TypeScript装饰器（decorators）

2018-12-10 本文已影响121人涅槃快乐是金

什么是装饰器

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。装饰器使用 @expression这种形式，expression求值后必须为一个函数，它会在运行时被调用，被装饰的声明信息做为参数传入。

通俗的理解可以认为就是在原有代码外层包装了一层处理逻辑。
个人认为装饰器是一种解决方案，而并非是狭义的@Decorator，后者仅仅是一个语法糖罢了。

装饰器在身边的例子随处可见，一个简单的例子

水龙头上边的起泡器就是一个装饰器，在装上以后就会把空气混入水流中，掺杂很多泡泡在水里。
但是起泡器安装与否对水龙头本身并没有什么影响，即使拆掉起泡器，也会照样工作，水龙头的作用在于阀门的控制，至于水中掺不掺杂气泡则不是水龙头需要关心的。

在TypeScript中装饰器还属于实验性语法，你必须在命令行或tsconfig.json里启用experimentalDecorators编译器选项：

命令行:

tsc --target ES5 --experimentalDecorators

tsconfig.json:

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

为什么要用装饰器

可能有些时候，我们会对传入参数的类型判断、对返回值的排序、过滤，对函数添加节流、防抖或其他的功能性代码，基于多个类的继承，各种各样的与函数逻辑本身无关的、重复性的代码。
所以，对于装饰器，可以简单地理解为是非侵入式的行为修改。

如何定义装饰器

装饰器本身其实就是一个函数，理论上忽略参数的话，任何函数都可以当做装饰器使用。
helloword.ts

function helloWord(target: any) {
    console.log('hello Word!');
}

@helloWord
class HelloWordClass {

}

使用tsc编译后,执行命令node helloword.js，输出结果如下：

hello Word!

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：

书写在同一行上：

@f @g x

书写在多行上：

@f
@g
x

装饰器执行时机

修饰器对类的行为的改变，是代码编译时发生的（不是TypeScript编译，而是js在执行机中编译阶段），而不是在运行时。这意味着，修饰器能在编译阶段运行代码。也就是说，修饰器本质就是编译时执行的函数。
在Node.js环境中模块一加载时就会执行

但是实际场景中，有时希望向装饰器传入一些参数, 如下：

@Path("/hello", "world")
class HelloService {}

此时上面装饰器方法就不满足了（VSCode编译报错），这是我们可以借助JavaScript中函数柯里化特性

function Path(p1: string, p2: string) {
    return function (target) { //  这才是真正装饰器
        // do something 
    }
}

装饰器类型

装饰器的类型有：类装饰器、访问器装饰器、属性装饰器、方法装饰器、参数装饰器，但是没有函数装饰器(function)。

1.类装饰器

应用于类构造函数，其参数是类的构造函数。
注意class并不是像Java那种强类型语言中的类，而是JavaScript构造函数的语法糖。

function addAge(args: number) {
    return function (target: Function) {
        target.prototype.age = args;
    };
}

@addAge(18)
class Hello {
    name: string;
    age: number;
    constructor() {
        console.log('hello');
        this.name = 'yugo';
    }
}

console.log(Hello.prototype.age);//18
let hello = new Hello();

console.log(hello.age);//18

2.方法装饰器

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。
方法装饰会在运行时传入下列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{value: any, writable: boolean, enumerable: boolean, configurable: boolean}。

function addAge(constructor: Function) {
  constructor.prototype.age = 18;
}

function method(target: any, propertyKey: string, descriptor: PropertyDescriptor) {
   console.log(target);
   console.log("prop " + propertyKey);
   console.log("desc " + JSON.stringify(descriptor) + "\n\n");
};

@addAge
class Hello{
  name: string;
  age: number;
  constructor() {
    console.log('hello');
    this.name = 'yugo';
  }

  @method
  hello(){
    return 'instance method';
  }

  @method
  static shello(){
    return 'static method';
  }
}

我们得到的结果是

Hello { hello: [Function] }
prop hello
desc {"writable":true,"enumerable":true,"configurable":true}


{ [Function: Hello] shello: [Function] }
prop shello
desc {"writable":true,"enumerable":true,"configurable":true}

