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  • Decorator:从原理到实践

    前言

    原文链接:Nealyang/personalBlog

    img

    ES6 已经不必在过多介绍,在 ES6 之前,装饰器可能并没有那么重要,因为你只需要加一层 wrapper 就好了,但是现在,由于语法糖 class 的出现,当我们想要去在多个类之间共享或者扩展一些方法的时候,代码会变得错综复杂,难以维护,而这,也正式我们 Decorator 的用武之地。

    Object.defineProperty

    关于 Object.defineProperty 简单的说,就是该方法可以精准的添加和修改对象的属性

    语法

    Object.defineProperty(obj,prop,descriptor)

    • ojb:要在其上定义属性的对象
    • prop:要定义或修改的属性的名称
    • descriptor:将被定义或修改的属性描述符

    该方法返回被传递给函数的对象

    在ES6中,由于 Symbol类型的特殊性,用Symbol类型的值来做对象的key与常规的定义或修改不同,而Object.defineProperty 是定义key为Symbol的属性的方法之一。

    通过赋值操作添加的普通属性是可枚举的,能够在属性枚举期间呈现出来(for...in 或 Object.keys 方法), 这些属性的值可以被改变,也可以被删除。这个方法允许修改默认的额外选项(或配置)。默认情况下,使用 Object.defineProperty() 添加的属性值是不可修改的

    属相描述符

    对象里目前存在的属性描述符有两种主要形式:数据描述符存取描述符。数据描述符是一个具有值的属性,该值可能是可写的,也可能不是可写的。存取描述符是由getter-setter函数对描述的属性。描述符必须是这两种形式之一;不能同时是两者。

    数据描述符和存取描述符均具有以下可选键值:

    configurable

    当且仅当该属性的 configurable 为 true 时,该属性描述符才能够被改变,同时该属性也能从对应的对象上被删除。默认为 false

    enumerable

    当且仅当该属性的enumerable为true时,该属性才能够出现在对象的枚举属性中。默认为 false。

    数据描述符同时具有以下可选键值:

    value

    该属性对应的值。可以是任何有效的 JavaScript 值(数值,对象,函数等)。默认为 undefined。

    writable

    当且仅当该属性的writable为true时,value才能被赋值运算符改变。默认为 false

    存取描述符同时具有以下可选键值:

    get

    一个给属性提供 getter 的方法,如果没有 getter 则为 undefined。当访问该属性时,该方法会被执行,方法执行时没有参数传入,但是会传入this对象(由于继承关系,这里的this并不一定是定义该属性的对象)。默认为 undefined。

    set

    一个给属性提供 setter 的方法,如果没有 setter 则为 undefined。当属性值修改时,触发执行该方法。该方法将接受唯一参数,即该属性新的参数值。默认为 undefined。

    如果一个描述符不具有value,writable,get 和 set 任意一个关键字,那么它将被认为是一个数据描述符。如果一个描述符同时有(value或writable)和(get或set)关键字,将会产生一个异常

    更多使用实例和介绍,参看:MDN

    装饰者模式

    在看Decorator之前,我们先看下装饰者模式的使用,我们都知道,装饰者模式能够在不改变对象自身基础上,在程序运行期间给对象添加指责。特点就是不影响之前对象的特性,而新增额外的职责功能。

    like...this:

    IMAGE

    这段比较简单,直接看代码吧:

    let Monkey = function () {}
    Monkey.prototype.say = function () {
      console.log('目前我只是个野猴子');
    }
    let TensionMonkey = function (monkey) {
      this.monkey = monkey;
    }
    TensionMonkey.prototype.say = function () {
      this.monkey.say();
      console.log('带上紧箍咒,我就要忘记世间烦恼!');
    }
    let monkey = new TensionMonkey(new Monkey());
    monkey.say();
    

    执行结果:
    IMAGE

    Decorator

    Decorator其实就是一个语法糖,背后其实就是利用es5的Object.defineProperty(target,name,descriptor),了解Object.defineProperty请移步这个链接:MDN文档

    其背后原理大致如下:

    class Monkey{
      say(){
        console.log('目前,我只是个野猴子');
      }
    }
    

    执行上面的代码,大致代码如下:

