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ES6 第十九章 修饰器

2017-07-04
闵超
ES6

第十九章 修饰器

类的修饰

修饰器(Decorator)是一个函数,用来修改类的行为。这是ES7的一个提案,目前Babel转码器已经支持。

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。

function testable(target) {
	target.isTestable = true;
}
@testable
class MyTestableClass {}
console.log(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isTestable。

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,修饰器本质就是编译时执行的函数。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。

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类的方法添加到了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'

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。

此时,修饰器函数一共可以接受三个参数,第一个参数是所要修饰的目标对象,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。

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);

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(null, 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。

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。

var counter;
var add;
@add
function foo() {
}
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。

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)

    deprecate或deprecated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decorated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
    

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。

import postal from "postal/lib/postal.lodash";
export default function publish(topic, channel) {
	return function(target, name, descriptor) {
		const fn = descriptor.value;
		descriptor.value = function() {
			let value = fn.apply(this, arguments);
			postal.channel(channel || target.channel || "/").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。

import publish from "path/to/decorators/publish";

class FooComponent {

	@publish("foo.some.message", "component")
		someMethod() {
	
		return {
			my: "data"
		};
	}
	@publish("foo.some.other")
	anotherMethod() {
		// ...
		}
} 以后,只要调用someMethod或者anotherMethod,就会自动发出一个事件。

let foo = new FooComponent();
foo.someMethod() // 在"component"频道发布"foo.some.message"事件,附带的数据是{ my: "data" }
foo.anotherMethod() // 在"/"频道发布"foo.some.other"事件,不附带数据

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MyClass和MyBaseClass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,TFoo和TBar都有foo方法,结果traits修饰器报错。

一种解决方法是排除TBar的foo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TBar的foo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TBar的foo方法起了别名aliasFoo,于是MyClass也可以混入TBar的foo方法了。 alias和excludes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TExample的foo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-core和babel-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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