Decorators

—— 介绍

Xebcnor     最近更新时间:2020-08-04 05:37:59

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随着TypeScript和ES6里引入了类,现在在一些场景下我们会需要额外的特性,用来支持标注或修改类及其成员。 Decorators提供了一种在类的声明和成员上使用元编程语法添加标注的方式。 Javascript里的Decorators目前处在建议征集的第一阶段,在TypeScript里做为实验性特性已经提供了支持。

注意  Decorators是实验性的特性,在未来的版本中可能会发生改变。

若要启用实验性的decorator,你必须启用experimentalDecorators编译器选项,在命令行中或在tsconfig.json

命令行:

tsc --target ES5 --experimentalDecorators

tsconfig.json:

{
    "compilerOptions": {
        "target": "ES5",
        "experimentalDecorators": true
    }
}

Decorators (后文译作装饰器)

装饰器是一种特殊类型的声明,它能够被附加到类声明,方法,访问符,属性,或 参数上。 装饰器利用@expression这种方式,expression求值后必须为一个函数,它使用被装饰的声明信息在运行时被调用。

例如,有一个@sealed装饰器,我们会这样定义sealed函数:

function sealed(target) {
    // do something with "target" ...
}

注意  下面类装饰器小节里有一个更加详细的例子。

装饰器工厂

如果我们想自定义装饰器是如何作用于声明的,我们得写一个装饰器工厂函数。 装饰器工厂就是一个简单的函数,它返回一个表达式,以供装饰器在运行时调用。

我们可以通过下面的方式来写一个装饰器工厂

function color(value: string) { // 这是一个装饰器工厂
    return function (target) { //  这是装饰器
        // do something with "target" and "value"...
    }
}

注意  下面方法装饰器小节里有一个更加详细的例子。

装饰器组合

多个装饰器可以同时应用到一个声明上,就像下面的示例:

  • 写在同一行上:

    @f @g x
  • 写在多行上:

    @f
    @g
    x

当多个装饰器应用于一个声明上,它们求值方式与复合函数相似。在这个模型下,当复合fg时,复合的结果(fg)(x)等同于f(g(x))。

同样的,在TypeScript里,当多个装饰器应用在一个声明上时会进行如下步骤的操作:

  1. 由上至下依次对装饰器表达式求值。
  2. 求值的结果会被当作函数,由下至上依次调用。

如果我们使用装饰器工厂的话,可以通过下面的例子来观察它们求值的顺序:

function f() {
    console.log("f(): evaluated");
    return function (target, propertyKey: string, descriptor: PropertyDescriptor) {
        console.log("f(): called");
    }
}

function g() {
    console.log("g(): evaluated");
    return function (target, propertyKey: string, descriptor: PropertyDescriptor) {
        console.log("g(): called");
    }
}

class C {
    @f()
    @g()
    method() {}
}

在控制台里会打印出如下结果:

f(): evaluated
g(): evaluated
g(): called
f(): called

装饰器求值

类中不同声明上的装饰器将按以下规定的顺序应用:

  1. 参数装饰器,其次是方法访问符,或属性装饰器应用到每个实例成员。
  2. 参数装饰器,其次是方法访问符,或属性装饰器应用到每个静态成员。
  3. 参数装饰器应用到构造函数。
  4. 类装饰器应用到类。

类装饰器

类装饰器在类声明之前被声明(紧贴着类声明)。 类装饰器应用于类构造函数,可以用来监视,修改或替换类定义。 类装饰器不能用在声明文件中(.d.ts),也不能用在任何外部上下文中(比如declare的类)。

类装饰器表达式会在运行时当作函数被调用,类的构造函数作为其唯一的参数。

如果类装饰器返回一个值,它会使用提供的构造函数来替换类的声明。

注意  如果你要返回一个新的构造函数,你必须注意处理好原来的原型链。 在运行时的装饰器调用逻辑中不会为你做这些。

下面是使用类装饰器(@sealed)的例子,应用到Greeter类:

@sealed
class Greeter {
    greeting: string;
    constructor(message: string) {
        this.greeting = message;
    }
    greet() {
        return "Hello, " + this.greeting;
    }
}

我们可以这样定义@sealed装饰器

function sealed(constructor: Function) {
    Object.seal(constructor);
    Object.seal(constructor.prototype);
}

@sealed被执行的时候,它将密封此类的构造函数和原型。(注:参见Object.seal)

方法装饰器

方法装饰器声明在一个方法的声明之前(紧贴着方法声明)。 它会被应用到方法的属性描述符上,可以用来监视,修改或者替换方法定义。 方法装饰器不能用在声明文件(.d.ts),重载或者任何外部上下文(比如declare的类)中。

方法装饰器表达式会在运行时当作函数被调用,传入下列3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. 成员的属性描述符

注意  如果代码输出目标版本小于ES5Property Descriptor将会是undefined

如果方法装饰器返回一个值,它会被用作方法的属性描述符

注意  如果代码输出目标版本小于ES5返回值会被忽略。

下面是一个方法装饰器(@enumerable)的例子,应用于Greeter类的方法上:

class Greeter {
    greeting: string;
    constructor(message: string) {
        this.greeting = message;
    }

    @enumerable(false)
    greet() {
        return "Hello, " + this.greeting;
    }
}

我们可以用下面的函数声明来定义@enumerable装饰器:

function enumerable(value: boolean) {
    return function (target: any, propertyKey: string, descriptor: PropertyDescriptor) {
        descriptor.enumerable = value;
    };
}

这里的@enumerable(false)是一个装饰器工厂。 当装饰器@enumerable(false)被调用时,它会修改属性描述符的enumerable属性。

