一文带你了解TypeScript装饰器

淩亂°似流年 2023-01-01 15:56 261阅读 0赞

### 目录 ###

*   *   *  1. 什么是装饰器？
         *   *  （1）装饰器的作用
             *  （2）装饰器的定义
             *  （3）装饰器的本质
         *  2. 装饰器工厂
         *  3. 装饰器组合
         *  4. 类装饰器
         *  5. 方法装饰器
         *  6. 访问器装饰器
         *  7. 属性装饰器
         *  8. 参数装饰器

![在这里插入图片描述][20210103204114816.png]

### 1. 什么是装饰器？ ###

#### （1）装饰器的作用 ####

装饰器(decorator)的主要作用是给一个已有的方法或类扩展一些新的行为，而不是去直接修改它本身。

在 ES2015 进入 Class 之后，当我们需要在多个不同的类之间共享或者扩展一些方法或行为的时候，代码会变得错综复杂，极其不优雅，这也就是装饰器被提出的一个很重要的原因。但是ECMAScript 的装饰器提案到现在还没有定案，所以来学习一下TypeScript中的装饰器。不过，在 TS 中，装饰器仍然是一项实验性特性，未来可能有所改变，所以如果要使用装饰器，需要在 tsconfig.json 的编译配置中开启`experimentalDecorators`，将它设为 true：

// tsconfig.json
    "experimentalDecorators": true

#### （2）装饰器的定义 ####

装饰器使用`@`符号加一个名字来定义，如`@decorat`，这的 decorat 必须是一个函数或者求值后是一个函数，这个 decorat 命名不是写死的，是自己定义的，这个函数在运行的时候被调用，被装饰的声明作为参数会自动传入。要注意**装饰器要紧挨着要修饰的内容的前面**，而且所有的装饰器不能用在声明文件(.d.ts)中和任何外部上下文中（比如 declare）。下面这个函数，就可以作为装饰器使用：

function setProp (target) { 
        // ...
    }
    @setProp

先定义一个函数，然后这个函数有一个参数，就是要装饰的目标，装饰的作用不同，这个target代表的东西也不同。定义了这个函数之后，它就可以作为装饰器，使用`@函数名`的形式，写在要装饰的内容前面。

比如，声明一个函数 `addAge` 去给 Class 的属性 `age` 添加年龄.

这段代码实际上基本等同于：

Person = addAge(function Person() {  ... });

当装饰器作为修饰类的时候，会把构造器传递进去。 `constructor.prototype.age` 就是在每一个实例化对象上面添加一个 `age` 值，这里 `addAge` 就添加了一个 `age` 值。

#### （3）装饰器的本质 ####

我们需要明确两个概念:

*  目前装饰器本质上是一个函数，`@expression` 的形式其实是一个语法糖, expression 求值后必须也是一个函数，它会在运行时被调用，被装饰的声明信息做为参数传入
 *  JavaScript 中的 Class 其实也是一个语法糖,

在 JavaScript 中声明一个 Class:

class Person{ 
        say() { 
            console.log('hello')
        }
    }

这个 Person 类实际上相当于:

function Person() { }
    Object.defineProperty(Cat.prototype, 'say', { 
        value: function() {  console.log('hello'); },
        enumerable: false,
        configurable: true,
        writable: true
    });

### 2. 装饰器工厂 ###

**装饰器工厂**也是一个函数，它的返回值是一个函数，返回的函数作为装饰器的调用函数。如果使用装饰器工厂，那么在使用的时候，就要加上函数调用。如下：

function setProp () { 
        return function (target) { 
            // ...
        }
    }
    @setProp()

假设这样一个场景：我们需要几个装饰器，分别把一个类中的部分属性、类本身、方法、参数的名称打印出来。

我们可能会写出四个不同的装饰器来分别装饰到不同成员上:

@logClass
    class Person {  
      @logProperty
      public name: string;
      constructor(name : string) {  
        this.name = name;
      }
      @logMethod
      public greet(@logParameter message : string) : string {  
        return `${ this.name} say: ${ message}`;
      }
    }
    // 打印构造函数
    function logClass(target: typeof Person) { 
        console.log(target)
    }
    // 打印属性名
    function logProperty(target: any, propertyKey: string) { 
        console.log(propertyKey);   
    }
    // 打印方法名
    function logMethod(target: any, propertyKey: string, descriptor: PropertyDescriptor) { 
        console.log(propertyKey);   
    }
    // 打印参数位置
    function logParameter(target: Object, propertyKey: string, index: number) { 
        console.log(index);
    }
    // name
    // 0
    // greet
    // [Function: Person]

