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詳解及案例介紹Javascript裝飾器原理

WBOY
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2022-02-21 17:35:291697瀏覽

本篇文章為大家帶來了關於javascript裝飾器原理的相關知識，JavaScript的裝飾器可能是藉鑑自Python也或許是Java，較為明顯的不同的是大部分語言的裝飾者必須是一行行分開，而js的裝飾器可以在一行中，希望對大家有幫助。

詳解及案例介紹Javascript裝飾器原理

一個以@開頭的描述性字詞。英文的decorator動詞是decorate，裝飾的意思。其中字根dek(dec發音)原始印歐語系中意思是「接受」。即，原來的某個事物接受一些新東西（而變得更好）。

從另一個角度描述，裝飾器主要是在被裝飾物件的外部起作用，而非入侵其內部發生什麼改變。裝飾器模式同時也是一種開發模式，其地位雖然弱於MVC、IoC等，但不失為優秀的模式。

JavaScript的裝飾器可能是藉鏡自Python或許也是Java。較明顯的不同的是大部分語言的裝飾器必須是一行行分開，而js的裝飾器可以在一行中。

裝飾器存在的意義

舉例：我拿著員工卡進入公司總部大樓。因為每個員工所屬的部門、階級不同，並不能進入大樓的任何房間。每個房間都有一扇門；那麼，公司需要安排每個辦公室裡至少一個人關於驗證來訪者的工作：

  1. #先登記來訪者

  2. 驗證是否有權限進入，如果沒有則要求其離開

  3. 記錄其離開時間

還有一個選擇方式，就是安裝電子門鎖，門鎖只是將員工卡的資訊傳送給機房，由特定的程序驗證。

前者暫且稱之為笨模式，程式碼如下：

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')}
// ...

有經驗的大家肯定第一時間想到了，把那些重複語句封裝為一個方法，並統一呼叫。是的，這樣可以解決大部分問題，但是還不夠「優雅」。同時還有另一個問題，如果「房間」特別多，又或者只有大樓奇數號房間要驗證偶數不驗證，那豈不是很「變態」？如果使用裝飾器模式來做，程式碼會如下面這樣的：

@verify(who)class Building {  
@verify(who)  A101(){/*...*/}  
@verify(who)  A102(){/*...*/}  
//...}

verify是驗證的裝飾器，而其本質就是一組函數。

JavaScript裝飾器

正如先前的那個例子，裝飾器其實本身就是一個函數，它在執行被裝飾的物件之前先被執行。

在JavaScript中，裝飾器的類型有：

  • 類別

  • 訪問方法（屬性的get和set ）

  • 欄位

  • 方法

  • #參數

由於目前裝飾器概念還處於提案階段，不是一個正式可用的js功能，所以想要使用這個功能，不得不藉助翻譯器工具，例如Babel工具或TypeScript編譯JS程式碼轉後才能執行。我們需要先搭建運作環境，設定一些參數。 （以下過程，假設已經正確安裝了NodeJS開發環境以及套件管理工具）

cd project && npm initnpm i -D @babel/cli @babel/core @babel/plugin-proposal-class-properties @babel/plugin-proposal-decorators @babel/preset-env babel-plugin-parameter-decorator

建立一個.babelrc設定文件，如下：

{  "presets": ["@babel/preset-env"],  "plugins": [    
["@babel/plugin-proposal-decorators", { "legacy": true }],    
["@babel/plugin-proposal-class-properties", { "loose": true }],    
"babel-plugin-parameter-decorator"  ]}

利用下面的轉換命令，我們可以得到ES5的轉換程式：

npx babel source.js --out-file target.js

#類別裝飾器

建立一個使用裝飾器的JS程式decorate-class.js

@classDecoratorclass Building {  
constructor() {    
this.name = "company";  
}}
const building = new Building();
function classDecorator(target) {  
console.log("target", target);}

以上是最最簡單的裝飾器程序，我們利用babel將其「翻譯」為ES5的程序，然後再美化一下後得到如下程序。 

"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");}

  1. class decorator

  2. parameter decorator

  3. property decoator

  4. method decorator

  5. accessor decorator

还可以通过阅读转换后的源代码得到执行顺序：

  1. 类装饰器（在最外层）

  2. 参数装饰器（在生成构造函数最里层）

  3. 按照出现的先后顺序的：属性、方法和存取器

總結

裝飾器是一種優雅的開發模式，極大的方便了開發者編碼過程，同時提升了程式碼的可讀性。我們在使用裝飾器開發時，還是非常有必要了解其運作機制。

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Python Java JavaScript typescript mvc 封装 构造函数 循环 class Property 闭包 JS 对象
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