各位观众,晚上好!今天咱们来聊聊 JavaScript Decorators,这玩意儿啊,说白了就是给你的代码“贴标签”、“加buff”,让你的代码更强大,更灵活。不过要注意,现在我们说的是 Stage 3 的 Decorators 提案,最终定稿可能还会有些许变化,但核心思想不会变。
什么是 Decorators?为啥要用它?
想象一下,你是一位建筑师,设计房子的时候,有些房间需要特别的装饰,比如防盗、隔音、智能控制等等。Decorator 就好比是这些装饰,你可以把它们“贴”在对应的房间上,而不需要修改房间本身的结构。
在代码世界里,Decorator 是一种特殊的声明,可以附加到类、方法、属性或参数上。它本质上就是一个函数,接收被装饰的对象作为参数,然后返回一个修改后的对象,或者直接修改原对象(不推荐)。
为什么要用 Decorators?
- 代码复用: 将通用的逻辑封装成 Decorator,可以在多个地方重复使用,避免代码冗余。
- 逻辑分离: 将装饰逻辑与核心业务逻辑分离,使代码更清晰,更易于维护。
- 元编程能力: Decorator 提供了一种在运行时修改代码行为的能力,这在框架开发和AOP(面向切面编程)中非常有用。
三种 Decorator 类型:Method, Field, Class
Decorator 主要分为三种类型:Method Decorator(方法装饰器)、Field Decorator(字段装饰器)和 Class Decorator(类装饰器)。它们作用的对象不同,使用方式也略有差异。
1. Class Decorator (类装饰器)
这是最简单的一种 Decorator。它接收类的构造函数作为参数,可以用来修改类的行为,比如添加属性、方法,甚至替换整个类。
语法:
@decorator
class MyClass {
// ...
}
工作原理:
@decorator
实际上等价于 MyClass = decorator(MyClass)
。也就是说,Decorator 函数接收 MyClass
的构造函数作为参数,然后返回一个新的构造函数(或者直接修改 MyClass
)。
例子:
function sealed(constructor: Function) {
Object.seal(constructor);
Object.seal(constructor.prototype);
}
@sealed
class BugReport {
constructor(public id: number) {}
submit() {
return "Bug report submitted!";
}
}
// 尝试添加属性或方法将会失败(严格模式下会报错,非严格模式下无提示)
BugReport.prototype.test = function() { console.log("test") };
BugReport.description = "test";
const bug = new BugReport(1);
console.log(bug.submit()); // 输出 "Bug report submitted!"
解释:
sealed
是一个 Class Decorator,它接收一个构造函数constructor
作为参数。Object.seal
方法会阻止对象添加新属性,并将所有现有属性标记为不可配置。@sealed
将sealed
Decorator 应用到BugReport
类上,使得BugReport
类及其原型都被冻结,无法添加新的属性或方法。
应用场景:
- 冻结类: 阻止类被修改,保证类的完整性。
- 单例模式: 确保类只有一个实例。
- 依赖注入: 在类创建时注入依赖项。
2. Method Decorator (方法装饰器)
Method Decorator 用于装饰类的方法。它接收三个参数:
target
:类的原型对象。propertyKey
:方法的名字。descriptor
:方法的属性描述符(Object.getOwnPropertyDescriptor() 的返回值)。
语法:
class MyClass {
@decorator
myMethod() {
// ...
}
}
工作原理:
@decorator
实际上等价于 Object.defineProperty(MyClass.prototype, "myMethod", decorator(MyClass.prototype, "myMethod", Object.getOwnPropertyDescriptor(MyClass.prototype, "myMethod")))
。也就是说,Decorator 函数接收方法的原型对象、方法名和属性描述符作为参数,然后返回一个新的属性描述符,或者直接修改原有的属性描述符。
例子:
function log(target: any, propertyKey: string, descriptor: PropertyDescriptor) {
const originalMethod = descriptor.value;
descriptor.value = function(...args: any[]) {
console.log(`Calling ${propertyKey} with arguments: ${args}`);
const result = originalMethod.apply(this, args);
console.log(`Method ${propertyKey} returned: ${result}`);
return result;
};
return descriptor;
}
class Calculator {
@log
add(x: number, y: number) {
return x + y;
}
}
const calculator = new Calculator();
const result = calculator.add(2, 3); // 输出日志信息
console.log(result); // 输出 5
解释:
log
是一个 Method Decorator,它接收target
(Calculator.prototype
)、propertyKey
("add"
)和descriptor
作为参数。- Decorator 修改了
add
方法的属性描述符,用一个新的函数替换了原来的value
。 - 新的函数在调用
add
方法前后打印日志信息,并返回add
方法的返回值。 @log
将log
Decorator 应用到Calculator
类的add
方法上,使得每次调用add
方法都会打印日志。
应用场景:
- 日志记录: 记录方法的调用情况。
- 性能监控: 测量方法的执行时间。
- 权限验证: 检查用户是否有权限调用方法。
- 缓存: 缓存方法的返回值,避免重复计算。
