2022/02 - 2022/02/10 【装饰器 Decorator】 - 《杂文》

类的装饰
方法的装饰
为什么装饰器不能用于函数？
core-decorators.js
使用装饰器实现自动发布事件
Mixin
Trait

类装饰器
类的属性

方法装饰会在运行时传入下列三个参数：
（1）对于静态成员来说是类的构造函数，对于实例成员是类的原型对象
（2）成员的名字
（3）成员的属性描述
总之，由于存在函数提升，使得装饰器不能用于函数。类是不会提升的，所以就没有这方面的问题。
另一方面，如果一定要装饰函数，可以采用高阶函数的形式直接执行。

装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，装饰器能在编译阶段运行代码。也就是说，装饰器本质就是编译时执行的函数

说明
Decorator 提案经过了大幅修改，目前还没有定案，不知道语法会不会再变。下面的内容完全依据以前的提案，已经有点过时了。等待定案以后，需要完全重写。
装饰器（Decorator）是一种与类（class）相关的语法，用来注释或修改类和类方法。许多面向对象的语言都有这项功能，目前有一个提案将其引入了 ECMAScript。
装饰器是一种函数，写成@ + 函数名。它可以放在类和类方法的定义前面。

@frozen 
class Foo {
  @configurable(false)
  @enumerable(true)
  method() {}
  @throttle(500)
  expensiveMethod() {}
}

上面代码一共使用了四个装饰器，一个用在类本身，另外三个用在类方法。它们不仅增加了代码的可读性，清晰地表达了意图，而且提供一种方便的手段，增加或修改类的功能。

类的装饰

装饰器可以用来装饰整个类。

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

上面代码中，@testable就是一个装饰器。它修改了MyTestableClass这个类的行为，为它加上了静态属性isTestable。testable函数的参数target是MyTestableClass类本身。
基本上，装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，装饰器是一个对类进行处理的函数。装饰器函数的第一个参数，就是所要装饰的目标类。

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

上面代码中，testable函数的参数target，就是会被装饰的类。
如果觉得一个参数不够用，可以在装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，装饰器testable可以接受参数，这就等于可以修改装饰器的行为。
注意，装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，装饰器能在编译阶段运行代码。也就是说，装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，装饰器函数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.js'
const Foo = {
  foo() { console.log('foo') }
};
@mixins(Foo)
class MyClass {}
let obj = new MyClass();
obj.foo() // 'foo'

上面代码通过装饰器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。

方法的装饰

装饰器不仅可以装饰类，还可以装饰类的属性。

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

上面代码中，装饰器readonly用来装饰“类”的name方法。
装饰器函数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);

方法装饰会在运行时传入下列三个参数：
（1）对于静态成员来说是类的构造函数，对于实例成员是类的原型对象
（2）成员的名字
（3）成员的属性描述

装饰器第一个参数是类的原型对象，上例是Person.prototype，装饰器的本意是要“装饰”类的实例，但是这个时候实例还没生成，所以只能去装饰原型（这不同于类的装饰，那种情况时target参数指的是类本身）；

第二个参数是所要装饰的属性名
第三个参数是该属性的描述对象。

另外，上面代码说明，装饰器（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装饰器，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 oldValue.apply(target, arguments);
  };
  return descriptor;
}
const math = new Math();
// passed parameters should get logged now
math.add(2, 4);

上面代码中，@log装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。
装饰器有注释的作用。

@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装饰器，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，外层装饰器@dec(1)先进入，但是内层装饰器@dec(2)先执行。
除了注释，装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。

为什么装饰器不能用于函数？

装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，使得装饰器不能用于函数。类是不会提升的，所以就没有这方面的问题。
另一方面，如果一定要装饰函数，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，提供了几个常见的装饰器，通过它可以更好地理解装饰器。
（1）@autobind
autobind装饰器使得方法中的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装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装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装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装饰器抑制deprecated装饰器导致的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

使用装饰器实现自动发布事件

我们可以使用装饰器，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的装饰器，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

在装饰器的基础上，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 写成一个装饰器。

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

然后，就可以使用上面这个装饰器，为类“混入”各种方法。

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

通过mixins这个装饰器，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 也是一种装饰器，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装饰器，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装饰器，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装饰器报错。
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 {}