    Object.defineProperty(Monkey.prototype,'say',{
      value:function(){console.log('目前,我只是个野猴子')},
      enumerable:false,
      configurable:true,
      writable:true
    })
    

    如果我们利用装饰器来修饰他

    class Monkey{
    @readonly
    say(){console.log('现在我是只读的了')}
    }
    

    在这种装饰器的属性,会在Object.defineProperty为Monkey.prototype注册say属性之前,执行以下代码:

    let descriptor = {
      value:specifiedFunction,
      enumerable:false,
      configurable:true,
      writeable:true
    };
    
    descriptor = readonly(Monkey.prototype,'say',descriptor)||descriptor;
    Object.defineProperty(Monkey.prototype,'say',descriptor);
    

    从上面的伪代码我们可以看出,Decorator只是在Object.defineProperty为Monkey.prototype注册属性之前,执行了一个装饰函数,其属于一个类对Object.defineProperty的拦截。所以它和Object.defineProperty具有一致的形参:

    • obj:作用的目标对象
    • prop:作用的属性名
    • descriptor:针对该属性的描述符

    下面看下简单的使用

    在class中的使用

    • 创建一个新的class继承自原有的class,并添加属性
    @name
    class Person{
      sayHello(){
        console.log(`hello ,my name is ${this.name}`)
      }
    }
    
    function name(constructor) {  
      return class extends constructor{
        name="Nealyang"
      }
    }
    
    new Person().sayHello()
    //hello ,my name is Nealyang
    
    • 针对当前class修改(类似mixin)
    @name
    @seal
    class Person {
      sayHello() {
        console.log(`hello ,my name is ${this.name}`)
      }
    }
    
    function name(constructor) {
      Object.defineProperty(constructor.prototype,'name',{
        value:'一凨'
      })
    }
    new Person().sayHello()
    
    //若修改一个属性
    
    function seal(constructor) {
      let descriptor = Object.getOwnPropertyDescriptor(constructor.prototype, 'sayHello')
      Object.defineProperty(constructor.prototype, 'sayHello', {
        ...descriptor,
        writable: false
      })
    }
    
    new Person().sayHello = 1;// Cannot assign to read only property 'sayHello' of object '#<Person>'
    

    上面说到mixin,那么我就来模拟一个mixin吧

    class A {
      run() {
        console.log('我会跑步!')
      }
    }
    
    class B {
      jump() {
        console.log('我会跳!')
      }
    }
    
    @mixin(A, B)
    class C {}
    
    function mixin(...args) {
      return function (constructor) {
        for (const arg of args) {
          for (let key of Object.getOwnPropertyNames(arg.prototype)) {
            if (key === 'constructor') continue;
            Object.defineProperty(constructor.prototype, key, Object.getOwnPropertyDescriptor(arg.prototype, key));
          }
        }
      }
    }
    
    let c = new C();
    c.jump();
    c.run();
    // 我会跳!
    // 我会跑步!
    

    截止目前我們貌似写了非常多的代码了,对。。。这篇,为了彻底搞投Decorator,这。。。只是开始。。。

    img

    在class成员中的使用

    这类的装饰器的写法应该就是我们最为熟知了,会接受三个参数:

    • 如果装饰器挂载在静态成员上,则会返回构造函数,如果挂载在实例成员上,则返回类的原型
    • 装饰器挂载的成员名称
    • Object.getOwnPropertyDescriptor的返回值

    首先,我们明确下静态成员和实例成员的区别

    class Model{
      //实例成员
      method1(){}
      method2 = ()=>{}
      
      // 靜態成員
      static method3(){}
      static method4 = ()=>{}
    }
    

    method1 和method2 是实例成员,但是method1存在于prototype上,method2只有实例化对象以后才有。

    method3和method4是静态成员,两者的区别在于是否可枚举描述符的设置,我们通过babel转码可以看到:

    IMAGE

    上述代码比较乱,简单的可以理解为:

    function Model () {
      // 成员仅在实例化时赋值
      this.method2 = function () {}
    }
    
