• 修饰器Decorator


    类的修饰

    许多面向对象的语言都有修饰器(Decorator)函数,用来修改类的行为。目前,有一个提案将这项功能,引入了 ECMAScript。

    @testable
    class MyTestableClass {
      // ...
    }
    
    function testable(target) {
      target.isTestable = true;
    }
    
    MyTestableClass.isTestable // true
    

    上面代码中,@testable就是一个修饰器。它修改了MyTestableClass这个类的行为,为它加上了静态属性isTestabletestable函数的参数targetMyTestableClass类本身。

    基本上,修饰器的行为就是下面这样。

    @decorator
    class A {}
    
    // 等同于
    
    class A {}
    A = decorator(A) || A;
    

    也就是说,修饰器是一个对类进行处理的函数。修饰器函数的第一个参数,就是所要修饰的目标类。

    function testable(target) {
      // ...
    }
    

    上面代码中,testable函数的参数target,就是会被修饰的类。

    如果觉得一个参数不够用,可以在修饰器外面再封装一层函数。

    function testable(isTestable) {
      return function(target) {
        target.isTestable = isTestable;
      }
    }
    
    @testable(true)
    class MyTestableClass {}
    MyTestableClass.isTestable // true
    
    @testable(false)
    class MyClass {}
    MyClass.isTestable // false
    

    上面代码中,修饰器testable可以接受参数,这就等于可以修改修饰器的行为。

    注意,修饰器对类的行为的改变,是代码编译时发生的,而不是在运行时。这意味着,修饰器能在编译阶段运行代码。也就是说,修饰器本质就是编译时执行的函数。

    前面的例子是为类添加一个静态属性,如果想添加实例属性,可以通过目标类的prototype对象操作。

    function testable(target) {
      target.prototype.isTestable = true;
    }
    
    @testable
    class MyTestableClass {}
    
    let obj = new MyTestableClass();
    obj.isTestable // true
    

    上面代码中,修饰器函数testable是在目标类的prototype对象上添加属性,因此就可以在实例上调用。

    下面是另外一个例子。

    // mixins.js
    export function mixins(...list) {
      return function (target) {
        Object.assign(target.prototype, ...list)
      }
    }
    
    // main.js
    import { mixins } from './mixins'
    
    const Foo = {
      foo() { console.log('foo') }
    };
    
    @mixins(Foo)
    class MyClass {}
    
    let obj = new MyClass();
    obj.foo() // 'foo'
    

    上面代码通过修饰器mixins,把Foo对象的方法添加到了MyClass的实例上面。可以用Object.assign()模拟这个功能。

    const Foo = {
      foo() { console.log('foo') }
    };
    
    class MyClass {}
    
    Object.assign(MyClass.prototype, Foo);
    
    let obj = new MyClass();
    obj.foo() // 'foo'
    

    实际开发中,React 与 Redux 库结合使用时,常常需要写成下面这样。

    class MyReactComponent extends React.Component {}
    
    export default connect(mapStateToProps, mapDispatchToProps)(MyReactComponent);
    

    有了装饰器,就可以改写上面的代码。

    @connect(mapStateToProps, mapDispatchToProps)
    export default class MyReactComponent extends React.Component {}
    

    相对来说,后一种写法看上去更容易理解。

    方法的修饰

    修饰器不仅可以修饰类,还可以修饰类的属性。

    class Person {
      @readonly
      name() { return `${this.first} ${this.last}` }
    }
    

    上面代码中,修饰器readonly用来修饰“类”的name方法。

    修饰器函数readonly一共可以接受三个参数。

    function readonly(target, name, descriptor){
      // descriptor对象原来的值如下
      // {
      //   value: specifiedFunction,
      //   enumerable: false,
      //   configurable: true,
      //   writable: true
      // };
      descriptor.writable = false;
      return descriptor;
    }
    
    readonly(Person.prototype, 'name', descriptor);
    // 类似于
    Object.defineProperty(Person.prototype, 'name', descriptor);
    