访问符装饰器

访问符装饰器声明在一个访问符的声明之前(紧贴着访问符声明)。 访问符装饰器应用于访问符的属性描述符并且可以用来监视,修改或替换一个访问符的定义。 访问符装饰器不能用在声明文件中(.d.ts),或者任何外部上下文(比如declare的类)里。

注意  TypeScript不允许同时装饰一个成员的getset访问符。相反,所有装饰的成员必须被应用到文档顺序指定的第一个访问符。这是因为,装饰器应用于一个属性描述符,它联合了getset访问符,而不是分开声明的。

访问符装饰器表达式会在运行时当作函数被调用,传入下列3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. 成员的属性描述符

注意  如果代码输出目标版本小于ES5Property Descriptor将会是undefined

如果访问符装饰器返回一个值,它会被用作方法的属性描述符

注意  如果代码输出目标版本小于ES5返回值会被忽略。

下面是使用了访问符装饰器(@configurable)的例子,应用于Point类的成员上:

class Point {
    private _x: number;
    private _y: number;
    constructor(x: number, y: number) {
        this._x = x;
        this._y = y;
    }

    @configurable(false)
    get x() { return this._x; }

    @configurable(false)
    get y() { return this._y; }
}

我们可以通过如下函数声明来定义@configurable装饰器:

function configurable(value: boolean) {
    return function (target: any, propertyKey: string, descriptor: PropertyDescriptor) {
        descriptor.configurable = value;
    };
}

属性装饰器

属性装饰器声明在一个属性声明之前(紧贴着属性声明)。 属性装饰器不能用在声明文件中(.d.ts),或者任何外部上下文(比如declare的类)里。

属性装饰器表达式会在运行时当作函数被调用,传入下列2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。

注意  属性描述符不会做为参数传入属性装饰器,这与TypeScript是如何初始化属性装饰器的有关。 因为目前没有办法在定义一个原型对象的成员时描述一个实例属性,并且没办法监视或修改一个属性的初始化方法。 因此,属性描述符只能用来监视类中是否声明了某个名字的属性。

如果属性装饰器返回一个值,它会被用作方法的属性描述符

注意  如果代码输出目标版本小于ES5,返回值会被忽略。

如果访问符装饰器返回一个值,它会被用作方法的属性描述符

我们可以用它来记录这个属性的元数据,如下例所示:

class Greeter {
    @format("Hello, %s")
    greeting: string;

    constructor(message: string) {
        this.greeting = message;
    }
    greet() {
        let formatString = getFormat(this, "greeting");
        return formatString.replace("%s", this.greeting);
    }
}

然后定义@format装饰器和getFormat函数:

import "reflect-metadata";

const formatMetadataKey = Symbol("format");

function format(formatString: string) {
    return Reflect.metadata(formatMetadataKey, formatString);
}

function getFormat(target: any, propertyKey: string) {
    return Reflect.getMetadata(formatMetadataKey, target, propertyKey);
}

这个 @format("Hello, %s") 装饰器是个 装饰器工厂。 当@format("Hello, %s")被调用时,它添加一条这个属性的元数据,通过reflect-metadata库里的Reflect.metadata函数。 当getFormat被调用时,它读取格式的元数据。

注意  这个例子需要使用reflect-metadata库。 查看元数据了解reflect-metadata库更详细的信息。

参数装饰器

参数装饰器声明在一个参数声明之前(紧贴着参数声明)。 参数装饰器应用于类构造函数或方法声明。 参数装饰器不能用在声明文件(.d.ts),重载或其它外部上下文(比如declare的类)里。

参数装饰器表达式会在运行时当作函数被调用,传入下列3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. 参数在函数参数列表中的索引。

注意  参数装饰器只能用来监视一个方法的参数是否被传入。

参数装饰器的返回值会被忽略。

下例定义了参数装饰器(@required)并应用于Greeter类方法的一个参数:

class Greeter {
    greeting: string;

    constructor(message: string) {
        this.greeting = message;
    }

    @validate
    greet(@required name: string) {
        return "Hello " + name + ", " + this.greeting;
    }
}

然后我们使用下面的函数定义 @required@validate 装饰器:

import "reflect-metadata";

const requiredMetadataKey = Symbol("required");

function required(target: Object, propertyKey: string | symbol, parameterIndex: number) {
    let existingRequiredParameters: number[] = Reflect.getOwnMetadata(requiredMetadataKey, target, propertyKey) || [];
    existingRequiredParameters.push(parameterIndex);
    Reflect.defineMetadata(requiredMetadataKey, existingRequiredParameters, target, propertyKey);
}

function validate(target: any, propertyName: string, descriptor: TypedPropertyDescriptor<Function>) {
    let method = descriptor.value;
    descriptor.value = function () {
        let requiredParameters: number[] = Reflect.getOwnMetadata(requiredMetadataKey, target, propertyName);
        if (requiredParameters) {
            for (let parameterIndex of requiredParameters) {
                if (parameterIndex >= arguments.length || arguments[parameterIndex] === undefined) {
                    throw new Error("Missing required argument.");
                }
            }
        }

        return method.apply(this, arguments);
    }
}

@required装饰器添加了元数据实体把参数标记为必须的。 @validate装饰器把greet方法包裹在一个函数里在调用原先的函数前验证函数参数。

注意  这个例子使用了reflect-metadata库。 查看元数据了解reflect-metadata库的更多信息。

元数据

一些例子使用了reflect-metadata库来支持实验性的 metadata API。 这个库还不是ECMAScript (JavaScript)标准的一部分。 然而,当装饰器被ECMAScript官方标准采纳后,这些扩展也将被推荐给ECMAScript以采纳。

你可以通过npm安装这个库:

npm i reflect-metadata --save
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