    // 成员被定义在原型链上
    Object.defineProperty(Model.prototype, 'method1', {
      value: function () {}, 
      writable: true, 
      enumerable: false,  // 设置不可被枚举
      configurable: true
    })
    
    // 成员被定义在构造函数上,且是默认的可被枚举
    Model.method4 = function () {}
    
    // 成员被定义在构造函数上
    Object.defineProperty(Model, 'method3', {
      value: function () {}, 
      writable: true, 
      enumerable: false,  // 设置不可被枚举
      configurable: true
    })
    

    可以看出,只有method2是在实例化时才赋值的,一个不存在的属性是不会有descriptor的,所以这就是为什么在针对Property Decorator不传递第三个参数的原因,至于为什么静态成员也没有传递descriptor,目前没有找到合理的解释,但是如果明确的要使用,是可以手动获取的。

    就像上述的示例,我们针对四个成员都添加了装饰器以后,method1和method2第一个参数就是Model.prototype,而method3和method4的第一个参数就是Model。

    class Model {
      // 实例成员
      @instance
      method1 () {}
      @instance
      method2 = () => {}
    
      // 静态成员
      @static
      static method3 () {}
      @static
      static method4 = () => {}
    }
    
    function instance(target) {
      console.log(target.constructor === Model)
    }
    
    function static(target) {
      console.log(target === Model)
    }
    

    函数、访问器、属性 三者装饰器的使用

    • 函数装饰器的返回值会默认作为属性的value描述符的存在,如果返回为undefined则忽略
    class Model {
      @log1
      getData1() {}
      @log2
      getData2() {}
    }
    
    // 方案一,返回新的value描述符
    function log1(tag, name, descriptor) {
      return {
        ...descriptor,
        value(...args) {
          let start = new Date().valueOf()
          try {
            return descriptor.value.apply(this, args)
          } finally {
            let end = new Date().valueOf()
            console.log(`start: ${start} end: ${end} consume: ${end - start}`)
          }
        }
      }
    }
    
    // 方案二、修改现有描述符
    function log2(tag, name, descriptor) {
      let func = descriptor.value // 先获取之前的函数
    
      // 修改对应的value
      descriptor.value = function (...args) {
        let start = new Date().valueOf()
        try {
          return func.apply(this, args)
        } finally {
          let end = new Date().valueOf()
          console.log(`start: ${start} end: ${end} consume: ${end - start}`)
        }
      }
    }
    
    • 访问器的Decorator就是get set前缀函数了,用于控制属性的赋值、取值操作,在使用上和函数装饰器没有任何区别
    
    class Modal {
      _name = 'Niko'
    
      @prefix
      get name() { return this._name }
    }
    
    function prefix(target, name, descriptor) {
      return {
        ...descriptor,
        get () {
          return `wrap_${this._name}`
        }
      }
    }
    
    console.log(new Modal().name) // wrap_Niko
    
    • 对于属性装饰器是没有descriptor返回的,并且装饰器函数的返回值也会被忽略,如果我们需要修改某一个静态属性,则需要自己获取descriptor
      class Modal {
        @prefix
        static name1 = 'Niko'
      }
      
      function prefix(target, name) {
        let descriptor = Object.getOwnPropertyDescriptor(target, name)
      
        Object.defineProperty(target, name, {
          ...descriptor,
          value: `wrap_${descriptor.value}`
        })
      }
      
      console.log(Modal.name1) // wrap_Niko
    

    对于一个实例的属性,则没有直接修改的方案,不过我们可以结合着一些其他装饰器来曲线救国。

    比如,我们有一个类,会传入姓名和年龄作为初始化的参数,然后我们要针对这两个参数设置对应的格式校验

      const validateConf = {} // 存储校验信息
      
      @validator
      class Person {
        @validate('string')
        name
        @validate('number')
        age
      
        constructor(name, age) {
          this.name = name
          this.age = age
        }
      }
      
      function validator(constructor) {
        return class extends constructor {
          constructor(...args) {
            super(...args)
      