确实达到效果了，但是装饰器通常是用于抽象和重用，如果一个项目或者库有过量装饰器不仅不能达到上述效果，然而会让项目难以维护。

而且上述装饰器其实是有共同点的，他们都是打印一些关键信息，因此可以用一个**装饰器工厂**来进一步抽象上述代码。

之后直接用 `log` 代替 `logClass`、`logProperty`、`logMethod`、`logParameter` 即可。

### 3. 装饰器组合 ###

装饰器可以组合，也就是对于同一个目标，引用多个装饰器：

// 可以写在一行
    @setName @setAge target
    // 可以换行
    @setName
    @setAge
    target

需要注意，多个装饰器的执行顺序：

*  装饰器工厂从上到下依次执行，但是只是用于返回函数但不调用函数；
 *  装饰器函数从下到上依次执行，也就是执行工厂函数返回的函数。

以下面的两个装饰器工厂为例：

function setName () { 
        console.log('get setName')
        return function (target) { 
            console.log('setName')
        }
    }
    function setAge () { 
        console.log('get setAge')
        return function (target) { 
            console.log('setAge')
        }
    }
    @setName()
    @setAge()
    class Test { }
    // 打印出来的内容如下：
    /** 'get setName' 'get setAge' 'setAge' 'setName' */

可以看到，多个装饰器，会先执行装饰器工厂函数获取所有装饰器，然后再从后往前执行装饰器的逻辑。

类的定义中不同声明上的装饰器将按以下规定的**顺序引用**：

1.  参数装饰器，方法装饰器，访问符装饰器或属性装饰器应用到每个实例成员；
2.  参数装饰器，方法装饰器，访问符装饰器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。

### 4. 类装饰器 ###

类装饰器在类声明之前声明，要记着装饰器要紧挨着要修饰的内容，类装饰器应用于类的声明。

类装饰器表达式会在运行时当做函数被调用，它由唯一一个参数，就是装饰的这个类。

可以看到，在装饰器里打印出类的 name 属性值，也就是类的名字，没有使用 Info 创建实例，控制台也打印了"Info"，因为装饰器作用与装饰的目标声明时。而且将装饰器里获取的参数 target 赋值给 sign，最后判断 sign 和定义的类 Info 是不是相等，如果相等说明它们是同一个对象，结果是 true。而且类 Info 的原型对象的 constructor 属性指向的其实就是 Info 本身。

通过装饰器，就可以修改类的原型对象和构造函数：

上面通过 addName 修饰符可以在类 A 的原型对象上添加一个 name 属性，这样使用 A 创建的实例，应该可以继承这个 name 属性，访问实例对象的 name 属性应该返回"lison"，但是这里报错，是因为定义的类 A 并没有定义属性 name，所以可以定义一个同名接口，通过声明合并解决这个问题：

如果类装饰器返回一个值，那么会使用这个返回的值替换被装饰的类的声明，所以可以使用此特性修改类的实现。但是要注意的是，需要自己处理原有的原型链。可以通过装饰器，来覆盖类里一些操作，来看官方的这个例子：

function classDecorator<T extends {  new (...args: any[]): { } }>(target: T) { 
      return class extends target { 
        newProperty = "new property";
        hello = "override";
      };
    }
    @classDecorator
    class Greeter { 
      property = "property";
      hello: string;
      constructor(m: string) { 
        this.hello = m;
      }
    }
    console.log(new Greeter("world"));
    /* { hello: "override" newProperty: "new property" property: "property" } */

首先定义了一个装饰器，它返回一个类，这个类继承要修饰的类，所以最后创建的实例不仅包含原 Greeter 类中定义的实例属性，还包含装饰器中定义的实例属性。在装饰器里给实例添加的属性，设置的属性值会覆盖被修饰的类里定义的实例属性，所以创建实例的时候虽然传入了字符串，但是 hello 还是装饰器里设置的"override"。我们把这个例子改一下：

这里，装饰器的返回值还是返回一个类，但是这个类不继承被修饰的类了，所以最后打印出来的实例，只包含装饰器中返回的类定义的实例属性，被装饰的类的定义被替换了。

如果我们的类装饰器有返回值，但返回的不是一个构造函数（类），那就会报错了。

### 5. 方法装饰器 ###

方法装饰器用来处理类中方法，它可以处理方法的属性描述符，可以处理方法定义。方法装饰器在运行时也是被当做函数调用，含 3 个参数：

*  装饰静态成员时是类的构造函数，装饰实例成员时是类的原型对象；
 *  成员的名字；
 *  成员的属性描述符。

我们知道，对象可以设置属性，如果属性值是函数，那这个函数称为方法。每一个属性和方法在定义的时候，都伴随三个属性描述符`configurable`、`writable`和`enumerable`，分别用来描述这个属性的可配置性、可写性和可枚举性。这三个描述符，需要使用 ES5 才有的 Object.defineProperty 方法来设置，使用方法如下：