    修饰器第一个参数是类的原型对象,上例是Person.prototype,修饰器的本意是要“修饰”类的实例,但是这个时候实例还没生成,所以只能去修饰原型(这不同于类的修饰,那种情况时target参数指的是类本身);第二个参数是所要修饰的属性名,第三个参数是该属性的描述对象。

    另外,上面代码说明,修饰器(readonly)会修改属性的描述对象(descriptor),然后被修改的描述对象再用来定义属性。

    下面是另一个例子,修改属性描述对象的enumerable属性,使得该属性不可遍历。

    class Person {
      @nonenumerable
      get kidCount() { return this.children.length; }
    }
    
    function nonenumerable(target, name, descriptor) {
      descriptor.enumerable = false;
      return descriptor;
    }
    

    下面的@log修饰器,可以起到输出日志的作用。

    class Math {
      @log
      add(a, b) {
        return a + b;
      }
    }
    
    function log(target, name, descriptor) {
      var oldValue = descriptor.value;
    
      descriptor.value = function() {
        console.log(`Calling ${name} with`, arguments);
        return oldValue.apply(this, arguments);
      };
    
      return descriptor;
    }
    
    const math = new Math();
    
    // passed parameters should get logged now
    math.add(2, 4);
    

    上面代码中,@log修饰器的作用就是在执行原始的操作之前,执行一次console.log,从而达到输出日志的目的。

    修饰器有注释的作用。

    @testable
    class Person {
      @readonly
      @nonenumerable
      name() { return `${this.first} ${this.last}` }
    }
    

    从上面代码中,我们一眼就能看出,Person类是可测试的,而name方法是只读和不可枚举的。

    下面是使用 Decorator 写法的组件,看上去一目了然。

    @Component({
      tag: 'my-component',
      styleUrl: 'my-component.scss'
    })
    export class MyComponent {
      @Prop() first: string;
      @Prop() last: string;
      @State() isVisible: boolean = true;
    
      render() {
        return (
          <p>Hello, my name is {this.first} {this.last}</p>
        );
      }
    }
    

    如果同一个方法有多个修饰器,会像剥洋葱一样,先从外到内进入,然后由内向外执行。

    function dec(id){
      console.log('evaluated', id);
      return (target, property, descriptor) => console.log('executed', id);
    }
    
    class Example {
        @dec(1)
        @dec(2)
        method(){}
    }
    // evaluated 1
    // evaluated 2
    // executed 2
    // executed 1
    

    上面代码中,外层修饰器@dec(1)先进入,但是内层修饰器@dec(2)先执行。

    除了注释,修饰器还能用来类型检查。所以,对于类来说,这项功能相当有用。从长期来看,它将是 JavaScript 代码静态分析的重要工具。

    为什么修饰器不能用于函数?

    修饰器只能用于类和类的方法,不能用于函数,因为存在函数提升。

    var counter = 0;
    
    var add = function () {
      counter++;
    };
    
    @add
    function foo() {
    }
    

    上面的代码,意图是执行后counter等于 1,但是实际上结果是counter等于 0。因为函数提升,使得实际执行的代码是下面这样。

    @add
    function foo() {
    }
    
    var counter;
    var add;
    
    counter = 0;
    
    add = function () {
      counter++;
    };
    

    下面是另一个例子。

    var readOnly = require("some-decorator");
    
    @readOnly
    function foo() {
    }
    

    上面代码也有问题,因为实际执行是下面这样。

    var readOnly;
    
    @readOnly
    function foo() {
    }
    
    readOnly = require("some-decorator");
    