- 重试机制: 当方法调用失败时自动重试。
3. Field Decorator (字段装饰器)
Field Decorator 用于装饰类的字段(属性)。它接收两个参数:
target
:类的原型对象。propertyKey
:字段的名字。
语法:
class MyClass {
@decorator
myField: string;
}
工作原理:
@decorator
实际上等价于 Object.defineProperty(MyClass.prototype, "myField", decorator(MyClass.prototype, "myField"))
。也就是说,Decorator 函数接收字段的原型对象和字段名作为参数,然后返回一个属性描述符,或者直接修改原有的属性描述符。需要注意的是,Field Decorator 在类实例化之前执行,因此无法访问到类的实例。通常 Field Decorator 用于修改属性的访问方式,比如将其变成只读属性,或者添加 getter/setter。
例子:
function readonly(target: any, propertyKey: string) {
Object.defineProperty(target, propertyKey, {
writable: false,
configurable: false
});
}
class Person {
@readonly
name: string = "Alice";
}
const person = new Person();
console.log(person.name); // 输出 "Alice"
// 尝试修改 name 属性将会失败(严格模式下会报错,非严格模式下无提示)
// person.name = "Bob";
解释:
readonly
是一个 Field Decorator,它接收target
(Person.prototype
)和propertyKey
("name"
)作为参数。- Decorator 使用
Object.defineProperty
方法将name
属性的writable
设置为false
,使得name
属性变成只读属性。 @readonly
将readonly
Decorator 应用到Person
类的name
属性上,使得name
属性只能在声明时赋值,之后无法修改。
应用场景:
- 只读属性: 创建只读属性,防止属性被意外修改。
- 类型检查: 在属性赋值时进行类型检查。
- 延迟加载: 延迟加载属性的值,直到第一次访问时才进行计算。
- 数据绑定: 将属性与UI元素绑定,实现数据同步。
- 自动计算属性: 属性值依赖于其他属性自动计算,每次访问都重新计算。
元编程和框架扩展中的应用
Decorator 在元编程和框架扩展中扮演着重要的角色。通过 Decorator,我们可以在运行时修改代码的行为,从而实现更高级的功能。
1. 元编程:
元编程是指编写可以操作其他程序的程序。Decorator 提供了一种在运行时修改类、方法和属性的能力,这使得我们可以编写更灵活、更强大的代码。
例子:
function serialize(target: any) {
target.prototype.serialize = function() {
return JSON.stringify(this);
};
}
@serialize
class User {
constructor(public name: string, public age: number) {}
}
const user = new User("Bob", 30);
console.log(user.serialize()); // 输出 '{"name":"Bob","age":30}'
解释:
serialize
是一个 Class Decorator,它接收一个构造函数target
作为参数。- Decorator 在
target.prototype
上添加了一个serialize
方法,该方法将对象序列化为 JSON 字符串。 @serialize
将serialize
Decorator 应用到User
类上,使得User
类的实例都拥有serialize
方法。
2. 框架扩展:
许多 JavaScript 框架都使用 Decorator 来扩展框架的功能,提供更简洁、更易用的 API。
例子 (React + MobX):
import { observer } from 'mobx-react';
import { observable } from 'mobx';
import { Component } from 'react';
class Store {
@observable count = 0;
increment() {
this.count++;
}
}
const store = new Store();
@observer
class Counter extends Component {
render() {
return (
<div>
<p>Count: {store.count}</p>
<button onClick={() => store.increment()}>Increment</button>
</div>
);
}
}
export default Counter;
解释:
@observable
是 MobX 提供的 Decorator,它将count
属性变成可观察对象,当count
属性发生变化时,会自动触发组件的重新渲染。@observer
是 MobX-React 提供的 Decorator,它将Counter
组件变成观察者,当组件依赖的可观察对象发生变化时,会自动重新渲染组件。
其他框架的应用:
- Angular: 使用 Decorator 定义组件、指令和服务。
- NestJS: 使用 Decorator 定义控制器、路由和中间件。
- TypeORM: 使用 Decorator 定义实体和关系。
总结
JavaScript Decorators 是一种强大的元编程工具,可以用来扩展代码的功能,提高代码的可读性和可维护性。虽然目前 Decorators 还在 Stage 3 提案阶段,但已经得到了广泛的应用,相信在未来会成为 JavaScript 开发中不可或缺的一部分。
Decorator 类型 | 作用对象 | 接收参数 | 常用场景 |
---|---|---|---|
Class | 类 | 类的构造函数 | 冻结类,单例模式,依赖注入 |
Method | 方法 | 类的原型对象,方法名,属性描述符 | 日志记录,性能监控,权限验证,缓存,重试机制 |
Field | 字段 (属性) | 类的原型对象,字段名 | 只读属性,类型检查,延迟加载,数据绑定,自动计算属性 |
希望今天的讲解能帮助大家更好地理解 JavaScript Decorators。 谢谢大家!