假如我们修饰的是 hello 这个实例方法，第一个参数将是原型对象，也就是 Hello.prototype。

假如是 shello 这个静态方法，则第一个参数是构造器 constructor。

第二个参数分别是属性名，第三个参数是属性修饰对象。

注意：在vscode编辑时有时会报作为表达式调用时，无法解析方法修饰器的签名。错误，此时需要在tsconfig.json中增加target配置项：

{
    "compilerOptions": {
        "target": "es6",
        "experimentalDecorators": true,
    }
}

3. 访问器装饰器

访问器装饰器应用于访问器的属性描述符，可用于观察，修改或替换访问者的定义。访问器装饰器不能在声明文件中使用，也不能在任何其他环境上下文中使用（例如在声明类中）。

注意: TypeScript不允许为单个成员装饰get和set访问器。相反，该成员的所有装饰器必须应用于按文档顺序指定的第一个访问器。这是因为装饰器适用于属性描述符，它结合了get和set访问器，而不是单独的每个声明。

访问器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：

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。
成员的名字。
成员的属性描述符。

注意如果代码输出目标版本小于ES5，Property Descriptor将会是undefined。

如果访问器装饰器返回一个值，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。

下面是使用了访问器装饰器（@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;
    };
}

4. 方法参数装饰器

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、参数的名字。
3、参数在函数参数列表中的索引。

const parseConf = [];
class Modal {
    @parseFunc
    public addOne(@parse('number') num) {
        console.log('num:', num);
        return num + 1;
    }
}

// 在函数调用前执行格式化操作
function parseFunc(target, name, descriptor) {
    const originalMethod = descriptor.value;
    descriptor.value = function (...args: any[]) {
        for (let index = 0; index < parseConf.length; index++) {
            const type = parseConf[index];
            console.log(type);
            switch (type) {
                case 'number':
                    args[index] = Number(args[index]);
                    break;
                case 'string':
                    args[index] = String(args[index]);
                    break;
                case 'boolean':
                    args[index] = String(args[index]) === 'true';
                    break;
            }
            return originalMethod.apply(this, args);
        }
    };
    return descriptor;
}

// 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('parseConf[index]:', type);
    };
}
let modal = new Modal();
console.log(modal.addOne('10')); // 11

5. 属性装饰器

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。

function log(target: any, propertyKey: string) {
    let value = target[propertyKey];
    // 用来替换的getter
    const getter = function () {
        console.log(`Getter for ${propertyKey} returned ${value}`);
        return value;
    }
    // 用来替换的setter
    const setter = function (newVal) {
        console.log(`Set ${propertyKey} to ${newVal}`);
        value = newVal;
    };
    // 替换属性，先删除原先的属性，再重新定义属性
    if (delete this[propertyKey]) {
        Object.defineProperty(target, propertyKey, {
            get: getter,
            set: setter,
            enumerable: true,
            configurable: true
        });
    }
}
class Calculator {
    @log
    public num: number;
    square() {
        return this.num * this.num;
    }
}
let cal = new Calculator();
cal.num = 2;
console.log(cal.square());
// Set num to 2
// Getter for num returned 2
// Getter for num returned 2
// 4

装饰器加载顺序

function ClassDecorator() {
    return function (target) {
        console.log("I am class decorator");
    }
}
function MethodDecorator() {
    return function (target, methodName: string, descriptor: PropertyDescriptor) {
        console.log("I am method decorator");
    }
}
function Param1Decorator() {
    return function (target, methodName: string, paramIndex: number) {
        console.log("I am parameter1 decorator");
    }
}
function Param2Decorator() {
    return function (target, methodName: string, paramIndex: number) {
        console.log("I am parameter2 decorator");
    }
}
function PropertyDecorator() {
    return function (target, propertyName: string) {
        console.log("I am property decorator");
    }
}

@ClassDecorator()
class Hello {
    @PropertyDecorator()
    greeting: string;


    @MethodDecorator()
    greet( @Param1Decorator() p1: string, @Param2Decorator() p2: string) { }
}

输出结果：

I am property decorator
I am parameter2 decorator
I am parameter1 decorator
I am method decorator
I am class decorator

从上述例子得出如下结论：

有多个参数装饰器时：从最后一个参数依次向前执行
方法和方法参数中参数装饰器先执行。
类装饰器总是最后执行。
方法和属性装饰器，谁在前面谁先执行。因为参数属于方法一部分，所以参数会一直紧紧挨着方法执行。

上述例子中属性和方法调换位置，输出如下结果：

I am parameter2 decorator
I am parameter1 decorator
I am method decorator
I am property decorator
I am class decorator