    总之,由于存在函数提升,使得修饰器不能用于函数。类是不会提升的,所以就没有这方面的问题。

    另一方面,如果一定要修饰函数,可以采用高阶函数的形式直接执行。

    function doSomething(name) {
      console.log('Hello, ' + name);
    }
    
    function loggingDecorator(wrapped) {
      return function() {
        console.log('Starting');
        const result = wrapped.apply(this, arguments);
        console.log('Finished');
        return result;
      }
    }
    
    const wrapped = loggingDecorator(doSomething);
    

    core-decorators.js

    core-decorators.js是一个第三方模块,提供了几个常见的修饰器,通过它可以更好地理解修饰器。

    (1)@autobind

    autobind修饰器使得方法中的this对象,绑定原始对象。

    import { autobind } from 'core-decorators';
    
    class Person {
      @autobind
      getPerson() {
        return this;
      }
    }
    
    let person = new Person();
    let getPerson = person.getPerson;
    
    getPerson() === person;
    // true
    

    (2)@readonly

    readonly修饰器使得属性或方法不可写。

    import { readonly } from 'core-decorators';
    
    class Meal {
      @readonly
      entree = 'steak';
    }
    
    var dinner = new Meal();
    dinner.entree = 'salmon';
    // Cannot assign to read only property 'entree' of [object Object]
    

    (3)@override

    override修饰器检查子类的方法,是否正确覆盖了父类的同名方法,如果不正确会报错。

    import { override } from 'core-decorators';
    
    class Parent {
      speak(first, second) {}
    }
    
    class Child extends Parent {
      @override
      speak() {}
      // SyntaxError: Child#speak() does not properly override Parent#speak(first, second)
    }
    
    // or
    
    class Child extends Parent {
      @override
      speaks() {}
      // SyntaxError: No descriptor matching Child#speaks() was found on the prototype chain.
      //
      //   Did you mean "speak"?
    }
    

    (4)@deprecate (别名@deprecated)

    deprecatedeprecated修饰器在控制台显示一条警告,表示该方法将废除。

    import { deprecate } from 'core-decorators';
    
    class Person {
      @deprecate
      facepalm() {}
    
      @deprecate('We stopped facepalming')
      facepalmHard() {}
    
      @deprecate('We stopped facepalming', { url: 'http://knowyourmeme.com/memes/facepalm' })
      facepalmHarder() {}
    }
    
    let person = new Person();
    
    person.facepalm();
    // DEPRECATION Person#facepalm: This function will be removed in future versions.
    
    person.facepalmHard();
    // DEPRECATION Person#facepalmHard: We stopped facepalming
    
    person.facepalmHarder();
    // DEPRECATION Person#facepalmHarder: We stopped facepalming
    //
    //     See http://knowyourmeme.com/memes/facepalm for more details.
    //
    

    (5)@suppressWarnings

    suppressWarnings修饰器抑制deprecated修饰器导致的console.warn()调用。但是,异步代码发出的调用除外。

    import { suppressWarnings } from 'core-decorators';
    
    class Person {
      @deprecated
      facepalm() {}
    
      @suppressWarnings
      facepalmWithoutWarning() {
        this.facepalm();
      }
    }
    
    let person = new Person();
    
    person.facepalmWithoutWarning();
    // no warning is logged
    

    使用修饰器实现自动发布事件

    我们可以使用修饰器,使得对象的方法被调用时,自动发出一个事件。

    const postal = require("postal/lib/postal.lodash");
    
    export default function publish(topic, channel) {
      const channelName = channel || '/';
      const msgChannel = postal.channel(channelName);
      msgChannel.subscribe(topic, v => {
        console.log('频道: ', channelName);
        console.log('事件: ', topic);
        console.log('数据: ', v);
      });
    
      return function(target, name, descriptor) {
        const fn = descriptor.value;
    
        descriptor.value = function() {
          let value = fn.apply(this, arguments);
          msgChannel.publish(topic, value);
        };
      };
    }
    

    上面代码定义了一个名为publish的修饰器,它通过改写descriptor.value,使得原方法被调用时,会自动发出一个事件。它使用的事件“发布/订阅”库是Postal.js

