDecorator openDoor() { console.log("The door being open"); } } const building = new Building(); function methodDecorator(target, property, descriptor) { console.log("target", target); if (property) { console.log("property", property); } if (descriptor) { console.log("descriptor", descriptor); } console.log("=====end of decorator========="); }
然后转换代码,可以发现,这次代码量突然增大了很多。排除掉_classCallCheck
、_defineProperties
和_createClass
三个函数,关注_applyDecoratedDescriptor
函数:
function _applyDecoratedDescriptor( target, property, decorators, descriptor, context ) { var desc = {}; Object.keys(descriptor).forEach(function (key) { desc[key] = descriptor[key]; }); desc.enumerable = !!desc.enumerable; desc.configurable = !!desc.configurable; if ("value" in desc || desc.initializer) { desc.writable = true; } desc = decorators .slice() .reverse() .reduce(function (desc, decorator) { return decorator(target, property, desc) || desc; }, desc); if (context && desc.initializer !== void 0) { desc.value = desc.initializer ? desc.initializer.call(context) : void 0; desc.initializer = undefined; } if (desc.initializer === void 0) { Object.defineProperty(target, property, desc); desc = null; } return desc; }
它在生成构造函数之后,执行了这个函数,特别注意,这个装饰器函数是以数组形式的参数传递的。然后到上述代码的17~22行,将装饰器逐个应用,其中对装饰器的调用就在第21行。它发送了3个参数,target
指类本身。property
指方法名(或者属性名),desc
是可能被先前装饰器被处理过的descriptor,如果是第一次循环或只有一个装饰器,那么就是方法或属性本身的descriptor。
存取器(accessor)装饰
JS关于类的定义中,支持get和set关键字针对设置某个字段的读写操作逻辑,装饰器也同样支持这类方法的操作。
class Building { constructor() { this.name = "company"; } @propertyDecorator get roomNumber() { return this._roomNumber; } _roomNumber = ""; openDoor() { console.log("The door being open"); } }
有心的读者可能已经发现了,存取器装饰的代码与上面的方法装饰代码非常接近。关于属性 get和set方法,其本身也是一种方法的特殊形态。所以他们之间的代码就非常接近了。
属性装饰器
继续修改源代码:
class Building { constructor() { this.name = "company"; } @propertyDecorator roomNumber = ""; } const building = new Building(); function propertyDecorator(target, property, descriptor) { console.log("target", target); if (property) { console.log("property", property); } if (descriptor) { console.log("descriptor", descriptor); } console.log("=====end of decorator========="); }
转换后的代码,还是与上述属性、存取器的代码非常接近。但除了_applyDecoratedDescriptor
外,还多了一个_initializerDefineProperty
函数。这个函数在生成构造函数时,将声明的各种字段绑定给对象。
参数装饰器
参数装饰器的使用位置较之前集中装饰器略有不同,它被使用在行内。
class Building { constructor() { this.name = "company"; } openDoor(@parameterDecorator num, @parameterDecorator zoz) { console.log(`${num} door being open`); } } const building = new Building(); function parameterDecorator(target, property, key) { console.log("target", target); if (property) { console.log("property", property); } if (key) { console.log("key", key); } console.log("=====end of decorator========="); }
转换后的代码区别就比较明显了,babel并没有对其生成一个特定的函数对其进行特有的操作,而只在创建完类(构造函数)以及相关属性、方法后直接调用了开发者自己编写的装饰器函数:
var Building = /*#__PURE__*/function () { function Building() { _classCallCheck(this, Building); this.name = "company"; } _createClass(Building, [{ key: "openDoor", value: function openDoor(num, zoz) { console.log("".concat(num, " door being open")); } }]); parameterDecorator(Building.prototype, "openDoor", 1); parameterDecorator(Building.prototype, "openDoor", 0); return Building; }();
装饰器应用
使用参数——闭包
以上所有的案例,装饰器本身均没有使用任何参数。然实际应用中,经常会需要有特定的参数需求。我们再回到一开头的例子中verify(who)
,其中需要传入一个身份变量。哪又怎么做?我们少许改变一下类装饰器的代码:
const who = "Django"; @classDecorator(who) class Building { constructor() { this.name = "company"; } }
转换后得到
// ... var who = "Django"; var Building = ((_dec = classDecorator(who)), _dec( (_class = function Building() { _classCallCheck(this, Building); this.name = "company"; }) ) || _class); // ...
请注意第4第5行,它先执行了装饰器,然后再用返回值将类(构造函数)送入。相对应的,我们就应该将构造函数写成下面这样:
function classDecorator(people) { console.log(`hi~ ${people}`); return function (target) { console.log("target", target); }; }
同样的,方法、存取器、属性和参数装饰器均是如此。
装饰器包裹方法
到此,我们已经可以将装饰器参数与目标对象结合起来,进行一些逻辑类的操作。那么再回到文章的开头的例子中:需求中要先验证来访者权限,然后记录,最后在来访者离开时再做一次记录。此时需要监管对象方法被调用的整个过程。
请大家留意那个方法装饰器的descriptor,我们可以利用这个对象来“重写”这个方法。
class Building { constructor() { this.name = "company"; } @methodDecorator("Gate") openDoor(firstName, lastName) { return `The door will be open, when ${firstName} ${lastName} is walking into the ${this.name}.`; } } let building = new Building(); console.log(building.openDoor("django", "xiang")); function methodDecorator(door) { return function (target, property, descriptor) { let fn = descriptor.value; descriptor.value = function (...args) { let [firstName, lastName] = args; console.log(`log: ${firstName}, who are comming.`); // verify(firstName,lastName) let result = Reflect.apply(fn, this, [firstName, lastName]); console.log(`log: ${result}`); console.log(`log: ${firstName}, who are leaving.`); return result; }; return descriptor; }; }
代码第17行,将原方法暂存;18行定义一个新的方法,20~25行,记录、验证和记录离开的动作。
log: Django, who are comming. log: The door will be open, when Django Xiang is walking in to the company. log: Django, who are leaving. The door will be open, when Django Xiang is walking in to the company
装饰顺序
通过阅读转换后的代码,我们知道装饰器工作的时刻是在类被实例化之前,在生成之中完成装饰函数的动作。那么,如果不同类型的多个装饰器同时作用,其过程是怎样的?我们将先前的案例全部整合到一起看看:
const who = "Django"; @classDecorator(who) class Building { constructor() { this.name = "company"; } @propertyDecorator roomNumber = ""; @methodDecorator openDoor(@parameterDecorator num) { console.log(`${num} door being open`); } @accessorDecorator get roomNumber() { return this._roomNumber; } } const building = new Building(); function classDecorator(people) { console.log(`class decorator`); return function (target) { console.log("target", target); }; } function methodDecorator(target, property, descriptor) { console.log("method decorator"); } function accessorDecorator(target, property, descriptor) { console.log("accessor decorator"); } function propertyDecorator(target, property, descriptor) { console.log("property decoator"); } function parameterDecorator(target, property, key) { console.log("parameter decorator"); }
- class decorator
- parameter decorator
- property decoator
- method decorator
- accessor decorator
还可以通过阅读转换后的源代码得到执行顺序:
- 类装饰器(在最外层)
- 参数装饰器(在生成构造函数最里层)
- 按照出现的先后顺序的:属性、方法和存取器
总结
装饰器
是一种优雅的开发模式,极大的方便了开发者编码过程,同时提升了代码的可读性。我们在使用装饰器开发时,还是非常有必要了解其运行机理。
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