            // 遍历所有的校验信息进行验证
            for (let [key, type] of Object.entries(validateConf)) {
              if (typeof this[key] !== type) throw new Error(`${key} must be ${type}`)
            }
          }
        }
      }
      
      function validate(type) {
        return function (target, name, descriptor) {
          // 向全局对象中传入要校验的属性名及类型
          validateConf[name] = type
        }
      }
      
      new Person('Niko', '18')  // throw new error: [age must be number]
      
    

    函数参数装饰器

      const parseConf = {}
      class Modal {
        @parseFunc
        addOne(@parse('number') num) {
          return num + 1
        }
      }
      
      // 在函数调用前执行格式化操作
      function parseFunc (target, name, descriptor) {
        return {
          ...descriptor,
          value (...arg) {
            // 获取格式化配置
            for (let [index, type] of parseConf) {
              switch (type) {
                case 'number':  arg[index] = Number(arg[index])             break
                case 'string':  arg[index] = String(arg[index])             break
                case 'boolean': arg[index] = String(arg[index]) === 'true'  break
              }
      
              return descriptor.value.apply(this, arg)
            }
          }
        }
      }
      
      // 向全局对象中添加对应的格式化信息
      function parse(type) {
        return function (target, name, index) {
          parseConf[index] = type
        }
      }
      
      console.log(new Modal().addOne('10')) // 11
      
    

    Decorator 用例

    img

    log

    为一个方法添加 log 函数,检查输入的参数

        let log = type => {
          return (target,name,decorator) => {
            const method = decorator.value;
            console.log(method);
    
            decorator.value = (...args) => {
              console.info(`${type} 正在进行:${name}(${args}) = ?`);
              let result;
              try{
                result = method.apply(target,args);
                console.info(`(${type}) 成功 : ${name}(${args}) => ${result}`);
              }catch(err){
                console.error(`(${type}) 失败: ${name}(${args}) => ${err}`);
              }
              return result;
            }
          }
        }
    
        class Math {
          @log('add')
          add(a, b) {
            return a + b;
          }
        }
    
        const math = new Math();
    
        // (add) 成功 : add(2,4) => 6
        math.add(2, 4);
    

    img

    time

    用于统计方法执行的时间:

    function time(prefix) {
      let count = 0;
      return function handleDescriptor(target, key, descriptor) {
    
        const fn = descriptor.value;
    
        if (prefix == null) {
          prefix = `${target.constructor.name}.${key}`;
        }
    
        if (typeof fn !== 'function') {
          throw new SyntaxError(`@time can only be used on functions, not: ${fn}`);
        }
    
        return {
          ...descriptor,
          value() {
            const label = `${prefix}-${count}`;
            count++;
            console.time(label);
    
            try {
              return fn.apply(this, arguments);
            } finally {
              console.timeEnd(label);
            }
          }
        }
      }
    }
    

    debounce

    对执行的方法进行防抖处理

      class Toggle extends React.Component {
      
        @debounce(500, true)
        handleClick() {
          console.log('toggle')
        }
      
        render() {
          return (
            <button onClick={this.handleClick}>
              button
            </button>
          );
        }
      }
      
      function _debounce(func, wait, immediate) {
      
          var timeout;
      
          return function () {
              var context = this;
              var args = arguments;
      
              if (timeout) clearTimeout(timeout);
              if (immediate) {
                  var callNow = !timeout;
                  timeout = setTimeout(function(){
                      timeout = null;
                  }, wait)
                  if (callNow) func.apply(context, args)
              }
              else {
                  timeout = setTimeout(function(){
                      func.apply(context, args)
                  }, wait);
              }
          }
      }
      
      function debounce(wait, immediate) {
        return function handleDescriptor(target, key, descriptor) {
          const callback = descriptor.value;
      
          if (typeof callback !== 'function') {
            throw new SyntaxError('Only functions can be debounced');
          }
      
          var fn = _debounce(callback, wait, immediate)
      
          return {
            ...descriptor,
            value() {
              fn()
            }
          };
        }
      }
    

    更多关于 core-decorators 的例子后面再
    Nealyang/PersonalBlog中补充,再加注释说明。

    参考

    学习交流

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    指针作为参数传入函数的陷阱
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/Nealyang/p/11582781.html
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