    它的用法如下。

    // index.js
    import publish from './publish';
    
    class FooComponent {
      @publish('foo.some.message', 'component')
      someMethod() {
        return { my: 'data' };
      }
      @publish('foo.some.other')
      anotherMethod() {
        // ...
      }
    }
    
    let foo = new FooComponent();
    
    foo.someMethod();
    foo.anotherMethod();
    

    以后,只要调用someMethod或者anotherMethod,就会自动发出一个事件。

    $ bash-node index.js
    频道:  component
    事件:  foo.some.message
    数据:  { my: 'data' }
    
    频道:  /
    事件:  foo.some.other
    数据:  undefined
    

    Mixin

    在修饰器的基础上,可以实现Mixin模式。所谓Mixin模式,就是对象继承的一种替代方案,中文译为“混入”(mix in),意为在一个对象之中混入另外一个对象的方法。

    请看下面的例子。

    const Foo = {
      foo() { console.log('foo') }
    };
    
    class MyClass {}
    
    Object.assign(MyClass.prototype, Foo);
    
    let obj = new MyClass();
    obj.foo() // 'foo'
    

    上面代码之中,对象Foo有一个foo方法,通过Object.assign方法,可以将foo方法“混入”MyClass类,导致MyClass的实例obj对象都具有foo方法。这就是“混入”模式的一个简单实现。

    下面,我们部署一个通用脚本mixins.js,将 Mixin 写成一个修饰器。

    export function mixins(...list) {
      return function (target) {
        Object.assign(target.prototype, ...list);
      };
    }
    

    然后,就可以使用上面这个修饰器,为类“混入”各种方法。

    import { mixins } from './mixins';
    
    const Foo = {
      foo() { console.log('foo') }
    };
    
    @mixins(Foo)
    class MyClass {}
    
    let obj = new MyClass();
    obj.foo() // "foo"
    

    通过mixins这个修饰器,实现了在MyClass类上面“混入”Foo对象的foo方法。

    不过,上面的方法会改写MyClass类的prototype对象,如果不喜欢这一点,也可以通过类的继承实现 Mixin。

    class MyClass extends MyBaseClass {
      /* ... */
    }
    

    上面代码中,MyClass继承了MyBaseClass。如果我们想在MyClass里面“混入”一个foo方法,一个办法是在MyClassMyBaseClass之间插入一个混入类,这个类具有foo方法,并且继承了MyBaseClass的所有方法,然后MyClass再继承这个类。

    let MyMixin = (superclass) => class extends superclass {
      foo() {
        console.log('foo from MyMixin');
      }
    };
    

    上面代码中,MyMixin是一个混入类生成器,接受superclass作为参数,然后返回一个继承superclass的子类,该子类包含一个foo方法。

    接着,目标类再去继承这个混入类,就达到了“混入”foo方法的目的。

    class MyClass extends MyMixin(MyBaseClass) {
      /* ... */
    }
    
    let c = new MyClass();
    c.foo(); // "foo from MyMixin"
    

    如果需要“混入”多个方法,就生成多个混入类。

    class MyClass extends Mixin1(Mixin2(MyBaseClass)) {
      /* ... */
    }
    

    这种写法的一个好处,是可以调用super,因此可以避免在“混入”过程中覆盖父类的同名方法。

    let Mixin1 = (superclass) => class extends superclass {
      foo() {
        console.log('foo from Mixin1');
        if (super.foo) super.foo();
      }
    };
    
    let Mixin2 = (superclass) => class extends superclass {
      foo() {
        console.log('foo from Mixin2');
        if (super.foo) super.foo();
      }
    };
    
    class S {
      foo() {
        console.log('foo from S');
      }
    }
    
    class C extends Mixin1(Mixin2(S)) {
      foo() {
        console.log('foo from C');
        super.foo();
      }
    }
    