通过这个例子，我们分别体验了这三个属性修饰符，还要一个字段是 value，用来设置属性的值。首先当我们设置 writable 为 false 时，通过给 obj.name 赋值是没法修改它起初定义的属性值的；普通的属性在 for in 等迭代器中是可以遍历到的，但是如果设置了 enumerable 为 false，即为不可枚举的，就遍历不到了；最后如果设置 configurable 为 false，那么就再也无法通过 Object.defineProperty 修改该属性的三个描述符的值了，所以这是个不可逆的设置。正是因为设置属性的属性描述符需要用 Object.defineProperty 方法，而这个方法又没法通过 ES3 的语言模拟，所以不支持 ES5 的浏览器是没法使用属性描述符的。

方法装饰器对于属性描述符相关的一些操作，如果代码输出目标小于 ES5，属性描述符会是 undefined。

来看例子：

这个例子中通过定义了一个方法装饰器工厂，装饰器工厂返回一个装饰器；因为这个装饰器修饰在下面使用的时候修饰的是实例(或者实例继承的)的方法，所以装饰器的第一个参数是类的原型对象；第二个参数是这个方法名；第三个参数是这个属性的属性描述符的对象，可以直接通过设置这个对象上包含的属性描述符的值，来控制这个属性的行为。这里定义的这个方法装饰器，通过传入装饰器工厂的一个布尔值，来设置这个装饰器修饰的方法的可枚举性。如果去掉@enumerable(false)，那么最后 for in 循环打印的结果，会既有"age"又有"getAge"。

如果方法装饰器返回一个值，那么会用这个值作为方法的属性描述符对象：

在这个例子中，在方法装饰器中返回一个对象，对象中包含 value 用来修改方法，enumerable 用来设置可枚举性。我们可以看到最后打印出的 info.getAge()的结果为"not age"，说明我们成功使用`function () { return “not age” }`替换了被装饰的方法`getAge () { return this.age }`

注意，当构建目标小于 ES5 的时候，方法装饰器的返回值会被忽略。

### 6. 访问器装饰器 ###

访问器也就是 set 和 get 方法，一个在设置属性值的时候触发，一个在获取属性值的时候触发。

注意，TS 不允许同时装饰一个成员的 get 和 set 访问器，只需要这个成员 get/set 访问器中定义在前面的一个即可。

访问器装饰器也有三个参数，和方法装饰器是一模一样的：

这里同时给 name 属性的 set 和 get 访问器使用了装饰器，所以在给定义在后面的 set 访问器使用装饰器时就会报错。经过 enumerable 访问器装饰器的处理后，name 属性变为了不可枚举属性。同样的，如果访问器装饰器有返回值，这个值会被作为属性的属性描述符。

### 7. 属性装饰器 ###

属性装饰器声明在属性声明之前，它有 2 个参数，和方法装饰器的前两个参数是一模一样的。属性装饰器没法操作属性的属性描述符，它只能用来判断某各类中是否声明了某个名字的属性。

function printPropertyName(target: any, propertyName: string) { 
      console.log(propertyName);
    }
    class Info { 
      @printPropertyName
      name: string;
      @printPropertyName
      age: number;
    }

### 8. 参数装饰器 ###

参数装饰器，顾名思义是用于修饰参数的装饰器。它的应用比较广泛：

参数装饰器需要三个参数 `target`、`propertyKey`、`index`：

*  target：当前对象的原型，也就是说，假设 `Person` 是当前对象，那么当前对象 `target` 的原型就是 `Person.prototype`
 *  propertyKey：参数的名称，上例中指的就是 greet
 *  index：参数数组中的位置，比如上例中参数 name 的位置是 1, message 的位置为 0

参数装饰器其实有他的特殊之处，之前学的装饰器是可以修改被修饰者的行为的，比如可以把一个方法的「可写性」禁用了，这就实现了类方法的「只读」效果，但是参数装饰器不可以，他没有`descriptor`参数，因此没有相关的 API 供它修改被修饰者的行为。

参数装饰器可以提供信息，给比如给类原型添加了一个新的属性，属性中包含一系列信息，这些信息就被成为「元数据」，然后就可以使用另外一个装饰器来读取「元数据」。

注意，参数装饰器的返回值会被忽略：

这里在 getInfo 方法的第二个参数之前使用参数装饰器，从而可以在装饰器中获取到一些信息。

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