    上面代码中,每一次混入发生时,都调用了父类的super.foo方法,导致父类的同名方法没有被覆盖,行为被保留了下来。

    new C().foo()
    // foo from C
    // foo from Mixin1
    // foo from Mixin2
    // foo from S
    

    Trait

    Trait 也是一种修饰器,效果与 Mixin 类似,但是提供更多功能,比如防止同名方法的冲突、排除混入某些方法、为混入的方法起别名等等。

    下面采用traits-decorator这个第三方模块作为例子。这个模块提供的traits修饰器,不仅可以接受对象,还可以接受 ES6 类作为参数。

    import { traits } from 'traits-decorator';
    
    class TFoo {
      foo() { console.log('foo') }
    }
    
    const TBar = {
      bar() { console.log('bar') }
    };
    
    @traits(TFoo, TBar)
    class MyClass { }
    
    let obj = new MyClass();
    obj.foo() // foo
    obj.bar() // bar
    

    上面代码中,通过traits修饰器,在MyClass类上面“混入”了TFoo类的foo方法和TBar对象的bar方法。

    Trait 不允许“混入”同名方法。

    import { traits } from 'traits-decorator';
    
    class TFoo {
      foo() { console.log('foo') }
    }
    
    const TBar = {
      bar() { console.log('bar') },
      foo() { console.log('foo') }
    };
    
    @traits(TFoo, TBar)
    class MyClass { }
    // 报错
    // throw new Error('Method named: ' + methodName + ' is defined twice.');
    //        ^
    // Error: Method named: foo is defined twice.
    

    上面代码中,TFooTBar都有foo方法,结果traits修饰器报错。

    一种解决方法是排除TBarfoo方法。

    import { traits, excludes } from 'traits-decorator';
    
    class TFoo {
      foo() { console.log('foo') }
    }
    
    const TBar = {
      bar() { console.log('bar') },
      foo() { console.log('foo') }
    };
    
    @traits(TFoo, TBar::excludes('foo'))
    class MyClass { }
    
    let obj = new MyClass();
    obj.foo() // foo
    obj.bar() // bar
    

    上面代码使用绑定运算符(::)在TBar上排除foo方法,混入时就不会报错了。

    另一种方法是为TBarfoo方法起一个别名。

    import { traits, alias } from 'traits-decorator';
    
    class TFoo {
      foo() { console.log('foo') }
    }
    
    const TBar = {
      bar() { console.log('bar') },
      foo() { console.log('foo') }
    };
    
    @traits(TFoo, TBar::alias({foo: 'aliasFoo'}))
    class MyClass { }
    
    let obj = new MyClass();
    obj.foo() // foo
    obj.aliasFoo() // foo
    obj.bar() // bar
    

    上面代码为TBarfoo方法起了别名aliasFoo,于是MyClass也可以混入TBarfoo方法了。

    aliasexcludes方法,可以结合起来使用。

    @traits(TExample::excludes('foo','bar')::alias({baz:'exampleBaz'}))
    class MyClass {}
    

    上面代码排除了TExamplefoo方法和bar方法,为baz方法起了别名exampleBaz

    as方法则为上面的代码提供了另一种写法。

    @traits(TExample::as({excludes:['foo', 'bar'], alias: {baz: 'exampleBaz'}}))
    class MyClass {}
    

    Babel 转码器的支持

    目前,Babel 转码器已经支持 Decorator。

    首先,安装babel-corebabel-plugin-transform-decorators。由于后者包括在babel-preset-stage-0之中,所以改为安装babel-preset-stage-0亦可。

    $ npm install babel-core babel-plugin-transform-decorators
    

    然后,设置配置文件.babelrc

    {
      "plugins": ["transform-decorators"]
    }
    

    这时,Babel 就可以对 Decorator 转码了。

    脚本中打开的命令如下。

    babel.transform("code", {plugins: ["transform-decorators"]})
    

    Babel 的官方网站提供一个在线转码器,只要勾选 Experimental,就能支持 Decorator 的在线转码。

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